JP2007065580A

JP2007065580A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2007065580A
Application number: JP2005254981A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Nagai; 浩美永井; Hiroe Okuyama; 浩江奥山; Kenichi Mishina; 憲一三品
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2005-09-02
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2007-03-15

Abstract

【課題】長期にわたり良好な性能を発揮できるクリーニング機能を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成動作の中断時点で、感光体表面１０ｂに転写前のトナー像が存在しているか否かを、転写位置Ｐ４の直前で記録用紙Ｐの通過を検知する用紙通過検知センサ１７０の検知結果に基いてＣＰＵ１５０で判断し、感光体表面１０ｂに転写前のトナー像が存在している場合には、現像器４０におけるトナー粒子の帯電極性と同極性のブラシバイアス電圧をクリーニングブラシ７１に供給することで、未転写トナー粒子のクリーニングブラシ７１への吸着を阻止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式では、所定の循環経路を移動する像担持体表面を所定の帯電位置で帯電させ、帯電位置の下流側の露光位置で帯電後の像担持体表面に露光光を照射することにより像担持体表面に静電潜像を形成し、露光位置の下流側の現像位置で静電潜像に所定極性に帯電したトナー粒子を供給することでその静電潜像を現像してトナー像を形成し、現像位置の下流側の転写位置でそのトナー像を、所定の被転写面（記録用紙や中間転写体）に転写し最終的に記録用紙上に定着することにより定着トナー像からなる画像を形成する。

ここで、トナー像の転写が終了した像担持体表面には、転写時に残留した残留トナー粒子が存在しており、この残留トナー粒子を次のトナー像の形成に先立って除去することが必要になる。

残留トナー粒子を除去するクリーニング方式としては、種々の方式が提案されているが、次のような導電性ブラシを用いた方式は有効な方式の一つとして広く知られている。導電性ブラシを用いたクリーニング方式は、静電潜像の現像に使われるトナー粒子が帯電した状態にあることに注目したもので、このトナー粒子の帯電極性とは逆極性に帯電させた導電性ブラシで像担持体表面を摺擦することで残留トナー粒子を導電性ブラシに吸着させて除去するという方式である。

ところで、このような導電性ブラシを用いたクリーニング方式では、導電性ブラシに多くの残留トナー粒子が堆積し過ぎると、次のような不具合が生じることが知られている。即ち、残留トナー粒子の堆積量が増加すると導電性ブラシの電気抵抗が高まり、導電性ブラシの帯電圧が異常に上昇する。すると、堆積している残留トナー粒子が、導電性ブラシから電荷注入を受けて導電性ブラシと同極性に帯電してしまい像担持体表面へ戻ってしまう。

そのため、導電性ブラシを用いたクリーニング方式では、導電性ブラシへの残留トナー粒子の堆積を抑制するために、導電性ブラシに吸着させた残留トナー粒子を除去する何らかの除去機構が設けられていることが多い。また、導電性ブラシにおける帯電圧の異常な上昇を抑えて、導電性ブラシから残留トナー粒子への電荷注入を防ぐために、導電性ブラシの電気抵抗を監視し、その電気抵抗の変動に応じて導電性ブラシの帯電圧を制御する技術等も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平４−１７４４８８号公報

ここで、上記のような電子写真方式の画像形成装置では、多くの場合、例えば、記録用紙の紙詰まり等といったエラーが生じると画像形成動作が中断される。そして、その中断後にエラーが解消されると画像形成動作が再開される。このとき、像担持体表面に転写前のトナー像が存在している状態で画像形成動作が中断されるといった事態は十分に考えられる。このような場合には、像担持体表面に大量の未転写トナー粒子が残った状態で画像形成動作が再開されてしまい、この大量の未転写トナー粒子が上記の導電性ブラシに付着して、導電性ブラシにおけるトナー粒子の堆積量が急激に増加する。このような堆積量の異常な増加は導電性ブラシにおける上述したような不具合が生じる可能性を高め、結果的に、導電性ブラシのクリーニング機能についての寿命を縮めてしまう。

本発明は、上記事情に鑑み、長期にわたり良好な性能を発揮できるクリーニング機能を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、所定の循環経路を移動する像担持体表面をその循環経路上の所定の帯電位置で帯電させ、その帯電位置の下流側の露光位置で帯電後の像担持体表面に露光光を照射することによりその像担持体表面に静電潜像を形成し、上記露光位置の下流側の現像位置で上記静電潜像に所定極性に帯電したトナー粒子を供給することでその静電潜像を現像してトナー像を得、上記現像位置の下流側の転写位置で上記トナー像を所定の被転写面に転写し最終的に記録媒体上に定着することによりその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、
上記像担持体の表面を摺擦する導電性ブラシを有し、その導電性ブラシを、上記所定極性とは逆極性に帯電させることで、上記転写位置の下流側のクリーニング位置で、上記被転写面にトナー像が転写された後の上記像担持体表面に残留した残留トナー粒子をその導電性ブラシに吸着させて除去するクリーニング部と、
所定の中断指示を受けてこの画像形成装置における画像形成動作を中断させる中断部と、
所定の再開指示を受けて上記画像形成動作を再開させ、上記像担持体表面上に転写前のトナー像が存在している状態でその画像形成動作が中断された場合には、その画像形成動作の再開に先立って、上記クリーニング部に対し、導電性ブラシを上記所定極性と同極性に帯電させ、さらに、上記像担持体表面のうち転写前のトナー像が形成されていた部分が上記循環経路に沿って上記現像位置を通過するのを待ってから、上記画像形成動作を再開させる再開部とを備えたことを特徴とする。

