画像形成装置
【課題】帯電部材に付着した異物を長期間に亘って効果的に除去可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体ドラム２を逆回転させながら現像ユニット５から感光体ドラム２表面に清掃用トナーを供給し、感光体ドラム２表面に供給された清掃用トナーを帯電ローラ３に略均一に付着させた後、帯電クリーニング部材２０を帯電ローラ３に接触させ、軸方向に往復移動させて帯電ローラ３表面を摺擦する。帯電ローラ３表面の異物を清掃用トナーに付着させた後、感光体ドラム２を正回転させながら帯電ローラ３に帯電バイアスを印加して帯電ローラ３表面から感光体ドラム２表面に清掃用トナーを移動させ、クリーニング装置９で清掃用トナーを回収する。帯電ローラ３表面の画像領域に残存する清掃用トナーは、帯電クリーニング部材２０の押圧力を強めることにより画像領域外に除去される。
【解決手段】感光体ドラム２を逆回転させながら現像ユニット５から感光体ドラム２表面に清掃用トナーを供給し、感光体ドラム２表面に供給された清掃用トナーを帯電ローラ３に略均一に付着させた後、帯電クリーニング部材２０を帯電ローラ３に接触させ、軸方向に往復移動させて帯電ローラ３表面を摺擦する。帯電ローラ３表面の異物を清掃用トナーに付着させた後、感光体ドラム２を正回転させながら帯電ローラ３に帯電バイアスを印加して帯電ローラ３表面から感光体ドラム２表面に清掃用トナーを移動させ、クリーニング装置９で清掃用トナーを回収する。帯電ローラ３表面の画像領域に残存する清掃用トナーは、帯電クリーニング部材２０の押圧力を強めることにより画像領域外に除去される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真法を用いた画像形成装置に関するものであり、特に感光体表面を接触若しくは非接触の状態で帯電させる帯電部材の清掃に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いた画像形成装置において、感光体ドラムの表面を均一に帯電させる好適な手段としては、コロナ放電器を備えたコロナ帯電方式と、帯電ローラに代表される導電性の帯電部材を備えた接触帯電方式とがある。コロナ放電器はオゾン等のコロナ生成物が多く発生するので、オゾンにより空気中の成分が分解され、ＮＯｘやＳＯｘ等のイオン生成物が生成される。そのため、近年ではコロナ帯電方式に代えて接触帯電方式が採用される傾向が認められる。この接触帯電方式は、特に直流電圧若しくは直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加することによりオゾン、ＮＯｘ、ＳＯｘ等の発生を抑制可能である。
【０００３】
このような接触帯電方式を用いる場合、像担持体である感光体表面がトナー外添剤や転写紙の紙粉等の異物で汚染されていると、これらの異物が帯電ローラ等の帯電部材の表面に移動し帯電不良を起こす原因となり、帯電不良による画像品質の低下が生じていた。かかる帯電ローラの汚染（異物の付着）を防止するため、従来、帯電部材に対して、回転式若しくは固定式のブラシやスポンジ等のクリーニング部材を接触させることにより、帯電ローラの清掃が行われていた。
【０００４】
しかし、帯電ローラにクリーニング部材を当接させると、帯電ローラの円周方向に発生する縦スジ等の清掃ムラやクリーニング部材の劣化等が生じ、長期間に亘って清掃性能を十分に発揮できず、帯電不良を防止できないという問題があった。かかる問題に対処するため、例えば、特許文献１には、帯電ローラの軸方向にクリーニング部材を移動させることで帯電ローラの円周方向に縦スジを発生させずに帯電ローラ表面の付着物（外添剤）を直接清掃する方法が開示されている。また、特許文献１にはクリーニング部材を帯電ローラに対して接離等させる方法も提案されている。
【０００５】
また、特許文献２には、潜像担持体（像担持体）に静電的に付着させたトナーを接触帯電部材に接触通過させて接触帯電部材を清掃することにより、新たな構成部品を増設することなく、接触帯電部材に付着するトナーや外添剤を低減する方法が開示されている。また、特許文献２には、像担持体上のトナーが接触帯電部材に接触通過する間、接触帯電部材に交流電圧を重畳した直流電圧を印加することも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２４８７４０号公報
【特許文献２】特開２００２−１９６５６９号公報（段落［００４４］〜［００４５］、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の方法では、クリーニング部材を用いて帯電ローラ表面の付着物（外添剤）を直接清掃するため、帯電ローラ表面に強固に付着した異物を十分に除去できないおそれがあった。
【０００８】
また、特許文献２の方法では、帯電ローラに交流電圧を重畳した直流電圧（帯電バイアス）を印加しながら像担持体表面のトナーを帯電ローラに接触させているため、像担持体表面のトナーの帯電量が増加してトナーと像担持体表面との間に静電気力が生じたり、帯電ローラと像担持体との間にトナーが帯電ローラから像担持体へと移動する方向の電位差が生じたりするおそれがあった。
【０００９】
かかる場合、像担持体表面のトナーが帯電ローラ表面に付着し難くなるため、像担持体表面のトナーを帯電ローラ表面に接触させても、帯電ローラ表面の全周にわたって軸方向に略均一に付着させることは困難となる。そのため、帯電ローラ表面に対して該表面の異物を回収するために十分なトナーを付着させることができず、異物を十分に回収できないおそれがあった。
【００１０】
なお、感光体表面を非接触の状態で帯電させる場合においても、帯電部材と感光体とが近接している場合は、上述したような接触帯電方式と同様に帯電部材へ異物が付着するという問題が生じる。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑み、帯電部材の表面に付着した異物を長期間に亘って効果的に除去可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、表面に感光層を有し静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体の表面に接触若しくは非接触状態で帯電バイアスを印加することで前記像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、該帯電部材に所定のバイアスを印加可能な帯電バイアス電源と、前記帯電部材の軸方向の一端に配置され、前記帯電部材の外周面に接触しながら軸方向に往復移動可能な帯電クリーニング部材と、前記像担持体の表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、を備え、非画像形成時に前記現像手段を用いて前記帯電部材にトナーを付着させるトナー付着工程と、前記帯電クリーニング部材を前記帯電部材の軸方向の一端と他端との間で往復移動させて前記帯電部材の外周面にトナーが付着した状態を維持しながら前記帯電部材の外周面を摺擦するエージング工程と、前記帯電バイアス電源を用いて前記帯電部材にトナーと同極性のバイアスを印加することにより前記帯電部材に付着したトナーを前記像担持体に移動させて前記像担持体表面からトナーの回収を行うトナー回収工程と、を含む帯電クリーニングモードを実行可能であることを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記帯電クリーニング部材は、前記帯電部材に対し接触及び離間可能に設けられており、前記エージング工程及び前記トナー回収工程の実行時のみ前記帯電部材に接触することを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記帯電クリーニング部材は、前記エージング工程及び前記トナー回収工程の実行時に、前記帯電部材の外周面のうち少なくとも前記像担持体の画像形成領域に対向する領域全体を往復移動することを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記トナー回収工程における前記帯電クリーニング部材の前記帯電部材に対する押圧力を前記エージング工程よりも大きくすることにより、前記帯電部材の外周面に付着したトナーを前記像担持体の画像形成領域に対向する領域外へ除去することを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記トナー付着工程の実行中は前記像担持体を画像形成時と逆方向に回転させ、前記エージング工程及び前記トナー回収工程の実行中は前記像担持体を画像形成時と同方向に回転させることを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記トナー付着工程の実行中は前記帯電バイアス電源により前記帯電部材にトナーと逆極性のバイアスを印加することを特徴としている。
