JP2004117901A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体上に形成された現像剤像に対して転写前に電荷を付与する電荷付与手段を設けた画像形成装置において、装置の大型化やコスト上昇を招くことなく、像担持体のクリーニング不良の発生を抑制する画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体１０８上から現像剤を除去する清掃手段６と、像担持体１０８上の転写前の現像剤像に電荷を付与する電荷付与手段１１４と、電荷付与手段１１４に電荷付与バイアスを供給する電荷付与バイアス供給手段１１７と、を有する画像形成装置において、電荷付与手段１１４は、像担持体１０８上の転写行為を行わない現像剤に対しても、それに対して電荷を付与し、その場合に電荷付与手段１１４に供給される電荷付与バイアスは、像担持体１０８上の現像剤像が転写部Ｔｎ２にて転写媒体Ｐに転写される場合において電荷付与手段１１４に供給される電荷付与バイアスと異なる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式等によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置として、転写媒体、例えば用紙等の転写材への転写工程に先立ち、像担持体上に形成された現像剤像（トナー像）に対して電荷付与手段としての転写前帯電器により現像剤（トナー）と同極性の電荷付与をしてトナー像のトナートリボ値を増加させることで、この後に続く転写効率の向上を図る技術が、例えば、特許文献１等により提案されている。
【０００３】
ここでの転写効率とは、転写工程において像担持体上のトナーが転写材等の転写媒体上に転写される効率のことである。
【０００４】
尚、この場合の像担持体とは、表面に露光手段により静電潜像が形成され、該静電潜像が現像装置にて現像されて、表面にトナー像が形成される感光ドラムや感光ベルト等の感光体のことか、又は、感光体上に形成されたトナー像が一次転写される中間転写体のことであり、表面にトナー像が形成され、それを担持して、担持面を移動させてトナー像が転写材等の転写媒体に転写される転写部まで搬送する媒体のことである。
【０００５】
そして、像担持体のトナー像担持面移動方向で転写部の下流の位置には、像担持体表面に、像担持体からの転写後に残留した転写残トナー等の付着トナーを除去するための清掃手段が設けられており、余分なトナーを像担持体より除去した後、新たなトナー像が像担持体上に形成される。
【０００６】
【特許文献１】
特開平０４−１０９２７８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した画像形成装置においては、転写前帯電工程により、像担持体のトナー像の転写効率が上昇するため、通常の画像形成時に於ける像担持体上の残留トナー量は少なくなり、清掃手段に到達する残留トナー量は減る。
【０００８】
一方、上述した画像形成装置においては、清掃手段は、ジャム時などに像担持体上の転写工程を経ない大量のトナーを清掃する場合もある。
【０００９】
清掃手段として、像担持体との接触部にゴム部材を有する板状部材であるクリーニングブレードを像担持体に当接して残留トナーを掻き落とすことで像担持体の清掃を行う、いわゆるブレードタイプの清掃手段が一般に用いられる。
【００１０】
その場合に、通常の画像形成中に清掃手段に到達する残留トナー量が減ると、ジャム時などの大量のトナーをクリーニングする場合にクリーニング不良が発生してしまう現象が確認された。
【００１１】
上記クリーニング不良発生のメカニズムは、以下のように考えられる。
【００１２】
クリーニングブレードと像担持体のニップ部には、予めブレードの像担持体と接触する部分に塗布されている潤滑剤や、クリーニングした残留トナー等が、存在することで、ブレードと像担持体とは適度な摩擦力を有する状態が継続して、ブレード部分を像担持体表面が滑らかに移動して、像担持体表面をクリーニングすることができる。
【００１３】
ただし、上述した従来の画像形成装置のように転写前帯電工程を有する画像形成装置においては、通常の画像形成時にクリーニングブレードに供給される残留トナー量が少なくなるため、ブレードと像担持体の摩擦力は大きくなる。
【００１４】
この摩擦力が大きくなると、ブレード部分を像担持体表面が滑らかに移動できなくなり、ブレードと像担持体表面は密着と滑りを繰り返して、ブレードが振動しながら像担持体表面が移動する挙動が見られるようになる。
【００１５】
このブレードの振動で像担持体に対するブレードの当接が不安定になり、特に大量のトナーを清掃する場合に、トナーがブレードと像担持体のニップに侵入しやすくなり、クリーニング不良が発生すると考えられる。
【００１６】
従って、本発明の目的は、像担持体上に形成された現像剤像に対して、転写前に電荷を付与する電荷付与手段を設けた画像形成装置において、装置の大型化やコスト上昇を招くことなく、像担持体のクリーニング不良の発生を抑制する画像形成装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、表面に現像剤像が形成され、それを担持して移動する像担持体と、現像剤像を転写部にて前記像担持体より転写媒体に転写する転写手段と、前記像担持体移動方向にて前記転写部の下流にて前記像担持体と対向し、前記像担持体上から現像剤を除去する清掃手段と、前記像担持体の移動方向にて現像剤像形成部の下流側且つ前記転写部の上流側の位置に設置され、前記像担持体上の転写前の現像剤像に電荷を付与する電荷付与手段と、該電荷付与手段に電荷付与バイアスを供給する電荷付与バイアス供給手段と、を有する画像形成装置において、