本発明の画像形成装置によれば、上記像担持体表面上に転写前のトナー像が存在している状態でその画像形成動作が中断された場合には、画像形成動作の再開に先立って導電性ブラシが上記所定極性と同極性に帯電することとなる。これにより、中断時に上記像担持体表面に大量に残った未転写トナー粒子は上記導電性ブラシに反発するので、画像形成動作の再開時に大量の未転写トナー粒子が上記導電性ブラシに付着することが阻止される。これにより、上記導電性ブラシへのトナー粒子の異常な堆積が抑制されるので、上記クリーニング部は、長期にわたり良好な性能を発揮できる。また、未転写トナー粒子は、転写後の残留トナー粒子とは異なり、転写に伴う、紙粉等の異物が混入されるまえの正常な状態のトナー粒子である。本発明の画像形成装置によれば、上記像担持体表面のうち転写前のトナー像が形成されていた部分が上記循環経路に沿って上記現像位置を通過するのを待ってから、上記画像形成動作が再開されるので、正常な状態の未転写トナー粒子は、この現像位置で、トナー粒子の供給元に戻ることとなる。これにより、このような未転写トナー粒子を再利用することができる。

ここで、本発明の画像形成装置において、「上記再開部が、前記被転写面上にトナー像が不存在の状態で上記画像形成動作が中断された場合に、その画像形成動作の再開に先立って、上記クリーニング部に対し、導電性ブラシを上記所定極性と同極性に帯電させ、さらに、上記像担持体表面のうち転写前のトナー像が形成されていた部分が上記循環経路に沿って上記現像位置を通過するのを待ってから、上記画像形成動作を再開させるものである」という形態は好ましい形態である。

この好ましい形態の画像形成装置によれば、紙粉等といった転写時に発生する異物が上記像担持体表面上に全く付着していない状態で、上記のような再開動作が行なわれるので、上記現像位置で、トナー粒子の供給元には非常に清浄なトナー粒子が戻ることとなり、トナー粒子の一層好ましい状態での再利用が可能となる。

また、本発明の画像形成装置は、「上記トナー粒子が、体積平均粒径Ｄ５０がいずれも7μｍ以下のトナー粒子である」という形態であっても良い。

ここにいう体積平均粒径Ｄ５０とは、粒度分布を基にして分割された粒度範囲（チャネル）に対して体積についてそれぞれ小径側から累積分布を描いた場合に、累積が５０％になる粒径である。上記のような小粒径のトナー粒子を用いることで画質の良好な画像を得ることができるが、一方で、このような小粒径のトナー粒子は上記導電性ブラシに付着しやすく、上述したようなクリーニング性能の低下が起きやすい。上記のような形態によれば、このような小粒径のトナー粒子を、上記クリーニング部のクリーニング性能の低下を抑えて有効に活用することができる。

以上、説明したように、本発明によれば、長期にわたり良好な性能を発揮できるクリーニング機能を備えた画像形成装置を提供することができる。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成を示す図である。

図１に示す画像形成装置１は、接地された回転軸１０ａを中心にして時計回りに回転するドラム状の感光体１０を備え、この感光体１０の周囲には、感光体用帯電器２０、露光器３０、現像器４０、転写用帯電器５０、クリーニング前帯電器６１、クリーニング前除電器６２、クリーニング装置７０、および画像形成前除電器８０が配置されている。また、この画像形成装置１には、ＣＰＵ１５０、定着器９０、紙詰まりセンサ１６０、および用紙通過検知センサ１７０も備えられている。

図１に示す感光体１０は、円筒上の導電性支持体の上に、下引層、電荷発生層と電荷輸送層を含む感光層が積層されてなるものである。感光体１０が回転軸１０ａを中心にして矢印Ａが示す時計回り方向に回転することで、感光体表面１０ｂが、回転軸１０ａの周りの循環経路を移動する。この感光体１０が、本発明にいう像担持体の一例に相当する。

感光体用帯電器２０は、非接触帯電方式のコロトロン帯電器である。この感光体用帯電器２０には、感光体帯電用高圧電源２１から負極性の帯電バイアス電圧が供給され、この負極性の帯電バイアス電圧によって、感光体表面１０ｂが、所定の帯電位置Ｐ１で負極性に帯電される。

露光器３０は、感光体表面１０ｂに向けて、画像情報に基づいて変調されたレーザ光を照射するものである。上記の負極性に帯電した感光体表面１０ｂは、上記の循環経路における帯電位置Ｐ１の下流側の露光位置Ｐ２で、露光器３０からのレーザ光に照射されると、画像情報が表わす画像の形に感光体表面１０ｂの電位が下がる。これにより、画像を静電的に表わす静電潜像が形成される。