【００１８】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記像担持体の回転方向に対し前記現像手段の下流側において前記像担持体に接触する転写部材と、該転写部材に所定のバイアスを印加可能な転写バイアス電源とを有する転写手段を備え、前記帯電クリーニングモードの実行中に前記転写バイアス電源により前記転写部材にトナーと同極性のバイアスを印加することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１の構成によれば、外周面にトナーが付着した状態を維持しながら帯電部材を帯電クリーニング部材で摺擦するエージング工程により帯電部材に付着した異物をトナーに効率良く付着させることができ、エージング工程に続くトナー回収工程により異物の付着したトナーを帯電部材から像担持体表面に移動させて回収することができる。また、帯電クリーニング部材を帯電部材の軸方向に沿って往復移動させることで、帯電ローラの円周方向に発生する縦スジ状の清掃ムラの発生を防止することができる。
【００２０】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、帯電クリーニング部材をエージング工程及びトナー回収工程の実行時のみ帯電部材に接触させることにより、帯電クリーニング部材の劣化や変形を抑制することができ、長期間に亘って安定したクリーニング性能を得ることが可能となる。
【００２１】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、エージング工程及びトナー回収工程の実行時に、帯電部材の外周面のうち少なくとも像担持体の画像形成領域に対向する領域全体を帯電クリーニング部材が往復移動することにより、帯電部材の外周面のうち画像に影響を及ぼす領域を確実にクリーニングすることができる。
【００２２】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第３の構成の画像形成装置において、トナー回収工程における帯電クリーニング部材の帯電部材に対する押圧力をエージング工程よりも大きくして帯電部材の外周面に付着したトナーを像担持体の画像形成領域に対向する領域外へ除去することにより、帯電部材と帯電クリーニング部材との摺擦によって帯電部材表面に強固に付着しているトナーを強制的に掻き取るとともに、掻き取られたトナーを画像に影響を及ぼさない領域へ確実に除去することができる。
【００２３】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の画像形成装置において、トナー付着工程では像担持体を画像形成時と逆方向に回転させることにより、トナーの供給及び付着時には、トナーが像担持体の周辺に配置された転写手段やクリーニング手段等を通過することを回避できるため、帯電部材表面にトナーをより短時間で確実に付着させることができる。また、エージング工程及びトナー回収工程では像担持体を画像形成時と同方向に回転させることにより、帯電部材の摺擦時及びトナーの回収時には像担持体のクリーニング手段によって像担持体表面のトナーをより確実に回収することができる。
【００２４】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第１乃至第５のいずれかの構成の画像形成装置において、トナー付着工程では帯電部材にトナーと逆極性のバイアスを印加することにより、帯電部材へトナーを均一且つ確実に付着させることができる。特に、帯電部材と像担持体とが非接触である場合にも静電気力を用いて帯電部材へトナーを付着させることができる。
【００２５】
また、本発明の第７の構成によれば、上記第１乃至第６のいずれかの構成の画像形成装置において、像担持体に接触する転写部材と、転写部材に所定のバイアスを印加可能な転写バイアス電源とを有する転写手段を備えている場合、帯電クリーニングモードでは転写部材にトナーと同極性のバイアスを印加することにより、転写部材へのトナーの付着を防止できるため、帯電部材へのトナーの付着及びクリーニング手段によるトナーの回収がより確実になると共に、記録媒体へのトナー像の転写時に記録媒体の裏汚れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略断面図
【図２】本実施形態の画像形成装置に用いられる感光体ドラム周辺を示す概略拡大断面図
【図３】帯電クリーニング部材の移動機構を図２の右方向から見た平面図
【図４】本実施形態に係る画像形成装置の制御経路の一例を示すブロック図
【図５】本実施形態に係る画像形成装置の帯電クリーニングモードの制御例を示すフローチャート
【図６】図５の制御手順のタイミングチャート
【図７】トナー付着工程における感光体ドラム、帯電ローラ及び現像ローラ周辺の側面図
【図８】感光体ドラムと帯電ローラとの関係を図７の右側から見た平面図
【図９】エージング工程における感光体ドラム、帯電ローラ及び現像ローラ周辺の側面図
【図１０】感光体ドラムと帯電ローラとの関係を図９の右側から見た平面図
【図１１】トナー回収工程における感光体ドラム、帯電ローラ及び現像ローラ周辺の側面図
【図１２】感光体ドラムと帯電ローラとの関係を図１１の右側から見た平面図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。プリンタ１００内には画像形成部Ｐが配設されている。この画像形成部Ｐは、帯電、露光、現像及び転写の各工程により所定の画像を形成する。
【００２８】
この画像形成部Ｐには、可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム２が配設されており、感光体ドラム２上に形成されたトナー像が、シート（記録媒体）６上に転写され、さらに、定着ユニット７においてシート６上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。駆動モータ２１（図４参照）により感光体ドラム２を図１において所定の回転方向（ここでは時計方向。以下、正回転という）に回転させながら、感光体ドラム２に対する画像形成プロセスが実行される。
【００２９】
次に、画像形成部Ｐについて詳細に説明する。回転自在に配設された感光体ドラム（像担持体）２の周囲及び上方には、感光体ドラム２を帯電させる帯電ローラ（帯電部材）３と、感光体ドラム２に画像情報を露光して静電潜像を形成する露光ユニット４と、感光体ドラム２上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像ユニット（現像手段）５と、感光体ドラム２上のトナー像を記録媒体上に転写する転写ローラ（転写部材）１７と、感光体ドラム２上に残留した現像剤（トナー）を回収するクリーニング装置（クリーニング手段）９と、感光体ドラム２上の残留電荷を除去する除電器１０と、が設けられている。
【００３０】
先ず、帯電ローラ３によって感光体ドラム２の表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット４によって光照射し、感光体ドラム２上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像ユニット５は、感光体ドラム２と対向して配置された現像ローラ５ａを有し、現像ユニット５には、磁性一成分の正帯電トナーがトナーコンテナ１１によって所定量充填されている。このトナーは、現像バイアス電源２６（図２参照）によりトナーと同極性の現像バイアスが印加された現像ローラ５ａから感光体ドラム２表面に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。なお、帯電ローラ３の詳細については後述する。
【００３１】
トナー像が転写されるシート６は、シート６を収納する複数の給紙カセット１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、その上方に設けられるスタックバイパス（手差しトレイ）１２ｄに収容されており、給紙ローラ１３、レジストローラ対１４を介して、所定のタイミングでトナー像が形成された感光体ドラム２に向けて搬送される。
【００３２】
このとき画像書き出し信号がＯＮとなり、シート６の所定位置にトナー像が転写されるように感光体ドラム２上に画像形成を行う。そして、感光体ドラム２の下部において、所定の転写バイアスが印加された転写ローラ１７で電界付与することにより、感光体ドラム２上のトナー像がシート６上に転写される。
【００３３】
