JP2007219108A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子写真方式の画像形成装置において、感光体と中間転写体の動作を利用して感光体表面の清浄化を行いつつ、その場合であっても感光体表面のスクラッチによる画質欠陥発生を未然に防ぐ。
【解決手段】被帯電面を有する像担持体１１と、前記被帯電面を帯電させる帯電手段１２と、帯電させた前記被帯電面に静電潜像を形成する露光手段１３と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段１４と、前記トナー像が一次転写される中間転写体３と、前記中間転写体３上のトナー像を被転写体へ二次転写する転写手段４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、非画像形成時に前記像担持体１１と前記中間転写体３を異なる線速度で動作させて当該像担持体１１の被帯電面を清浄化するリフレッシュ実行手段と、清浄化時に前記像担持体１１と前記中間転写体３の間へのトナー供給を行うトナー供給手段と、を備えて画像形成装置を構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。

近年、電子写真方式の画像形成装置が広く普及している。電子写真方式とは、像担持体である感光体を帯電器により帯電させた後、書き込み用光源を発光させて感光体上に静電潜像を形成（露光）し、これを現像器でトナーにより現像して可視化し、その可視像を印刷用紙等の記録媒体に転写して出力する方式である。また、電子写真方式の画像形成装置の中には、カラー画像形成の高速化に対応すべく、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成する複数の画像形成ユニットを備え、各画像形成ユニットが形成したトナー像を無端ベルト状の中間転写体に一次転写して重ね合わせ、その後記録媒体に二次転写して出力する、いわゆるタンデム型のものもある。

ところで、このような電子写真方式の画像形成装置を長期にわたって使用した場合には、感光体の表面に種々の異物が付着し、画像欠陥を引き起こすことがある。種々の異物としては、帯電器から発生する放電生成物や、トナーあるいはトナーから融離した外添剤等がある。このような異物が感光体の表面に付着すると、例えば高温高湿時には放電生成物が水分を吸湿して感光体の表面抵抗を低下させることから、像流れ等の画質欠陥を引き起こす要因となり得る。特に、オゾン発生量の観点から採用されている接触帯電方式では、放電生成物が感光体に付着し易いため、放電生成物付着による像流れが起こり易い。また、最近では、感光体磨耗の低ストレス化、装置の小型化、廃トナーレス化等の目的で、現在主流であるブレードによるクリーニング手段を持たない、いわゆるクリーナレス方式の画像形成装置が実用化されているが、その場合には異物の影響がさらに大きくなる。

したがって、画像形成装置を長期にわたって使用するためには、感光体の表面に付着する異物を定期的に除去することが望ましい。このことから、タンデム型の画像形成装置については、感光体表面に放電生成物等の異物が付着して画像欠陥が生じるのを防ぐべく、装置起動時、一定枚数の画像形成後、装置動作終了前または手動操作による指示入力時等といった非画像形成時に、粗面化した表面を有する中間転写体と感光体とを異なる線速度で動作させて互いの表面を摺擦させることで、感光体表面を清浄化して異物除去を行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−１５２２６号公報

ところで、タンデム型の画像形成装置では、感光体と中間転写体の線速度を異ならせて感光体表面を清浄化する感光体異物除去モードを持つことにより、感光体への放電生成物付着等による画質欠陥を防止することができる。
しかしながら、感光体異物除去モードに対応した画像形成装置では、その感光体異物除去モードを実行することにより、感光体と中間転写体との間に働く摩擦力が大きくなるため、感光体および中間転写体の表面にスクラッチが発生するおそれがある。このようなスクラッチの発生は、画質欠陥を引き起こす要因となり得る。特に、感光体のスクラッチ発生については、画質欠陥を引き起こし易い。

そこで、感光体と中間転写体との動作を利用して感光体表面の清浄化および異物除去を行うことを可能にしつつ、その場合であっても感光体と中間転写体との間の摩擦力を低減してスクラッチ発生による画質欠陥を防止することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために案出された画像形成装置で、被帯電面を有する像担持体と、前記被帯電面を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段が帯電させた前記被帯電面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像が一次転写される中間転写体と、前記中間転写体上に一次転写されたトナー像を被転写体へ二次転写する転写手段と、非画像形成時に前記像担持体と前記中間転写体とを異なる線速度で動作させて当該像担持体の被帯電面を清浄化するリフレッシュモードを実行するリフレッシュ実行手段と、前記リフレッシュ実行手段によるリフレッシュモードの実行時に前記像担持体と前記中間転写体との間へのトナー供給を行うトナー供給手段とを備えることを特徴とする。

