JP6659124B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式の画像形成装置に関する。

従来から、レーザビームプリンタ等の画像形成装置として、中間転写体の回転方向に像担持体を複数並べた構成を有するインラインカラー方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、像担持体としての感光ドラムを帯電手段により一様に帯電し、露光装置にて感光ドラムに作成した静電潜像に、現像手段によりトナー像を現像し、中間転写体に１次転写する。その後、複数色で同様の１次転写を繰り返すことにより、中間転写体にフルカラートナー像を形成する。続けて、前記フルカラートナー像を記録材に２次転写し、さらに定着手段によりフルカラートナー像が記録材に定着される。ここで現像手段としてはいわゆる一成分接触現像が用いられる。画像形成時には、現像剤担持体としての現像ローラを感光ドラムに当接させることで、感光ドラムの静電潜像に現像させる。また非画像形成時は現像ローラを感光ドラムから離間させている。

ところで、２次転写工程で転写材に転写されずに中間転写体上に残留したトナー（転写残トナー）は、中間転写体上から除去する必要がある。特許文献１では、中間転写体上から転写残トナーを除去する方法として、所謂、転写同時回収方式が提案されている。即ち、中間転写体上の転写残トナーを、トナー帯電手段によりトナーの正規の帯電状態とは逆極性に帯電することにより、次回の１次転写工程時に感光ドラムに逆転写させる。感光ドラムに逆転写されたトナーは、クリーニングブレード等のクリーニング手段によって除去される。さらに特許文献２には、中間転写体上の転写残トナー（以下、２次転写残トナー）の回収方式として、導電性のブラシ部材と導電性のローラ部材を用いる方法が提案されている。具体的には、ブラシ部材に直流電圧を印加することで、中間転写体上の２次転写残トナーの機械的な散らし、１次回収、および帯電を行っている。

特許文献２のような構成とすることで、次ページの１次転写と同時に回収が可能となりプリントスピードを遅くすることなく連続した画像形成が可能となる。また一連の連続プリントの最終ページの２次転写残トナーは非画像形成時に感光ドラムのクリーニングブレードに回収させる。さらに続けて、ブラシ部材に正負の電圧を交互に印加することでブラシ部材にたまった一次回収トナーを中間転写体上に吐き出す。また、一連の連続プリント枚数が多い等のブラシ部材における１次回収トナーが多くなる場合は、ブラシ部材のトナー帯電性能を維持するために一旦プリントを中断して非画像形成状態にする。そして、ブラシ部材に溜まったトナーの吐き出しを行っている。このような、最終ページの２次転写残トナー回収や、ブラシ部材からの吐き出しトナーの回収は非画像形成時に行われるので、感光ドラムと現像ローラは離間された状態で行われていた。

特開平９−５０１６７号公報 特開２００９−２０５０１２号公報

しかしながら、以下に説明するような構成の場合、感光ドラムにおけるクリーニング不良による縦黒スジが発生する場合があった。具体的構成として、特許文献２の構成に中間転写体クリーニング部材としての中間転写体クリーニングブレードを、２次転写工程後、
かつ、トナー帯電用ブラシ部材の間に設けている。また、中間転写体と感光ドラムを駆動するための駆動源が共通になっている。このような構成では、ブラシ部材からトナーを中間転写体に吐き出して、中間転写体の駆動により中間転写体クリーニングブレードまで到達させ、回収する動作をするときに、感光ドラムも長い期間駆動し続けることになる。このとき、中間転写体と感光ドラムは離間するよう制御しているので、中間転写体から感光ドラムへのトナー回収は無いが、感光ドラム上のトナーをクリーニングできなくなり、クリーニング不良が発生していた。このようなクリーニング不良が発生すると、クリーニングブレードを抜けたトナーがそのまま縦黒スジ画像として現れたり、帯電ローラがトナーで汚れて帯電不良が発生し現像手段で現像されることで縦スジ画像となったりする。

この現象は、非画像形成時で現像ローラを感光ドラムから離間したことで、現像ローラから感光ドラムに移行するいわゆるトナー外添剤（トナー粒子に対し補助粒子として添加されている粒子又は外添粒子）が無くなることで発生する。クリーニングブレードエッジ部へのトナー外添剤の供給が無くなると、クリーニングブレードエッジ部に形成されバリアの役割をしていたトナー外添剤層（以下阻止層と呼ぶ）が無くなっていき、クリーニング不良が発生しやすくなる。

