JP3602964B2 - 画像形成装置及び接触帯電部材のトナー除去方法 - Google Patents
画像形成装置及び接触帯電部材のトナー除去方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、静電複写機、レーザプリンタ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特に像担持体の表面に接触する接触帯電部材に所定の帯電電圧を印加して像担持体を帯電する画像形成装置及び接触帯電部材のトナー除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は電子写真プロセスを用いた画像形成装置の概略構成図である。
感光体ドラム（像担持体）１０１は、導体１０１ｂの表面に感光体１０１ａを有しており、同図の矢印方向に回転する。この感光体ドラム１０１の周囲には、帯電手段１０２、露光手段１０３、現像手段１０４、転写手段１０５、クリーニング手段１０６が配設されており、各手段が次のように作動する。
【０００３】
すなわち、帯電手段１０２は、感光体１０１ａの表面を所要の電位に帯電する。続いて、露光手段１０３が感光体１０１ａの表面を露光して、所望の画像に対応した静電潜像を感光体１０１ａの表面に形成する。現像手段１０４は、露光手段１０３によって形成された静電潜像をトナーによって現像し、感光体１０１ａの表面にトナー像を形成する。その後、転写手段１０５が、図示しない搬送手段によって送られてくる転写媒体Ｐ上に、感光体１０１ａの表面に形成されたトナー像を転写する。転写手段１０５によりトナー像が転写された転写媒体Ｐは、図示しない定着手段へと搬送され、そこで加熱によるトナー像の定着を施された後、装置外に排出されていく。
【０００４】
一方、クリーニング手段１０６は、転写後の感光体１０１ａの表面に残存するトナーを掻き落とし、感光体１０１ａの表面を清掃する。
さて、従来の画像形成装置では、上記のとおりクリーニング手段１０６と帯電手段１０２とを別個に備えていた。
【０００５】
図９は従来の画像形成装置に用いられていたクリーニング手段の一例を示している。
クリーニング手段１０６は、クリーニングブレード１０６ａを主体として構成されている。クリーニングブレード１０６ａはウレタンゴムからなり、例えば厚さ２ｍｍ，幅約３００ｍｍに形成され、支持部材１０６ｂにより支持されている。クリーニングブレード１０６ａの先端部は支持部材１０６ｂの先端から突き出しており、その突き出し量ａは、例えば８ｍｍになるように調整してある。
【０００６】
また、クリーニングブレード１０６ａの支持角θ（感光体ドラムの接線方向に対するブレードの傾斜角度）は２０°、感光体１０１ａ上の残留トナーへの食い込み量ｂは略１．２ｍｍになるように調整してある。
このような構成のクリーニングブレード１０６ａは、エッジ部分が感光体１０１ａに付着している残留トナーに食い込んで、感光体１０１ａから掻き落とす。
【０００７】
一方、帯電手段１０２としては、従来からのスコロトロンなどのコロナ帯電装置のほかに、いわゆる接触帯電器が広く用いられている。接触帯電器は、感光体１０１ａに帯電部材を接触させ、この帯電部材に電圧を印加することによって感光体１０１ａの帯電を行なう。
【０００８】
図１０は従来の接触帯電器の一例を示している。
接触帯電器はローラ形状の帯電部材１０７を備えている。この帯電部材１０７は、導体１０７ｂの周面に弾性体層１０７ａを有し、例えば直径５〜２０ｍｍ、幅約３００ｍｍに形成されている。
帯電部材１０７は、回転する感光体ドラム１０１に接触して従動回転する。帯電部材の弾性体層１０７ａは、抵抗率が１０７〜１０９Ωｃｍ程度の導電性材料で構成してある。また、帯電部材１０７の表面（弾性体層１０７ａの表面）には、膜厚が１０〜２０μｍ程度の表面保護層が形成されている場合もある。
帯電部材１０７には電源１０８により所定の帯電電圧が印加され、感光体１０１ａを帯電する。一般に、帯電電圧は−１．０〜−１．５ｋＶ程度の直流電圧である。
【０００９】
上述したようにクリーニング手段１０６と帯電手段１０２とを別個に備えた従来の画像形成装置は、感光体ドラム１０１の周囲にクリーニングスペースと帯電スペースの双方が必要であるため、装置全体が大形化する欠点があった。
また、クリーニング手段１０６と帯電手段１０２とが、別個の構成部材となっているため、部品点数が多く製品コストが高価格となる欠点があった。
このような問題を解決するために、従来から接触帯電・クリーニングブレードを備えた画像形成装置が提案されている（例えば、特開昭５６−１６５１６６号公報、特開平７−９２７６７号公報参照）。
【００１０】
図１１は従来のこの種の画像形成装置が備えている接触帯電・クリーニングブレードの概要を示している。
接触帯電・クリーニングブレード１１０は、上述したクリーニングブレード１０６ａとほぼ同様の寸法形状に形成してあり、支持部材１１１により支持されている。すなわち、接触帯電・クリーニングブレード１１０は、例えば厚さ２ｍｍ，幅約３００ｍｍに形成されている。接触帯電・クリーニングブレード１１０の先端部は支持部材１１１の先端から突き出しており、その突き出し量ａは、例えば８ｍｍになるように調整してある。
【００１１】
また、接触帯電・クリーニングブレード１１０の支持角θ（感光体ドラムの接線方向に対するブレードの傾斜角度）は２０°、感光体１０１ａ上の残留トナーへの食い込み量ｂは略１．２ｍｍになるように調整してある。
このような構成の接触帯電・クリーニングブレード１１０は、エッジ部分が感光体１０１ａに付着している残留トナーに食い込んで、その残留トナーを感光体１０１ａから掻き落とす。
【００１２】
さらに、この接触帯電・クリーニングブレード１１０は、ウレタンゴムをベースにカーボンやイオン導電材を分散させて、抵抗率を１０６〜１０９Ωｃｍ程度に調整してある。そして、接触帯電・クリーニングブレード１１０は、既述の帯電部材１０７と同様、電源１１２により電圧が印加され、感光体１０１ａを帯電する。一般に、帯電電圧は−１．０〜−１．５ｋＶ程度の直流電圧である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の接触帯電・クリーニングブレードを備えた画像形成装置では、長期間使用した場合に、次のような問題が生ずるおそれがあった。
すなわち、本来、転写後にも感光体１０１ａ上に付着している残留トナーは、接触帯電・クリーニングブレード１１０のエッジ部分により除去されるはずである。
【００１４】
しかし、実際には僅かづつではあるが、帯電・クリーニングブレード１１０のエッジ部分を通り抜ける残留トナーが存在する。これは、帯電・クリーニングブレード１１０自体の僅かな振動や、感光体１０１ａの回転開始時や停止時に該ブレード１１０にかかる振動などが原因であると考えられる。
そして、接触帯電・クリーニングブレード１１０のエッジ部分を通り抜けた残留トナーの一部は、該ブレード１１０のエッジ部分より下流側にある感光体１０１ａとの対向面に付着する。
【００１５】
このようにトナーが接触帯電・クリーニングブレード１１０に付着するのは、次のようなことが原因と考えられる。
いわゆるネガポジ現像の画像形成装置では、転写後の感光体上の残留トナーの中に、転写時の放電などが原因となってプラス（感光体１０１ａの帯電極性とは逆極性）に帯電したトナーが存在する。また、接触帯電・クリーニングブレード１１０を通過する際にも、同ブレード１１０との摩擦によってプラスに帯電したトナーが存在するようになる。
また、いわゆるポジポジ現像では、トナー自体がプラスに帯電している。
【００１６】
一方、接触帯電・クリーニングブレード１１０にはマイナスの高電圧が印加されているため、同ブレード１１０を通り抜けるとき、プラス電位の残留トナーがマイナス電位の接触帯電・クリーニングブレード１１０へ付着することになる。そして、接触帯電・クリーニングブレード１１０へのトナーの付着が長期間にわたり積み重なっていくと、同ブレード１１０と感光体１０１ａとの間で起こる放電が不均一となり、感光体１０１ａを均一に帯電することができなくなる。このため異常画像が発生するという問題がある。