トナー像が転写されたシート６は、定着ユニット７へと搬送される。また、トナー像が転写された後の感光体ドラム２は、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、その表面に残留したトナーがクリーニング装置９により回収される。定着ユニット７に搬送されたシート６は、定着ローラ７ａにより加熱及び加圧されてトナー像がシート６の表面に定着され、所定の画像が形成される。画像が形成されたシート６は、その後排出ローラ１８によって排出トレイ１９に排出される。
【００３４】
図２は、本実施形態の画像形成装置における感光体ドラム周辺の概略拡大断面図である。なお、図２において、直線矢印方向は、シート６の搬送方向を示す。図１と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。感光体ドラム２としては、例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）ドラムを用いることができる。また、感光体ドラム２は、不図示の駆動ギアを介してドラムモータ２１（図４参照）と連結されることにより、正逆回転するようになっており、上記した通り、画像形成時には図中時計方向に回転（正回転）するようになっている。
【００３５】
感光体ドラム２の上方には、ドラム表面と回転自在に当接し、該ドラム表面を帯電する帯電ローラ３が配置されている。帯電ローラ３は、例えば、金属製のシャフト（芯金）３ａの周面に抵抗値１０5〜１０6Ω、表面粗さＲZ＝１０μｍのエピクロルヒドリンゴム等から成るゴム層（弾性層）を形成した導電性ゴムローラ等のソリッドタイプを好適に用いることができるが、特にこれに限定されるものではない。その他、例えば、発泡ゴムローラにチューブを被せたスポンジタイプ等を用いることもできる。
【００３６】
帯電ローラ３は、装置本体に回転可能に支持されている。また、帯電ローラ３は、感光体ドラム２に所定のニップ圧で圧接されており、感光体ドラム２に従動して回転するようになっている。また、画像形成時、帯電ローラ３には正極性の帯電バイアスが印加されるようになっている。
【００３７】
具体的には、帯電ローラ３の芯金３ａは、帯電バイアス電源２５と電気的に接続され、帯電バイアス電源２５から帯電ローラ３に対して交流電圧を重畳した直流電圧から成る帯電バイアスが印加される。かかる帯電バイアスの印加によって帯電ローラ３のゴム層の抵抗に応じて流れる電流により、感光体ドラム２表面を帯電することができる。なお、帯電バイアス電源２５から帯電ローラ３に対して、直流電圧のみを印加することもできる。
【００３８】
帯電ローラ３の上方には帯電クリーニング部材２０が配置されている。帯電クリーニング部材２０は帯電ローラ３に離接可能であり、帯電ローラ３の軸方向に沿って帯電ローラの一端から他端まで往復移動可能となっている。帯電クリーニング部材２０の材質としては、軟質ウレタンフォームやスポンジ等が挙げられる。帯電クリーニング部材２０の移動機構については後述する。
【００３９】
また、転写ローラ１７の芯金１７ａは、転写バイアス電源２７と電気的に接続され、画像形成時、転写バイアス電源２７から転写ローラ１７に対してトナーとは逆極性である負極性の転写バイアスが印加されるようになっている。また、後述する帯電ローラ３の清掃時には、転写ローラ１７に対して、転写バイアスとは逆極性である正極性のバイアス（転写逆バイアス）が印加されるようになっている。
【００４０】
クリーニング装置９には、感光体ドラム２表面の残留トナーを除去するためのクリーニングブレード２２と、感光体ドラム２表面の残留トナーを除去するとともに感光体ドラム２表面を摺擦して研磨するクリーニングローラ２３と、トナー排出手段としての回収スクリュー２４と、が設けられている。クリーニングブレード２２は、感光体ドラム２の表面に、該ドラムの正回転方向（図２の時計方向）に対しカウンターとなるよう当接している。クリーニングブレード２２の厚みは、装置構成等に応じて例えば１．２ｍｍとすることができる。
【００４１】
感光体ドラム２表面の残留トナーや外添剤は、クリーニングブレード２２により除去され、クリーニングローラ２３及び回収スクリュー２４によってトナー排出口（図示せず）からクリーニング装置９の外部に排出される。なお、図示しないが、クリーニング装置９には、クリーニングローラ２３表面のトナーを所定の層厚とするためのスクレーパや、クリーニング装置９内の廃トナーを外部に漏らさないためのウレタンシール等も設けられている。
【００４２】
次に、帯電クリーニング部材２０の移動機構について説明する。図３は、帯電ローラ３及び帯電クリーニング部材２０周辺を図２の右側から見た平面図である。図３に示すように、本実施形態における帯電クリーニング部材２０の移動機構５０は、帯電クリーニング部材２０を保持する保持部材５１と、ガイドシャフト５２と、ドライブシャフト５３と、帯電クリーニング部材移動用のステッピングモータ５８とを含む構成である。ガイドシャフト５２及びドライブシャフト５３は帯電ローラ３と平行となるように画像形成装置１００内に配設されている。また、保持部材５１にはガイドシャフト５２及びドライブシャフト５３が挿通される図示しない貫通孔が設けられている。
【００４３】
また、ドライブシャフト５３には、その外周面に螺旋歯が形成されており、保持部材５１に設けられたドライブシャフト５３を挿通する貫通孔の内周面には、ドライブシャフト５５の螺旋歯に噛合する螺旋溝が形成されている。更に、ドライブシャフト５３の一端には駆動ギア５５が固定されており、この駆動ギア５５が減速ギア５６及びピニオンギア５７を介してステッピングモータ５８の駆動出力軸に連結されている。
【００４４】
そして、ステッピングモータ５８によってドライブシャフト５３を正逆回転させることにより、保持部材５１によって保持される帯電クリーニング部材２０を帯電ローラ３の軸方向（矢印ＡＡ′方向）に往復移動させることができる。
【００４５】
また、移動機構５０の帯電ローラ３と反対側の端面には偏心カム６０ａ、６０ｂが当接しており、移動機構５０の帯電ローラ３側の端面には一端を固定されたコイルバネ６１ａ、６１ｂの自由端が当接している。これらの偏心カム６０ａ、６０ｂ及びコイルバネ６１ａ、６１ｂは、移動機構５０を帯電ローラ３の軸方向に対し垂直な方向（矢印ＢＢ′方向）に往復移動させて帯電クリーニング部材２０を帯電ローラ３に対し接触または離間させる離接機構を構成している。
【００４６】
図３の状態では、偏心カム６０ａ、６０ｂの小径部が移動機構５０の端面に当接しており、帯電クリーニング部材２０は帯電ローラ３から離間した位置に配置されている。この状態から偏心カム６０ａ、６０ｂを矢印方向に回転させると、移動機構５０の端面に当接する偏心カム６０ａ、６０ｂの径が徐々に大きくなるため、移動機構５０及び帯電クリーニング部材２０はコイルバネ６１ａ、６１ｂの付勢力に抗して矢印Ｂ′方向に移動する。そして、所定角度で偏心カム６０ａ、６０ｂの回転を停止することで、帯電クリーニング部材２０を帯電ローラ３に当接させることができる。
【００４７】
一方、帯電クリーニング部材２０が帯電ローラ３に当接した状態から偏心カム６０ａ、６０ｂを逆方向に回転させると、移動機構５０の端面に当接する偏心カム６０ａ、６０ｂの径が徐々に小さくなる。その結果、移動機構５０及び帯電クリーニング部材２０はコイルバネ６１ａ、６１ｂの付勢力により矢印Ｂ方向に移動し、帯電クリーニング部材２０を帯電ローラ３から離間させることができる。
【００４８】
さらに、制御部３５（図４参照）からの制御信号により偏心カム６０ａ、６０ｂの回転角度を調整可能となっており、移動機構５０（帯電クリーニング部材２０）の矢印ＢＢ′方向の配置を微調整することにより、帯電ローラ３に対する帯電クリーニング部材２０の押圧力を制御することができる。
【００４９】
図４は、図１に示した画像形成装置の制御経路の一例を示すブロック図である。図１〜図３と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。なお、プリンタ１００を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、プリンタ１００全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。
【００５０】
画像入力部３２は、パソコン等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部３２より入力された画像信号は制御部３５に送出され、階調処理等の画像処理を適宜行い、ＡＤ変換部３３においてデジタル信号に変換された後、後述する記憶部３４内の画像メモリ４０に送出される。
【００５１】