本発明の目的は、像担持体とクリーニング部材との当接部における外添粒子の不足による画像不良の発生を低減することができる技術を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
外添粒子が添加された現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体との接触により静電像が現像された現像剤像を担持する回転可能な像担持体と、
前記像担持体との接触により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と、
前記像担持体から転写された現像剤像を担持するための中間転写体と、
前記像担持体と前記中間転写体と、を駆動させる同一の駆動源と、を備え、
前記像担持体が、前記中間転写体と前記現像剤担持体との両方から離間した状態で、前記クリーニング部材と摺動接触する第１動作が実行される画像形成装置であって、
前記第１動作の実行中に、一時的に前記現像剤担持体を前記像担持体に接触させて、前記クリーニング部材における前記像担持体との接触部へ前記外添粒子を供給する第２動作を実行可能に構成されたことを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
外添粒子が添加された現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体との摺動接触により、表面に形成された静電潜像が現像される回転可能な像担持体と、
前記像担持体との摺動接触により、前記像担持体の表面をクリーニングする第１のクリーニング部材と、
前記像担持体との摺動接触により、前記像担持体の表面で現像された現像剤像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体と摺動接触して、前記中間転写体の表面の残トナーを帯電するブラシ部材と、
前記中間転写体と摺動接触して、前記像担持体の表面をクリーニングする第２のクリーニング部材と、
前記像担持体と前記中間転写体と、を駆動させる同一の駆動源と、を備え、
前記現像剤担持体と前記像担持体、前記中間転写体と前記像担持体は、それぞれ離間可能に構成されるとともに、
前記静電潜像の現像を行わない非画像形成時に、前記中間転写体と前記像担持体とを離間させた状態で、前記ブラシ部材が保持する残トナーを、前記中間転写体の表面に吐き出し、前記中間転写体の表面から前記第２のクリーニング部材により除去するクリーニング動作が実行可能な画像形成装置において、
前記クリーニング動作の実行中に、
前記像担持体と前記現像剤担持体を離間させる第１期間と、
前記像担持体と前記現像剤担持体を接触させる第２期間と、
を有することを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
外添粒子が添加された現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体との接触により静電像が現像された現像剤像を担持する回転可能な像担持体と、
前記像担持体との接触により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と、
前記像担持体から転写された現像剤像を担持するための中間転写体と、
前記像担持体と前記中間転写体と、を駆動させる同一の駆動源と、を備え、
前記像担持体が、前記中間転写体と前記現像剤担持体との両方から離間した状態で、前記クリーニング部材と摺動接触する第１動作が実行される画像形成装置であって、
前記第１動作の実行中に、一時的に前記現像剤担持体を前記像担持体に接触させて、前記クリーニング部材における前記像担持体との接触部へ前記現像剤を供給する第２動作を実行可能に構成されたことを特徴とする。

本発明によれば、像担持体とクリーニング部材との接触部における外添粒子の不足による画像不良の発生を低減することができる。

実施例に係る画像形成装置の説明図 実施例におけるプロセスカートリッジの説明図 実施例における現像ローラ離間時のプロセスカートリッジの説明図 実施例と比較例の現像ローラ当接離間タイミングの説明図 実施例におけるクリーニングブレードエッジ部の拡大図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

（実施例）
本発明の実施例は、非画像形成時にトナー帯電ブラシ１１に付着したトナーを吐き出すときに、現像ローラ１７Ｋを感光ドラム１Ｋに当接させることで、クリーニング不良による縦黒スジ画像の発生を防ぐことを特徴とする。このとき、トナー帯電ブラシ１１から吐き出したトナーは、中間転写ベルト５と感光ドラム１は離間された状態になっているので、感光ドラム１には回収させていない。トナー帯電ブラシ１１から吐き出したトナーは、中間転写ベルト５の駆動により中間転写ベルトクリーニングブレード２２まで到達させることで回収している。

（１）画像形成装置の構成と動作の概略
図１を参照して、本発明の実施例に係る電子写真画像形成装置（画像形成装置）の全体構成について説明する。図１は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザープリンタである。画像形成装置１００は、画像情報に従って、記録材（例えば、記
録用紙）にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、画像形成装置本体に接続された画像読み取り装置、或いは画像形成装置本体に通信可能に接続されたパーンナルコンピュータ等のホスト機器から、画像形成装置本体に入力される。

画像形成装置１００は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。本実施例では、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、鉛直方向と交差する方向に一列に配置されている。尚、本実施例では、第１〜第４の画像形成部の構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、総括的に説明する。

即ち、本実施例では、画像形成装置１００は、複数の像担持体として、鉛直方向と交差する方向に並設された４個のドラム型の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、図示矢印Ａ方向（時計方向）に駆動手段（駆動源としての駆動モーター３０）により回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、感光ドラム１の表面を均―に帯電する帯電手段としての帯電ローラ２、画像情報に基づきレーザーを照射して感光ドラム１上に静電像（静電潜像）を形成する露光手段としてのスキャナユニット（露光装置）３が配置されている。又、感光ドラム１の周囲には、静電像をトナー像として現像する現像手段としての現像ユニット（現像装置）４、転写後の感光ドラム１の表面に残ったトナー（転写残トナー）を除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレード６が配置されている。更に、４個の感光ドラム１に対向して、感光ドラム１上のトナー像を記録材１２に転写するための中間転写体としての中間転写ベルト５が配置されている。

本実施例では、感光ドラム１と、感光ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電ローラ２、現像ユニット４及びクリーニングブレード６とは、プロセスカートリッジ７として一体化されている。プロセスカートリッジ７は、画像形成装置１００の装置本体に対して着脱可能となっている。ここで、装置本体とは、画像形成装置１００の構成のうちプロセスカートリッジ７として着脱可能な構成を除いた構成部分のことを指す。本実施例では、各色用のプロセスカートリッジ７は全て同一形状を有しており、各色用のプロセスカートリッジ７内には、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブランク（Ｋ）の各色のトナーが収容されている。