【００１７】
このような問題に対して、接触帯電・クリーニングブレードを通過する前に、あらかじめ感光体上の残留トナーを、接触帯電・クリーニングブレードに印加する電圧の極性と同じマイナスの極性に帯電させる手段も提案されている（特開平７−３２５４５９号公報参照）。
しかし、このような手段を採用した場合、残留トナーをマイナスの極性に帯電させるための帯電器を感光体ドラムの周囲に配設することが必要となり、画像形成装置の大形化と部品点数の増加による製品コストの高価格化が問題となる。
【００１８】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で接触帯電・クリーニングブレード等の接触帯電部材における感光体との対向面に付着したトナーを除去することを可能とし、長期間にわたり良好な画像品質が得られるようにすることを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記目的を達成するため、駆動可能な像担持体と、この像担持体の表面に接触する接触帯電部材とを備え、接触帯電部材に所定の帯電電圧を印加して像担持体を帯電する画像形成装置において、
上記像担持体における上記接触帯電部材に対向する対向面が、像担持体が駆動されている間の所要の帯電電位であって像担持体が停止している状態で、上記接触帯電部材の電位を、その接触帯電部材における像担持体表面との対向面に付着したトナーを像担持体に転移させることが可能な所要の清掃電位に切り替えるようにしたものである。
【００２０】
このように、像担持体が停止している状態で、接触帯電部材の電位を清掃電位に切り替えることにより、接触帯電部材に付着するトナーを効率的に除去することができる。すなわち、接触帯電部材の電位を清掃電位に切り替えることにより、その接触帯電部材とトナーとの間に反発力が生まれる。
【００２１】
しかし、この切り替えを像担持体が駆動しているときに実行すると、像担持体は、まず接触帯電部材におけるエッジ部分と接触して清掃電位に変化する。続いて、清掃電位に変化した像担持体の部位が、接触帯電部材のエッジ部分より下流側にある面（この面にトナーは付着する）と対向することになる。したがって、接触帯電部材の同面に付着したトナーと像担持体との間でも反発力が生じるため、同トナーを像担持体側へ転移させることが困難となる。
【００２２】
これに対し、本発明のごとく像担持体が停止している状態で、接触帯電部材の電位を清掃電位に切り替えれば、トナーの付着した接触帯電部材の面と対向する像担持体の部位が、清掃電位に変わることはない。したがって、その接触帯電部材の面に付着したトナーを、円滑に像担持体側へ転移させることが可能となる。
特に、画像形成動作の終了により像担持体が停止した直後であれば、像担持体は画像形成時の帯電電位（トナーと逆極性）となっているため、大きな吸引力をもってトナーが像担持体に引き寄せられる。
そして、その接触帯電部材が、像担持体の表面をクリーニングするクリーニング部材も兼ねるようにすれば、専用のクリーニング装置を設ける必要がなくなるので装置を小型にすることができる。
【００２３】
また、駆動可能な像担持体の表面に接触する接触帯電部材に付着したトナーを除去する接触帯電部材のトナー除去方法として、上記像担持体が停止している状態で、その像担持体における上記接触帯電部材に対向する対向面が、像担持体が駆動されている間の所要の帯電電位であるときに、上記接触帯電部材の電位をその接触帯電部材における像担持体表面との対向面に付着したトナーを像担持体に転移させることが可能な所要の清掃電位にし、上記接触帯電部材の対向面に付着しているトナーを像担持体に転移させて接触帯電部材から除去する接触帯電部材のトナー除去方法を実施すれば、上述した画像形成装置と同様に、接触帯電部材に付着するトナーを効率的に除去することができる。
そして、上記接触帯電部材は、一部が像担持体の表面に接触するブレードにするとよい。
【００２４】
また、上記清掃電位を接地電位とすれば、トナーを接触帯電部材から除去するための特別な電圧印加手段が必要なくなり、一層構成が簡易となり製品コストの低減を図ることができる。
【００２５】
一方、上記清掃電位を、像担持体の帯電電位と反対の極性にすれば、接触帯電部材と像担持体との間に形成される電界がより大きくなるため、より強力な電界で接触帯電部材の表面に付着したトナーの清掃を行なうことができる。
【００２６】
また、接触帯電部材に交流電圧を印加することにより、上記清掃電位を形成する構成とすれば、接触帯電部材に付着したトナーに電気的な振動が加わり、このトナーが接触帯電部材から離れやすくなる。このため、接触帯電部材に付着したトナーをより効率的に除去することが可能となる。
【００２７】
さらに、像担持体の駆動開始後、接触帯電部材に帯電電圧を印加する構成とすれば、清掃電位への切り替えによって像担持体に転移したトナーが、再び接触帯電部材へ吸着される不都合を回避することができる。
すなわち、接触帯電部材に帯電電圧を印加すれば、その接触帯電部材とトナーとの間に再び吸引力が生じることになる。しかし、その前に像担持体が駆動されていれば、トナーが転移している像担持体の部位は、接触帯電部材と対向する位置よりも下流側へ移動する。したがって、その後に接触帯電部材へ帯電電圧を印加しても、対向位置にトナーが存在しないため、接触帯電部材へのトナーの転移を回避することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す構成図である。
同図に示すように、画像形成装置は、感光体ドラム（像担持体）１の周囲に、接触帯電・クリーニング装置２、露光装置５、現像装置６、及び転写装置１０を備えている。
【００２９】
感光体ドラム１は、導体１ｂの表面に感光体１ａを塗布することによって形成され、図中の矢印方向に回転する。感光体ドラム１は、例えば１８０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転する。
接触帯電・クリーニング装置２は、導電性の弾性体で形成した接触帯電部材である接触帯電・クリーニングブレード（以下、「ブレード」と略称することもある）３及び電源４を備えている。ブレード３はエッジ部分が感光体１ａに接触している。このブレード３には、電源４によって所定の電圧が印加される。
【００３０】
露光装置５は、接触帯電・クリーニング装置２により均一に帯電された感光体１ａの表面上へ、目的の画像に対応した光を照射して静電潜像を形成する。露光装置５の光源としては、例えばレーザダイオードが用いられ、ポリゴンミラーを介して原稿から反射してきたレーザビームを感光体１ａ上に照射しながら走査していく。
【００３１】
現像装置６は、現像ローラ７、現像剤貯蔵室８、及び電源９を備えている。この現像装置は、現像ローラ７に所定の電圧（例えば、−０．６ｋＶ）を印加するとともに、その現像ローラ７で現像剤を感光体１ａの表面に塗布することで、感光体１ａの静電潜像をトナー像に変換する（反転現像）。現像剤としては、キャリアとトナーを含有する二成分現像剤や、トナーのみの一成分現像剤などを用いる。
【００３２】
転写装置１０は、現像装置６によって感光体１ａ上に形成したトナー像を、図示しない給紙部から送られてきた転写媒体１３上に転写する。転写装置１０は、転写ローラ１１と電源１２とを備え、電源１２によって転写ローラ１１に所定の電圧を印加する構成となっている。電源１２は、例えば２０μＡに定電流制御されている。トナー像が転写された転写媒体は、図示しない定着手段に搬送されて、そのトナー像が定着される。
【００３３】
図２は、図１に示した接触帯電・クリーニング装置を更に詳しく説明するための構成図である。
ブレード３は、例えば厚さ２ｍｍ，幅約３００ｍｍに形成され、支持部材３ａにより支持されている。ブレード３の先端部は支持部材３ａの先端から突き出しており、その突き出し量は、例えば８ｍｍになるように調整してある。
【００３４】
またこの実施形態では、ブレード３の支持角（感光体ドラムの接線方向に対するブレードの傾斜角度）を２０°、感光体１ａ上の残留トナーへの食い込み量を略１．２ｍｍに調整してある。