前記電荷付与手段は、前記像担持体上の現像剤の転写行為が行われない場合においても、前記像担持体上の現像剤に対して電荷を付与し、その場合において前記電荷付与手段に供給される前記電荷付与バイアスは、前記像担持体上の現像剤像が前記転写部にて前記転写媒体に転写される場合において前記電荷付与手段に供給される前記電荷付与バイアスと異なる、ことを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００１８】
本発明の一実施態様によると、前記像担持体上に形成される現像剤像は、複数の現像剤像が重ねられて形成された、複合現像剤像である。
【００１９】
本発明の他の実施態様によると、前記像担持体上の現像剤像が前記転写部にて前記転写媒体に転写される場合においては、前記電荷付与手段によって、前記像担持体上の現像剤像にそれと同極性の電荷が付与され、
前記像担持体上の現像剤に対して転写行為を行わない場合においては、前記電荷付与手段によって、前記像担持体上の現像剤にそれと逆極性の電荷が付与される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２１】
実施例１
図１は、本発明の実施例１に係る画像形成装置である電子写真方式のプリンタ等のフルカラー画像形成装置を示す概略構成図である。
【００２２】
この画像形成装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部１０１Ｙと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０１Ｍと、シアン色の画像を形成する画像形成部１０１Ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１０１Ｋの４つの現像剤像形成部（画像形成部）を備えており、これらの４つの画像形成部は一定の間隔をおいて一列に配置されている。
【００２３】
各画像形成部１０１Ｙ〜１０１Ｋには、それぞれ第一の像担持体としての感光ドラム１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄが設置されている。各感光ドラム１０２ａ〜１０２ｄの周囲には、帯電ローラ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ、現像装置１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、転写ローラ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、ドラムクリーニング装置１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄがそれぞれ設置されており、帯電ローラ１０３ａ〜１０３ｄと現像装置１０４ａ〜１０４ｄ間の上方には露光装置１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄがそれぞれ設置されている。
【００２４】
感光ドラム１０２ａ〜１０２ｄは、本実施例では負帯電の有機感光ドラムで外径３０．０ｍｍであり、アルミニウム等のドラム基体上にＯＰＣ感光層を有しており、駆動装置（不図示）によって矢印方向（反時計方向）にそれぞれ所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。
【００２５】
接触帯電手段としての帯電ローラ１０３ａ〜１０３ｄは、それぞれ感光ドラム１０２ａ〜１０２ｄに所定の圧接力で接触し、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって、各感光ドラム１０２ａ〜１０２ｄ表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。
【００２６】
露光装置１０７ａ〜１０７ｄは、ホストコンピュータ（不図示）からそれぞれ入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光で各感光ドラム１０２ａ〜１０２ｄ表面を画像露光することにより、各帯電ローラ１０３ａ〜１０３ｄで帯電された各感光ドラム１０２ａ〜１０２ｄ表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する。
【００２７】
現像装置１０４ａ〜１０４ｄは、本実施例では二成分現像方式であり、現像バイアス電源（不図示）から印加される現像バイアスによって、各感光ドラム１０２ａ〜１０２ｄ上に形成された静電潜像に現像剤（トナー）を付着させて、トナー像として反転現像する。各現像装置１０４ａ〜１０４ｄには、それぞれイエロートナー、シアントナー、マゼンタトナー、ブラックトナーが収納されている。
【００２８】
接触転写手段としての転写ローラ１０５ａ〜１０５ｄは、中間転写体としての中間転写ベルト１０８を介して各感光ドラム１０２ａ〜１０２ｄ表面に所定の押圧力で接触している。そして、各転写バイアス電源１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ、１０９ｄから印加される前記トナーと逆極性の転写バイアスにより、各感光ドラム１０２ａ〜１０２ｄ表面の各色トナー像を、感光ドラム１０２ａ〜１０２ｄと転写ローラ１０５ａ〜１０５ｄ間の各一次転写部Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄにおいて、移動する第二の像担持体であるベルト状の中間転写体（中間転写ベルト）１０８上に順次重ね合わせて転写（一次転写）する。
【００２９】
中間転写ベルト１０８は、駆動ローラ１１１と二次転写対向ローラ１１２と従動ローラ１１３によって張架されており、駆動ローラ１１１の回転駆動によって、感光ドラム１０２ａ〜１０２ｄの回転に同期して矢印方向に移動（回転）する。
【００３０】
中間転写ベルト１０８の張架張力は、従動ローラ１１３に対して不図示の加圧手段により、中間転写ベルト１０８と駆動ローラ１１１とがスリップしないように、９８Ｎの荷重がかけられている。