上記構成の画像形成装置によれば、リフレッシュ実行手段がリフレッシュモードを実行することで像担持体の被帯電面を清浄化するが、そのリフレッシュモードの実行時には、トナー供給手段が像担持体と中間転写体との間へのトナー供給を行うようになっている。つまり、リフレッシュモードの実行時、像担持体と中間転写体との間には、トナー供給手段によって供給されたトナーが介在することになる。したがって、リフレッシュモードの実行時に像担持体と中間転写体とを異なる線速度で動作させても、その間に介在するトナーが滑材として機能し、これにより像担持体と中間転写体との間の摩擦力を低減し得る。

以上のように、本発明に係る画像形成装置では、リフレッシュモードの実行時に像担持体と中間転写体との間へのトナー供給を行うことにより、これらの間の摩擦力を低減し得るので、像担持体または中間転写体の表面にスクラッチが発生してしまうのを抑制することができる。したがって、像担持体または中間転写体の表面におけるスクラッチに起因する画質欠陥の防止効果が期待できる。また、像担持体と中間転写体との間にトナーを介在させれば、そのトナーの放電生成物吸着効果により、放電生成物除去性能が向上することも期待でき、これにより像担持体への放電生成物付着による画像の白抜け（Deletion）発生を防止することもできる。

以下、図面に基づき本発明に係る画像形成装置について説明する。ここで説明する画像形成装置は、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置等に用いられる電子写真方式のものである。

先ず、本発明に係る画像形成装置の概略構成について説明する。

図１は、本発明に係る画像形成装置の概略構成例を示す説明図である。図例のように、ここで説明する画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成する画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、バックアップロール３ａおよび複数の張架ロール３ｂによって張架された無端ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト３と、その中間転写ベルト３を挟んで画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのそれぞれと対向して配設される一次転写ロール４Ｙ、４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、バックアップロール３ａと対向して配設される二次転写ロール５と、記録用紙Ｐ上のフルカラートナー像を熱と圧力とにより定着させる定着装置６と、を備えて構成されている。

中間転写ベルト３は、基材上に中抵抗弾性層および表面層を設けた積層型ものを用いることが考えられる。基材としては、例えば、ニッケル、ステンレス等の金属や、ポリエステル、ポリイミド、ポリカーボネート等の樹脂材が挙げられる。中抵抗弾性層としては、ゴム、エラストマー等に、抵抗値調整用のカーボンブラック、酸化亜鉛、酸化チタン等を充填し、体積抵抗値を１０⁴〜１０¹⁴Ω・ｃｍ程度に調整したものが挙げられる。表面層としては、離型性の高いシリコーン樹脂やフッ素樹脂中に、研磨剤としてのアルミナ、ジルコニア、炭化珪素、酸化クロム等の微粒子を分散したものが挙げられる。表面層の粗さは、後述するリフレッシュモード（感光体異物除去モード）のために、Ｒａで０．０１μｍ〜０．２μｍに調整（粗面化）されるものとする。Ｒａが０．０１μｍ未満であると清浄能力が十分でなく、０．２μｍを超えると感光体表面を荒らしてしまうため好ましくないからである。このような中抵抗弾性層および表面層は、スプレー塗布法、ディップ塗布法等により形成すればよい。
なお、中間転写ベルト３は、必ずしも無端ベルト状のものである必要はなく、金属パイプや樹脂パイプを基材としたドラム状のものであってもよい。

このような構成の画像形成装置１では、並設された各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが各色のトナー像を形成すると、それぞれの相対的な位置の違いを考慮したタイミングで、各色のトナー像が中間転写ベルト３に転写されて、その中間転写ベルト３上で重ねられる。これにより、中間転写ベルト３上には、フルカラートナー像が形成されることになる。そして、中間転写ベルト３上のフルカラートナー像は、二次転写位置Ａへ記録用紙Ｐが所定のタイミングで搬送されてくると、転写バイアスが印加された二次転写ロール５の静電吸引力によって、中間転写ベルト３上から一括してその記録用紙Ｐに転写される。フルカラートナー像が転写された記録用紙Ｐは、中間転写ベルト３からの分離後に、定着装置６へと搬送される。このようにして、記録用紙Ｐ上にフルカラー画像が印刷出力されるのである。なお、記録用紙Ｐに転写されなかった中間転写ベルト３上の転写残留トナーは、中間転写ベルト用クリーナ７で回収されることになる。

ところで、以上のような画像形成工程を繰り返して行うと、各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが有する像担持体である感光体ドラムに、電生成物やトナーあるいはトナーから融離した外添剤等の異物が付着して、画像欠陥を引き起こすおそれがある。これを防止するために、本実施形態で説明する画像形成装置１では、図示せぬ動作制御部からの指示に従いつつ、リフレッシュモード（感光体異物除去モード）を実行する機能を有している。すなわち、動作制御部は、装置起動時、一定枚数の画像形成後、１度に行う複数枚の画像形成終了後、装置動作終了前または手動操作による指示入力時等といった非画像形成時における所定タイミングで、各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋにおける感光体ドラムと中間転写ベルト３とを異なる線速度で動作させて、当該感光体ドラムの表面を清浄化を行うのである。さらに詳しくは、通常の画像形成時（画像形成モード）には、各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋにおける感光体ドラムと中間転写ベルト３とがほぼ同じ線速度（０．５％程度の速度差）で進行および回転するのに対して、リフレッシュモードを実行する際には、中間転写ベルト３の線速度を画像形成モード時よりも落として、各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋにおける感光体ドラムの線速度との速度差により両者を摺動させ、各感光体ドラムの表面に付着した異物を一括して中間転写ベルト３上に掻き取るようにすることが好ましい。そして、中間転写ベルト３上に移動した異物を、中間転写ベルト用クリーナ７で回収するのである。