中間転写体としての無端状のベルトで形成された中間転写ベルト５は、全ての感光ドラム１に当接し、図示矢印Ｂ方向（反時計方向）に回転する。中間転写ベルト５は、複数の支持部材として、駆動ローラ５１、２次転写対向ローラ５２、従動ローラ５３に掛け渡されている。中間転写ベルト５の内周面側には、各感光ドラム１に対向するように、１次転写手段としての、４個の１次転写ローラ８が並設され、各感光ドラム１と中間転写ベルト５との接触部に１次転写ニップＮ１を形成している。そして、１次転写ローラ８に、図示しない１次転写バイアス電源から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、各１次転写ニップＮ１において感光ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト５上に転写される。又、中間転写ベルト５の外周面側において２次転写対向ローラ５２に対向する位置には、２次転写手段としての２次転写ローラ９が配置され、中間転写ベルト５と２次転写ローラ９との接触部に２次転写ニップＮ２を形成している。そして、２次転写ローラ９に、図示しない２次転写バイアス電源から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、２次転写ニップＮ２において中間転写ベルト５上のトナー像が記録材１２に転写される。

画像形成時には、先ず、感光ドラム１の表面が帯電ローラ２によって一様に帯電される
。次いで、スキャナユニット３から発された画像情報に応じたレーザー光によって、感光ドラム１上に画像情報に従った静電像（静電潜像）が形成される。次いで静電像は、現像ユニット４によってトナー像（現像剤像）として現像され、１次転写ローラ８の作用によって中間転写ベルト５上に転写（１次転写）される。

例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて順次に行われ、中間転写ベルト５上に各色のトナー像が次に重ね合わされる。その後、中間転写ベルト５上の４色トナー像は、一括して記録材１２上に２次転写される。さらに定着装置１０において、記録材１２が熱及び圧力を加えられることでトナー像が定着される。又、１次転写工程後に感光ドラム１上に残留した１次転写残トナーは、クリーニングブレード６によって除去、回収される。

また、２次転写工程後に中間転写ベルト５上に残留した２次転写残トナーは、まず中間転写体クリーニングブレード２２で回収する。ここで回収しきれないトナーがあった場合には、トナー帯電ブラシ１１によりトナーの正規の帯電極性とは逆極性の電荷が付与される。そしてトナー帯電ブラシ１１により電荷が付与された２次転写残トナーは、次回の１次転写工程時に、第１画像形成部の感光ドラム１Ｙに逆転写させ、クリーニングブレード６で回収される。

［プロセスカートリッジ］
図２を参照して、本実施例の画像形成装置１００に装着されるプロセスカートリッジ７の全体構成について説明する。図２は、感光ドラム１の長手方向（回転軸線方向）から見た本実施例のプロセスカートリッジ７の概略断面図である。尚、本実施例では、収容している現像剤の種類（色）を除いて、各色用のプロセスカートリッジ７の構成及び動作は同一である。プロセスカートリッジ７は、感光ドラム１等を備えた感光体ユニット１３（第１ユニット）と、現像ローラ１７（現像剤担持体）等を備えた現像ユニット４（第２ユニット）とを有する。

感光体ユニット１３は、感光体ユニット１３内の各種要素を支持する枠体としてのクリーニング枠体１４を有する。クリーニング枠体１４には、図示しない軸受を介して感光体ドラムが回転可能に取り付けられている。感光ドラム１は、駆動手段（駆動源）としての駆動モーター３０の駆動力が感光体ユニット１３に伝達されることで、画像形成動作に応じて図示矢印Ａ方向（時計方向）に回転駆動される。画像形成プロセスの中心となる感光体ドラム１は、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした有機感光体を用いている。又、感光体ユニット１３には、感光ドラム１の周面上に接触するように、クリーニング部材６、帯電ローラ２が配置されている。クリーニング部材６によって感光体ドラム１の表面から除去された転写残トナーは、クリーニング枠体１４内に落下、収容される。

帯電手段である帯電ローラ２は、導電性ゴムのローラ部を感光体ドラム１に加圧接触することで従動回転する。ここで帯電ローラ２の芯金には、帯電工程として、感光ドラム１に対して所定の直流電圧が印加されており、これにより感光ドラム１の表面には、一様な暗部電位（Ｖｄ）が形成される。前述のスキャナユニット３からのレーザー光によって画像データに対応して発光されるレーザー光のスポットパターンは、感光ドラムを露光し、露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は所定の明部電位（Ｖｌ）、未露光部位は所定の暗部電位（Ｖｄ）となる静電潜像が、感光ドラム１上に形成される。

一方、現像ユニット４は、現像ローラ１７、現像ブレード１９、トナー供給ローラ１８、トナー１５、及びトナーを格納するトナー収容室１６からなる。トナー１５（現像剤）
は、正規の極性として負極性に帯電し、粒径が７μｍである非磁性球形トナーを用いた。またトナー１５の表面には、トナー外添剤として粒径２０ｎｍのシリカ粒子（外添粒子）が添加されている。