このような構成のブレード３は、エッジ部分が感光体１ａに付着している残留トナーに食い込んで、その残留トナーを感光体１ａから掻き落とす。
【００３５】
さらに、ブレード３は、ウレタンゴムにハロゲン化物、アルカリ金属塩等のイオン性化合物を添加することによって、導電性を付与してある。なお、ブレード３を構成する材料は、上述のもの以外であってもよい。例えば、ゴムや樹脂などに導電性を付与したものであってもよい。また、カーボンなどを添加した電子性導電化材料であってもよい。
【００３６】
電源４は、第１電源部４ａ及び第２電源部４ｂを備えるとともに、これら各電源部４ａ，４ｂを切り替えてブレード３と接続する切り替えスイッチ４ｃを有している。
切り替えスイッチ４ｃの固定接点４ｃ−１に接続した第１電源部４ａは、画像形成時に感光体１ａを帯電するために必要な帯電電圧（例えば、−１．８ｋＶ）を出力するためのものである。
【００３７】
一方、切り替えスイッチ４ｃの固定接点４ｃ−２に接続した第２電源部４ｂは、ブレード３に付着したトナーを除去するために必要な清掃電圧を出力するためのものである。なお、後述する第１及び第４実施形態では、第２電源部４ｂは必要なく、切り替えスイッチ４ｃの固定接点４ｃ−２は接地（アース）するだけでよい。また、後述する第２及び第３実施形態では、図２に示すとおり第２電源部４ｂを設け、該電源部４ｂから所要の清掃電圧を印加するように構成する。
【００３８】
図３は、この発明の第１実施形態に係る画像形成装置を説明するためのタイミングチャートである。
この第１実施形態では、感光体ドラム１が駆動（回転）している間は、ブレード３には、感光体１ａの帯電に必要な帯電電圧（−１．８ｋＶ）を印加する。この帯電電圧は、図２に示した第１電源部４ａから出力される。ブレード３は、エッジ部分で感光体１ａと接触し、上記帯電電圧によって感光体１ａの表面を所要の帯電電位（−０．８ｋＶ程度）に帯電させる。
【００３９】
その後、画像形成動作の終了に伴い感光体ドラム１が駆動を停止した後、一定のタイミングで切り替えスイッチ４ｃを固定接点４ｃ−２側に切り替え、ブレード３が清掃電位となるようにする。この第１実施形態では、既述のごとく切り替えスイッチ４ｃの固定接点４ｃ−２を接地（アース）してある。したがって、ブレード３の清掃電位は、接地電位（０ｋＶ）となる。
【００４０】
ブレード３の電位切り替えは、感光体ドラム１の駆動停止後に行なっているので、ブレード３が清掃電位（０ｋＶ）となっても、感光体１ａにおけるブレード３の対向面は帯電電位（−０．８ｋＶ程度）に保たれている。
すなわち、このときブレード３は０ｋＶの清掃電位で、感光体１ａは−０．８ｋＶ程度の帯電電位となっている。一方、既述したとおりブレード３に付着したトナーは、プラス電位に帯電している。
したがって、図４に示すように、プラス電位のトナーは、ブレード３より大きな電位差のある感光体１ａ側に引き寄せられて転移することになる。かくしてブレード３に付着していたトナーを除去することができる。
【００４１】
なお、感光体ドラム１の駆動停止後、ブレード３を清掃電位にするための切り替えタイミングとして、この実施形態では０．１ｓｅｃの間隔をおいたが、この切り替えタイミングは任意に設定することができる。
この第１実施形態では、ブレード３の清掃電位を、接地（アース）電位としたので、特別な電源（図２に示した第２電源部４ｂ）を必要とせず、したがって部品点数が減り、一層設備コストを低減することができる。
【００４２】
このように、この画像形成装置は、感光体ドラム１が停止しているときにブレード３の電位を、そのブレード３における感光体ドラム１の表面との対向面に付着したトナーを感光体ドラム１に転移させることが可能な所要の清掃電位にし、上記対向面に付着しているトナーを感光体ドラム１に転移させてブレード３から除去するトナー除去方法を実施するので、ブレード３に付着するトナーを効率的に除去することができる。
【００４３】
図５は、この発明の第２実施形態に係る画像形成装置を説明するためのタイミングチャートである。
この第２実施形態でも、感光体ドラム１が駆動（回転）している間は、ブレード３には、感光体１ａの帯電に必要な帯電電圧（−１．８ｋＶ）を印加する。この帯電電圧は、図２に示した第１電源部４ａから出力される。ブレード３は、エッジ部分で感光体１ａと接触し、上記帯電電圧によって感光体１ａの表面を所要の帯電電位（−０．８ｋＶ程度）に帯電させる。
【００４４】
その後、画像形成動作の終了に伴い感光体ドラム１が駆動を停止した後、一定のタイミングで切り替えスイッチ４ｃを固定接点４ｃ−２側に切り替え、ブレード３が清掃電位となるようにする。この第２実施形態では、既述のごとく切り替えスイッチ４ｃの固定接点４ｃ−２を第２電源部４ｂ（図２参照）に接続してある。したがって、ブレード３は、第２電源部４ｂから清掃電圧を印加され、所定の清掃電位となる。
【００４５】
この第２実施形態では、清掃電位が感光体１ａの帯電電位と逆極性の電位（例えば、＋０．５ｋＶ）となるように、第２電源部４ｂの出力電圧（直流電圧）を設定してある。
ブレード３の電位切り替えは、感光体ドラム１の駆動停止後に行なっているので、ブレード３が清掃電位（＋０．５ｋＶ）となっても、感光体１ａにおけるブレード３の対向面は帯電電位（−０．８ｋＶ程度）に保たれている。
【００４６】
すなわち、このときブレード３は＋０．５ｋＶの清掃電位で、感光体１ａは−０．８ｋＶ程度の帯電電位となっている。一方、既述したとおりブレード３に付着したトナーは、プラス電位に帯電している。
したがって、図４に示すように、プラス電位のトナーは、同じ極性に帯電したブレード３（＋０．５ｋＶ）との間で反発し合い、一方、逆極性の電位にある感光体１ａ（−０．８ｋＶ）に引き寄せられるため、前記第１実施形態に比べ一層確実にトナーをブレード３から除去することが可能となる。
【００４７】
この第２実施形態でも、感光体ドラム１の駆動停止後、ブレード３を清掃電位にするための切り替えタイミングとして、この実施形態では０．１ｓｅｃの間隔をおいたが、この切り替えタイミングは任意に設定することができる。
なお、ブレード３を清掃電位にして一定時間（例えば、１ｓｅｃ）が経過した後、ブレード３への電圧印加をＯＦＦとして一連の動作を終了する。
【００４８】
図６は、この発明の第３実施形態に係る画像形成装置を説明するためのタイミングチャートである。
この第３実施形態でも、感光体ドラム１が駆動（回転）している間は、ブレード３には、感光体１ａの帯電に必要な帯電電圧（−１．８ｋＶ）を印加する。この帯電電圧は、図２に示した第１電源部４ａから出力される。ブレード３は、エッジ部分で感光体１ａと接触し、上記帯電電圧によって感光体１ａの表面を所要の帯電電位（−０．８ｋＶ程度）に帯電させる。
【００４９】
その後、画像形成動作の終了に伴い感光体ドラム１が駆動を停止した後、一定のタイミングで切り替えスイッチ４ｃを固定接点４ｃ−２側に切り替え、ブレード３が清掃電位となるようにする。この第２実施形態では、既述のごとく切り替えスイッチ４ｃの固定接点４ｃ−２を第２電源部４ｂ（図２参照）に接続してある。したがって、ブレード３は、第２電源部４ｂから清掃電圧を印加され、所定の清掃電位となる。
【００５０】
この第３実施形態では、第２電源部４ｂが所定の交流電圧（例えば、振幅１．０ｋＶ、周波数１ｋＨｚの交流電圧）を出力するようになってる。このような交流電圧をブレードに印加することにより、ブレード３に付着したトナーに電気的な振動が加わり、トナーがブレードから離れやすくなる。
【００５１】
ブレード３の電位切り替えは、感光体ドラム１の駆動停止後に行なっているので、ブレード３が清掃電位となっても、感光体１ａにおけるブレード３の対向面は帯電電位（−０．８ｋＶ程度）に保たれている。
すなわち、このときブレード３は振幅１．０ｋＶ、周波数１ｋＨｚで変化する清掃電位となっており、感光体１ａは−０．８ｋＶ程度の帯電電位となっている。一方、既述したとおりブレード３に付着したトナーは、プラス電位に帯電している。
【００５２】