【００３１】
本実施例では、中間転写ベルト１０８の移動方向に対して、最下流の感光ドラム１０２ｄの下流側で且つ二次転写対向ローラ１１２と転写手段である二次転写ローラ１１９の対向部である二次転写部Ｔｎ２の上流側に位置する、駆動ローラ１１１近傍には二次転写前帯電器１１４が設置されている。
【００３２】
又、中間転写ベルト１０８移動方向で二次転写部Ｔｎ２の下流側、つまり二次転写対向ローラ１１２と従動ローラ１１３との間の中間転写ベルト１０８の表面近傍には、中間転写ベルト１０８上のトナーを除去するための清掃手段であるクリーング装置６が設置されている。
【００３３】
次に、上記した本実施例の画像形成装置による画像形成動作について説明する。
【００３４】
画像形成動作開始信号が発せられると、所定のプロセススピード（本実施形態では、１１７ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動される画像形成部１０１Ｙ〜１０１Ｋにそれぞれ備えられた各感光ドラム１０２ａ〜１０２ｄは、それぞれ帯電ローラ１０３ａ〜１０３ｄによって一様に、本実施例では負極性の所定電位（本実施例では、約−６５０Ｖ）に、帯電される。
【００３５】
そして、露光装置１０７ａ〜１０７ｄは、ホストコンピュータ（不図示）から入力されるカラー色分解された画像信号を光信号にそれぞれ変換し、変換された光信号であるレーザ光を、各ミラー１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄを介して帯電された各感光ドラム１０２ａ〜１０２ｄ上にそれぞれ走査露光して静電潜像を形成する。
【００３６】
そして、先ず感光ドラム１０２ａ上に形成された静電潜像に、感光ドラム１０２ａの帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置１０４ａにより、イエローのトナーを付着させて反転現像を行い、トナー像として可視像化する。本実施例における現像バイアスは、ＤＣ成分；−４００Ｖ、ＡＣ成分；１．５ｋＶｐｐ、周波数；３ｋＨｚ、波形；矩形波にて構成される、直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスとした。
【００３７】
そして、このイエローのトナー像は、一次転写部Ｔａにて転写バイアス電源１０９ａから一次転写バイアス（本実施例では、＋１０μＡの定電流制御）が印加された一次転写ローラ１０５ａにより、移動（回転）している中間転写ベルト１０８上に一次転写される。
【００３８】
中間転写ベルト１０８のイエローのトナー像が転写された部分は、駆動ローラ１１１の駆動によって画像形成部１０１Ｍ側に移動される。そして、画像形成部１０１Ｍにおいても、同様にして感光ドラム１０２ｂ上に形成されたマゼンタのトナー像が、一次転写部Ｔｂにて一次転写バイアス電源１０９ｂから一次転写バイアスが印加された一次転写ローラ１０５ｂにより、中間転写ベルト１０８上のイエローのトナー像上に重ね合わせて転写される。
【００３９】
以下、同様にして中間転写ベルト１０８上に重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー像上に、画像形成部１０１Ｃ、１０１Ｋの感光ドラム１０２ｃ、１０２ｄで形成されたシアン、ブラックのトナー像を、各一次転写部Ｔｃ、Ｔｄにて各転写バイアス電源１０９ｃ、１０９ｄから一次転写バイアスが印加された一次転写ローラ１０５ｃ、１０５ｄにより、それぞれの色のトナー像を順次重ね合わせて転写して、４色のトナー像の複合現像剤像である、フルカラーのトナー像を中間転写ベルト１０８上に形成する。
【００４０】
そして、中間転写ベルト１０８上に形成されたフルカラーのトナー像は、二次転写に先立って、電荷付与手段としてのコロナ帯電器である二次転写前帯電器１１４からの電荷付与を受ける。
【００４１】
二次転写前帯電器１１４は、駆動ローラ１１１に中間転写ベルト１０８を挟んで対向して設置されて、電荷付与バイアス供給手段としての二次転写前帯電バイアス源１１７から、本実施例では、ＤＣ＝−３ｋＶ、ＡＣ＝４ｋＶｐｐ、ＡＣ成分波形＝５００Ｈｚサイン波、この時のＤＣ成分総電流はおよそ−１５０μＡの条件で二次転写前帯電バイアスとしての電荷付与バイアスの供給を受けている。
【００４２】
この二次転写前帯電工程により中間転写ベルト１０８上のトナートリボが、この帯電前の−１７μＣ／ｇ程度から帯電後に−３５μＣ／ｇ程度に上昇する。
【００４３】
そして、中間転写ベルト１０８上のフルカラーのトナー像先端が転写手段である二次転写ローラ１１９と二次転写対向ローラ１１２との対向部である二次転写部Ｔｎ２に移動されるタイミングに合わせて、搬送された用紙などの転写媒体である転写材Ｐをこの二次転写部Ｔｎ２に搬送して、二次転写バイアス電源１２０からトナーと逆極性の二次転写バイアス（本実施例では、＋２０μＡ）が印加された二次転写ローラ１１９により、転写材Ｐ上にフルカラーのトナー像が一括して転写（二次転写）される。
【００４４】
そして、フルカラーのトナー像が形成された転写材Ｐは定着装置２１に搬送され、定着装置２１の定着ローラ２１ａと加圧ローラ２１ｂ間の定着ニップ部でフルカラーのトナー像を加熱、加圧して転写材Ｐ表面に熱定着した後に外部に排出して、一連の画像形成動作を終了する。
【００４５】
尚、上記した一次転写時において、感光ドラム１０２ａ〜１０２ｄ上に残留している一次転写残トナーは、ドラムクリーニング装置１０６ａ〜１０６ｄによってそれぞれ除去されて回収される。
【００４６】
そして、二次転写後に中間転写ベルト１０８表面に残った二次転写残トナーは、クリーニング装置６によって除去されて回収される。
【００４７】
一方、転写材Ｐの搬送ジャム等が生じて、上記画像形成動作が停止された場合等に、中間転写ベルト１０８上に二次転写工程を経ていないトナーが残留することがある。
【００４８】