リフレッシュモードにおける線速度の差は、感光体ドラムの線速度に対して、中間転写ベルト３の線速度を１０％〜９０％とすることが好ましい。この範囲の速度差にすることにより、その速度差による摺動が有効に働き、効果的に異物を掻き取ることができるからである。中間転写ベルト３上に移動した異物は、ブラシクリーナ等の中間転写ベルト用クリーナ７により除去されるが、中間転写ベルト３上に異物がある場合には、各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋにおける感光体ドラムの表面にある場合に比べ、画像欠陥等の不具合が生じにくい。したがって、中間転写ベルト３の清浄頻度は、感光体ドラムの清浄頻度よりも少なくすることができ、その比率としては１／５程度である。

次に、以上のように構成された画像形成装置１における各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋについて詳しく説明する。
図２〜３は、本発明に係る画像形成装置の要部構成例を示す説明図である。

図２に示すように、各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、いずれも、被帯電面を有した像担持体としての感光体ドラム１１と、その感光体ドラム１１における被帯電面を帯電させる帯電器１２と、その帯電器１２が帯電させた被帯電面に静電潜像を形成する露光器１３と、感光体ドラム１１の被帯電面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器１４と、を備えている。そして、帯電器１２が感光体ドラム１１の被帯電面（表面）を一様に帯電させると、露光器１３により像露光がなされ、その感光体ドラム１１上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器１４の現像バイアスが印加された現像ロール１４ａに担持されたトナーによって現像され、トナー像となる。その後、現像器１４に形成されたトナー像は、対応するいずれかの一次転写ロール４Ｙ、４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの圧接力と、その一次転写ロール４Ｙ、４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに印加された転写バイアスによる静電吸引力とによって、中間転写ベルト３上に一次転写される。なお、トナー像の転写後、感光体ドラム１１の表面は、次の画像形成サイクルのため、帯電器１２で再び帯電される。

ここで、画像形成装置１における画像形成時の主なゼログラフィックパラメータの一具体例を示す。
・感光体ドラム１１；ＯＰＣ（φ３０）
・帯電器１２；半導電性ロールからなる帯電ロール
・ＡＣ印加；Ｉａｃ＝０．７ｍＡ、Ｖｄｃ＝−５２０Ｖ、ｆ＝６１４Ｈｚ
・露光器１３；レーザー７８０ｎｍ
・現像方式；二成分現像
・中間転写ベルト３；ポリイミド
・プロセス速度；１０４ｍｍ／ｓ
・潜像電位；背景部＝−５００Ｖ、画像部＝−２００Ｖ
・現像ロール１４ａ；スリーブ径＝φ１６ｍｍ、スリーブ回転速度＝２０８ｍｍ／ｓ、スリーブ回転方向＝感光体ドラム１１と逆方向
・感光体ドラム１１と現像ロール１４ａの間隔；０．３ｍｍ
・現像バイアス；ＤＣ成分＝−４００Ｖ
・ＡＣ成分＝１．５ｋＶＰ−Ｐ（６ｋＨｚ）
・転写条件；一次転写ロール＋５００〜１０００Ｖ(転写電流１０μＡ)、二次転写ロール＋１６００Ｖ

ところで、感光体ドラム１１から中間転写ベルト３への一次転写では、感光体ドラム１１の表面上にあるトナーの全てが中間転写ベルト３に転写されることはなく、一部が転写残留トナーとして感光体ドラム１１上に残留する。この転写残留トナーについては、感光体ドラム１１上に残留すべきではなく、その感光体ドラム１１上から除去する必要がある。また、感光体ドラム１１上には、帯電器１２による帯電によって、その帯電時に放電生成物（例えば、オゾンや窒素酸化物等の活性物質やそれらの反応生成物）が発生し得る。この放電生成物についても、感光体ドラム１１上に存在すべきではなく、その感光体ドラム１１上から除去する必要がある。

このことから、各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、いずれも、トナー保持器１５と、トナー帯電制御ブラシ２０とを備えている。