現像器４０は、トナー粒子と研磨効果等を発揮する微粒子の外添剤とを含む現像剤を収容した現像剤収容体４１と、現像剤収容体４１中で負極正に帯電したトナー粒子を担持して感光体表面１０ｂに対向した状態で回転する現像ロール４２を有する。ここで、本実施形態では、現像剤収容体４１に収容されているトナー粒子の体積平均粒径Ｄ５０は、７μｍ以下である。ここにいう体積平均粒径Ｄ５０とは、粒度分布を基にして分割された粒度範囲（チャネル）に対して体積についてそれぞれ小径側から累積分布を描いた場合に、累積が５０％になる粒径である。現像剤収容体４１中で負極正に帯電したトナー粒子は、現像ロール４２と感光体１０との互いに近接した、上記の露光位置Ｐ２の下流側の現像位置Ｐ３で、現像ロール４２と感光体１０との電位差によって感光体表面１０ｂに移行する。このとき、トナー粒子は、感光体表面１０ｂの、負極性に帯電している部分を避けて、電位の低い静電潜像の部分に付着する。これにより静電潜像がトナー粒子によって現像される。

図１では、記録用紙Ｐは矢印Ｂが示す方向に搬送されてくる。搬送されてきた記録用紙Ｐは、感光体１０と、非接触帯電方式のコロトロン帯電器である転写用帯電器５０との間の転写位置Ｐ４に送り込まれる。この転写用帯電器５０には、転写帯電用高圧電源５１から、現像器４０におけるトナー粒子の帯電極性とは逆極性、即ち正極性の転写バイアス電圧が供給されており、トナー像形成サイクルによって感光体表面１０ｂに形成されたトナー像は、この転写位置Ｐ４において、感光体表面１０ｂから記録用紙Ｐに転写される。本実施形態の画像形成装置１では、記録用紙Ｐの表面が本発明にいう所定の被転写面に相当する。

尚、本実施形態では、転写用帯電器５０を用いた転写方式が採用されているが、本発明の画像形成装置は、このような転写方式が採用された画像形成装置に限るものではなく、例えば、トナー粒子の帯電極性とは逆極性のバイアス電圧が供給された転写ロールを用いた転写方式が採用された画像形成装置等であっても良い。

また、図１に示す画像形成装置１は、転写位置Ｐ４よりも用紙搬送方向下流側に定着器９０が配置されている。この定着器９０は、加熱機構を有する定着ロール９１と、定着ロール９１に対向するように設けられた圧力ロール９２とを備えている。互いに対向する定着ロール９１と圧力ロール９２の間には、転写位置Ｐ４を通過した記録用紙Ｐが搬送されてくる。記録用紙Ｐ上のトナー像を構成するトナー粒子は、定着ロール９１の加熱機構により溶融され圧力ロール９２からの圧力を受けて記録用紙Ｐに定着し、定着トナー像からなる画像が形成される。

一方、感光体１０の、転写領域を通過した感光体表面１０ｂには、転写位置Ｐ４において記録用紙Ｐへ移行することができなかった残留トナー粒子や、その残留トナー粒子に付着していた研磨効果等を発揮する外添剤粒子が残留している。また、転写の際には、記録用紙Ｐからの紙粉等も感光体表面１０ｂに付着する。

図１に示すクリーニング装置７０は、これらの残留物を除去するための装置であって、転写位置Ｐ４よりも上記の循環経路における下流側であって感光体用帯電器２０よりも感光体回転方向の上流側のクリーニング位置Ｐ７で残留物を除去するように配備されたものであり、本発明にいうクリーニング部の一例に相当する。また、このクリーニング装置７０の手前には、クリーニング前帯電器６１とクリーニング前除電器６２が配備されている。感光体１０の、転写位置Ｐ４を通過した感光体表面１０ｂには両極性の残留トナー粒子が存在するため、これら両極性の残留トナー粒子を、現像器４０におけるトナー粒子の帯電極性と同じ負極性のバイアス電圧が前帯電用高圧電源６３から供給されたクリーニング前帯電器６１によって、転写位置Ｐ４の下流側の前帯電位置Ｐ５で残留トナー粒子の極性を負極性に揃え、さらに、クリーニング前除電器６２によって、前帯電位置Ｐ５の下流側の除電位置Ｐ６で感光体表面１０ｂ上の残留電位レベルを落とし、残留トナー粒子が、クリーニング装置７０によって除去されやすいようにする。

図１に示すクリーニング装置７０は、クリーニングブラシ７１、回収ロール７２、およびスクレーパ部材７３を備えている。

クリーニングブラシ７１は、感光体１０の回転軸１０ａと平行に延びた中心軸７１１から放射状に延びた導電性の毛７１２を有するものであり、本発明にいう導電性ブラシの一例に相当する。このクリーニングブラシ７１は、毛７１２の先端が感光体１０と回収ロール７２との双方の周面に食い込んだ状態で中心軸７１１を中心にして回転する。

ここで、本実施形態では、このクリーニングブラシ７１の詳細な構成として、クリーニングブラシ７１の感光体表面１０ｂへの食い込み量、クリーニングブラシ７１の毛７１２の材質、毛７１２に導電性を付与する方法、毛７１２の電気抵抗、毛７１２の太さ、および毛７１２の密度については特には限定せず、好ましい例を幾つか紹介するに止める。