本発明においては、こうして残留したトナー像は、コロナ帯電器である二次転写前帯電器１１４からの電荷付与をうけるクリーニング前帯電工程が設けられ、クリーニング前帯電工程を経た後、クリーニング装置６によりクリーニングされる。
【００４９】
ここで、像担持体である中間転写ベルト１０８上のトナーの清掃手段となる、クリーニング装置６の詳細について、図２に従って説明する。
【００５０】
本実施例では、クリーニング装置６は、板状部材であるブレード６１、加圧部６２、トナー搬送スクリュー６３から構成される。
【００５１】
ブレード６１は、中間転写ベルト１０８に当接するウレタンゴム等を材質とするエラストマ部６１ａと、エラストマ部６１ａを支持する板金部６１ｂから構成される。加圧部６２は板金部６１ｂを加圧することで、ブレード６１を中間転写ベルト１０８に一定の圧力（本実施例では３５Ｎ／ｍ）をかけて当接させる。
【００５２】
又、ブレード６１により掻き落とされた廃トナーは、トナー搬送スクリュー６３により廃トナー容器（不図示）へと搬送・収容される。
【００５３】
従来例に説明したように、このような板状部材であるブレードによってクリーニングを行う中間転写ベルトクリーニング手段を設け、更に二次転写前帯電を行ったために二次転写後の残留トナーが少なくなった状態で、ここでは中間転写ベルトである像担持体のクリーニングを行う画像形成装置においては、ジャム時等の二次転写を行わない大量のトナーをクリーニングする場合において、像担持体とブレードとの間の摩擦力の増大によるブレードの振動を原因としたクリーニング不良が生じがちであった。
【００５４】
本発明では、以上に説明した本実施例のように、表面にトナー像が形成され、移動する、本実施例では中間転写ベルト１０８である像担持体を有し、像担持体移動方向で像担持体にトナー像が形成される位置より下流且つ像担持体からそのトナー像が他の媒体に転写される位置の上流の位置に、ここでは二次転写前帯電器１１４である電荷付与手段を有す画像形成装置において、電荷付与手段は、その像担持体からの転写が行なわれるトナー像に対しては、転写前帯電器として機能し、又、ジャム時等の理由で、その像担持体からの転写が行われないトナー像に対しては、クリーニング前帯電器として機能する。
【００５５】
本実施例では、クリーニング前帯電器として機能する時は、二次転写前帯電器１１４は、二次転写前帯電バイアス源１１７から、ＤＣ＝０ｋＶ、ＡＣ＝９．０ｋＶｐｐ、ＡＣ成分波形＝５００Ｈｚサイン波の条件で電荷付与バイアスであるクリーニング前帯電バイアスの供給を受けている。
【００５６】
つまり、二次転写前帯電器１１４が、通常の前述の画像形成工程を経て形成された二次転写工程を行われるトナー像を二次転写前帯電するときは、ＤＣ＝−３ｋＶ、ＡＣ＝４ｋＶｐｐ、ＡＣ成分波形＝５００Ｈｚサイン波、この時のＤＣ成分総電流はおよそ−１５０μＡの条件の、二次転写前帯電バイアスである電荷付与バイアスが印加されるのに対して、転写行為を行わない中間転写ベルト１０８上のトナーに対してはＤＣ成分のバイアスが印加されてないところが特徴である。
【００５７】
転写行為を施さないトナー像に対しては、二次転写前帯電器１１４に供給されるバイアスを、転写を施すトナー像に電荷を付与する時と異なるバイアスにすることで、即ち、本実施例においては、クリーニング前帯電バイアスとして交流成分のみのバイアスを用いることでトナー像を除電し、ジャム時等に除去するトナーが大量であっても、良好に中間転写ベルト１０８をクリーニングできる。
【００５８】
この二次転写前帯電器１１４によるクリーニング前帯電工程により中間転写ベルト１０８上のトナートリボは、帯電前の−１７μＣ／ｇ程度から帯電後には−７μＣ／ｇ程度に低下する。
【００５９】
ここで、一方、前述したように、通常の画像形成工程を経て中間転写体１０８上に作成され二次転写が行われる前のトナー像を二次転写前帯電する際のトナーのトリボは、−１７μＣ／ｇから−３５μＣ／ｇ程度に上昇させた。
【００６０】
つまり、本実施例では、二次転写前帯電器１１４による帯電工程前のトナートリボを基準として、二次転写工程を行うトナーに対しては、トナーの極性とは同極性の電荷を付与するのに対し、二次転写工程を行わないトナーに対しては、トナーの極性とは逆極性の電荷を付与する。
【００６１】
このことによって、通常の画像形成時に転写媒体である転写材に転写されるトナー像に対してはトナートリボを上昇させ、転写効率を上昇させることができ、又、ジャム時等に形成された二次転写を行わないトナー像に関しては、トリボを下げて除電し、除去しやすくできる。
【００６２】
こうした本発明の特徴について、次に、上述した本実施例に於ける、二次転写を行わない中間転写ベルト上のトナーを二次転写前帯電と逆極性に帯電するクリーニング前帯電工程による効果を実験例１にて説明する。
【００６３】
実験例１
本実施例１のクリーニング前帯電工程を行った場合と、比較例１としてクリーニング前帯電工程を行わなかった場合で、クリーニング不良の発生レベルを比較検討した。
【００６４】
比較検討は、以下の手順で行った。
【００６５】
１：低湿低温環境（ここでは１５℃／１０％ＲＨ）において、Ａ３サイズ普通紙を１００ページ連続通紙させた後、マゼンタベタ画像を中間転写ベルト１０８上に形成させたところで、意図的に転写材ジャムを発生させて装置を停止させる。
【００６６】
２：そして、転写材ジャムのリカバー動作を行うことで、二次転写工程を経ない中間転写ベルト１０８上のトナー像をクリーニング装置６によりクリーニングさせる。
【００６７】
３：その後、クリーニング不良などによるトナースジなどが中間転写ベルト１０８上に存在するかを目視で確認して、クリーニング不良の発生を判断した。
【００６８】
本実施例１に於けるクリーニング前帯電工程を行った場合は、上記の比較検討を２０回行ったところ、クリーニング不良の発生は全く確認されなかった。
【００６９】
一方、比較例１のクリーニング前帯電工程を行わなかった場合は、上記比較検討を２０回行ったところ、その内の３回でクリーニング不良の発生が確認できた。