したがって、ブレード３との間でトナーは、電気的振動によって離れやすくなり、一方、逆極性の電位にある感光体１ａ（−０．８ｋＶ）に引き寄せられるため、上述した各実施形態に比べ一層確実にトナーをブレード３から除去することが可能となる。
この第３実施形態でも、感光体ドラム１の駆動停止後、ブレード３を清掃電位にするための切り替えタイミングとして、この実施形態では０．１ｓｅｃの間隔をおいたが、この切り替えタイミングは任意に設定することができる。
【００５３】
また、ブレード３に印加する交流電圧の振幅，周波数は任意でよいが、好ましくは感光体１ａの帯電電位よりも小さな振幅になるように設定することにより、トナーとの間に感光体１ａよりも大きな吸引力が生じないようにする。
なお、ブレード３を清掃電位にして一定時間（例えば、１ｓｅｃ）が経過した後、ブレード３への電圧印加をＯＦＦとして一連の動作を終了する。
【００５４】
図７は、この発明の第４実施形態に係る画像形成装置を説明するためのタイミングチャートである。
この第４実施形態では、画像形成動作及び、該動作終了後に行なうブレード３に付着したトナーの除去については、上述した第１実施形態と同様に行ない、更に、感光体ドラム１が駆動を開始したとき、一定の遅れタイミングをもたせてブレード３に帯電電圧を印加するようにしてある。
【００５５】
すなわち、感光体ドラム１が駆動（回転）している間は、ブレード３には、感光体１ａの帯電に必要な帯電電圧（−１．８ｋＶ）を印加する。この帯電電圧は、図２に示した第１電源部４ａから出力される。ブレード３は、エッジ部分で感光体１ａと接触し、上記帯電電圧によって感光体１ａの表面を所要の帯電電位（−０．８ｋＶ程度）に帯電させる。
【００５６】
その後、画像形成動作の終了に伴い感光体ドラム１が駆動を停止した後、一定のタイミングで切り替えスイッチ４ｃを固定接点４ｃ−２側に切り替え、ブレード３が清掃電位となるようにする。この第４実施形態では、既述のごとく切り替えスイッチ４ｃの固定接点４ｃ−２を接地（アース）してある。したがって、ブレード３の清掃電位は、接地電位（０ｋＶ）となる。
【００５７】
ブレード３の電位切り替えは、感光体ドラム１の駆動停止後に行なっているので、ブレード３が清掃電位（０ｋＶ）となっても、感光体１ａにおけるブレード３の対向面は帯電電位（−０．８ｋＶ程度）に保たれている。
すなわち、このときブレード３は０ｋＶの清掃電位で、感光体１ａは−０．８ｋＶ程度の帯電電位となっている。一方、既述したとおりブレード３に付着したトナーは、プラス電位に帯電している。
【００５８】
したがって、プラス電位のトナーは、ブレード３より大きな電位差のある感光体１ａ側に引き寄せられて転移することになる。かくしてブレード３に付着していたトナーを除去することができる。
その後、再び画像形成動作に入るときは、まずブレード３に帯電電圧を印加しない状態で、感光体ドラム１を駆動する。これにより、感光体１ａ上のトナー（ブレード３から転移したトナー）の付着部分は、ブレード３と対向する部位から下流方向へ移動していく。
【００５９】
次いで、一定の遅れタイミング（例えば、０．１ｓｅｃ）をもたせて、電源４の切り替えスイッチ４ｃを固定接点４ｃ−１側へ切り替え、第１電源部４ａをブレード３と接続する。ブレード３には帯電電圧（−１．８ｋＶ）が印加されるが、このとき既に感光体１ａ上のトナー付着部分は、下流方向へ移動しているため再びトナーがブレード３に引き寄与せられることはない。
なお、感光体ドラム１の駆動停止後、ブレード３を清掃電位にするための切り替えタイミングとして、この実施形態では０．１ｓｅｃの間隔をおいたが、この切り替えタイミングは任意に設定することができる。
【００６０】
また、感光体ドラム１が駆動後、ブレード３へ帯電電圧を印加するときの遅れタイミングは、任意に設定することができる。
この発明は、上述した各実施形態に限定されるものではない。
例えば、ブレード３に付着したトナーを除去するための清掃電位は、感光体１ａの帯電電位より絶対値が小さければ、該帯電電位と同じ極性（マイナス）の電位であってもよい。
【００６１】
また、上記第４実施形態では、清掃電位を接地電位（０ｋＶ）としたが、これに限らず、例えば、第２実施形態と同様に帯電電位と逆極性の電位に設定することもできる。さらに、第３実施形態と同様に交流電圧をブレード３に印加することにより、清掃電位を形成することもできる。
さらに、この発明は、感光体ドラム（像担持体）１の周囲に、クリーニング装置と帯電ブレードがそれぞれ配設され、そのクリーニング装置と帯電ブレードとが別個に設けられた画像形成装置にも同様に適用することができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、簡易な構成で接触帯電部材における感光体との対向面に付着したトナーを除去することができ、長期間にわたり良好な画像品質を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す構成図である。
【図２】図１に示した接触帯電・クリーニング装置を更に詳しく説明するための構成図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係る画像形成装置を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】この発明の第１実施形態に係る画像形成装置において、ブレードに付着したトナーが感光体へ引き寄せられる状態を示す模式図である。
【図５】この発明の第２実施形態に係る画像形成装置を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】この発明の第３実施形態に係る画像形成装置を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】この発明の第４実施形態に係る画像形成装置を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】電子写真プロセスを用いた画像形成装置の概略構成図である。
【図９】従来の画像形成装置に用いられていたクリーニング手段の一例を示す概略構成図である。
【図１０】従来の接触帯電器の一例を示す概略構成図である。
【図１１】従来の画像形成装置が備えている接触帯電・クリーニングブレードを示す概略構成図である。
【符号の説明】
１：感光体ドラム（像担持体） １ａ：感光体
２：接触帯電・クリーニング装置
３：接触帯電・クリーニングブレード（接触帯電部材）
４：電源 ４ａ：第１電源部
４ｂ：第２電源部 ４ｃ：切り替えスイッチ
５：露光装置 ６：現像装置
１０：転写装置
【発明の属する技術分野】
この発明は、静電複写機、レーザプリンタ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特に像担持体の表面に接触する接触帯電部材に所定の帯電電圧を印加して像担持体を帯電する画像形成装置及び接触帯電部材のトナー除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は電子写真プロセスを用いた画像形成装置の概略構成図である。
感光体ドラム（像担持体）１０１は、導体１０１ｂの表面に感光体１０１ａを有しており、同図の矢印方向に回転する。この感光体ドラム１０１の周囲には、帯電手段１０２、露光手段１０３、現像手段１０４、転写手段１０５、クリーニング手段１０６が配設されており、各手段が次のように作動する。
【０００３】
すなわち、帯電手段１０２は、感光体１０１ａの表面を所要の電位に帯電する。続いて、露光手段１０３が感光体１０１ａの表面を露光して、所望の画像に対応した静電潜像を感光体１０１ａの表面に形成する。現像手段１０４は、露光手段１０３によって形成された静電潜像をトナーによって現像し、感光体１０１ａの表面にトナー像を形成する。その後、転写手段１０５が、図示しない搬送手段によって送られてくる転写媒体Ｐ上に、感光体１０１ａの表面に形成されたトナー像を転写する。転写手段１０５によりトナー像が転写された転写媒体Ｐは、図示しない定着手段へと搬送され、そこで加熱によるトナー像の定着を施された後、装置外に排出されていく。
【０００４】