クリーニングブラシ７１の感光体表面１０ｂへの食い込み量は、０．１ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲内であることが望ましく、好ましくは０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内であり、より好ましくは、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内である。また、クリーニングブラシ７１の毛７１２の材質としては、ナイロン（登録商標）、アクリル、ポリオレフィン、ポリエステル等の樹脂繊維を挙げることができる。また、クリーニングブラシ７１の毛７１２に導電性を付与する方法については、上記の樹脂繊維中に導電性粉末やイオン導電材を配合して導電性を付与したり、あるいは樹脂繊維の内部もしくは表面に導電層を形成することで導電性を付与する方法が挙げられるが、好ましくは導電性を付与する材料を樹脂繊維中に均一に配合する方法である。また、クリーニングブラシ７１の毛７１２の電気抵抗としては、１０²Ω〜１０¹⁵Ωの範囲内であることが望ましく、より好ましくは１０⁴Ω〜１０¹³Ωの範囲内である。また、クリーニングブラシ７１の毛７１２の太さは、３０デニール（約６６μｍ）以下であることが望ましく、好ましくは２０（約５４μｍ）以下であり、より好ましくは０．２デニール（約５．４μｍ）〜１０デニール（約３８μｍ）の範囲内である。また、クリーニングブラシ７１の毛７１２の密度は、１ｉｎｃｈ²（約６．４５ｃｍ²）当たり２万本以上であることが望ましく、好ましくは１ｉｎｃｈ²（約６．４５ｃｍ²）当たり３万本以上であり、より好ましくは１ｉｎｃｈ²（約６．４５ｃｍ²）当たり６万本以上であることが好ましい。このようなクリーニングブラシ７１の毛７１２として採用される具体的な導電性樹脂繊維としては、ベルトロン（登録商標：カネボウ製）、ＳＡ−７（登録商標：東レ製）、ＵＵナイロン（登録商標：ユニチカ製）等が挙げられる。

残留トナー粒子の回収時には、このようなクリーニングブラシ７１には、感光体表面１０ｂに残留した残留トナー粒子を引き寄せるために、その残留トナー粒子の帯電極性とは逆極性である正極性のブラシバイアス電圧が第１のブラシ用電源７４から供給されており、残留トナー粒子は、このブラシバイアス電圧の作用によってクリーニングブラシ７１の毛７１２に引き寄せられるとともにこの毛７１２によって掻き取られる。すなわち、クリーニングブラシ７１は、感光体の、転写領域を通過した感光体表面１０ｂに残留した残留トナー粒子をその感光体表面１０ｂから除去するものである。また、トナー粒子から離脱して感光体表面１０ｂに残留した外添剤粒子や紙粉等も、このクリーニングブラシ７１によってその感光体表面１０ｂから除去される。クリーニングブラシ７１は、クリーニング性能の経時劣化が少なく、板状のクリーニングブレードを用いるよりも、特に高速機においては有利である。また図１に示すクリーニングブラシ７１は積極的に電界を利用するクリーニング方式であるため、電気的作用を利用せず機械的に掻き取るクリーニングブレードでは困難である球状トナー粒子のクリーニングに対しても優位性がある。クリーニングブラシ７１の毛７１２に移行した残留トナー粒子や外添剤粒子（以下、これらを総称して残留成分と称する）はブラシバイアス電圧の作用によってその毛７１２に保持される。

この毛７１２に保持された残留成分を回収する回収ロール７２も、感光体１０の回転軸１０ａと平行に延びた中心軸７２１を中心にして回転するものであり、クリーニングブラシ７１に印加されたブラシバイアス電圧よりも高い正極性の回収ロールバイアス電圧が回収ロール用電源７５から供給されて、この回収ロールバイアス電圧によってクリーニングブラシ７１の毛７１２に保持された残留成分をその毛７１２の保持力よりも強く引き寄せて回収する。

ここで、本実施形態では、この回収ロール７２の材質については特には限定せず、好ましい例を幾つか紹介するに止める。まず、この回収ロール７２の材質に求められる弾性に関する性質、磨耗に関する性質、硬さに関する性質、電気抵抗に関する性質について説明する。

まず、弾性に関する性質については、回収ロール７２に撓みが生じない程度の剛性を有していることが求められ、具体的には、ＪＩＳ−Ｋ７１７１：９４における曲げ弾性率が７００Ｋｐａ以上であることが好ましい。また、磨耗に関する性質については、回収ロール７２がクリーニングブラシ７１や後述のスクレーパ部材７３と絶えず接触状態にあるために磨耗に強いことが求められ、具体的には、ＪＩＳ−Ｋ６９０２：９８における磨耗量が２０ｍｇ以下であることが好ましい。また、硬さに関する性質については、回収ロール７２の製造時に寸法精度の高い成形が可能で、使用時には削れに対して強いことが求められ、ＪＩＳ−Ｋ７２０２：９５におけるロックウェル硬さ（Ｍスケール）が１００以上であることが好ましい。電気抵抗に関する性質については、クリーニングブラシ７１での毛７１２に移行した残留成分を電気的に良好に吸着できることが求められ、具体的な抵抗値は１×１０⁵Ω〜１×１０¹⁰Ωの範囲内であることが望ましく、好ましくは１×１０⁶Ω〜１×１０⁸Ωの範囲内である。次に、これらの性質を満たす、回収ロール７２の材質の好ましい例について説明する。