トナー保持器１５は、感光体ドラム１１上に残留した転写残留トナーを保持して、これにより放電生成物を効果的に除去するためのものである。すなわち、トナーを保持させつつ、その保持トナーを利用して感光体ドラム１１上に付着した多量の放電生成物を除去することで、その保持トナーが放電生成物の除去能力を向上させることを利用したものである。そのために、トナー保持器１５は、金属等からなる四角柱状の導電性の基体１５ａ上に、導電性ウレタンスポンジ等の弾性部材１５ｂを介して、適度な導電性を有する不織布１５ｃが貼り付けられて構成されている。そして、不織布１５ｃが感光体ドラム１１に圧接するように配されている。なお、不織布とは、文字通り「織らない布」であり、繊維同士を様々な方法で結合させたシートである。不織布の製造方法としては、乾式不織布、スポンドバンド、湿式不織布等がある。具体的には、例えば、絶縁性ナイロン−ポリエステル混綿繊維にポリピロール樹脂をコーティングして導電性が付与された繊維で、繊維長が数センチ程度のものを、カードやエアランダム機で薄いシートにし、必要に応じて何枚か重ねて形成されたものが挙げられる。

トナー保持器１５の基体１５ａには、バイアス電圧が印加されるようになっている。そして、バイアス電圧の印加は、電圧印加制御部１６によって制御される。すなわち、電圧印加制御部１６によって、印加するバイアス電圧の極性、電圧値、印加タイミング等がコントロールされるのである。これにより、トナー保持器１５には、画像形成時において、転写残留トナーを積極的に保持するように例えば＋１００Ｖが印加される。

また、トナー保持器１５は、図３に示すように、その長手方向（感光体ドラム１１の回転軸Ｋ方向）の幅が、感光体ドラム１２における画像形成幅Ｒより幅広であるものとする。なお、トナー保持器１５は、バネ等の弾性部材やソレノイド等の駆動源を利用して、感光体ドラム１１の回転軸Ｋ方向に摺動（オシレーション）可能であることが望ましい（図中矢印Ｍ参照）。トナー保持器１５の不織布１５ｃを感光体ドラム１１の表面に対して回転軸Ｋ方向に摺動させれば、転写残留トナーの保持個所を分散でき、放電生成物除去能力を回転軸Ｋ方向に対して均一化することが可能となるからである。

トナー帯電制御ブラシ２０は、感光体ドラム１１上に残留した転写残留トナーに対する帯電調整を通じて、その転写残留トナーを感光体ドラム１１上から除去するためのものである。そのために、トナー帯電制御ブラシ２０は、例えば、φ５ｍｍのステンレスシャフトに繊維径約１５μｍかつパイルハイト３．５ｍｍの導電性ナイロンがブラシ密度１２０kfiber/inch²で植毛されてなり、残留トナー帯電電圧として電圧印加制御部１６によって−８５０ｖが印加されるようになっている。この残留トナー帯電電圧の印加により、トナー帯電制御ブラシ２０には、感光体ドラム１１の帯電電位との間に電位差が生じる。したがって、感光体ドラム１１上の転写残留トナーは、トナー帯電制御ブラシ２０と感光体ドラム１１との間の電位差によって、正規極性（−極性）に帯電することになる。正規極性（−極性）に揃えられた転写残留トナーは、その感光体ドラム１１の回転により帯電器１２に送られる。このとき、帯電器１２には、帯電バイアスＶＤＣ＝−５２０ｖが印加されている。よって、正規極性（−極性）の転写残留トナーには、帯電器１２との間で斥力が働き、その帯電器１２を摺り抜けることになる。そして、帯電器１２を摺り抜けた正規極性（−極性）の転写残留トナーは、現像器１４の現像ロール１４ａと対向する部分（現像部）に送られ、その現像器１４の現像ロール１４ａにおける現像バイアスの設定条件を最適化により、現像と同時に現像器１４で回収（クリーニング）される。

つまり、各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋでは、感光体ドラム１１上の転写残留トナーを除去する格別なクリーニング機構部を持たずに、現像器１４の現像ロール１４ａの現像バイアスの設定条件を最適化することで、現像器１４で現像と転写残留トナーの回収（クリーニング）とを同時に行う、いわゆるクリーナレスシステムを採用しているのである。

ところで、帯電器１２が感光体ドラム１１を帯電させる際には、既に説明したように、放電生成物が発生する。特に、ＡＣにＤＣを重畳したＡＣ＋ＤＣ接触帯電方式では、放電生成物が多く発生する。このような放電生成物に対し、各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋでは、トナー保持器１５の不織布１５ｃが転写残留トナーを一時保持するようになっている。すなわち、トナー保持器１５を備える各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋでは、感光体ドラム１１上の転写残留トナー（中間転写ベルト３に転写されなかった転写残留トナー）が、トナー保持器１５の不織布１５ｃに付着して一時保持される。このとき、不織布１５ｃは繊維径が細く、しかも繊維密度が高いので、不織布１５ｃに転写残留トナーが密に、かつ、多く保持されることになる。そのため、不織布１５ｃに付着して一時保持された転写残留トナーが、感光体ドラム１１の回転に伴い、放電生成物を良好に除去することになり、放電生成物が付着することによる不具合、具体的には画像流れ（Deletion）が有効に防止することができる。