【００７０】
４：次に、低湿低温環境（ここでは１５℃／１０％ＲＨ）において、Ａ３サイズ普通紙を１００ページ連続通紙させた後、Ｂｌｕｅベタ（マゼンタベタとシアンベタの２次色）画像を中間転写ベルト１０８上に形成させたところで、意図的に転写材ジャムを発生させて装置を停止させる。
【００７１】
５：そして、転写材ジャムのリカバー動作を行うことで、二次転写工程を経ない中間転写ベルト１０８上のトナー像をクリーニング装置６によりクリーニングさせる。
【００７２】
６：その後、クリーニング不良等によるトナースジなどが中間転写ベルト１０８上に存在するかを目視で確認して、クリーニング不良の発生を判断した。
【００７３】
本実施例１であるクリーニング前帯電工程を行った場合は、上記の比較検討を２０回行ったところ、クリーニング不良の発生は全く確認されなかった。
【００７４】
一方、比較例１のクリーニング前帯電工程を行わなかった場合は、上記比較検討を２０回行ったところ、その内の１２回でクリーニング不良の発生が確認できた。
【００７５】
実験例１から考察される本発明の効果を説明する。
【００７６】
実験例１の結果より、中間転写ベルト１０８上の残留トナーのトナートリボをクリーニング前帯電工程により下げることで、トナーが中間転写ベルト１０８に付着する鏡映力の効果を低下させて、残留トナーがクリーニングブレードにより掻き落とされやすくすることが出来ることがわかる。
【００７７】
これにより、転写材Ｐの搬送ジャムなどが生じて上記画像形成動作が中止された時に、中間転写ベルト８上に転写工程を経ずに残留した大量のトナー像をクリーニングする場合に懸念されるクリーニング不良の発生を効果的に抑制できる。
【００７８】
又、クリーニング前帯電には二次転写前帯電器１１４を用いるため、クリーニング不良の発生を抑制するための新たな帯電器を追加する必要がないため、装置の大型化やコスト上昇を招くことがない。
【００７９】
上記クリーニング前帯電工程は、ジャム後のクリーニングの他に、濃度調整用画像や、レジストレーション調整用画像、クリーニングブレード捲れ防止用画像など、ここでは中間転写ベルト１０８である像担持体上に形成された後、転写工程を経ずにクリーニングされる画像全般に対して行われる。
【００８０】
上記濃度調整用画像とは、像担持体上に形成した所定の画像の光学濃度を濃度センサで測定し、この測定結果に基づいて現像バイアスや帯電バイアスや転写バイアスを制御及び調整することで、画像濃度を所定の値に調整するためのものである。
【００８１】
又、上記レジストレーション調整用画像とは、各画像形成部から像担持体上に形成した所定の各色画像の相対位置を、ＣＣＤや発光素子と受光素子を有するセンサで測定し、この測定結果に基づいて各画像形成部における画像形成開始タイミングの制御及び調整や、各露光装置により形成される静電潜像の変更や、各感光ドラムの移動速度の制御及び調整や、像担持体の移動速度を制御及び調整することで各色画像の相対的な位置ズレを修正するためのものである。
【００８２】
又、上記クリーニングブレード捲れ防止用画像とは、クリーニングブレードと像担持体のニップ部に存在するトナーが減少することで、クリーニングブレードと像担持体との摩擦力が増加し、クリーニングブレードと像担持体が摺動せずにタックする事でブレードが破損することを防止するために像担持体上に形成する画像のことである。通常の画像形成を行っていないタイミングで、像担持体上に横帯画像等を形成して、クリーニングブレードと像担持体とのニップ部にトナーを供給することでブレード破損を防止している。
【００８３】
このように、上述した本実施例におけるクリーニング前帯電工程を実施することで、装置の大型化やコストの上昇を招くことなく、クリーニング不良の発生を効果的に抑制できる。
【００８４】
本実施例は、上述した画像形成装置の他に、画像形成部を１つしか有さない単色画像形成装置にも適用できるのは言うまでもない。ただし、上述したような像担持体上に複数色トナーによる複合現像剤像を形成する画像形成装置においては、単色画像形成装置に比べて、ジャム時などにクリーニングするトナー量が一般的に多くなることでクリーニング不良の発生する頻度が高くなるため、本実施例で上述したクリーニング前帯電工程の効果はより顕著である。
【００８５】
又、本実施例では、清掃手段としてのクリーニング手段として、像担持体に接触させたブレードを有するものを用いたが、ローラ状やブラシ状のものでも、像担持体に対する摩擦力の増大のために接触状態が不良になり、本発明の課題となるクリーニング不良が生じるので、本発明は効果的に適用できる。
【００８６】
又、本発明にて現像剤が作成される像担持体としては、ベルト状の中間転写体が用いられたが、ドラム状でもよく、その形状は限定されるものではない。又、実施例２にて説明する感光体が用いられることもある。
【００８７】
以上に説明した画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００８８】
実施例２
図３は、本発明の実施例２に係る画像形成装置である電子写真方式のプリンタ等のフルカラー画像形成装置を示す概略構成図である。
【００８９】
本実施例においては、本発明に係る、表面にトナー像が形成され、転写前にトナー像に電荷を付与する電荷付与手段や、表面のトナーを除去する清掃手段が設置される像担持体として、ベルト状の感光体を用いる。感光体の形状はドラム状でもよい。
【００９０】
この画像形成装置は、像担持体として、感光ベルト２を用い、感光ベルト２の周囲に、イエロー色の画像を形成する画像形成部１Ｙと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１Ｍと、シアン色の画像を形成する画像形成部１Ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１Ｋの４つの現像剤像形成部（画像形成部）を備えており、これら４つの画像形成部は一定の間隔をおいて配置されている。