画像形成部Ｐは、感光体ドラム２、帯電ローラ３、露光ユニット４、現像ユニット５、クリーニング装置９、転写ローラ１７等から構成され、ＡＤ変換部３３において変換され画像メモリ４０に記憶された画像データをもとに感光体ドラム２上に静電潜像を形成する。ドラムモータ２１は、制御部３５からの制御信号に基づいて感光体ドラム２を所定方向に所定速度で回転させる。なお、転写ローラ１７、クリーニング装置９内のクリーニングローラ２３及び回収スクリュー２４（図２参照）等も、不図示のギアやクラッチ等を介してドラムモータ２１に連結されており、制御部３５はドラムモータ２１に制御信号を送信して感光体ドラム２や転写ローラ１７、クリーニングローラ２３、回収スクリュー２４の回転及び停止を制御する。
【００５２】
記憶部３４は、画像メモリ４０、ＲＡＭ４１、及びＲＯＭ４２を備えており、画像メモリ４０は、画像入力部３２において入力され、ＡＤ変換部３３においてデジタル変換された画像信号（データ）を記憶し、制御部３５に送出する。ＲＡＭ４１及びＲＯＭ４２は、制御部３５の画像処理プログラムや処理内容等を記憶する。
【００５３】
また、後述する帯電クリーニングモードにおける感光体ドラム２の逆回転及び正回転のタイミングや線速を制御するためのプログラムや、清掃用トナーを現像ユニット５から感光体ドラム２表面に供給するための現像バイアスやその印加及び印加停止タイミング、転写ローラ１７に印加する逆バイアスやその印加及び印加停止タイミング、帯電ローラ３に印加する帯電バイアス及び帯電逆バイアスやその印加及び印加停止タイミング等も記憶される。
【００５４】
制御部３５は、例えば中央処理装置（ＣＰＵ）であり、設定されたプログラムに従って画像入力部３２、画像形成部Ｐ等のプリンタ１００の各部を全般的に制御するとともに、画像入力部３２から入力された画像信号を、必要に応じて変倍処理或いは階調処理して画像データ（印字データ）に変換する。露光ユニット４は、処理後の画像データに基づいてレーザ光を照射し、感光体ドラム２表面に静電潜像を形成する。
【００５５】
操作パネル３６には、液晶表示部や各種の状態を示すＬＥＤ等が設けられており、プリンタ１００の状態を示したり、画像形成状況や印刷部数を表示したりするようになっている。プリンタ１００の各種設定はパソコンのプリンタドライバから行われる。
【００５６】
ところで、クリーニング装置９を設けることによって、上記の通り残留トナーや外添剤のほとんどは、クリーニングブレード２２及びクリーニングローラ２３により感光体ドラム２表面から除去されるが、除去されずにクリーニングブレード２２を摺り抜けるトナーや外添剤等の異物も存在する。クリーニングブレード２２を摺り抜け、感光体ドラム２表面に付着したまま感光体ドラム２の正回転方向下流側に移動する異物のうち、トナーと逆極性を帯びているものは、帯電バイアスにより帯電ローラ３表面に付着する。
【００５７】
帯電ローラ３表面に異物が付着すると、付着した部分は帯電ローラ３表面の抵抗が他の部分とは異なるため、帯電ローラ３表面の電位にムラが発生して感光体ドラム２表面の帯電不良が生じるおそれがある。そして、感光体ドラム２表面に帯電不良が生じると画像上に黒点等となって出現する画像不良が発生するおそれがある。
【００５８】
そこで本発明では、帯電不良及び画像不良の原因となる異物を除去するために、非画像形成時に現像ユニット５から感光体ドラム２表面に清掃用トナーを供給し、感光体ドラム２表面から帯電ローラ３表面に清掃用トナーを付着させるトナー付着工程と、帯電クリーニング部材２０を用いて帯電ローラ３表面を摺擦することにより帯電ローラ３表面において異物を清掃用トナーに付着させるエージング工程と、異物が付着した清掃用トナーを帯電ローラ３表面から感光体ドラム２表面に戻すトナー回収工程とを含む、帯電ローラ３を清掃するモード（以下、帯電クリーニングモードという）を実行することとした。
【００５９】
なお、清掃用トナーは、帯電ローラ３表面に付着され、異物が付着可能であれば特に限定されないが、画像形成に用いるトナーを用いればよい。また、帯電クリーニングモードは、ユーザが操作パネル３６で設定する他、例えば、画像形成装置を電源オフ状態やスリープ（省電力）モードから印字開始状態まで立ち上げる際、或いは所定枚数の印字が行われた時に自動的に実行させることもできる。また、そのタイミングは特に限定されるものではなく、帯電ローラ３表面の汚染状況等に応じて適宜設定することができる。
【００６０】
次に、本発明の画像形成装置において実行される帯電クリーニングモードについて詳細に説明する。図５は、本発明の画像形成装置における帯電クリーニングモードの制御手順の一例を示すフローチャートであり、図６は、図５の制御手順のタイミングチャートであり、図７〜図１２は、帯電クリーニンモード中の各工程における感光体ドラム２と帯電ローラ３との関係を示す模式図である。図６〜図１２を参照しながら、図５のステップに従い帯電クリーニングモードの実行手順について説明する。
【００６１】
画像形成（印字）終了後、帯電ローラ３に対する帯電バイアスの印加、現像ユニットの作動、転写ローラ１７に対する転写バイアスの印加、感光体ドラム２を回転させるドラムモータ２１の作動は停止している。また、図２及び図３に示すように、帯電クリーニング部材２０は帯電ローラ３から離間した位置に配置されている。
（トナー付着工程）
【００６２】
この非画像形成時に、帯電クリーニングモードが設定されると（スタート）、制御部３５は、ドラムモータ２１を逆回転させることにより感光体ドラム２を画像形成時（正回転）とは逆方向に回転（逆回転）させ、転写ローラ１７にトナーと同極性の転写逆バイアスを印加すると共に、現像ユニット５を作動させて感光体ドラム２表面に清掃用トナーを供給する（ステップＳ１）。ここでは、少なくとも帯電ローラ３表面の軸方向全域及び外周面１周分の範囲に相当する清掃用トナーを供給する。
【００６３】
所定量の清掃用トナーが感光体ドラム２表面に供給されると、制御部３５は現像ユニット５の作動を停止させ、現像ユニット５からの清掃用トナーの供給を停止する（ステップＳ２）。次に、制御部３５は、感光体ドラム２の逆回転を継続し、帯電ローラ３にトナーと逆極性（負極性）の帯電逆バイアスを印加することにより、帯電ローラ３に到達した感光体ドラム２表面の清掃用トナーを帯電ローラ３表面に付着させる（ステップＳ３）。このとき印加する帯電逆バイアスは、清掃用トナーを帯電ローラ３表面に引き付ける負極性のバイアスであれば十分であり、交流電圧は印加せずに負の直流電圧のみを印加しても良い。
【００６４】
図７は、トナー付着工程における感光体ドラム２、帯電ローラ３及び現像ローラ５ａ周辺を示す側面図であり、図８は、感光体ドラム２と帯電ローラ３との関係を図７の右方向（現像ローラ５ａ側）から見た平面図である。なお、図７では説明の便宜のためクリーニング装置９、除電器１０、転写ローラ１７は記載を省略し、トナーを黒丸で示している（後述する図９、図１１も同様）。また、図８では現像ローラ５ａの輪郭のみを破線で示している（後述する図１０、図１２も同様）。
【００６５】
図７及び図８に示すように、感光体ドラム２を逆回転（図７の反時計方向）させるとともに、現像バイアス電源２６から現像ローラ５ａに現像バイアスを印加し、転写バイアス電源２７から転写ローラ１７にトナーと同極性（正極性）のバイアス（転写逆バイアス）を印加することとした。この現像バイアスの印加により、感光体ドラム２と現像ローラ５ａとの間に電位差が生じ、この電位差によって、感光体ドラム２表面に清掃用トナーＴのベタパターンが形成される。清掃用トナーＴは感光体ドラム２の回転により感光体ドラム２と帯電ローラ３とのニップ部に移動し、負極性の帯電逆バイアスが印加された帯電ローラ３の表面に静電的に付着する。
【００６６】
また、逆回転時の感光体ドラム２の線速を画像形成時よりも遅くすることが好ましく、具体的には画像形成時の線速の略１／２（例えば画像形成時の線速が３００ｍｍ／ｓｅｃである場合は１５０ｍｍ／ｓｅｃ）とすることが好ましい。これにより、感光体ドラム２表面から帯電ローラ３表面へと清掃用トナーをより確実に付着させることができる。
【００６７】
また、感光体ドラム２の周方向における帯電ローラ３と現像ユニット５との間隔を、帯電ローラ３の周長以上としておけば、現像ユニット５から供給された清掃用トナーが帯電ローラ３に到達するまでに、帯電ローラ３表面の少なくとも１周分の範囲にわたる清掃用トナーＴのベタパターンを感光体ドラム２表面に一度に形成することができる。しかし、帯電ローラ３表面略全体に清掃用トナーを付着させることが可能であれば、帯電ローラ３と現像ユニット５との間隔は特に限定されない。例えば、帯電ローラ３と現像ユニット５との間隔が帯電ローラ３の周長よりも短い場合は、感光体ドラム２表面に形成された清掃用トナーＴのベタパターンの先端が帯電ローラ３に到達した後も現像ユニット５からの清掃用トナーの供給を継続すれば良い。