現像ブレード１９は現像ローラにカウンタで当接しており、トナー供給ローラによって供給されたトナーのコート量規制及び電荷付与を行っている。現像ブレード１９は薄い板状部材からなり、薄板のバネ弾性を利用して当接圧力を形成し、その表面がトナー及び現像ローラ１７に接触当接される。トナーは現像ブレード１９と現像ローラ１７との摺擦により摩擦帯電されて電荷を付与されると同時に層厚規制される。また、本実施例においては、現像ブレード１９に不図示のブレードバイアス電源から所定電圧を印加し、トナーコートの安定化を図っている。

現像ローラ１７と感光体ドラム１とは、対向部（接触部）において互いの表面が同方向（本実施例では下から上に向かう方向である矢印ＡとＤ）に移動するようにそれぞれ回転する。本実施例においては、現像ローラ１７に印加された所定のＤＣバイアスに対して、摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナーが、感光体ドラム１に接触（摺動接触）する現像部において、その電位差から、明部電位部にのみ転移して静電潜像を顕像化する。

トナー供給ローラ１８は、現像ローラ１７の周面上に所定のニップ部を形成して配設されており、図示矢印Ｅ方向（反時計方向）に回転する。トナー供給ローラ１８は導電性芯金の外周に発泡体を形成した弾性スポンジローラである。トナー供給ローラ１８と現像ローラ１７は所定の侵入量を持って接触している。接触部において互いに逆方向に移動するよう回転しており、この動作により、トナー供給ローラ１８による現像ローラへのトナー供給及び現像残として残った現像ローラ上のトナーの剥ぎ取りを行っている。

トナー収容室１６内にはトナー撹拌部材２０が設けられている。トナー撹拌部材２０は、トナー収容室１６内に収納されたトナーを攪拌すると共に、トナー供給ローラ１８の上部に向けて図中矢印Ｇ方向にトナーを搬送するためのものでもある。尚、本実施例においては、現像ローラ１７、トナー供給ローラ１８は、共に外径φ２０であり、トナー供給ローラ１８の現像ローラ１７への侵入量を１．５ｍｍに設定した。本実施例においては、現像ローラ１７に印加された所定のＤＣバイアスを印加し、感光ドラム１に当接する現像部において、その電位差から、明部電位部にのみトナーを転移させることで静電潜像を顕像化する。

［現像ローラ当接離間機構］
図３は、本実施例のプロセスカートリッジ７の概略断面図であり、現像ローラ１７を感光ドラム１から離間させた状態を示している。現像ローラ１７は感光ドラム１と接離可能な構成になっており、画像形成時は当接し、非画像形成時は図３のように離間させて、現像ローラ駆動を停止するように制御している。ここで画像形成時とは、感光ドラム１に形成された静電潜像に従い現像ローラ１７から現像剤を転移させることで、現像剤像を形成するときである。また非画像形成時とは、前述した現像剤像を形成していないときである。例えば、感光ドラム１に現像剤像形成後であり感光ドラム１が停止するまでの画像形成後や（以下後回転と呼ぶ）や、次のプリントを開始し感光ドラム１が回転し始めてから現像剤像形成し始める画像形成前（以下前回転と呼ぶ）のことである。また、連続プリント中で記録材１２を複数搬送するときの記録材どうしの間の期間に相当する期間や、画像濃度調整するときに行う動作やトナー帯電ブラシの付着トナーを吐き出す動作など、特別に設けた期間で現像剤像を形成していない時も非画像形成時となる。

具体的な接離機構としては、画像形成装置１に設けられ、回転位置を制御できるカム２３、および、プロセスカートリッジ７に設けられ、現像ローラ１７と感光ドラム１が当接
するよう加圧しているバネ部材（不図示）によって行っている。現像ローラ当接状態は、カム２３は現像ユニット４を加圧しない位置に制御し、プロセスカートリッジ７のバネ部材による加圧力により当接状態にしている。また現像ローラ離間状態は、カム２３の回転位置を制御することにより、現像ユニット４を底部から押して回転させることで行っている。なお、画像形成装置１における各構成の各種動作は、装置本体に設けられた制御部（ＣＰＵ）がモータ等の動力源を制御することにより、制御される。

なお、現像ローラ１７と感光ドラム１を離間可能とするための接離機構としては、前述のカムとバネ部材を用いたものに限らず、接離を制御できるものであれば、カムのみを用いたものなどでも問題ない。

［中間転写ベルト］
中間転写ベルト５としては、厚さが１００μｍで体積低効率を１０^１１Ωｃｍに調整したポリフッ化ビニリデンのフィルムを用いた。また中間転写ベルト５は、駆動ローラ５１、２次転写対向ローラ５２、従動ローラ５３の３軸で張架されている。