なお、画像形成装置１は、必ずしも現像器１４で転写残留トナーを回収（クリーニング）するクリーナレスシステムを採用したものである必要はなく、トナー帯電制御ブラシ２０に代えてクリーニング装置が設けられたものであってもよい。図４〜６は、クリーニング装置が設けられた場合の要部構成例を示す説明図である。

図４に示す構成例では、トナー保持器１５と帯電器１２との間にクリーニング装置１７が設けられている。クリーニング装置１７は、感光体ドラム１１に当接する導電性の回転ブラシ１７ａと、この回転ブラシ１７ａに当接する導電性を有した回収ロール１７ｂと、この回収ロール１７ｂに当接するスクレーパー１７ｃとを備えて構成されている。このような構成では、転写残留トナーがトナー保持器１５に保持される。そして、保持されずに摺り抜けた転写残留トナーが、トナー保持器１５に印加されている−８５０Ｖのバイアス電圧による放電によって、正極性（本実施形態ではマイナス）に帯電調整される。この正極性に帯電調整された転写残留トナーは、クリーニング装置１７の回転ブラシ１７ａで機械的に掻き取られて除去される。また、回転ブラシ１７ａにＤＣ０Ｖを印加することによって、回転ブラシ１７ａに電気的に付着することでも除去される。これは、トナー保持器１５の通過後の感光体ドラム１１の電位が約−４００Ｖとなるため、回転ブラシ１７ａの電位を０Ｖにすることで、マイナス極性（正極性）に帯電調整された転写残留トナーが回転ブラシ１７ａに付着するからである。このようにして、回転ブラシ１７ａに付着して除去された転写残留トナーは、バイアス電圧が印加された回収ロール１７ｂに移動した後、スクレーパー１７ｃで掻き落とされて回収される。したがって、現像器１４で転写残留トナーを回収する必要がない。

また、図５に示す構成例では、トナー保持器１５と帯電器１２との間のクリーニング装置１８が、図４に示した構成例の場合とは異なる。すなわち、図５の例のクリーニング装置１８は、感光体ドラム１１に当接する導電性の回転ブラシ１８ａと、この回転ブラシ１８ａに当接するフリッキングバー１８ｂとを備えて構成されている。なお、回転ブラシ１８ａには、ＤＣ−２００ＶにＶＡＣ（Ｖｐｐ８００Ｖ）を重層した電圧を印加している。このような構成では、転写残留トナーがトナー保持器１５に付着し保持される。そして、保持されずに摺り抜けた転写残留トナーが、回転ブラシ１８ａに付着して除去される。回転ブラシ１８ａに付着して除去された転写残留トナーは、フリッキングバー１８ｂで叩き落とされ回収される。したがって、現像器１４で転写残留トナーを回収する必要がない。なお、回転ブラシ１８ａには、前述したＤＣ＋ＡＣが印加されているので、正極性、逆極性のいずれの極性の転写残留トナーであっても回収できる。

さらに、図６に示す構成例におけるクリーニング装置１９は、感光体ドラム１１に当接するクリーニングブレード１９ａを備えて構成されている。このような構成では、転写残留トナーがトナー保持器１５に付着し保持される。そして、保持されずに摺り抜けた転写残留トナーが、クリーニングブレード１９ａによって掻き取られて除去される。したがって、現像器１４で転写残留トナーを回収する必要がない。なお、クリーニングブレード１９ａの当接力を高くすると感光体ドラム１１の短寿命化を招き得るが、詳細を後述するようにトナー保持器１５によって放電生成物が除去されるので、クリーニングブレード１９ａを用いた場合であっても、必要以上にクリーニングブレード１９ａの当接力を高くする必要がない。

また、クリーニング装置を必要としないクリーナレスシステムを採用した場合であっても、必ずしもトナー保持器１５とトナー帯電制御ブラシ２０との両方を備えている必要はない。図７，８は、本発明に係る画像形成装置の他の要部構成例を示す説明図である。

図７に示す構成例では、トナー保持器１５のみが設けられ、トナー帯電制御ブラシ２０については設けられていない。ただし、トナー保持器１５は、電圧印加制御部１６による８印加電圧の制御により、保持トナーに対する帯電調整を行い得るようになっている。つまり、トナー保持器１５は、トナー保持による放電生成物の除去機能と、トナー帯電調整による転写残留トナーの除去機能とを兼ね備えているのである。このような構成例によっても、感光体ドラム１１上の転写残留トナーを回収（クリーニング）しつつ、その感光体ドラム１１上から放電生成物の除去することが可能である。