【００６８】
また、清掃用トナーＴの供給時間も、帯電ローラ３表面略全体に清掃用トナーＴを略均一に付着させることが可能であれば特に限定されるものではなく、上記した帯電ローラ３と現像ユニット５との間隔やベタパターンの濃度等に応じて、少なくとも帯電ローラ３の１周分の清掃用トナーを帯電ローラ３に供給するのに要する時間とすればよい。また、供給時間が長すぎると清掃用トナーの供給が過剰となり、帯電ローラ３に付着されない清掃用トナーが発生して無駄なトナー消費量が増加したり、印字待ち時間が長くなったりするおそれがある。従って、例えば上記のような観点を考慮して供給時間を適宜設定することができる。
（エージング工程）
【００６９】
清掃用トナーを帯電ローラ３の外周面の略全域（感光体ドラム２の画像形成領域に対向する領域、以下、単に画像領域という）に十分に付着させた後、帯電ローラ３への帯電逆バイアスの印加を継続しつつ、帯電クリーニング部材２０を帯電ローラ３表面に接触させ、さらに帯電ローラ３の軸方向に沿って往復移動させることで帯電ローラ３表面を摺擦する（ステップＳ４）。
【００７０】
図９は、エージング工程における感光体ドラム２、帯電ローラ３及び現像ローラ５ａ周辺を示す側面図であり、図１０は、感光体ドラム２と帯電ローラ３との関係を図９の右側から見た平面図である。図９及び図１０に示すように、制御部３５からの制御信号により離接機構６０を作動させて、帯電クリーニング部材２０を帯電ローラ３に所定の圧力で接触させるとともに、感光体ドラム２を正回転（図９の時計方向）させつつ移動機構５０により帯電クリーニング部材２０を矢印ＡＡ′方向に往復移動させることで、清掃用トナーＴを介して帯電ローラ３と帯電クリーニング部材２０とが摺擦され、帯電ローラ３表面の異物が清掃用トナーＴに付着する。
【００７１】
このとき、帯電ローラ３に対する帯電クリーニング部材２０の押圧力は、帯電クリーニング部材２０の摺擦によって清掃用トナーＴが帯電ローラ３表面から剥がれない程度に調整されている。エージング工程における帯電クリーニング部材２０の押圧力は、帯電クリーニング部材２０の材質に応じて適宜設定される。また、帯電クリーニング部材２０の往復移動は、感光体ドラム２に対する帯電ローラ３の従動回転に伴い、少なくとも帯電ローラ３が１周するのに要する時間以上継続して行われる。これにより、帯電ローラ３の画像領域全体が帯電クリーニング部材２０によって摺擦される。
（トナー回収工程）
【００７２】
帯電ローラ３の外周面全域を十分に摺擦させた後、制御部３５は帯電バイアス電源２５から帯電ローラ３にトナーと同極性（正極性）の帯電バイアスを印加する。これにより、異物が付着した清掃用トナーが帯電ローラ３表面から引き剥がされ、感光体ドラム２表面に移動する。また、感光体ドラム２表面に移動した清掃用トナーは、転写逆バイアス（正極性）が印加された転写ローラ１７に付着することなくこれを通過して、クリーニング装置９により回収される。
【００７３】
ここで、清掃用トナーは帯電ローラ３と帯電クリーニング部材２０との摺擦によって帯電ローラ３表面に強固に付着しているものがあり、帯電バイアスの印加によって完全に引き剥がされるわけではない。清掃用トナーが帯電ローラ３の画像領域に残存していると、帯電不良や画像不良の原因となる。そこで、制御部３５は偏心カム６０ａ、６０ｂの回転角度を制御して帯電ローラ３に対する帯電クリーニング部材２０の押圧力を強め、移動機構５０により帯電クリーニング部材２０を矢印ＡＡ′方向に往復移動させることで清掃用トナーを帯電ローラ３の画像領域外に掻き出す（ステップＳ５）。トナー回収工程における帯電クリーニング部材２０の押圧力は、エージング工程と同様に帯電クリーニング部材２０の材質に応じて適宜設定される。
【００７４】
図１１は、トナー回収工程における感光体ドラム２、帯電ローラ３及び現像ローラ５ａ周辺を示す側面図であり、図１２は、感光体ドラム２と帯電ローラ３との関係を図１１の右側から見た平面図である。図１１及び図１２に示すように、帯電クリーニング部材２０の押圧力を強めて矢印ＡＡ′方向に移動させることで、帯電ローラ３の画像領域にある清掃用トナーＴを画像領域外へ効率良く掻き出すことができる。
【００７５】
この帯電クリーニング部材２０の往復移動は、感光体ドラム２に対する帯電ローラ３の従動回転に伴い、少なくとも帯電ローラ３が１周するのに要する時間以上継続して行われる。これにより、帯電ローラ３の画像領域全体に存在する清掃用トナーＴが帯電クリーニング部材２０により画像領域外へ掻き出される。
【００７６】
画像領域外へ掻き出された清掃用トナーＴは、帯電ローラ３に印加されるトナーと同極性の帯電バイアスによりいずれは感光体ドラム２表面に移動する。なお、画像領域外の清掃用トナーＴが直ちに感光体ドラム２表面に移動しなくとも、画像領域の帯電性能に悪影響を与えるおそれはない。
【００７７】
なお、帯電ローラ３の回転に伴い、帯電ローラ３に対する帯電クリーニング部材２０の接触位置は帯電ローラ３の周方向に移動するが、エージング工程及びトナー回収工程において帯電クリーニング部材２０の往復移動速度が遅すぎると、帯電ローラ３の外周面に帯電クリーニング部材２０が通過しない部分が生じる。
【００７８】
そのため、帯電ローラ３の外周面に摺擦ムラやトナー除去ムラが生じない程度の速度で帯電クリーニング部材２０を往復させる必要がある。エージング工程及びトナー回収工程を効率的に行うためには、帯電クリーニング部材２０が矢印ＡＡ′方向に１往復して元の位置に戻ったときに、帯電クリーニング部材２０が帯電ローラ３の周方向における接触幅（図９にＷで表示）分だけ移動するように、帯電ローラ３の回転速度に応じて帯電クリーニング部材２０の往復移動速度を調整することが好ましい。
【００７９】
また、帯電クリーニング部材２０の往復移動中は感光体ドラム２及び帯電ローラ３の回転を停止させておくこともできる。この場合、帯電クリーニング部材２０の１往復毎に、帯電クリーニング部材２０の接触幅Ｗ分だけ帯電ローラ３を回転させる間欠駆動を帯電ローラ３が１周するまで継続すれば良い。しかし、後述するように感光体ドラム２の停止時に帯電ローラ３に高圧のバイアスが印加されると、感光体ドラム２表面の感光層の絶縁破壊が発生するおそれがあるため、帯電クリーニング部材２０の往復移動中も帯電ローラ３の回転を継続させておく方が好ましい。
【００８０】
トナー回収工程の終了後、制御部３５は感光体ドラム２の正回転、帯電ローラ３に対する帯電バイアスの印加、及び転写ローラ１７に対する転写逆バイアスの印加を停止し、帯電クリーニング部材２０を帯電ローラ３から離間させて（ステップＳ６）帯電クリーニングモードを終了する。
【００８１】
上述したような帯電クリーニングモードを実行することにより、帯電ローラ３表面に付着した異物を清掃用トナーに付着させ、清掃用トナーと共に効果的に除去することができる。従って、帯電性能の低下及びそれに伴う画像品質の低下を長期間に亘って防止することができる。
【００８２】
また、トナー付着工程において帯電バイアス電源２５が帯電ローラ３にトナーと異極性の帯電逆バイアスを印加するため、感光体ドラム２表面から帯電ローラ３表面への清掃用トナーの移動を、より効率的且つ確実に行うことができる。なお、トナー付着工程において帯電ローラ３表面へトナーを付着させるためには、帯電ローラ３表面の電位が感光体ドラム２の表面電位よりも低ければよい。従って、必ずしも帯電ローラ３に帯電逆バイアスを印加する必要はなく、清掃用トナーの移動状況によっては帯電バイアス電源２５をＯＦＦとしておくこともできる。
【００８３】
さらに、トナー回収工程において帯電バイアス電源２５が帯電ローラ３にトナーと同極性の帯電バイアスを印加するため、帯電ローラ３表面から感光体ドラム２表面への清掃用トナーの移動を、より効率的且つ確実に行うことができる。なお、トナー回収工程で印加する帯電バイアスを画像形成時の帯電バイアスと同一条件にすることによってバイアス制御を簡素化することができる。しかし、トナー回収工程において印加される帯電バイアスは特に限定されるものではなく、帯電ローラ３表面から感光体ドラム２表面への清掃用トナーの移動状況等に応じて適宜設定することができる。
【００８４】
また、上記の帯電クリーニングモードでは、清掃用トナーの供給及び付着を行うトナー付着工程において感光体ドラム２を逆回転させるため、トナー付着工程に清掃用トナーが転写ローラ１７やクリーニング装置９を通過することを回避でき、帯電ローラ３表面に清掃用トナーをより短時間で確実に付着させることができる。また、清掃用トナーが帯電ローラ３表面に付着する前に転写ローラ１７に付着したり、クリーニング装置９に回収されたりしないように、転写ローラ１７及びクリーニング装置９を感光体ドラム２に対して離間させるための離間装置等を設ける必要がないため、装置の大型化や装置構成の複雑化を回避することができる。