［１次転写ローラ］
１次転写ローラ８として、体積抵抗率が１０^５〜１０^９Ωｃｍ、ゴム硬度が３０°（アスカーＣ硬度計）の弾性ローラを用いた。１次転写ローラ８は、中間転写ベルト５を介して感光ドラム１に対し、総圧約９．８Ｎで押圧される。又、１次転写ローラ８は、中間転写ベルト５の回転に伴い、従動して回転する。更に、１次転写ローラ８には、１次転写電源（不図示）から、−２．０〜３．５ｋＶの電圧の印加が可能となっている。

［トナー帯電ブラシ］
トナー帯電ブラシ１１としては、１０^６〜１０^９Ωｃｍの導電性を有するナイロン製の繊維が略密となるように構成されたブラシ部材を用い、固定配置されている。本実施例では、トナー帯電ブラシ１１の先端位置は、中間転写ベルト５の表面に対して侵入量が１．０ｍｍとなるように設定されている。このように、中間転写ベルト５の表面の移動方向において上流側に位置するトナー帯電ブラシ１１は、中間転写ベルト５の移動に伴って中間転写ベルト５の表面を摺擦する。トナー帯電ブラシ１１は、中間転写ベルト５の移動方向において、２次転写部よりも下流、かつ、第１画像形成部よりも上流に配置される。そして、トナー帯電ブラシ１１には、トナー帯電ブラシ電圧供給手段としての高圧電源（不図示）から、−２．０〜＋２．０ｋＶの電圧の印加が可能となっている。

（２）２次転写残トナー回収時の動作の説明
［２次転写残トナー回収方法］
プリント中に行うクリーニング動作としての２次転写残トナー回収方法（第４動作）について詳しく説明する。２次転写工程後に中間転写ベルト５上の２次転写残トナーは、まず中間転写体クリーニングブレード２２（第２のクリーニング部材）で回収する。ここで回収しきれないトナーに対しては、トナー帯電ブラシ１１に、トナーの正規の帯電極性とは逆極性、即ち、本実施例では正極性の＋１．５ｋＶのバイアスを印加する。これにより、中間転写体クリーニングブレードで回収しきれなかったトナーがトナー帯電ブラシ１１を通過する時に、正極性に帯電する。またこの時、正極性に帯電しきれなかった負極性トナーは、トナー帯電ブラシ１１に一部保持される。そしてトナー帯電ブラシ１１により正極性の電荷が付与されたトナーは、１次転写工程時に第１画像形成部の感光ドラム１Ｙに逆転写され、クリーニングブレード６（第１のクリーニング部材）で回収される。

ここで、２次転写残トナーが中間転写ベルトクリーニングブレード２２を通過してしまう理由としては、中間転写ベルト表面性（表面の凹凸や摩擦係数）が感光ドラム表面に比べて安定しないことが挙げられる。中間転写ベルト表面の一部に凹凸があると、中間転写
体クリーニングブレード２２のエッジが欠け、クリーニング不良が発生しやすくなる。また中間転写ベルト表面の摩擦係数が安定しないと、クリーニングブレードエッジ部の巻き込まれ方が安定せず、中間転写ベルト５への押し圧も変動するので、クリーニング不良が発生しやすくなる。特にクリーニングブレードのゴム弾性率が低下する低温環境において、中間転写ベルトにおけるクリーニング不良が出ることがある。

［トナー帯電ブラシ吐き出し工程］
クリーニング動作としてのトナー帯電ブラシ１１からの吐き出し工程（第３動作）について詳しく説明する。前述のように、トナー帯電ブラシ１１で正極性に帯電しきれなかった負極性トナーは、トナー帯電ブラシ１１に一時的に保持される。そのため、画像形成が繰り返し行われると、トナー帯電ブラシ１１にトナーが蓄積し、電気抵抗が上昇し、トナー帯電ブラシ１１での帯電性能が低下してしまう。したがって、トナー帯電ブラシ１１に保持されているトナーを中間転写ベルト５に吐き出す工程が必要となる。本実施例では、非画像形成時の後回転工程でトナー帯電ブラシ１１に、トナーの正規の帯電極性とは同極性、即ち、本実施例では負極性の−１．５ｋＶのバイアスを印加し、中間転写ベルト５に負極性のトナーを吐き出す。中間転写ベルト５と感光ドラム１は離間可能に構成されており、このとき中間転写ベルト５と感光ドラム１は離間された状態になっており、吐き出したトナーは感光ドラム１には回収させない。代わりにトナー帯電ブラシ１１から吐き出したトナーは、中間転写ベルト５の駆動により中間転写ベルトクリーニングブレード２２まで到達させることで回収する。

また本実施例では、中間転写ベルト５と第４画像形成部の感光ドラム１Ｋを駆動するためのモーターが共通になっており（駆動モーター３０）、中間転写ベルト５が駆動しているときは必ず第４画像形成部の感光ドラム１Ｋも同時に駆動する構成になっている。本実施例は吐き出し工程時、中間転写ベルト５から感光ドラム１と２次転写ローラ９と離間し、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃは停止するよう制御している。しかし感光ドラム１Ｋは、前述のように中間転写ベルト５と駆動モーターが共通のため駆動している。よって感光ドラム１Ｋは吐き出しトナーの回収時に、中間転写ベルト５の約１周分駆動し続けている事になる。なお、本実施例では後回転中に吐き出し工程を行っているが、プリント時とは別に吐き出し工程を行う期間を設けて行っても良い。またこの工程は本実施例では、画像印字を１００枚行うごと定期的に行っている。