一方、クリーニング手段１０６は、転写後の感光体１０１ａの表面に残存するトナーを掻き落とし、感光体１０１ａの表面を清掃する。
さて、従来の画像形成装置では、上記のとおりクリーニング手段１０６と帯電手段１０２とを別個に備えていた。
【０００５】
図９は従来の画像形成装置に用いられていたクリーニング手段の一例を示している。
クリーニング手段１０６は、クリーニングブレード１０６ａを主体として構成されている。クリーニングブレード１０６ａはウレタンゴムからなり、例えば厚さ２ｍｍ，幅約３００ｍｍに形成され、支持部材１０６ｂにより支持されている。クリーニングブレード１０６ａの先端部は支持部材１０６ｂの先端から突き出しており、その突き出し量ａは、例えば８ｍｍになるように調整してある。
【０００６】
また、クリーニングブレード１０６ａの支持角θ（感光体ドラムの接線方向に対するブレードの傾斜角度）は２０°、感光体１０１ａ上の残留トナーへの食い込み量ｂは略１．２ｍｍになるように調整してある。
このような構成のクリーニングブレード１０６ａは、エッジ部分が感光体１０１ａに付着している残留トナーに食い込んで、感光体１０１ａから掻き落とす。
【０００７】
一方、帯電手段１０２としては、従来からのスコロトロンなどのコロナ帯電装置のほかに、いわゆる接触帯電器が広く用いられている。接触帯電器は、感光体１０１ａに帯電部材を接触させ、この帯電部材に電圧を印加することによって感光体１０１ａの帯電を行なう。
【０００８】
図１０は従来の接触帯電器の一例を示している。
接触帯電器はローラ形状の帯電部材１０７を備えている。この帯電部材１０７は、導体１０７ｂの周面に弾性体層１０７ａを有し、例えば直径５〜２０ｍｍ、幅約３００ｍｍに形成されている。
帯電部材１０７は、回転する感光体ドラム１０１に接触して従動回転する。帯電部材の弾性体層１０７ａは、抵抗率が１０７〜１０９Ωｃｍ程度の導電性材料で構成してある。また、帯電部材１０７の表面（弾性体層１０７ａの表面）には、膜厚が１０〜２０μｍ程度の表面保護層が形成されている場合もある。
帯電部材１０７には電源１０８により所定の帯電電圧が印加され、感光体１０１ａを帯電する。一般に、帯電電圧は−１．０〜−１．５ｋＶ程度の直流電圧である。
【０００９】
上述したようにクリーニング手段１０６と帯電手段１０２とを別個に備えた従来の画像形成装置は、感光体ドラム１０１の周囲にクリーニングスペースと帯電スペースの双方が必要であるため、装置全体が大形化する欠点があった。
また、クリーニング手段１０６と帯電手段１０２とが、別個の構成部材となっているため、部品点数が多く製品コストが高価格となる欠点があった。
このような問題を解決するために、従来から接触帯電・クリーニングブレードを備えた画像形成装置が提案されている（例えば、特開昭５６−１６５１６６号公報、特開平７−９２７６７号公報参照）。
【００１０】
図１１は従来のこの種の画像形成装置が備えている接触帯電・クリーニングブレードの概要を示している。
接触帯電・クリーニングブレード１１０は、上述したクリーニングブレード１０６ａとほぼ同様の寸法形状に形成してあり、支持部材１１１により支持されている。すなわち、接触帯電・クリーニングブレード１１０は、例えば厚さ２ｍｍ，幅約３００ｍｍに形成されている。接触帯電・クリーニングブレード１１０の先端部は支持部材１１１の先端から突き出しており、その突き出し量ａは、例えば８ｍｍになるように調整してある。
【００１１】
また、接触帯電・クリーニングブレード１１０の支持角θ（感光体ドラムの接線方向に対するブレードの傾斜角度）は２０°、感光体１０１ａ上の残留トナーへの食い込み量ｂは略１．２ｍｍになるように調整してある。
このような構成の接触帯電・クリーニングブレード１１０は、エッジ部分が感光体１０１ａに付着している残留トナーに食い込んで、その残留トナーを感光体１０１ａから掻き落とす。
【００１２】
さらに、この接触帯電・クリーニングブレード１１０は、ウレタンゴムをベースにカーボンやイオン導電材を分散させて、抵抗率を１０６〜１０９Ωｃｍ程度に調整してある。そして、接触帯電・クリーニングブレード１１０は、既述の帯電部材１０７と同様、電源１１２により電圧が印加され、感光体１０１ａを帯電する。一般に、帯電電圧は−１．０〜−１．５ｋＶ程度の直流電圧である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の接触帯電・クリーニングブレードを備えた画像形成装置では、長期間使用した場合に、次のような問題が生ずるおそれがあった。
すなわち、本来、転写後にも感光体１０１ａ上に付着している残留トナーは、接触帯電・クリーニングブレード１１０のエッジ部分により除去されるはずである。
【００１４】
しかし、実際には僅かづつではあるが、帯電・クリーニングブレード１１０のエッジ部分を通り抜ける残留トナーが存在する。これは、帯電・クリーニングブレード１１０自体の僅かな振動や、感光体１０１ａの回転開始時や停止時に該ブレード１１０にかかる振動などが原因であると考えられる。
そして、接触帯電・クリーニングブレード１１０のエッジ部分を通り抜けた残留トナーの一部は、該ブレード１１０のエッジ部分より下流側にある感光体１０１ａとの対向面に付着する。
【００１５】
このようにトナーが接触帯電・クリーニングブレード１１０に付着するのは、次のようなことが原因と考えられる。
いわゆるネガポジ現像の画像形成装置では、転写後の感光体上の残留トナーの中に、転写時の放電などが原因となってプラス（感光体１０１ａの帯電極性とは逆極性）に帯電したトナーが存在する。また、接触帯電・クリーニングブレード１１０を通過する際にも、同ブレード１１０との摩擦によってプラスに帯電したトナーが存在するようになる。
また、いわゆるポジポジ現像では、トナー自体がプラスに帯電している。
【００１６】
一方、接触帯電・クリーニングブレード１１０にはマイナスの高電圧が印加されているため、同ブレード１１０を通り抜けるとき、プラス電位の残留トナーがマイナス電位の接触帯電・クリーニングブレード１１０へ付着することになる。そして、接触帯電・クリーニングブレード１１０へのトナーの付着が長期間にわたり積み重なっていくと、同ブレード１１０と感光体１０１ａとの間で起こる放電が不均一となり、感光体１０１ａを均一に帯電することができなくなる。このため異常画像が発生するという問題がある。
【００１７】
このような問題に対して、接触帯電・クリーニングブレードを通過する前に、あらかじめ感光体上の残留トナーを、接触帯電・クリーニングブレードに印加する電圧の極性と同じマイナスの極性に帯電させる手段も提案されている（特開平７−３２５４５９号公報参照）。
しかし、このような手段を採用した場合、残留トナーをマイナスの極性に帯電させるための帯電器を感光体ドラムの周囲に配設することが必要となり、画像形成装置の大形化と部品点数の増加による製品コストの高価格化が問題となる。
【００１８】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で接触帯電・クリーニングブレード等の接触帯電部材における感光体との対向面に付着したトナーを除去することを可能とし、長期間にわたり良好な画像品質が得られるようにすることを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記目的を達成するため、駆動可能な像担持体と、この像担持体の表面に接触する接触帯電部材とを備え、接触帯電部材に所定の帯電電圧を印加して像担持体を帯電する画像形成装置において、
上記像担持体における上記接触帯電部材に対向する対向面が、像担持体が駆動されている間の所要の帯電電位であって像担持体が停止している状態で、上記接触帯電部材の電位を、その接触帯電部材における像担持体表面との対向面に付着したトナーを像担持体に転移させることが可能な所要の清掃電位に切り替えるようにしたものである。
【００２０】
このように、像担持体が停止している状態で、接触帯電部材の電位を清掃電位に切り替えることにより、接触帯電部材に付着するトナーを効率的に除去することができる。すなわち、接触帯電部材の電位を清掃電位に切り替えることにより、その接触帯電部材とトナーとの間に反発力が生まれる。