【００８５】
さらに、清掃用トナーの回収を行うトナー回収工程において感光体ドラム２を正回転させるため、清掃用トナーの回収時には、クリーニング装置９によって清掃用トナーを確実に回収することができる。
【００８６】
また、感光体ドラム２の逆回転開始（トナー付着工程の開始）から、正回転終了（トナー回収工程の終了）まで、転写ローラ１７にトナーと同極性の転写逆バイアスを印加することにより、帯電クリーニングモードの実行中における転写ローラ１７への清掃用トナーの付着を防止できる。従って、感光体ドラム２から帯電ローラ３への清掃用トナーの付着及びクリーニング装置９による感光体ドラム２からの清掃用トナーの回収をより確実に行えるとともに、転写ローラ１７に付着したトナーによる用紙の裏汚れを回避できる。
【００８７】
なお、トナー付着工程においては感光体ドラム２を逆回転させるため、現像ローラ５ａから感光体ドラム２表面に供給された清掃用トナーは転写ローラ１７には向かわないが、帯電ローラ３に付着せず、さらにクリーニング装置９を通過したトナーが転写ローラ１７に到達して付着するおそれがある。従って、トナー付着工程においても転写ローラ１７に転写逆バイアスを印加することは効果的である。
【００８８】
ここで、感光体ドラム２の停止時に帯電ローラ３や転写ローラ１７から高圧のバイアスが印加されると、感光体ドラム２表面の感光層の絶縁破壊が発生し、ピンホールが発生するおそれがある。そのため、図６のタイミングチャートに示すように、帯電クリーニングモードの各工程間でドラムモータ２１をＯＦＦとして感光体ドラム２の回転を停止させているが、これに合わせて帯電バイアス（または帯電逆バイアス）及び転写バイアス（または転写逆バイアス）の印加も停止している。これにより、感光層の絶縁破壊によるピンホールの発生を防止することができる。
【００８９】
ところで、上記実施形態ではトナー付着工程において感光体ドラム２を逆回転させているが、感光体ドラム２を正回転させることも可能である。この場合、感光体ドラム２を正回転させると共に、転写ローラ１７に転写逆バイアスを印加することによって、転写ローラ１７に対する清掃用トナーの付着を防止することができる。また、離間装置によりクリーニング装置９を感光体ドラム２から離間させることによって、クリーニング装置９により清掃用トナーが回収されることを防止できる。なお、トナー回収工程においては再びクリーニング装置９を感光体ドラム２に接触させればよい。
【００９０】
また、トナー付着工程において感光体ドラム２を正回転させる場合には、帯電ローラ３で感光体ドラム２表面を帯電後、露光ユニット４によりベタ画像から成る静電潜像を形成し、静電潜像に対して現像ローラ５ａから清掃用トナーを供給することもできる。この場合には、感光体ドラム２表面に供給された清掃用トナーが帯電ローラ３表面に到着するまでに帯電ローラ３に対する帯電バイアスの印加を停止するか、或いはトナーと逆極性の帯電逆バイアスに切り換えればよい。
【００９１】
また、上記実施形態では、帯電クリーニングモードの実行中に転写ローラ１７にトナーと逆極性の転写逆バイアスを印加したが、転写逆バイアスを印加する代わりに感光体ドラム２に対し転写ローラ１７を接触又は離間させる装置を設け、帯電クリーニングモード中に転写ローラ１７を感光体ドラム２から離間させることもできる。なお、転写手段として非接触式の転写機構を用いた場合には、かかる装置を設ける必要はない。
【００９２】
また、例えば中間転写ベルトを有するタンデム型の画像形成装置の場合には、中間転写ベルトに対する清掃用トナーの付着を防止するため、中間転写ベルトを感光体ドラム２から離間させる離間装置を設けることができる。また、本実施形態では、感光体ドラム２の逆回転開始時から正回転終了時まで、転写ローラ１７に逆バイアスを印加したが、その他、正回転時のみ逆バイアスを印加すること等もできる。
【００９３】
その他、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記した感光体ドラム２や帯電ローラ３の材質や外径、線速等は、特に限定されるものではなく、装置構成等に応じて適宜設定することができる。また、上記実施形態では、本発明を正帯電トナーに適用したが、負帯電トナーに適用することもできる。その場合、帯電クリーニングモードにおいて帯電ローラ３及び転写ローラ１７に印加されるバイアスの極性を上記実施形態と逆にすれば良い。
【００９４】
また、上記実施形態において、帯電ローラ３は、感光体ドラム２の表面に接触した状態で感光体ドラム２の表面を帯電させるように構成されているが、帯電ローラ３が感光体ドラム２の表面に近接して配置され、非接触の状態で帯電させるように構成される実施形態においても、実質的に同じ作用により実質的に同じ効果を奏することができる。
【００９５】
また、上記実施形態においては、ドライブシャフト５３の外周面上に螺旋歯を形成し、保持部材５１のドライブシャフト５３を挿通する貫通孔の内周面にドライブシャフト５３の螺旋歯に噛合する螺旋溝を形成し、ドライブシャフト５３を正逆回転させることにより帯電クリーニング部材２０を往復移動させる構成としたが、例えば、保持部材５１に帯電ローラ３の回転軸方向に延び出すアーム部を設け、アーム部に形成されたラックギアにピニオンギア５７を噛合させてステッピングモータ５８によって回転させることにより、帯電クリーニング部材２０を往復移動させる構成としてもよい。或いは、駆動プーリに掛け渡された無端状ベルトの１箇所に帯電クリーニング部材２０を固定し、無端状ベルトを正逆回転させて帯電クリーニング部材２０を往復移動させる構成としてもよい。
【００９６】
また、上記実施形態では、偏心カム６０ａ、６０ｂとコイルバネ６１ａ、６１ｂとを用いて帯電クリーニング部材２０を帯電ローラ３に対し接触または離間させる構成としたが、例えば偏心カム６０ａ、６０ｂに代えて傾斜面を有する摺動部材を設け、移動機構５０の角部に摺動部材の傾斜面を当接させた状態で摺動部材を図３の矢印ＡＡ′方向に摺動させることで帯電クリーニング部材２０を帯電ローラ３に対し接触または離間させる構成としても良い。或いは、ピニオンギアとラックギアとの組み合わせにより帯電クリーニング部材２０を帯電ローラ３に対し接触または離間させる構成としても良い。
【００９７】
また、上記実施形態では、クリーニング装置９により感光体ドラム２上のトナーを回収する構成としたが、クリーニング装置９を設けずに、現像ユニット５によってトナーを回収する構成においても、帯電ローラ３から感光体ドラム２表面に戻されたトナーを現像ユニット５により回収することで、上記と全く同様に本発明を適用可能である。
【００９８】
また、本実施形態では、磁性一成分トナーを用いたが、その他、例えばトナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いることもできる。また、本発明は、デジタル複合機やタンデム式のカラー複写機、アナログ方式のモノクロ複写機等の複写機、或いはファクシミリやレーザプリンタ等、種々の画像形成装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、接触式の帯電部材を用いて像担持体表面を帯電させる接触帯電方式の画像形成装置に利用可能であり、非画像形成時に現像装置から像担持体表面にトナーの供給を行い、像担持体表面から帯電部材にトナーを付着させた後、帯電クリーニング部材により帯電部材表面にトナーを付着させた状態を維持しながら軸方向に摺擦し、帯電部材にトナーと同極性のバイアスを印加して像担持体表面にトナーを移動させ像担持体表面からトナーの回収を行う帯電クリーニングモードを実行するものである。
【０１００】
これにより、接触式の帯電部材に付着した異物がトナーと共に確実に除去され、帯電部材の汚れによる帯電ムラやそれに起因する画像濃度ムラの発生を効果的に抑制できるため、長期間に亘って安定した画像品質を維持可能な画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
２ 感光体ドラム（像担持体）
３ 帯電ローラ（帯電部材）
４ 露光ユニット
５ 現像ユニット（現像手段）
９ クリーニング装置
１０ 除電器
１７ 転写ローラ（転写部材）
２０ 帯電クリーニング部材
２１ ドラムモータ
２５ 帯電バイアス電源
２６ 現像バイアス電源
２７ 転写バイアス電源
３４ 記憶部
３５ 制御部
５０ 移動機構
６０ａ、６０ｂ 偏心カム
６１ａ、６１ｂ コイルバネ