【００９１】
各画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋには、感光ベルト２に対向して、帯電装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄがそれぞれ設置されている。また、各々の帯電装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ間の上方には露光装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄがそれぞれ設置されている。
【００９２】
感光ベルト２は、本実施例では負帯電の有機感光ベルトであり、外径４７０ｍｍであり、ポリカーボンなどの樹脂フィルム上にアルミニウムを蒸着して形成した導電層上にＯＰＣ感光層を有している。感光ベルト２は、駆動ローラ１１と転写対向ローラ１２と従動ローラ１３によって張架されており、駆動装置（不図示）によって矢印方向（時計方向）に所定の移動速度（プロセススピード）で駆動される。
【００９３】
帯電装置３ａ〜３ｄは、コロナ放電による非接触帯電装置であり、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって感光ベルト２表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。
【００９４】
露光装置７ａ〜７ｄは、ホストコンピュータ（不図示）からそれぞれ入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光で感光ベルト２表面を画像露光することにより、各帯電装置３ａ〜３ｄで帯電された感光ベルト２表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する。
【００９５】
現像装置４ａ〜４ｄは、非接触二成分現像方式であり、現像バイアス電源（不図示）から印加される現像バイアスによって、各露光装置７ａ〜７ｄにより感光ベルト２上に形成される静電潜像にトナーを付着させて、トナー像として反転現像する。各現像装置４ａ〜４ｄには、それぞれイエロートナー、シアントナー、マゼンタトナー、ブラックトナーが収納されている。
【００９６】
各画像形成部１Ｙ〜１Ｋにより、移動する感光ベルト２表面に各色トナー像を順次重ね合わせて画像形成する。
【００９７】
感光ベルト２の移動方向に対して、最下流の画像形成部１Ｋの下流側で、且つ転写媒体である転写材Ｐにトナー像を転写する転写手段である転写ローラ１９による転写部Ｔｎ１の上流側に、感光ベルト２上に形成されたトナー像に電荷を付与する電荷付与手段である転写前帯電器１４が設置されている。又、転写手段である転写ローラ１９による転写部Ｔｎ１の下流側で、且つ、最上流の画像形成部１Ｙの上流側には、清掃手段であるクリーニング装置６が設置されている。
【００９８】
次に、上記した本実施例の画像形成装置による画像形成動作について説明する。
【００９９】
画像形成動作開始信号が発せられると、所定のプロセススピード（本実施形態では、１１７ｍｍ／ｓｅｃ）で駆動される感光ベルト２は、各画像形成部１Ｙ〜１Ｋのそれぞれの帯電装置３ａ〜３ｄによって一様に、本実施例では負極性の所定電位（本実施形態では、約−６５０Ｖ）に、帯電される。そして、露光装置７ａ〜７ｄは、ホストコンピュータ（不図示）から入力されるカラー色分解された画像信号を光信号にそれぞれ変換し、変換された光信号であるレーザ光を、帯電された感光ベルト２上にそれぞれ走査露光して静電潜像を形成する。
【０１００】
そして、先ず最上流の画像形成部１Ｙの露光装置７ａにより感光ベルト２上に形成された静電潜像に、感光ベルト２の帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによりイエローのトナーを付着させて反転現像を行い、トナー像として可視像化する。本実施例における現像バイアスは、ＤＣ成分；−４００Ｖ、ＡＣ成分；１．５ｋＶｐｐ、周波数；３ｋＨｚ、波形；矩形波の条件で、直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスとした。
【０１０１】
イエローのトナー像が形成された感光ベルト２は、駆動装置（不図示）によって次の画像形成部１Ｍ側に移動される。そして、画像形成部１Ｍにおいても、同様にして感光ベルト２上のイエローのトナー像上に重ね合わせてマゼンタのトナー像が形成される。
【０１０２】
以下、同様にして感光ベルト２上に重畳形成されたイエロー、マゼンタのトナー像上に、画像形成部１Ｃ、１Ｋで形成されたシアン、ブラックのトナー像を順次重ね合わせて形成した４色のトナー像の複合現像剤像であるフルカラーのトナー像を感光ベルト２上に形成する。
【０１０３】
そして、感光ベルト２上に形成されたフルカラーのトナー像は、転写材Ｐへの転写に先立って、電荷付与手段であるコロナ帯電器である転写前帯電器１４からの電荷付与を受ける。
【０１０４】
転写前帯電器１４は、感光ベルト２に対向して設置されて、電荷付与バイアス供給手段としての転写前帯電バイアス源１７から、本実施例では、ＤＣ＝−１．２ｋＶ、ＡＣ＝９．０ｋＶｐｐ、ＡＣ成分波形＝５００Ｈｚサイン波、この時のＤＣ成分総電流はおよそ−５０μＡ、の条件で転写前帯電バイアスである電荷付与バイアスの供給を受けている。
【０１０５】
本実施例のコロナ帯電器構成においては、転写前帯電バイアス源１７から供給されるＤＣ成分総電流のうちのおよそ１／７が、転写前帯電器１４から感光ベルト２に流れ込む。
【０１０６】
この転写前帯電工程により感光ベルト２上のトナートリボが、帯電前の−１７μＣ／ｇ程度から帯電後には−３５μＣ／ｇ程度に上昇する。
【０１０７】