【００２１】
しかし、この切り替えを像担持体が駆動しているときに実行すると、像担持体は、まず接触帯電部材におけるエッジ部分と接触して清掃電位に変化する。続いて、清掃電位に変化した像担持体の部位が、接触帯電部材のエッジ部分より下流側にある面（この面にトナーは付着する）と対向することになる。したがって、接触帯電部材の同面に付着したトナーと像担持体との間でも反発力が生じるため、同トナーを像担持体側へ転移させることが困難となる。
【００２２】
これに対し、本発明のごとく像担持体が停止している状態で、接触帯電部材の電位を清掃電位に切り替えれば、トナーの付着した接触帯電部材の面と対向する像担持体の部位が、清掃電位に変わることはない。したがって、その接触帯電部材の面に付着したトナーを、円滑に像担持体側へ転移させることが可能となる。
特に、画像形成動作の終了により像担持体が停止した直後であれば、像担持体は画像形成時の帯電電位（トナーと逆極性）となっているため、大きな吸引力をもってトナーが像担持体に引き寄せられる。
そして、その接触帯電部材が、像担持体の表面をクリーニングするクリーニング部材も兼ねるようにすれば、専用のクリーニング装置を設ける必要がなくなるので装置を小型にすることができる。
【００２３】
また、駆動可能な像担持体の表面に接触する接触帯電部材に付着したトナーを除去する接触帯電部材のトナー除去方法として、上記像担持体が停止している状態で、その像担持体における上記接触帯電部材に対向する対向面が、像担持体が駆動されている間の所要の帯電電位であるときに、上記接触帯電部材の電位をその接触帯電部材における像担持体表面との対向面に付着したトナーを像担持体に転移させることが可能な所要の清掃電位にし、上記接触帯電部材の対向面に付着しているトナーを像担持体に転移させて接触帯電部材から除去する接触帯電部材のトナー除去方法を実施すれば、上述した画像形成装置と同様に、接触帯電部材に付着するトナーを効率的に除去することができる。
そして、上記接触帯電部材は、一部が像担持体の表面に接触するブレードにするとよい。
【００２４】
また、上記清掃電位を接地電位とすれば、トナーを接触帯電部材から除去するための特別な電圧印加手段が必要なくなり、一層構成が簡易となり製品コストの低減を図ることができる。
【００２５】
一方、上記清掃電位を、像担持体の帯電電位と反対の極性にすれば、接触帯電部材と像担持体との間に形成される電界がより大きくなるため、より強力な電界で接触帯電部材の表面に付着したトナーの清掃を行なうことができる。
【００２６】
また、接触帯電部材に交流電圧を印加することにより、上記清掃電位を形成する構成とすれば、接触帯電部材に付着したトナーに電気的な振動が加わり、このトナーが接触帯電部材から離れやすくなる。このため、接触帯電部材に付着したトナーをより効率的に除去することが可能となる。
【００２７】
さらに、像担持体の駆動開始後、接触帯電部材に帯電電圧を印加する構成とすれば、清掃電位への切り替えによって像担持体に転移したトナーが、再び接触帯電部材へ吸着される不都合を回避することができる。
すなわち、接触帯電部材に帯電電圧を印加すれば、その接触帯電部材とトナーとの間に再び吸引力が生じることになる。しかし、その前に像担持体が駆動されていれば、トナーが転移している像担持体の部位は、接触帯電部材と対向する位置よりも下流側へ移動する。したがって、その後に接触帯電部材へ帯電電圧を印加しても、対向位置にトナーが存在しないため、接触帯電部材へのトナーの転移を回避することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す構成図である。
同図に示すように、画像形成装置は、感光体ドラム（像担持体）１の周囲に、接触帯電・クリーニング装置２、露光装置５、現像装置６、及び転写装置１０を備えている。
【００２９】
感光体ドラム１は、導体１ｂの表面に感光体１ａを塗布することによって形成され、図中の矢印方向に回転する。感光体ドラム１は、例えば１８０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転する。
接触帯電・クリーニング装置２は、導電性の弾性体で形成した接触帯電部材である接触帯電・クリーニングブレード（以下、「ブレード」と略称することもある）３及び電源４を備えている。ブレード３はエッジ部分が感光体１ａに接触している。このブレード３には、電源４によって所定の電圧が印加される。
【００３０】
露光装置５は、接触帯電・クリーニング装置２により均一に帯電された感光体１ａの表面上へ、目的の画像に対応した光を照射して静電潜像を形成する。露光装置５の光源としては、例えばレーザダイオードが用いられ、ポリゴンミラーを介して原稿から反射してきたレーザビームを感光体１ａ上に照射しながら走査していく。
【００３１】
現像装置６は、現像ローラ７、現像剤貯蔵室８、及び電源９を備えている。この現像装置は、現像ローラ７に所定の電圧（例えば、−０．６ｋＶ）を印加するとともに、その現像ローラ７で現像剤を感光体１ａの表面に塗布することで、感光体１ａの静電潜像をトナー像に変換する（反転現像）。現像剤としては、キャリアとトナーを含有する二成分現像剤や、トナーのみの一成分現像剤などを用いる。
【００３２】
転写装置１０は、現像装置６によって感光体１ａ上に形成したトナー像を、図示しない給紙部から送られてきた転写媒体１３上に転写する。転写装置１０は、転写ローラ１１と電源１２とを備え、電源１２によって転写ローラ１１に所定の電圧を印加する構成となっている。電源１２は、例えば２０μＡに定電流制御されている。トナー像が転写された転写媒体は、図示しない定着手段に搬送されて、そのトナー像が定着される。
【００３３】
図２は、図１に示した接触帯電・クリーニング装置を更に詳しく説明するための構成図である。
ブレード３は、例えば厚さ２ｍｍ，幅約３００ｍｍに形成され、支持部材３ａにより支持されている。ブレード３の先端部は支持部材３ａの先端から突き出しており、その突き出し量は、例えば８ｍｍになるように調整してある。
【００３４】
またこの実施形態では、ブレード３の支持角（感光体ドラムの接線方向に対するブレードの傾斜角度）を２０°、感光体１ａ上の残留トナーへの食い込み量を略１．２ｍｍに調整してある。
このような構成のブレード３は、エッジ部分が感光体１ａに付着している残留トナーに食い込んで、その残留トナーを感光体１ａから掻き落とす。
【００３５】
さらに、ブレード３は、ウレタンゴムにハロゲン化物、アルカリ金属塩等のイオン性化合物を添加することによって、導電性を付与してある。なお、ブレード３を構成する材料は、上述のもの以外であってもよい。例えば、ゴムや樹脂などに導電性を付与したものであってもよい。また、カーボンなどを添加した電子性導電化材料であってもよい。
【００３６】
電源４は、第１電源部４ａ及び第２電源部４ｂを備えるとともに、これら各電源部４ａ，４ｂを切り替えてブレード３と接続する切り替えスイッチ４ｃを有している。
切り替えスイッチ４ｃの固定接点４ｃ−１に接続した第１電源部４ａは、画像形成時に感光体１ａを帯電するために必要な帯電電圧（例えば、−１．８ｋＶ）を出力するためのものである。
【００３７】
一方、切り替えスイッチ４ｃの固定接点４ｃ−２に接続した第２電源部４ｂは、ブレード３に付着したトナーを除去するために必要な清掃電圧を出力するためのものである。なお、後述する第１及び第４実施形態では、第２電源部４ｂは必要なく、切り替えスイッチ４ｃの固定接点４ｃ−２は接地（アース）するだけでよい。また、後述する第２及び第３実施形態では、図２に示すとおり第２電源部４ｂを設け、該電源部４ｂから所要の清掃電圧を印加するように構成する。
【００３８】
図３は、この発明の第１実施形態に係る画像形成装置を説明するためのタイミングチャートである。
この第１実施形態では、感光体ドラム１が駆動（回転）している間は、ブレード３には、感光体１ａの帯電に必要な帯電電圧（−１．８ｋＶ）を印加する。この帯電電圧は、図２に示した第１電源部４ａから出力される。ブレード３は、エッジ部分で感光体１ａと接触し、上記帯電電圧によって感光体１ａの表面を所要の帯電電位（−０．８ｋＶ程度）に帯電させる。