まず、回収ロール７２に関する弾性、磨耗、および硬さについての性質を満たす材質としては、成形時に、加熱により硬化（架橋）が進むために、成形後には収縮が起こりにくく寸法精度の良好な回収ロール７２が得られる熱硬化性樹脂が好ましい。このような熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられるが、中でもフェノール樹脂は、寸法精度が良好で、表面の平滑性に優れた成形品が安価に得られることから特に好ましい。さらに、上記の電気抵抗に関する性質を満たすために、上記のような熱硬化性樹脂中に配合させるものとして、次のような有機フィラーと無機フィラーとが挙げられる。有機フィラーとしては、まず、カーボンブラック、炭素粉、グラファイト、磁性粉、酸化亜鉛や酸化すずや酸化チタン等の金属酸化物、硫化銅や硫化亜鉛等の金属硫化物、ストロンチウムやバリウムや希土類等のいわゆるハードフェライト、マグネタイト、銅、亜鉛、ニッケルやマンガン等のフェライト、以上の物質の表面を必要に応じて導電処理したもの等が挙げられる。さらに、有機フィラーとして、銅、鉄、マンガン、ニッケル、亜鉛、コバルト、バリウム、アルミニウム、錫、リチウム、マグネシウム、シリコン、リン等の異なる金属元素を含んだ酸化物、水酸化物、炭酸塩、金属化合物等を高温中で焼成して得られる金属酸化物の固溶体であるいわゆる複合金属酸化物等も挙げられる。無機フィラーとしては、錫や鉄やアルミニウム等の金属粉体や金属繊維、およびガラス繊維等が上げられる。上記の電気抵抗に関する性質を満たすためには、これらの有機フィラーや無機フィラーのうちの何れかを単独で用いても良いし、あるいは複数種類を混合して用いても良い。

スクレーパ部材７３は、回収ロール７２によって回収された残留成分を回収ロール７２から掻き落とす役割を果たす金属の薄板である。本実施形態では、このスクレーパ部材７３の詳細な構成として、スクレーパ部材７３の材質や厚さについては特には限定せず、好ましい例を幾つか紹介するに止める。スクレーパ部材７３の材質は、耐久性やコストの観点から、ステンレスやリン青銅であることが好ましく、その厚さは、０．０２ｍｍ〜２ｍｍであることが望ましく、好ましくは０．０５ｍｍ〜１ｍｍである。

このようなクリーニング装置７０には、クリーニングブラシ７１に上記の正極性のブラシバイアス電圧とは逆極性の負極性のブラシバイアス電圧を出力する第２のブラシ用電源７６と、クリーニングブラシ７１にブラシバイアス電圧を供給する電源をＣＰＵ１５０からの指示により第１のブラシ用電源７４から第２のブラシ用電源７６に切り換える電源切換え部７７とが備えられている。これら、ＣＰＵ１５０、第２のブラシ用電源７６、および電源切換え部７７の動作の詳細については後述する。

以上に説明したクリーニング装置７０を通過した感光体表面１０ｂには、まだ、電位のムラが残っているので、次の画像形成に備えて、画像形成前除電器８０によってこの電位のムラが均一に整えられる。

また、この本実施形態の画像形成装置１には、紙詰まりセンサ１６０と用紙通過検知センサ１７０とが備えられている。紙詰まりセンサ１６０は、画像形成装置１内における記録用紙Ｐの紙詰まりを検知して、検知結果をＣＰＵ１５０に送る。ＣＰＵ１５０は、この紙詰まりセンサ１６０での検知結果に応じて、この画像形成装置１内での画像形成動作を中断する役割を果たすものであり、本発明にいう中断部の一例に相当する。また、この紙詰まりセンサ１６０での検知結果が、本発明にいう中断指示の一例に相当する。

中断後にユーザの手動操作等によって紙詰まりが解消されると紙詰まりセンサ１６０が未検知状態となる。すると、中断後に紙詰まりセンサ１６０が未検知となったことに応じて、ＣＰＵ１５０は、画像形成動作を静電潜像の形成からやり直すように、画像形成装置１内の各構成要素に指示する。このＣＰＵ１５０の働きにより、本実施形態の画像形成装置１では、紙詰まりが解消されると画像形成動作が自動的に再開される。ここで、ＣＰＵ１５０は、本発明にいう再開部の一例に相当する。また、中断後に紙詰まりセンサ１６０が未検知状態になることが、本発明にいう再開指示の一例に相当する。

ここで、感光体表面１０ｂに転写前のトナー像が残っている状態で、上記のような紙詰まりが生じて画像形成動作が中断されるといった事態は十分に考えられる。このような場合には、紙詰まりの解消後、感光体表面１０ｂに転写前のトナー像を残したまま画像形成動作が再開されてしまう。このような事態が起こった時に、大量の未転写トナー粒子がクリーニングブラシ７１１に吸着して、クリーニング装置７０の性能の低下が引き起こされることを防ぐために、本実施形態では、用紙通過検知センサ１７０が転写位置Ｐ４の直前に配置され、この用紙通過検知センサ１７０によって記録用紙Ｐの先端の通過が監視されている。そして、画像形成動作の再開時には、この用紙通過検知センサ１７０での検知結果を利用した次のような処理が実行されて、感光体表面１０ｂ上のトナー粒子がクリーニング装置７０ではなく現像器４０で回収される。