勿論、一つのトナー保持器１５が転写残留トナーの除去機能と放電生成物の除去機能とを兼ね備えるのではなく、図８に示す構成例のように、複数のトナー保持器１５を設け、これらのトナー保持器１５にそれぞれの機能を分担させるようにしても構わない。

次に、以上のように構成された画像形成装置１における特徴的な構成について説明する。

本実施形態における画像形成装置１では、既に説明したように、リフレッシュモード（感光体異物除去モード）を実行する機能を有している。ただし、リフレッシュモードでは、各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋにおける感光体ドラム１１と中間転写ベルト３とを異なる線速度で動作させて、当該感光体ドラム１１の表面を清浄化を行うことから、感光体ドラム１１と中間転写ベルト３との間に働く摩擦力が大きくなってしまい、感光体ドラム１１と中間転写ベルト３の表面にスクラッチが発生するおそれがある。

そこで、本実施形態における画像形成装置１では、リフレッシュモードの実行を指示する動作制御部が、そのリフレッシュモードの実行指示に加えて、感光体ドラム１１と中間転写ベルト３との間へのトナー供給を指示するようになっている。この指示により、リフレッシュモードの実行時には、感光体ドラム１１と中間転写ベルト３との間へのトナー供給が行われるのである。

ここで、感光体ドラム１１と中間転写ベルト３との間へのトナー供給を行うための構成について説明する。

図２〜８のいずれかに示したように、本実施形態の画像形成装置１における各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、中間転写ベルト３上への一次転写後の感光体ドラム１１の被帯電面との接触を通じて、その被帯電面における転写残留トナーを保持するトナー保持器１５を備えている。そして、保持トナーは、所定タイミングでのトナー吐き出しモードの実施により、感光体ドラム１１の被帯電面上に吐き出される。トナー吐き出しモードとは、トナー保持器１５が一時保持している転写残留トナーを感光体ドラム１１に吐き出すモードのことをいい、電圧印加制御部１６によるトナー保持器１５への印加電圧の制御を通じて実現されるモードである。トナー吐き出しモードは、非画像形成時、すなわち記録用紙Ｐ上にフルカラー画像を印刷出力するための一連の処理動作を行っていないときで、例えば記録用紙Ｐ１００枚分の画像形成毎といった所定のタイミングで、その実施が行われる。このトナー吐き出しモードによって、感光体ドラム１１から吐き出されたトナーが中間転写ベルト３へ転写され、転写ベルトクリーナ７により回収されることになる。

つまり、リフレッシュモードの実行にあたり、動作制御部は、そのリフレッシュモードの実行指示に加えて、電圧印加制御部１６に対してトナー吐き出しモードの実施を指示する。この指示を受けて、電圧印加制御部１６は、例えばＤＣ＋１００Ｖを−６００Ｖに切り替えるといったように、トナー保持器１５に対する印加電圧の切り替えを行って、そのトナー保持器１５が保持している転写残留トナーを、感光体ドラム１１の被帯電面上に吐き出させる。したがって、感光体ドラム１１が回転すると、その感光体ドラム１１と中間転写ベルト３との間には、被帯電面上に吐き出されたトナーが供給されることになる。

また、感光体ドラム１１と中間転写ベルト３との間へのトナー供給は、上述したようなトナー吐き出しモードを利用するのではなく、帯電器１２、露光器１３および現像器１４によるトナー像形成を利用しても行うことが可能である。

つまり、リフレッシュモードの実行にあたり、動作制御部は、そのリフレッシュモードの実行指示に加えて、帯電器１２、露光器１３および現像器１４に対してトナー供給のためのトナー像形成を指示する。この指示を受けて、帯電器１２は感光体ドラム１１の被帯電面（表面）を一様に帯電させる。また、露光器１３は、予め設定されている所定パターンの像露光を行って、その感光体ドラム１１上に静電潜像を形成する。そして、現像器１４は、感光体ドラム１１上の静電潜像を現像して、その感光体ドラム１１の被帯電面上に所定パターンのトナー像を形成する。したがって、感光体ドラム１１が回転すると、その感光体ドラム１１と中間転写ベルト３との間には、被帯電面上に形成されたトナー像によってトナーが供給されることになる。

なお、現像器１４等によるトナー像形成を利用して、感光体ドラム１１と中間転写ベルト３との間へのトナー供給を行う場合であれば、トナー吐き出しモードを利用する場合とは異なり、必ずしも転写残留トナーを保持するトナー保持器１５を備えていなくともよい。すなわち、現像器１４等によるトナー像形成を利用したトナー供給は、クリーナレスシステムを採用した画像形成装置１だけでなく、現在主流である板状ブレードによるクリーニング手段を持つ画像形成装置にも適用することが可能である。