【００３９】
その後、画像形成動作の終了に伴い感光体ドラム１が駆動を停止した後、一定のタイミングで切り替えスイッチ４ｃを固定接点４ｃ−２側に切り替え、ブレード３が清掃電位となるようにする。この第１実施形態では、既述のごとく切り替えスイッチ４ｃの固定接点４ｃ−２を接地（アース）してある。したがって、ブレード３の清掃電位は、接地電位（０ｋＶ）となる。
【００４０】
ブレード３の電位切り替えは、感光体ドラム１の駆動停止後に行なっているので、ブレード３が清掃電位（０ｋＶ）となっても、感光体１ａにおけるブレード３の対向面は帯電電位（−０．８ｋＶ程度）に保たれている。
すなわち、このときブレード３は０ｋＶの清掃電位で、感光体１ａは−０．８ｋＶ程度の帯電電位となっている。一方、既述したとおりブレード３に付着したトナーは、プラス電位に帯電している。
したがって、図４に示すように、プラス電位のトナーは、ブレード３より大きな電位差のある感光体１ａ側に引き寄せられて転移することになる。かくしてブレード３に付着していたトナーを除去することができる。
【００４１】
なお、感光体ドラム１の駆動停止後、ブレード３を清掃電位にするための切り替えタイミングとして、この実施形態では０．１ｓｅｃの間隔をおいたが、この切り替えタイミングは任意に設定することができる。
この第１実施形態では、ブレード３の清掃電位を、接地（アース）電位としたので、特別な電源（図２に示した第２電源部４ｂ）を必要とせず、したがって部品点数が減り、一層設備コストを低減することができる。
【００４２】
このように、この画像形成装置は、感光体ドラム１が停止しているときにブレード３の電位を、そのブレード３における感光体ドラム１の表面との対向面に付着したトナーを感光体ドラム１に転移させることが可能な所要の清掃電位にし、上記対向面に付着しているトナーを感光体ドラム１に転移させてブレード３から除去するトナー除去方法を実施するので、ブレード３に付着するトナーを効率的に除去することができる。
【００４３】
図５は、この発明の第２実施形態に係る画像形成装置を説明するためのタイミングチャートである。
この第２実施形態でも、感光体ドラム１が駆動（回転）している間は、ブレード３には、感光体１ａの帯電に必要な帯電電圧（−１．８ｋＶ）を印加する。この帯電電圧は、図２に示した第１電源部４ａから出力される。ブレード３は、エッジ部分で感光体１ａと接触し、上記帯電電圧によって感光体１ａの表面を所要の帯電電位（−０．８ｋＶ程度）に帯電させる。
【００４４】
その後、画像形成動作の終了に伴い感光体ドラム１が駆動を停止した後、一定のタイミングで切り替えスイッチ４ｃを固定接点４ｃ−２側に切り替え、ブレード３が清掃電位となるようにする。この第２実施形態では、既述のごとく切り替えスイッチ４ｃの固定接点４ｃ−２を第２電源部４ｂ（図２参照）に接続してある。したがって、ブレード３は、第２電源部４ｂから清掃電圧を印加され、所定の清掃電位となる。
【００４５】
この第２実施形態では、清掃電位が感光体１ａの帯電電位と逆極性の電位（例えば、＋０．５ｋＶ）となるように、第２電源部４ｂの出力電圧（直流電圧）を設定してある。
ブレード３の電位切り替えは、感光体ドラム１の駆動停止後に行なっているので、ブレード３が清掃電位（＋０．５ｋＶ）となっても、感光体１ａにおけるブレード３の対向面は帯電電位（−０．８ｋＶ程度）に保たれている。
【００４６】
すなわち、このときブレード３は＋０．５ｋＶの清掃電位で、感光体１ａは−０．８ｋＶ程度の帯電電位となっている。一方、既述したとおりブレード３に付着したトナーは、プラス電位に帯電している。
したがって、図４に示すように、プラス電位のトナーは、同じ極性に帯電したブレード３（＋０．５ｋＶ）との間で反発し合い、一方、逆極性の電位にある感光体１ａ（−０．８ｋＶ）に引き寄せられるため、前記第１実施形態に比べ一層確実にトナーをブレード３から除去することが可能となる。
【００４７】
この第２実施形態でも、感光体ドラム１の駆動停止後、ブレード３を清掃電位にするための切り替えタイミングとして、この実施形態では０．１ｓｅｃの間隔をおいたが、この切り替えタイミングは任意に設定することができる。
なお、ブレード３を清掃電位にして一定時間（例えば、１ｓｅｃ）が経過した後、ブレード３への電圧印加をＯＦＦとして一連の動作を終了する。
【００４８】
図６は、この発明の第３実施形態に係る画像形成装置を説明するためのタイミングチャートである。
この第３実施形態でも、感光体ドラム１が駆動（回転）している間は、ブレード３には、感光体１ａの帯電に必要な帯電電圧（−１．８ｋＶ）を印加する。この帯電電圧は、図２に示した第１電源部４ａから出力される。ブレード３は、エッジ部分で感光体１ａと接触し、上記帯電電圧によって感光体１ａの表面を所要の帯電電位（−０．８ｋＶ程度）に帯電させる。
【００４９】
その後、画像形成動作の終了に伴い感光体ドラム１が駆動を停止した後、一定のタイミングで切り替えスイッチ４ｃを固定接点４ｃ−２側に切り替え、ブレード３が清掃電位となるようにする。この第２実施形態では、既述のごとく切り替えスイッチ４ｃの固定接点４ｃ−２を第２電源部４ｂ（図２参照）に接続してある。したがって、ブレード３は、第２電源部４ｂから清掃電圧を印加され、所定の清掃電位となる。
【００５０】
この第３実施形態では、第２電源部４ｂが所定の交流電圧（例えば、振幅１．０ｋＶ、周波数１ｋＨｚの交流電圧）を出力するようになってる。このような交流電圧をブレードに印加することにより、ブレード３に付着したトナーに電気的な振動が加わり、トナーがブレードから離れやすくなる。
【００５１】
ブレード３の電位切り替えは、感光体ドラム１の駆動停止後に行なっているので、ブレード３が清掃電位となっても、感光体１ａにおけるブレード３の対向面は帯電電位（−０．８ｋＶ程度）に保たれている。
すなわち、このときブレード３は振幅１．０ｋＶ、周波数１ｋＨｚで変化する清掃電位となっており、感光体１ａは−０．８ｋＶ程度の帯電電位となっている。一方、既述したとおりブレード３に付着したトナーは、プラス電位に帯電している。
【００５２】
したがって、ブレード３との間でトナーは、電気的振動によって離れやすくなり、一方、逆極性の電位にある感光体１ａ（−０．８ｋＶ）に引き寄せられるため、上述した各実施形態に比べ一層確実にトナーをブレード３から除去することが可能となる。
この第３実施形態でも、感光体ドラム１の駆動停止後、ブレード３を清掃電位にするための切り替えタイミングとして、この実施形態では０．１ｓｅｃの間隔をおいたが、この切り替えタイミングは任意に設定することができる。
【００５３】
また、ブレード３に印加する交流電圧の振幅，周波数は任意でよいが、好ましくは感光体１ａの帯電電位よりも小さな振幅になるように設定することにより、トナーとの間に感光体１ａよりも大きな吸引力が生じないようにする。
なお、ブレード３を清掃電位にして一定時間（例えば、１ｓｅｃ）が経過した後、ブレード３への電圧印加をＯＦＦとして一連の動作を終了する。
【００５４】
図７は、この発明の第４実施形態に係る画像形成装置を説明するためのタイミングチャートである。
この第４実施形態では、画像形成動作及び、該動作終了後に行なうブレード３に付着したトナーの除去については、上述した第１実施形態と同様に行ない、更に、感光体ドラム１が駆動を開始したとき、一定の遅れタイミングをもたせてブレード３に帯電電圧を印加するようにしてある。
【００５５】
すなわち、感光体ドラム１が駆動（回転）している間は、ブレード３には、感光体１ａの帯電に必要な帯電電圧（−１．８ｋＶ）を印加する。この帯電電圧は、図２に示した第１電源部４ａから出力される。ブレード３は、エッジ部分で感光体１ａと接触し、上記帯電電圧によって感光体１ａの表面を所要の帯電電位（−０．８ｋＶ程度）に帯電させる。
【００５６】
その後、画像形成動作の終了に伴い感光体ドラム１が駆動を停止した後、一定のタイミングで切り替えスイッチ４ｃを固定接点４ｃ−２側に切り替え、ブレード３が清掃電位となるようにする。この第４実施形態では、既述のごとく切り替えスイッチ４ｃの固定接点４ｃ−２を接地（アース）してある。したがって、ブレード３の清掃電位は、接地電位（０ｋＶ）となる。