以下、画像形成装置１における、この画像形成動作の再開時における処理に注目して説明を続ける。

図２は、紙詰まりによって中断された画像形成動作の再開時におけるトナー粒子の回収処理の流れを示すフローチャートである。

このフローチャートが示す回収処理は、画像形成動作の中断の原因となった紙詰まりが解消されるとスタートする。

ここで、本実施形態の画像形成装置１では、装置内に詰まっていた記録用紙が、ユーザによって取り除かれると画像形成動作の再開がＣＰＵ１５０によって指示される（ステップＳ１０１）。本実施形態では、このステップＳ１０１で画像形成動作の再開が指示されると、その再開に先立って、ステップＳ１０２以降の処理によってトナー粒子の回収処理が実行され、その後に、画像形成動作が再開される。

ステップＳ１０２では、ある画像形成動作が開始されてから中断されるまでの間に、上記の用紙通過検知センサ１７０で記録用紙Ｐの先端の通過が未検知であったか否か、即ち、画像形成動作の中断時に記録用紙Ｐの先端は転写位置Ｐ４（図１参照）に対して突入前であったか否かが判定される。

このステップＳ１０２の処理で、画像形成動作の中断時に記録用紙Ｐの先端は転写位置Ｐ４に対して突入前であったと判定されると（ステップＳ１０２におけるＹｅｓ判定）、ステップＳ１０３に進む。この場合には、感光体表面１０ｂには転写前のトナー像がそのまま残っている。そして、この場合には、ステップＳ１０３において、ＣＰＵ１５０が電源切換え部７７に、クリーニングブラシ７１にブラシバイアス電圧を供給する電源を第１のブラシ用電源７４から第２のブラシ用電源７６に切り換えるように指示する。この切換え指示により、クリーニングブラシ７１の帯電極性が、現像器４０でのトナー粒子の帯電極性と同極性である負極性となる。そして、この状態で感光体１０が回転される（ステップＳ１０４）。この場合には、感光体表面１０ｂ上の転写前のトナー像をなす未転写トナー粒子は、同極性のクリーニングブラシ７１に付着することなくクリーニング装置７０を通過する。そして、通過後に、画像形成前除電器８０によって、感光体表面１０ｂ上の残留電位レベルが落とされ、感光体用帯電器２０によって感光体表面１０ｂもろとも負極性に再度帯電される。そして、現像器４０に達すると、ステップＳ１０５において、未転写トナー粒子が現像ロール４２に吸着されることで現像器４０に回収される。この回収された未転写トナーは再利用されることとなる。

一方、上記のステップＳ１０２の処理で、画像形成動作の中断時に記録用紙Ｐの先端は転写位置Ｐ４に対して突入前ではなかったと判定されると（ステップＳ１０２におけるＮｏ判定）、ステップＳ１０６に進む。この場合には、記録用紙Ｐが既に転写領域に入ってしまっており、トナー像の記録用紙Ｐへの転写が開始され、転写中あるいは転写後に画像形成動作が中断された状態となっている。この状態では、感光体表面１０ｂには転写に伴う異物が付着しており、本実施形態では、たとえ感光体表面１０ｂに未転写のトナー粒子が残っていたとしても再利用は見合わせられる。そこで、この場合には、上記のステップＳ１０３のような、クリーニングブラシ７１にブラシバイアス電圧を印加する電源の切換え指示は実行されず、感光体１０が回転する（ステップＳ１０６）。そして、クリーニングブラシ７１の帯電極性がトナー粒子の帯電極性と逆極性である正極性のままのクリーニング装置７０に、感光体表面１０ｂ上のトナー粒子等の残留物が達したところで、ステップＳ１０７において、これらの残留物がクリーニング装置７０によって回収される。

ステップＳ１０５の処理あるいはステップＳ１０７の処理を経て、現像器４０あるいはクリーニング装置７０によってトナー粒子が回収されると、このフローチャートが表わす回収処理が終了する。そして、その後に、通常通りの画像形成動作が、静電潜像の形成から再開される。

以上に説明したように、本実施形態の画像形成装置１によれば、感光体表面１０ｂ上に未転写のトナー像が残っている状態で画像形成動作が中断された場合には、その画像形成動作の再開に先立って、その未転写のトナー像をなす未転写トナー粒子が、クリーニング装置７０ではなく現像器４０で回収される。これにより、この大量の未転写トナー粒子によってクリーニング装置７０の性能が低下してしまうことが防がれるとともに、転写前であって再利用可能なこの未転写トナー粒子を有効に活用することができる。

尚、上記では、本発明にいう中断部の一例として、画像形成装置において紙詰まりが発生すると画像形成動作を中断するＣＰＵ１５０を例示したが、本発明はこれに限るものではなく、本発明の中断部は、例えば、紙詰まり以外のエラーが発生したときにも画像形成動作を中断するものであっても良く、また、ユーザによる緊急停止等の操作を受けて画像形成動作を中断するもの等であっても良い。