感光体ドラム１１と中間転写ベルト３との間へのトナー供給量は、トナー吐き出しモードを利用する場合、または現像器１４等によるトナー像形成を利用する場合のいずれにおいても、感光体ドラム１１の被帯電面上におけるトナー量が0.3〜1.0ｇ／ｍｍ²程度とすることが考えられる。この程度であれば、十分な供給量であると言えるからである。

感光体ドラム１１と中間転写ベルト３との間に供給されたトナーは、その後、感光体ドラム１１の被帯電面上から中間転写ベルト３上に転写されて、中間転写ベルト用クリーナ７で回収されることになる。

以上に説明したように、本実施形態の画像形成装置１では、リフレッシュモードの実行時に、感光体ドラム１１と中間転写ベルト３との間へのトナー供給を行うように構成されている。つまり、リフレッシュモードの実行時、感光体ドラム１１と中間転写ベルト３との間には、供給されたトナーが介在することになる。したがって、リフレッシュモードの実行時に感光体ドラム１１と中間転写ベルト３とを異なる線速度で動作させても、その間に介在するトナーが滑材として機能することになるので、トナー供給を行わない場合に比べて、感光体ドラム１１と中間転写ベルト３との間の摩擦力を低減させることが可能となり、感光体ドラム１１または中間転写ベルト３の表面、特に画像欠陥発生に大きな影響を及ぼす感光体ドラム１１の表面にスクラッチが発生してしまうのを抑制することができる。

図９は、感光体ドラムの表面粗さの評価結果の具体例を示す説明図である。図例では、本発明に係る画像形成装置でクリーナレス方式を採用したもの、本発明に係る画像形成装置でクリーナレス方式ではなくブレードクリーニング方式を採用したもの、および従来技術によるものについての評価結果を示している。なお、評価は、Ａ４サイズ連続１００枚印刷後にリフレッシュモードを実行し、その場合における感光体表面粗さＲｚの推移で行っている。また、評価条件は、感光体ドラム１１と中間転写ベルト３との線速度が、画像形成時には感光体ドラム；１６４．２ｍｍ/s、中間転写ベルト１６５ｍｍ／ｓ、周速比（中間転写ベルト／感光体ドラム）；１．００５であるのに対し、リフレッシュモード時には感光体ドラム；１３２ｍｍ/s、中間転写ベルト１６５ｍｍ/s、周速比（中間転写ベルト／感光体ドラム）；１．２となる設定で行っている。
この結果より、感光体ドラム１１と中間転写ベルト３との間へのトナー供給を行えば、リフレッシュモードの実行時に感光体ドラム１１と中間転写ベルト３とを異なる線速度で動作させても、感光体表面粗さＲｚが荒れてしまうのを抑制し得ることがわかる。つまり、感光体ドラム１１と中間転写ベルト３との間にトナーを介在させることにより、感光体ドラム１１の表面にスクラッチが発生してしまうのを抑制できるのである。

このように、本実施形態の画像形成装置１では、リフレッシュモードの実行時に感光体ドラム１１と中間転写ベルト３との間へのトナー供給を行うことにより、感光体ドラム１１または中間転写ベルト３の表面、特に感光体ドラム１１の表面にスクラッチが発生してしまうのを抑制できるので、そのスクラッチに起因する画質欠陥発生についても未然に防止することができる。

しかも、感光体ドラム１１と中間転写ベルト３との間に介在させるトナーには、トナー保持器１５が保持する転写残留トナーと同様に、放電生成物の吸着効果が期待できる。したがって、感光体ドラム１１と中間転写ベルト３との間にトナーを介在させつつ、感光体ドラム１１と中間転写ベルト３とを異なる線速度で動作させて、その感光体ドラム１１の被帯電面を清浄化すれば、その被帯電面に付着している放電生成物を良好に除去し得るようになる。つまり、トナーを介在させることで、リフレッシュモードの実行時における放電生成物除去性能が向上することも期待でき、感光体ドラム１１の被帯電面への放電生成物付着による画像の白抜け（Deletion）発生を防止する上で非常に有効なものとなる。

図１０は、中間転写ベルトによる放電生成物除去性能の評価結果の具体例を示す説明図である。図例では、感光体ドラム１１に対する水の接触角を用いて評価を行う場合を示している。感光体ドラム１１に対する水の接触角は、放電生成物の付着量を定量的に測定するための目安となるものである。すなわち、感光体ドラム１１の表面では、放電生成物の増加に伴い、撥水性が低下する（親水性となる）。したがって、例えば感光体ドラム１１に放電生成物が付着すると表面エネルギーが大きくなり接触角が小さくなるといったように、水の接触角から放電生成物の付着量を一義的に類推できるのである。図例の結果は、感光体と帯電器とのみで放電被爆ドラムを作成し、その後、リフレッシュモードと同様の線速度で感光体と中間転写体を回転させ接触角の回復を調べたものである。図例の結果をみると、感光体と中間転写体との間にトナーを介在させたほう（ＴＮありの場合）が、トナーを介在させない場合（ＴＮなしの場合）に比べて、接触角の回復が早く、放電生成物除去性がよいことがわかる。