（３）本実施例の特徴の説明
本実施例では、前述した非画像形成時に行うトナー帯電ブラシ１１からの吐き出し工程時に、現像ローラ１７を感光ドラム１から離間させる第１動作（このとき感光ドラム１は中間転写ベルト５からも離間している。）の実行中に一時的に現像ローラ１７を感光ドラム１に当接させる第２動作を実行可能な事を特徴とする。実際に吐き出し工程を行った時のクリーニング性能の比較を行った。
なお、本実施例では、第１動作として、トナー帯電ブラシ１１からの吐き出し工程時において、感光ドラム１を中間転写ベルト５や現像ローラ１７から離間させる動作を挙げているが、この動作だけに限定されない。すなわち、トナー帯電ブラシ１１からの吐き出し工程時ではなくても、感光ドラム１を中間転写ベルト５と現像ローラ１１の両方から離間させている状態で、感光ドラム１を駆動する動作を行うときを第１動作とすることができる。本発明は、クリーニングブレードが感光ドラムに当接した当接部での状態にかかわるものである。そして、各種動作の中には、感光ドラムが現像ローラや中間転写ベルトから離間し当接部に何の物質も供給されない状態がある。そこで、本発明では、現像ローラを一時的に当接させることにより外添粒子を当接部に供給している。
また、現像ローラを一時的に感光ドラムと接する動作を第２動作としているが、より具体的には画像形成動作の前に先だって接触させることが好ましい。より好ましくは、画像形成期間後の後回転中で、後回転が始まってから所定時間経過後に、感光ドラムと現像ロ
ーラを接触させることである。ここで、後回転中に感光ドラムと現像ローラとを接触させる状態とは、画像形成中において現像ローラと感光ドラムとが接した状態がそのまま後回転中も続くことで形成される接触状態ではない。すなわち、後回転中に感光ドラムと現像ローラとを接触させる状態とは、画像形成中の接触状態から一度離間状態となってから再度接触することで形成される接触状態のことである。本実施例では、後回転開始直後は接触しているが、一端離間して、第２動作で再度接触する構成を取っている。当然これに限られず、後回転開始時に離間していてもよい。

図４に比較例と実施例の、感光ドラム１Ｋの回転と停止、トナー帯電ブラシ１１に正または負のバイアス印加するタイミング、および、現像ローラ１７Ｋの当接と離間のタイミング図を示す。図４のように感光ドラム１Ｋの回転および停止タイミングと、後回転でのトナー帯電ブラシ１１の吐き出し工程時に、トナー帯電ブラシ１１に印加するバイアスを＋１．５ｋＶから−１．５ｋＶに変えるタイミングは比較例と実施例で同様である。しかし、トナー帯電ブラシ１１の吐き出し工程時の、現像ローラ１７Ｋと感光ドラム１Ｋの接離状態は異なる。比較例では、画像形成が終わった直後に現像ローラ１７Ｋと感光ドラム１Ｋは離間して、そのままの状態でプリント終了する。一方実施例では、画像形成が終わった直後に一旦現像ローラ１７Ｋを離間する（第１期間ａ）が、トナー帯電ブラシ１１の吐き出し工程時の直前に現像ローラ１７Ｋを感光ドラム１Ｋに当接させる（第２期間ｂ）。そして、感光ドラム１Ｋが停止する直前に離間する（第１期間ａ）よう制御している。

共通条件として、各色の印字率５％の横線画像を１００枚連続印字してから、トナー帯電ブラシ１１からの吐き出し工程を行い、直後に印字率２５％のイエローハーフトーン画像を印字した時の画像不良（縦黒スジ）を確認した。画像形成装置１００の設置環境はクリーニング不良に厳しい低温低湿環境（温度１５℃／湿度１０％）で行った。

表１ 吐き出し回収工程でのクリーニング不良結果

表１のように比較例ではクリーニング不良による縦黒スジが発生してしまったが、実施例の構成では、クリーニング不良の発生が無かった。比較例のクリーニング不良は、クリーニングブレードエッジに溜まっていたトナーがクリーニングブレードをすり抜けることで発生している。本実施例では中間転写ベルト５と第４画像形成部の感光ドラム１Ｋを駆動するためのモーターが共通のため、吐き出し工程時には中間転写ベルトクリーニングブレードに吐き出しトナーが回収されるまで感光ドラム１Ｋも駆動している。このように長時間にわたってクリーニングブレードエッジ部に外添剤の供給が無いと、阻止層が無くなってクリーニング不良が発生しやすい状態になる。また、正極性に帯電されたトナーがクリーニングブレードエッジに存在すると、負極性になっている感光ドラム１の表面と静電付着力が高まった状態で阻止層に突入することになるので、阻止層を崩しやすくなる。