１００ プリンタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真法を用いた画像形成装置に関するものであり、特に感光体表面を接触若しくは非接触の状態で帯電させる帯電部材の清掃に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いた画像形成装置において、感光体ドラムの表面を均一に帯電させる好適な手段としては、コロナ放電器を備えたコロナ帯電方式と、帯電ローラに代表される導電性の帯電部材を備えた接触帯電方式とがある。コロナ放電器はオゾン等のコロナ生成物が多く発生するので、オゾンにより空気中の成分が分解され、ＮＯｘやＳＯｘ等のイオン生成物が生成される。そのため、近年ではコロナ帯電方式に代えて接触帯電方式が採用される傾向が認められる。この接触帯電方式は、特に直流電圧若しくは直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加することによりオゾン、ＮＯｘ、ＳＯｘ等の発生を抑制可能である。
【０００３】
このような接触帯電方式を用いる場合、像担持体である感光体表面がトナー外添剤や転写紙の紙粉等の異物で汚染されていると、これらの異物が帯電ローラ等の帯電部材の表面に移動し帯電不良を起こす原因となり、帯電不良による画像品質の低下が生じていた。かかる帯電ローラの汚染（異物の付着）を防止するため、従来、帯電部材に対して、回転式若しくは固定式のブラシやスポンジ等のクリーニング部材を接触させることにより、帯電ローラの清掃が行われていた。
【０００４】
しかし、帯電ローラにクリーニング部材を当接させると、帯電ローラの円周方向に発生する縦スジ等の清掃ムラやクリーニング部材の劣化等が生じ、長期間に亘って清掃性能を十分に発揮できず、帯電不良を防止できないという問題があった。かかる問題に対処するため、例えば、特許文献１には、帯電ローラの軸方向にクリーニング部材を移動させることで帯電ローラの円周方向に縦スジを発生させずに帯電ローラ表面の付着物（外添剤）を直接清掃する方法が開示されている。また、特許文献１にはクリーニング部材を帯電ローラに対して接離等させる方法も提案されている。
【０００５】
また、特許文献２には、潜像担持体（像担持体）に静電的に付着させたトナーを接触帯電部材に接触通過させて接触帯電部材を清掃することにより、新たな構成部品を増設することなく、接触帯電部材に付着するトナーや外添剤を低減する方法が開示されている。また、特許文献２には、像担持体上のトナーが接触帯電部材に接触通過する間、接触帯電部材に交流電圧を重畳した直流電圧を印加することも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２４８７４０号公報
【特許文献２】特開２００２−１９６５６９号公報（段落［００４４］〜［００４５］、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の方法では、クリーニング部材を用いて帯電ローラ表面の付着物（外添剤）を直接清掃するため、帯電ローラ表面に強固に付着した異物を十分に除去できないおそれがあった。
【０００８】
また、特許文献２の方法では、帯電ローラに交流電圧を重畳した直流電圧（帯電バイアス）を印加しながら像担持体表面のトナーを帯電ローラに接触させているため、像担持体表面のトナーの帯電量が増加してトナーと像担持体表面との間に静電気力が生じたり、帯電ローラと像担持体との間にトナーが帯電ローラから像担持体へと移動する方向の電位差が生じたりするおそれがあった。
【０００９】
かかる場合、像担持体表面のトナーが帯電ローラ表面に付着し難くなるため、像担持体表面のトナーを帯電ローラ表面に接触させても、帯電ローラ表面の全周にわたって軸方向に略均一に付着させることは困難となる。そのため、帯電ローラ表面に対して該表面の異物を回収するために十分なトナーを付着させることができず、異物を十分に回収できないおそれがあった。
【００１０】
なお、感光体表面を非接触の状態で帯電させる場合においても、帯電部材と感光体とが近接している場合は、上述したような接触帯電方式と同様に帯電部材へ異物が付着するという問題が生じる。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑み、帯電部材の表面に付着した異物を長期間に亘って効果的に除去可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、表面に感光層を有し静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体の表面に接触若しくは非接触状態で帯電バイアスを印加することで前記像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、該帯電部材に所定のバイアスを印加可能な帯電バイアス電源と、前記帯電部材の軸方向の一端に配置され、前記帯電部材の外周面に接触しながら軸方向に往復移動可能な帯電クリーニング部材と、前記像担持体の表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、を備え、非画像形成時に前記現像手段を用いて前記帯電部材にトナーを付着させるトナー付着工程と、前記帯電クリーニング部材を前記帯電部材の軸方向の一端と他端との間で往復移動させて前記帯電部材の外周面にトナーが付着した状態を維持しながら前記帯電部材の外周面を摺擦するエージング工程と、前記帯電バイアス電源を用いて前記帯電部材にトナーと同極性のバイアスを印加することにより前記帯電部材に付着したトナーを前記像担持体に移動させて前記像担持体表面からトナーの回収を行うトナー回収工程と、を含む帯電クリーニングモードを実行可能であることを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記帯電クリーニング部材は、前記帯電部材に対し接触及び離間可能に設けられており、前記エージング工程及び前記トナー回収工程の実行時のみ前記帯電部材に接触することを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記帯電クリーニング部材は、前記エージング工程及び前記トナー回収工程の実行時に、前記帯電部材の外周面のうち少なくとも前記像担持体の画像形成領域に対向する領域全体を往復移動することを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記トナー回収工程における前記帯電クリーニング部材の前記帯電部材に対する押圧力を前記エージング工程よりも大きくすることにより、前記帯電部材の外周面に付着したトナーを前記像担持体の画像形成領域に対向する領域外へ除去することを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記トナー付着工程の実行中は前記像担持体を画像形成時と逆方向に回転させ、前記エージング工程及び前記トナー回収工程の実行中は前記像担持体を画像形成時と同方向に回転させることを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記トナー付着工程の実行中は前記帯電バイアス電源により前記帯電部材にトナーと逆極性のバイアスを印加することを特徴としている。
【００１８】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記像担持体の回転方向に対し前記現像手段の下流側において前記像担持体に接触する転写部材と、該転写部材に所定のバイアスを印加可能な転写バイアス電源とを有する転写手段を備え、前記帯電クリーニングモードの実行中に前記転写バイアス電源により前記転写部材にトナーと同極性のバイアスを印加することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１の構成によれば、外周面にトナーが付着した状態を維持しながら帯電部材を帯電クリーニング部材で摺擦するエージング工程により帯電部材に付着した異物をトナーに効率良く付着させることができ、エージング工程に続くトナー回収工程により異物の付着したトナーを帯電部材から像担持体表面に移動させて回収することができる。また、帯電クリーニング部材を帯電部材の軸方向に沿って往復移動させることで、帯電ローラの円周方向に発生する縦スジ状の清掃ムラの発生を防止することができる。
【００２０】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、帯電クリーニング部材をエージング工程及びトナー回収工程の実行時のみ帯電部材に接触させることにより、帯電クリーニング部材の劣化や変形を抑制することができ、長期間に亘って安定したクリーニング性能を得ることが可能となる。
【００２１】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、エージング工程及びトナー回収工程の実行時に、帯電部材の外周面のうち少なくとも像担持体の画像形成領域に対向する領域全体を帯電クリーニング部材が往復移動することにより、帯電部材の外周面のうち画像に影響を及ぼす領域を確実にクリーニングすることができる。