また、本実施形態の画像形成装置１では、感光体ドラム１１と中間転写ベルト３との間へのトナー供給を行うのにあたり、トナー吐き出しモードを利用するか、あるいは現像器１４等によるトナー像形成を利用して、当該トナー供給を行うようになっている。したがって、当該トナー供給を既存の機能を用いて行うことができるので、当該トナー供給のために装置構成が複雑化してしまうのを回避することができる。

特に、トナー吐き出しモードを利用した場合には、トナー保持器１５等からの吐き出しトナー、すなわち転写残留トナーを感光体ドラム１１と中間転写ベルト３との間へ供給することになるので、その転写残留トナーを有効に活用することになり、トナー消費量の増大化を抑制することができる。

一方、現像器１４等によるトナー像形成を利用した場合であれば、露光器１３による像書き込みパターンの変更によって、トナー供給量を容易に調整することができる。したがって、画像形成装置の構成や機能スペック等に応じてトナー供給量を調整するといったことも実現可能となり、汎用性を確保する上で非常に好適なものとなる。

なお、本実施形態では、本発明の好適な実施具体例について説明したが、本発明はその内容に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、トナー供給量等については、事前の実験やシミュレーション等で得られる経験則に基づいて予め設定しておけばよく、本実施形態で説明した具体的な態様に限定されるものではない。また、電圧印加制御部１６が印加する電圧の大きさ等についても、本実施形態で挙げたものは例示に過ぎず、画像形成装置の構成や機能スペック等に応じて適宜決定すればよい。

本発明に係る画像形成装置の概略構成例を示す説明図である。 本発明に係る画像形成装置の要部構成例を示す説明図（その１）であり、画像形成ユニットの構成例を示す正面図である。 本発明に係る画像形成装置の要部構成例を示す説明図（その２）であり、トナー保持器の構成例を示す平面図である。 本発明に係る画像形成装置の他の構成例を示す図で、クリーニング装置が設けられた場合の要部構成例を示す説明図（その１）である。 本発明に係る画像形成装置の他の構成例を示す図で、クリーニング装置が設けられた場合の要部構成例を示す説明図（その２）である。 本発明に係る画像形成装置の他の構成例を示す図で、クリーニング装置が設けられた場合の要部構成例を示す説明図（その３）である。 本発明に係る画像形成装置の他の要部構成例を示す説明図（その１）であり、トナー保持器と回転ブラシとが機能分担する場合の構成例を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の他の要部構成例を示す説明図（その２）であり、複数のトナー保持器が機能分担する場合の構成例を示す図である。 感光体ドラムの表面粗さの評価結果の具体例を示す説明図である。 中間転写ベルトによる放電生成物除去性能の評価結果の具体例を示す説明図である。

符号の説明

１…画像形成装置、２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ…画像形成ユニット、３…中間転写ベルト、４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ…一次転写ロール、５…二次転写ロール、６…定着装置、１１…感光体ドラム、１２…帯電器、１３…露光器、１４…現像器、１４ａ…現像ロール、１５…トナー保持器、１５ａ…基体、１５ｂ…弾性部材、１５ｃ…不織布、１５ｄ…電極、１６…電圧印加制御部、２０…トナー帯電制御ブラシ

Claims (3)

1. 被帯電面を有する像担持体と、
   前記被帯電面を帯電させる帯電手段と、
   前記帯電手段が帯電させた前記被帯電面に静電潜像を形成する露光手段と、
   前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
   前記トナー像が一次転写される中間転写体と、
   前記中間転写体上に一次転写されたトナー像を被転写体へ二次転写する転写手段と、
   非画像形成時に前記像担持体と前記中間転写体とを異なる線速度で動作させて当該像担持体の被帯電面を清浄化するリフレッシュモードを実行するリフレッシュ実行手段と、
   前記リフレッシュ実行手段によるリフレッシュモードの実行時に前記像担持体と前記中間転写体との間へのトナー供給を行うトナー供給手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記中間転写体上への一次転写後の前記被帯電面における転写残留トナーを当該被帯電面との接触を通じて保持するトナー保持部材と、
   前記トナー保持部材に保持トナーの吐き出しを行わせて前記像担持体の被帯電面上に吐き出されたトナーを、前記中間転写体をクリーニングするクリーニング装置に回収させるクリーニングモードを実行するクリーニング実行手段とを備えるとともに、
   前記トナー供給手段は、前記クリーニング実行手段に前記トナー保持部材からの保持トナー吐き出しを行わせることで、前記像担持体と前記中間転写体との間へのトナー供給を行う
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記トナー供給手段は、前記帯電手段、前記露光手段および前記現像手段を動作させることで、前記像担持体と前記中間転写体との間へのトナー供給を行う
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
   
   

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