このとき、現像ローラ１７を感光ドラム１に当接させることで、感光ドラム１に移行したかぶりトナー、および、現像ローラ１７にコートされているトナーから直接、感光ドラム１に外添剤が移行し、クリーニングブレード６のエッジ部に供給される。また現像ローラ１７から感光ドラム１に移行したかぶりトナーからも外添剤が感光ドラム１に移行し、クリーニングブレード６のエッジ部に供給される。供給された外添剤は、クリーニングブレードエッジ部でバリア層の役割となる阻止層を形成し、クリーニング性能を向上させる
。

図５のクリーニングブレードエッジ部の拡大図を用いて、クリーニング性能が向上するメカニズムを説明する。クリーニングブレード６は、感光ドラム１の回転方向に対してカウンタ方向に延びるブレード部材である。図５のように、クリーニングブレード６は、感光ドラム１の回転方向に対してカウンタ方向に当接、すなわち、クリーニングブレード６に対する感光ドラム１の移動方向に対して逆方向の延びた先端部であるエッジ部ｅが、感光ドラム１の表面に当接する。このため、クリーニングブレード６のエッジ部ｅは、感光ドラム１の回転に伴い、感光ドラム１の移動方向に巻き込まれた状態になっている。この巻き込まれたくさびの部分（接触部）に、前述した感光ドラム１に移行したトナー外添剤が溜まり、層を形成する（以下、阻止層２１と呼ぶ）。もし、この外添粒子の層である阻止層２１がいない状態でトナーをクリーニングしようとすると、エッジの巻き込まれたくさび部分からトナーが潜り込みやすくなり、クリーニング不良が発生しやすくなる。図５のようにクリーニングブレードエッジ部に阻止層２１が存在すると、前述したトナーの潜り込みがなくなり、クリーニング性能が向上する。一方でこの阻止層２１は２０ｎｍ程度のトナー外添剤で形成されているため、常に一定量の外添剤がクリーニングブレードエッジ部から抜けて無くなっている。よって現像ローラ１７が感光ドラム１から離間し、クリーニングエッジ部への外添剤の供給が止まると、徐々に阻止層２１が無くなっていき、クリーニング性能の低下を招くことになる。なお、現像ローラ１７Ｋの感光ドラム１Ｋへの当接時間は、長くなるほど阻止層を十分に作る事ができるので効果が出やすい。（すなわち、現像ローラと感光ドラムを当接させる第２動作は、外添粒子の層（阻止層）を形成する動作である。）本実施例では、感光ドラム１Ｋの長時間にわたる回転により阻止層が無くなるのを防止するため、吐き出し工程が始まってから感光ドラム１Ｋ停止が停止する直前まで、現像ローラ１７Ｋが当接するように制御した。

以上説明してきたように、本実施例の構成を用いれば、非画像形成時に感光ドラムのクリーニングブレードに阻止層が不足してクリーニング性能が低下する場合でも、クリーニング不良による縦黒スジ画像の発生を防ぐことができる。また中間転写ベルト５と感光ドラム１Ｋの駆動源が共通になっている（感光ドラム１Ｋと中間転写ベルト５は、同一の駆動源としての駆動モーター３０により同時に駆動される）ので、画像形成装置のコストを抑える事ができる。

なお、本実施例では吐き出し工程時に現像ローラ１７Ｋのみを感光ドラム１Ｋに当接させたが、当接させるタイミングや画像形成部はこれに限るものではない。つまり、タイミングとしては吐き出し工程以外でも、トナー濃度調整工程時や色ずれ補正工程時など感光ドラム１の駆動時間が長くなり、クリーニング不良が発生する可能性があるときは、現像ローラ１７と感光ドラム１を当接させて良い。また画像形成部も、中間転写ベルト５と駆動源が共通な感光ドラムだけで当接動作行うことに限らず、前述のように中間転写ベルト５からのトナー回収がある画像形成部ではクリーニング不良が発生する可能性があるので、非画像形成時に当接動作を行っても良い。

また、本実施例の構成から中間転写ベルトクリーニングブレード２２を削除したような画像形成装置においても、本実施例の特徴である非画像形成時に現像ローラ１７を感光ドラム１に当接させる動作を行ってもよい。つまり、中間転写ベルト５に残留しているトナーをトナー帯電ブラシ１１によって帯電させ、感光ドラム１に転移させるような画像形成装置においても、本実施例を適用する事ができる。具体的には非画像形成時に感光ドラム１が長時間回転し阻止層が不足するときには、現像ローラ１７を感光ドラム１に当接させることで、クリーニング不良による縦黒スジ画像の発生を防ぐことができる。

また、画像形成装置の設置温度を検知する温度センサ（温度検知部）を装置本体に設け
、本実施例のような現像ローラ１７を感光ドラム１に当接させる制御を、画像形成装置１００が所定の温度以下を検知した場合にのみ行うようにしてもよい。クリーニング不良は、クリーニングブレードのゴム弾性率が低下し感光ドラムに対する追従性が落ちる低温環境になるほど発生しやすくなる。よって、例えば２０℃以下を検知した場合にのみ、本実施例の制御を行うことで、現像ローラ回転によって、現像ローラ１７等の部材やトナーの過剰な劣化を防ぐことができる。