そして、感光ベルト２上のフルカラーのトナー像先端が、感光ベルト２と転写ローラ１９との間の転写部Ｔｎ１に移動されるタイミングに合わせて、搬送された用紙などの転写媒体である転写材Ｐをこの転写部に搬送して、転写バイアス電源２０からトナーと逆極性の転写バイアス（本実施例では、＋２０μＡ）が印加された転写手段である転写ローラ１９により、転写材Ｐ上にフルカラーのトナー像が一括して転写される。
【０１０８】
そして、フルカラーのトナー像が形成された転写材Ｐは定着装置２１に搬送され、定着装置２１の定着ローラ２１ａと加圧ローラ２１ｂ間の定着ニップ部でフルカラーのトナー像を加熱、加圧して転写材Ｐ表面に熱定着した後に外部に排出して、一連の画像形成動作を終了する。
【０１０９】
そして、上記した転写工程において、感光ベルト２上に残留している転写残トナーは、クリーニング装置６によって除去されて回収される。
【０１１０】
一方、転写材Ｐの搬送ジャム等が生じて、上記画像形成動作が停止された場合等に、感光ベルト２上に転写工程を経ていないトナーが残留することがある。
【０１１１】
本発明においては、残留したトナー像は、コロナ帯電器である転写前帯電器１４からの電荷付与をうけるクリーニング前帯電工程が設けられ、クリーニング前帯電工程を経た後、クリーニング装置６によりクリーニングされる。
【０１１２】
一方、本実施例においても、転写材Ｐの搬送ジャム等が生じて、上記画像形成動作が停止された場合等に、又、実施例１に説明した濃度調整用画像やレジストレーション調整用画像やクリーニングブレード捲れ防止用画像が形成された場合等に、感光ベルト２上に転写工程を経ていないトナーが残留することがある。
【０１１３】
本実施例においても、こうして残留したトナー像は、コロナ帯電器である転写前帯電器１４からの電荷付与をうけるクリーニング前帯電工程が設けられ、クリーニング前帯電工程を経た後、クリーニング装置６によりクリーニングされる。
【０１１４】
本実施例においても、ここで、本発明の特徴部となる像担持体である感光ベルト２のトナーの清掃手段となるクリーニング装置６の構成は、実施例１にて説明した図２に示したものと同様に、感光ベルト２に当接し、感光ベルト２上のトナーを掻き取るブレード６１を有するものである。
【０１１５】
ここでは、感光ベルト２である像担持体移動方向で像担持体にトナー像が形成される位置より下流且つ像担持体からそのトナー像が他の媒体に転写される位置の上流の位置に、ここでは転写前帯電器１４である電荷付与手段を有し、電荷付与手段は、その像担持体からの転写が行なわれるトナー像に対しては、転写前帯電器として機能し、又、ジャム時等の理由で、その像担持体からの転写が行われないトナー像に対しては、クリーニング前帯電器として機能する。
【０１１６】
転写前帯電バイアス源１７からクリーニング前バイアスとして、本実施例では、ＤＣ＝＋０．５ｋＶ、ＡＣ＝７．０ｋＶｐｐ、ＡＣ成分波形＝５００Ｈｚサイン波、この時のＤＣ成分総電流はおよそ＋３μＡの条件で、電荷付与バイアスの供給を受けている。
【０１１７】
つまり、転写前帯電器１４が、通常の前述の画像形成工程を経て形成された転写工程を行われるトナー像を転写前帯電するときは、ＤＣ＝−１．２ｋＶ、ＡＣ＝９．０ｋＶｐｐ、ＡＣ成分波形＝５００Ｈｚサイン波、この時のＤＣ成分総電流はおよそ−５０μＡ、の条件で転写前帯電バイアスが供給されるのに対して、ジャム時等の転写工程を行わないトナー像をクリーニング前帯電するときは、転写前帯電バイアスとは異なった電荷付与バイアスの供給を受けている。
【０１１８】
そして、ここでは、クリーニング前帯電バイアスとして交流成分だけでなく、トナー像と逆極性の直流成分を重畳することで、トナー像と逆極性の電荷を積極的にトナー像に付与することができ、トナー像のトナートリボを効果的に下げることが可能になる。
【０１１９】
この転写前帯電器１４によるクリーニング前帯電工程により感光ベルト２上のトナートリボは、帯電前の−１７μＣ／ｇ程度から帯電後には−３μＣ／ｇ程度に低下する。
【０１２０】
つまり、転写前帯電器１４によって、帯電前の−１７μＣ／ｇを基準とすると、感光ベルト２上に形成されたトナー像のうち、転写行為が行われるトナー像に対してはトナーと同極性に帯電され、転写行為が行われないトナーに対しては、トナーと逆極性に帯電される。
【０１２１】
このことによって、通常の画像形成時に転写媒体である転写材に転写されるトナー像に対してはトナートリボを上昇させ、転写効率を上昇させることができ、又、ジャム時等に形成された転写を行わないトナー像に関しては、トリボを下げて除電し、除去しやすくできる。
【０１２２】
次に、実験例２において、上述した本実施例２におけるクリーニング前帯電工程による効果を述べる。
【０１２３】
実験例２
本実施例であるクリーニング前帯電工程を行った場合と、比較例２としてクリーニング前帯電バイアスとして交流成分のみのバイアス（実施例１と同様の、ＤＣ＝０ｋＶ、ＡＣ＝９．０ｋＶｐｐ、ＡＣ成分波形＝５００Ｈｚサイン波）を用いた場合で、クリーニング不良の発生レベルを比較検討した。比較例２のクリーニング前帯電バイアスによるクリーニング前帯電工程により、感光ベルト２上のトナートリボは、帯電前の−１７μＣ／ｇ程度から帯電後には−７μＣ／ｇ程度に低下する。
【０１２４】
比較検討は、以下の手順で行った。
【０１２５】
１：低湿低温環境（ここでは１５℃／１０％ＲＨ）において、Ａ３サイズ普通紙を１００ページ連続通紙させた後、Ｂｌｕｅベタ（マゼンタベタとシアンベタの２次色）画像を中間転写ベルト８上に形成させたところで、意図的に転写材ジャムを発生させて装置を停止させる。
【０１２６】
２：そして、転写材ジャムのリカバー動作を行うことで、転写工程を経ない感光ベルト２上のトナー像をクリーニング装置６によりクリーニングさせる。
【０１２７】
３：その後、クリーニング不良などによるトナースジなどが感光ベルト２上に存在するかを目視で確認して、クリーニング不良の発生を判断した。
【０１２８】