また、上記では、本発明にいうクリーニング部の一例として、クリーニングブラシ７１にブラシバイアス電圧を印加する電源として、出力電圧の極性が互いに逆向きの２台のブラシ用電源７４，７６を備えたクリーニング装置７０を例示したが本発明はこれに限るものではない。本発明のクリーニング部は、例えば、ＣＰＵからの指示に応じて出力電圧の極性あるいは電圧レベルを変更する機能を有する１台のブラシ用電源を有するもの等であっても良い。この場合、その１台のブラシ用電源は、ＣＰＵからの指示に応じて出力電圧の極性を通常の画像形成時とは逆向きに変更したり、あるいはＣＰＵからの指示に応じて出力電圧の電圧レベルを０Ｖに変更することとなる。

また、上記では、本発明にいう再開部の一例として、中断時に記録用紙Ｐの表面上にトナー像が全く転写されていない状態にあった場合のみに、上記の現像器４０に未転写トナー粒子を回収させるＣＰＵ１５０を例示して説明したが、本発明はこれ限るものではない。本発明の再開部は、例えば、中断時に、記録用紙Ｐの表面上にトナー像が転写中の状態であった場合にも上記の現像器４０に未転写トナー粒子を回収させるもの等であっても良い。
（実施例）
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

［実施例１］
試験機として、富士ゼロックス製ＣｏｌｏｒＤｏｃｕＴｅｃｈ６０Ｖ（登録商標）を図１に示す画像形成装置のように改造したものを用いた。即ち、クリーニング装置には、クリーニングブラシ、回収ロール、スクレーパ部材、第１のブラシ用電源、第２のブラシ用電源、回収ロール用電源、および電源切換え部を備えた図１に示すクリーニング装置を用いた。以下、クリーニングブラシ、回収ロール、スクレーパ部材、第１のブラシ用電源、第２のブラシ用電源、回収ロール用電源の詳細を示す。電源切換え部については、実施例についての表結果にとくに影響を及ぼすものではないので詳細説明を省略する。
（１）クリーニングブラシ
ブラシ材質：導電性ナイロン（登録商標）、繊維太さ：２デニール（約１７μｍ）、電気抵抗：１×１０⁸Ω、毛足長さ：３．５ｍｍ、繊維密度：１２０，０００本／ｉｎｃｈ²、感光体への食い込み量：約０．５ｍｍ、回転速度：１７１ｍｍ／ｓ、回転方向：感光体の回転方向に対し逆回転
（２）回収ロール
材質：導電性カーボンを分散したフェノール樹脂、電気抵抗：１×１０⁸Ω、曲げ弾性率（ＪＩＳＫ７１７１：９４）：１００ＭＰａ、磨耗量（ＪＩＳＫ６９０２：９８）：２ｍｇ、ロックウェル硬度（ＪＩＳＫ７２０２：９５、Ｍスケール）：１２０、クリーニングブラシへの食い込み量：１．０ｍｍ、回転速度：１７１ｍｍ／ｓ
（３）スクレーパー部材
材質：ＳＵＳ３０４、厚み：８０μｍ、回収ロールへの食い込み量：１．３ｍｍ、フリーレングス（自由長）：８．０ｍｍ
（４）第１のブラシ用電源
ブラシバイアス電圧：＋２６０Ｖ
（５）第２のブラシ用電源
ブラシバイアス電圧：−１００Ｖ
（６）回収ロール用電源
回収ロールバイアス電圧：６６０Ｖ
以上、（１）〜（６）に詳細を示した画像形成装置で、画像密度５％、５０％、および１００％の３本の帯が描かれた画像を１０万枚、途中、１万枚毎に画像形成動作を中断させて出力させた後、クリーニング装置を通過した後の感光体上の残留トナー量と、クリーニング装置内のクリーニングブラシに堆積しているトナー量と、クリーニング装置のクリーニング性能とを目視で評価した。ここで、クリーニング性能の評価は、上記の１０万枚の画像を出力した後の画像形成装置でさらにＡ３サイズのベタ画像を２枚出力させた後に、１０％ハーフトーン画像を出力させて、その１０％ハーフトーン画像の画質を目視で確認することで評価した。これらの評価結果を表１に示す。また、この表１には、後述の実施例２や比較例２についての評価結果も示されている。

この表１における評価基準は以下の通りである。

〔感光体上の残留トナー量〕
○：感光体の表面上にトナー粒子が残っていないことが目視にて確認できる。
×：感光体の表面上におけるトナー粒子の存在が目視にて確認できる。

〔クリーニングブラシに堆積しているトナー量〕
○：クリーニングブラシに堆積しているトナー粒子の量が目視判断で多量である。
×：クリーニングブラシに堆積しているトナー粒子の量が目視判断で少量である。