【００５７】
ブレード３の電位切り替えは、感光体ドラム１の駆動停止後に行なっているので、ブレード３が清掃電位（０ｋＶ）となっても、感光体１ａにおけるブレード３の対向面は帯電電位（−０．８ｋＶ程度）に保たれている。
すなわち、このときブレード３は０ｋＶの清掃電位で、感光体１ａは−０．８ｋＶ程度の帯電電位となっている。一方、既述したとおりブレード３に付着したトナーは、プラス電位に帯電している。
【００５８】
したがって、プラス電位のトナーは、ブレード３より大きな電位差のある感光体１ａ側に引き寄せられて転移することになる。かくしてブレード３に付着していたトナーを除去することができる。
その後、再び画像形成動作に入るときは、まずブレード３に帯電電圧を印加しない状態で、感光体ドラム１を駆動する。これにより、感光体１ａ上のトナー（ブレード３から転移したトナー）の付着部分は、ブレード３と対向する部位から下流方向へ移動していく。
【００５９】
次いで、一定の遅れタイミング（例えば、０．１ｓｅｃ）をもたせて、電源４の切り替えスイッチ４ｃを固定接点４ｃ−１側へ切り替え、第１電源部４ａをブレード３と接続する。ブレード３には帯電電圧（−１．８ｋＶ）が印加されるが、このとき既に感光体１ａ上のトナー付着部分は、下流方向へ移動しているため再びトナーがブレード３に引き寄与せられることはない。
なお、感光体ドラム１の駆動停止後、ブレード３を清掃電位にするための切り替えタイミングとして、この実施形態では０．１ｓｅｃの間隔をおいたが、この切り替えタイミングは任意に設定することができる。
【００６０】
また、感光体ドラム１が駆動後、ブレード３へ帯電電圧を印加するときの遅れタイミングは、任意に設定することができる。
この発明は、上述した各実施形態に限定されるものではない。
例えば、ブレード３に付着したトナーを除去するための清掃電位は、感光体１ａの帯電電位より絶対値が小さければ、該帯電電位と同じ極性（マイナス）の電位であってもよい。
【００６１】
また、上記第４実施形態では、清掃電位を接地電位（０ｋＶ）としたが、これに限らず、例えば、第２実施形態と同様に帯電電位と逆極性の電位に設定することもできる。さらに、第３実施形態と同様に交流電圧をブレード３に印加することにより、清掃電位を形成することもできる。
さらに、この発明は、感光体ドラム（像担持体）１の周囲に、クリーニング装置と帯電ブレードがそれぞれ配設され、そのクリーニング装置と帯電ブレードとが別個に設けられた画像形成装置にも同様に適用することができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、簡易な構成で接触帯電部材における感光体との対向面に付着したトナーを除去することができ、長期間にわたり良好な画像品質を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す構成図である。
【図２】図１に示した接触帯電・クリーニング装置を更に詳しく説明するための構成図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係る画像形成装置を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】この発明の第１実施形態に係る画像形成装置において、ブレードに付着したトナーが感光体へ引き寄せられる状態を示す模式図である。
【図５】この発明の第２実施形態に係る画像形成装置を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】この発明の第３実施形態に係る画像形成装置を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】この発明の第４実施形態に係る画像形成装置を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】電子写真プロセスを用いた画像形成装置の概略構成図である。
【図９】従来の画像形成装置に用いられていたクリーニング手段の一例を示す概略構成図である。
【図１０】従来の接触帯電器の一例を示す概略構成図である。
【図１１】従来の画像形成装置が備えている接触帯電・クリーニングブレードを示す概略構成図である。
【符号の説明】
１：感光体ドラム（像担持体） １ａ：感光体
２：接触帯電・クリーニング装置
３：接触帯電・クリーニングブレード（接触帯電部材）
４：電源 ４ａ：第１電源部
４ｂ：第２電源部 ４ｃ：切り替えスイッチ
５：露光装置 ６：現像装置
１０：転写装置
Claims (9)
- 駆動可能な像担持体と、この像担持体の表面に接触する接触帯電部材とを備え、該接触帯電部材に所定の帯電電圧を印加して前記像担持体を帯電する画像形成装置において、
前記像担持体における前記接触帯電部材に対向する対向面が、前記像担持体が駆動されている間の所要の帯電電位であって前記像担持体が停止している状態で、前記接触帯電部材の電位を、該接触帯電部材における像担持体表面との対向面に付着したトナーを前記像担持体に転移させることが可能な所要の清掃電位に切り替えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記接触帯電部材は、前記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング部材も兼ねていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
- 駆動可能な像担持体の表面に接触する接触帯電部材に付着したトナーを除去する接触帯電部材のトナー除去方法であって、
前記像担持体が停止している状態で、該像担持体における前記接触帯電部材に対向する対向面が、前記像担持体が駆動されている間の所要の帯電電位であるときに、前記接触帯電部材の電位を該接触帯電部材における像担持体表面との対向面に付着したトナーを前記像担持体に転移させることが可能な所要の清掃電位にし、前記接触帯電部材の対向面に付着しているトナーを前記像担持体に転移させて前記接触帯電部材から除去する接触帯電部材のトナー除去方法。 - 前記接触帯電部材は、一部が前記像担持体の表面に接触するブレードであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
- 前記接触帯電部材は、一部が前記像担持体の表面に接触するブレードであることを特徴とする請求項３記載の接触帯電部材のトナー除去方法。
- 前記清掃電位を、接地電位としたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
- 前記清掃電位を、前記像担持体の帯電電位と反対の極性にしたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
- 前記接触帯電部材に交流電圧を印加することにより、前記清掃電位を形成することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
- 前記像担持体の駆動開始後、前記接触帯電部材に前記帯電電圧を印加することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
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| JP15504797 | 1997-06-12 | ||
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-
1998
- 1998-05-15 JP JP13318698A patent/JP3602964B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH1165242A (ja) | 1999-03-05 |
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