本実施例２であるクリーニング前帯電工程を行った場合は、上記の比較検討を２０回行ったところ、クリーニング不良の発生は全く確認されなかった。
【０１２９】
一方、比較例２の交流成分のみの電荷付与バイアスを供給したクリーニング前帯電工程を行った場合は、上記比較検討を２０回行ったところ、その内の１回でクリーニング不良の発生が確認できた。
【０１３０】
上述した本実施例の効果を説明する。
【０１３１】
本実施例のクリーニング前帯電バイアスのような、交流成分にトナー像と逆極性の直流成分を重畳したバイアスを用いてトナー像と逆極性の電荷付与を行うことで、感光ベルト２上の残留トナーのトナートリボを効果的に下げることできるため、感光ベルト２のように鏡映力が強く働くことでトナーが強く像担持体に付着する場合においても、十分なクリーニング性を確保できる。
【０１３２】
これにより、転写材Ｐの搬送ジャムなどが生じて上記画像形成動作が中止された時に、感光ベルト２上に転写工程を経ずに残留した大量のトナー像をクリーニングする場合に懸念されるクリーニング不良の発生を効果的に抑制できる。
【０１３３】
このように本実施形態におけるクリーニング前帯電工程により、上記実施例１で上述した効果と同様に、装置の大型化やコストの上昇を招くことなく、クリーニング不良の発生を効果的に抑制できる。
【０１３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置は、現像剤像を担持して移動する像担持体と、現像剤像を転写部にて前記像担持体より転写媒体に転写する転写手段と、像担持体移動方向にて転写部の下流にて、像担持体上から現像剤を除去する清掃手段と、像担持体の移動方向にて現像剤像形成部の下流側且つ転写部の上流側の位置に設置され、像担持体上の転写前の現像剤像に電荷を付与する電荷付与手段と、電荷付与手段に電荷付与バイアスを供給する電荷付与バイアス供給手段と、を有する画像形成装置において、電荷付与手段は、転写行為を行わない場合においても、像担持体上の現像剤に対して電荷を付与し、その場合において電荷付与手段に供給される電荷付与バイアスは、像担持体上の現像剤像が転写部にて転写媒体に転写される場合において電荷付与手段に供給される電荷付与バイアスと異なる、ことにより、像担持体上に、複数の現像剤像が重畳された複合現像剤像を形成する場合においても、装置の大型化やコスト上昇を招かずにクリーニング不良の発生を抑制できる。
【０１３５】
又、像担持体上の現像剤像が転写部にて転写媒体に転写される場合においては、電荷付与手段によって、像担持体上の現像剤像に、それと同極性の電荷が付与され、像担持体上の現像剤に対して転写行為を行わない場合においては、電荷付与手段によって、像担持体上の現像剤にそれと逆極性の電荷が付与される、ことによって、更にその効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る清掃手段の一例を示す概略構成図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ　画像形成部
２　　　　　　　　感光ベルト（像担持体）
６　　　　　　　　クリーニング装置（清掃手段）
１２　　　　　　　転写ローラ（転写手段）
１４　　　　　　　転写前帯電器（電荷付与手段）
１７　　　　　　　転写前帯電バイアス源（電荷付与バイアス供給手段）
１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋ　　画像形成部
１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ　　感光ドラム
１０８　　　　　　中間転写ベルト（像担持体）
１１２　　　　　　二次転写ローラ（転写手段）
１１４　　　　　　二次転写前帯電器（電荷付与手段）
１１７　　　　　　二次転写前帯電バイアス源（電荷付与バイアス供給手段）

Claims (4)

1. 表面に現像剤像が形成され、それを担持して移動する像担持体と、現像剤像を転写部にて前記像担持体より転写媒体に転写する転写手段と、前記像担持体移動方向にて前記転写部の下流にて前記像担持体と対向し、前記像担持体上から現像剤を除去する清掃手段と、前記像担持体の移動方向にて現像剤像形成部の下流側且つ前記転写部の上流側の位置に設置され、前記像担持体上の転写前の現像剤像に電荷を付与する電荷付与手段と、該電荷付与手段に電荷付与バイアスを供給する電荷付与バイアス供給手段と、を有する画像形成装置において、
   前記電荷付与手段は、前記像担持体上の現像剤の転写行為が行われない場合においても、前記像担持体上の現像剤に対して電荷を付与し、その場合において前記電荷付与手段に供給される前記電荷付与バイアスは、前記像担持体上の現像剤像が前記転写部にて前記転写媒体に転写される場合において前記電荷付与手段に供給される前記電荷付与バイアスと異なる、ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記像担持体上に形成される現像剤像は、複数の現像剤像が重ねられて形成された、複合現像剤像である、ことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 前記像担持体上の現像剤像が前記転写部にて前記転写媒体に転写される場合においては、前記電荷付与手段によって、前記像担持体上の現像剤像にそれと同極性の電荷が付与され、
   前記像担持体上の現像剤に対して転写行為を行わない場合においては、前記電荷付与手段によって、前記像担持体上の現像剤にそれと逆極性の電荷が付与される、ことを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
4. 前記清掃手段は、前記像担持体に接触して現像剤を掻き取る板状部材を有することを特徴とする請求項１、２又は３の画像形成装置。

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