〔クリーニング性能〕
○：１０％ハーフトーン画像に異常な色スジがないことが目視にて確認できる。
×：１０％ハーフトーン画像に異常な色スジの存在が目視にて確認できる。
［実施例２］
クリーニングブラシを、繊維密度が２４０，０００本／ｉｎｃｈ²である以外は実施例１のクリーニングブラシを同じ構造を有するものと取替え、回収ロールの回転速度を２０１ｍｍ／ｓに変更し、第２のブラシ用電源が出力するブラシバイアスを０Ｖに変更し、回収ロール用電源が出力する回収ロールバイアス電圧を＋７６０Ｖに変更した以外は、実施例１と同じ画像形成装置を用いて、実施例１と同様な試験および評価を行った。結果を表１に示す。
［比較例］
第２のブラシ用電源が出力するブラシバイアス電圧を第１のブラシ用電源が出力するブラシバイアス電圧と同じ＋２６０Ｖに変更した以外は、実施例１と同じ画像形成装置を用いて、実施例１と同様な試験および評価を行った。結果を表１に示す。

以下、２つの実施例と比較例における評価結果について、表１を参照して説明する。

上記の比較例では、画像形成動作に対する中断に関わらず、クリーニングブラシには常にトナー粒子とは逆極性のブラシバイアス電圧が印加される。その結果、トナー像が記録用紙に転写される前に画像形成動作が中断された場合に感光体の表面上に大量に残った未転写トナー粒子が、画像形成動作の再開時にクリーニング装置で回収されることとなる。このような大量の未転写トナー粒子の回収が繰り返されるとクリーニング装置のクリーニング性能が低下してしまうことが、比較例についての評価結果から分かる。即ち、上記の１０万枚の画像を出力した後では、クリーニング装置のクリーニング性能が低下して、感光体の表面上のトナー粒子を十分に除去できなくなっていることが感光体上の残留トナー量についての評価結果から分かる。また、上記の１０万枚の画像を出力した後ではクリーニングブラシに多量のトナー粒子が堆積してしまっていることがクリーニングブラシに堆積しているトナー量についての評価結果から分かり、これから、クリーニング性能の低下の原因が、上記の大量の未転写トナー粒子の回収が繰り返されたことによりクリーニングブラシに多量に堆積したトナー粒子にあることが類推できる。さらに、このようなクリーニング性能が低下した状態にある画像形成装置で形成された画像には異常な色スジが発生して画質が低下してしまうことがクリーニング性能についての評価結果から分かる。

これに対して、上記の２つの実施例では、中断後に画像形成動作が再開されるとき、その中断がトナー像が記録用紙に転写される前であった場合、クリーニングブラシにはトナー粒子とは同極性か０Ｖのブラシバイアス電圧が印加される。これにより、感光体の表面上に大量に残った未転写トナー粒子のクリーニング装置での回収が阻止される。このような２つの実施例における評価結果は、上記の１０万枚の画像を出力した後での感光体上の残留トナー量についての評価結果も、そのときのクリーニングブラシに堆積しているトナー量についての評価結果も、上記の１０万枚の画像を出力した後のクリーニング性能についての評価結果も全て良好なものとなっている。これにより、上記のような大量の未転写トナー粒子のクリーニング装置での回収が阻止されることにより、クリーニング装置のクリーニング性能が長期にわたって良好な状態に保たれることが分かる。

本発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成を示す図である。紙詰まりによって中断された画像形成動作の再開時におけるトナー粒子の回収処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１画像形成装置
１０感光体
１０１保護層
１１０表面
２０感光体用帯電器
２１感光体帯電用高圧電源
３０露光器
４０現像器
４１現像剤収容体
４２現像ロール
５０転写用帯電器
５１転写帯電用高圧電源
６１クリーニング前帯電器
６２クリーニング前除電器
６３前帯電器用電源
７０クリーニング装置
７１クリーニングブラシ
７１１中心軸
７１２毛
７２回収ロール
７２１中心軸
７３スクレーパ部材
７４第１のブラシ用電源
７５回収ロール用電源
７６第２のブラシ用電源
８０画像形成前除電器
９０定着器
９１定着ロール
９２圧力ロール
１５０ＣＰＵ
１６０紙詰まりセンサ
１７０用紙通過検知センサ

Claims

所定の循環経路を移動する像担持体表面を該循環経路上の所定の帯電位置で帯電させ、該帯電位置の下流側の露光位置で帯電後の像担持体表面に露光光を照射することにより該像担持体表面に静電潜像を形成し、前記露光位置の下流側の現像位置で前記静電潜像に所定極性に帯電したトナー粒子を供給することで該静電潜像を現像してトナー像を得、前記現像位置の下流側の転写位置で前記トナー像を所定の被転写面に転写し最終的に記録媒体上に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、
前記像担持体の表面を摺擦する導電性ブラシを有し、該導電性ブラシを、前記所定極性とは逆極性に帯電させることで、前記転写位置の下流側のクリーニング位置で、前記被転写面にトナー像が転写された後の前記像担持体表面に残留した残留トナー粒子を該導電性ブラシに吸着させて除去するクリーニング部と、
所定の中断指示を受けてこの画像形成装置における画像形成動作を中断させる中断部と、
所定の再開指示を受けて前記画像形成動作を再開させ、前記像担持体表面上に転写前のトナー像が存在している状態で該画像形成動作が中断された場合には、該画像形成動作の再開に先立って、前記クリーニング部に対し、導電性ブラシを前記所定極性と同極性に帯電させ、さらに、前記像担持体表面のうち転写前のトナー像が形成されていた部分が前記循環経路に沿って前記現像位置を通過するのを待ってから、前記画像形成動作を再開させる再開部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。