１…感光ドラム（像担持体）、５…中間転写ベルト（中間転写体）、６…クリーニングブレード（クリーニング部材）、１１…トナー帯電ブラシ（ブラシ部材）、１５…トナー（現像剤）、１７…現像ローラ（現像剤担持体）、２１…阻止層（外添粒子の層）、２２…中間転写体クリーニングブレード（第２のクリーニング部材）、１００…画像形成装置

Claims (11)

1. 外添粒子が添加された現像剤を担持する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体との接触により静電像が現像された現像剤像を担持する回転可能な像担持体と、
   前記像担持体との接触により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と、
   前記像担持体から転写された現像剤像を担持するための中間転写体と、
   前記像担持体と前記中間転写体と、を駆動させる同一の駆動源と、を備え、
   前記像担持体が、前記中間転写体と前記現像剤担持体との両方から離間した状態で、前記クリーニング部材と摺動接触する第１動作が実行される画像形成装置であって、
   前記第１動作の実行中に、一時的に前記現像剤担持体を前記像担持体に接触させて、前記クリーニング部材における前記像担持体との接触部へ前記外添粒子を供給する第２動作を実行可能に構成されたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２動作は、前記接触部に前記外添粒子の層を形成する動作であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記クリーニング部材は、前記クリーニング部材に対する前記像担持体の移動方向に対して逆方向の延びた先端部が前記像担持体の表面に当接するブレード部材であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１動作は、前記静電像の現像を行わない非画像形成時に行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記中間転写体と摺動接触するブラシ部材と、
   前記中間転写体と摺動接触する第２のクリーニング部材をさらに備え、
   前記中間転写体と前記像担持体とを離間させた状態で、前記ブラシ部材が保持する残トナーを、前記中間転写体の表面に吐き出し、前記中間転写体の表面から前記第２のクリーニング部材により除去する第３動作が実行可能であり、
   前記第３動作の実行中に前記第１動作が実行されることを特徴とする請求項１〜４のい
   ずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記現像剤担持体と前記像担持体を離間させた状態で、前記中間転写体の表面の残トナーを、前記像担持体に転写させ、前記像担持体の表面から前記クリーニング部材で除去する第４動作が実行可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 温度検知部をさらに備え、
   前記第２動作は、前記温度検知部が検知した温度が所定の温度以下の場合に実行されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 少なくとも、前記現像剤担持体と、前記像担持体と、前記クリーニング部材と、は、カートリッジとして一体化され、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記カートリッジは、
   前記像担持体と前記クリーニング部材とを含む第１ユニットと、
   前記現像剤担持体を含む第２ユニットと、
   を有し、
   前記第１ユニットと前記第２ユニットは、前記像担持体と前記現像剤担持体が離間するように、離間可能に構成されていることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 外添粒子が添加された現像剤を担持する現像剤担持体と、
    前記現像剤担持体との摺動接触により、表面に形成された静電潜像が現像される回転可能な像担持体と、
    前記像担持体との摺動接触により、前記像担持体の表面をクリーニングする第１のクリーニング部材と、
    前記像担持体との摺動接触により、前記像担持体の表面で現像された現像剤像が転写される中間転写体と、
    前記中間転写体と摺動接触して、前記中間転写体の表面の残トナーを帯電するブラシ部材と、
    前記中間転写体と摺動接触して、前記像担持体の表面をクリーニングする第２のクリーニング部材と、
    前記像担持体と前記中間転写体と、を駆動させる同一の駆動源と、
    を備え、
    前記現像剤担持体と前記像担持体、前記中間転写体と前記像担持体は、それぞれ離間可能に構成されるとともに、
    前記静電潜像の現像を行わない非画像形成時に、前記中間転写体と前記像担持体とを離間させた状態で、前記ブラシ部材が保持する残トナーを、前記中間転写体の表面に吐き出し、前記中間転写体の表面から前記第２のクリーニング部材により除去するクリーニング動作が実行可能な画像形成装置において、
    前記クリーニング動作の実行中に、
    前記像担持体と前記現像剤担持体を離間させる第１期間と、
    前記像担持体と前記現像剤担持体を接触させる第２期間と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
11. 外添粒子が添加された現像剤を担持する現像剤担持体と、
    前記現像剤担持体との接触により静電像が現像された現像剤像を担持する回転可能な像担持体と、
    前記像担持体との接触により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
    と、
    前記像担持体から転写された現像剤像を担持するための中間転写体と、
    前記像担持体と前記中間転写体と、を駆動させる同一の駆動源と、を備え、
    前記像担持体が、前記中間転写体と前記現像剤担持体との両方から離間した状態で、前記クリーニング部材と摺動接触する第１動作が実行される画像形成装置であって、
    前記第１動作の実行中に、一時的に前記現像剤担持体を前記像担持体に接触させて、前記クリーニング部材における前記像担持体との接触部へ前記現像剤を供給する第２動作を実行可能に構成されたことを特徴とする画像形成装置。
    

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