【００２２】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第３の構成の画像形成装置において、トナー回収工程における帯電クリーニング部材の帯電部材に対する押圧力をエージング工程よりも大きくして帯電部材の外周面に付着したトナーを像担持体の画像形成領域に対向する領域外へ除去することにより、帯電部材と帯電クリーニング部材との摺擦によって帯電部材表面に強固に付着しているトナーを強制的に掻き取るとともに、掻き取られたトナーを画像に影響を及ぼさない領域へ確実に除去することができる。
【００２３】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の画像形成装置において、トナー付着工程では像担持体を画像形成時と逆方向に回転させることにより、トナーの供給及び付着時には、トナーが像担持体の周辺に配置された転写手段やクリーニング手段等を通過することを回避できるため、帯電部材表面にトナーをより短時間で確実に付着させることができる。また、エージング工程及びトナー回収工程では像担持体を画像形成時と同方向に回転させることにより、帯電部材の摺擦時及びトナーの回収時には像担持体のクリーニング手段によって像担持体表面のトナーをより確実に回収することができる。
【００２４】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第１乃至第５のいずれかの構成の画像形成装置において、トナー付着工程では帯電部材にトナーと逆極性のバイアスを印加することにより、帯電部材へトナーを均一且つ確実に付着させることができる。特に、帯電部材と像担持体とが非接触である場合にも静電気力を用いて帯電部材へトナーを付着させることができる。
【００２５】
また、本発明の第７の構成によれば、上記第１乃至第６のいずれかの構成の画像形成装置において、像担持体に接触する転写部材と、転写部材に所定のバイアスを印加可能な転写バイアス電源とを有する転写手段を備えている場合、帯電クリーニングモードでは転写部材にトナーと同極性のバイアスを印加することにより、転写部材へのトナーの付着を防止できるため、帯電部材へのトナーの付着及びクリーニング手段によるトナーの回収がより確実になると共に、記録媒体へのトナー像の転写時に記録媒体の裏汚れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略断面図
【図２】本実施形態の画像形成装置に用いられる感光体ドラム周辺を示す概略拡大断面図
【図３】帯電クリーニング部材の移動機構を図２の右方向から見た平面図
【図４】本実施形態に係る画像形成装置の制御経路の一例を示すブロック図
【図５】本実施形態に係る画像形成装置の帯電クリーニングモードの制御例を示すフローチャート
【図６】図５の制御手順のタイミングチャート
【図７】トナー付着工程における感光体ドラム、帯電ローラ及び現像ローラ周辺の側面図
【図８】感光体ドラムと帯電ローラとの関係を図７の右側から見た平面図
【図９】エージング工程における感光体ドラム、帯電ローラ及び現像ローラ周辺の側面図
【図１０】感光体ドラムと帯電ローラとの関係を図９の右側から見た平面図
【図１１】トナー回収工程における感光体ドラム、帯電ローラ及び現像ローラ周辺の側面図
【図１２】感光体ドラムと帯電ローラとの関係を図１１の右側から見た平面図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。プリンタ１００内には画像形成部Ｐが配設されている。この画像形成部Ｐは、帯電、露光、現像及び転写の各工程により所定の画像を形成する。
【００２８】
この画像形成部Ｐには、可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム２が配設されており、感光体ドラム２上に形成されたトナー像が、シート（記録媒体）６上に転写され、さらに、定着ユニット７においてシート６上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。駆動モータ２１（図４参照）により感光体ドラム２を図１において所定の回転方向（ここでは時計方向。以下、正回転という）に回転させながら、感光体ドラム２に対する画像形成プロセスが実行される。
【００２９】
次に、画像形成部Ｐについて詳細に説明する。回転自在に配設された感光体ドラム（像担持体）２の周囲及び上方には、感光体ドラム２を帯電させる帯電ローラ（帯電部材）３と、感光体ドラム２に画像情報を露光して静電潜像を形成する露光ユニット４と、感光体ドラム２上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像ユニット（現像手段）５と、感光体ドラム２上のトナー像を記録媒体上に転写する転写ローラ（転写部材）１７と、感光体ドラム２上に残留した現像剤（トナー）を回収するクリーニング装置（クリーニング手段）９と、感光体ドラム２上の残留電荷を除去する除電器１０と、が設けられている。
【００３０】
先ず、帯電ローラ３によって感光体ドラム２の表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット４によって光照射し、感光体ドラム２上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像ユニット５は、感光体ドラム２と対向して配置された現像ローラ５ａを有し、現像ユニット５には、磁性一成分の正帯電トナーがトナーコンテナ１１によって所定量充填されている。このトナーは、現像バイアス電源２６（図２参照）によりトナーと同極性の現像バイアスが印加された現像ローラ５ａから感光体ドラム２表面に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。なお、帯電ローラ３の詳細については後述する。
【００３１】
トナー像が転写されるシート６は、シート６を収納する複数の給紙カセット１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、その上方に設けられるスタックバイパス（手差しトレイ）１２ｄに収容されており、給紙ローラ１３、レジストローラ対１４を介して、所定のタイミングでトナー像が形成された感光体ドラム２に向けて搬送される。
【００３２】
このとき画像書き出し信号がＯＮとなり、シート６の所定位置にトナー像が転写されるように感光体ドラム２上に画像形成を行う。そして、感光体ドラム２の下部において、所定の転写バイアスが印加された転写ローラ１７で電界付与することにより、感光体ドラム２上のトナー像がシート６上に転写される。
【００３３】
トナー像が転写されたシート６は、定着ユニット７へと搬送される。また、トナー像が転写された後の感光体ドラム２は、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、その表面に残留したトナーがクリーニング装置９により回収される。定着ユニット７に搬送されたシート６は、定着ローラ７ａにより加熱及び加圧されてトナー像がシート６の表面に定着され、所定の画像が形成される。画像が形成されたシート６は、その後排出ローラ１８によって排出トレイ１９に排出される。
【００３４】
図２は、本実施形態の画像形成装置における感光体ドラム周辺の概略拡大断面図である。なお、図２において、直線矢印方向は、シート６の搬送方向を示す。図１と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。感光体ドラム２としては、例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）ドラムを用いることができる。また、感光体ドラム２は、不図示の駆動ギアを介してドラムモータ２１（図４参照）と連結されることにより、正逆回転するようになっており、上記した通り、画像形成時には図中時計方向に回転（正回転）するようになっている。
【００３５】
感光体ドラム２の上方には、ドラム表面と回転自在に当接し、該ドラム表面を帯電する帯電ローラ３が配置されている。帯電ローラ３は、例えば、金属製のシャフト（芯金）３ａの周面に抵抗値１０5〜１０6Ω、表面粗さＲZ＝１０μｍのエピクロルヒドリンゴム等から成るゴム層（弾性層）を形成した導電性ゴムローラ等のソリッドタイプを好適に用いることができるが、特にこれに限定されるものではない。その他、例えば、発泡ゴムローラにチューブを被せたスポンジタイプ等を用いることもできる。
【００３６】
帯電ローラ３は、装置本体に回転可能に支持されている。また、帯電ローラ３は、感光体ドラム２に所定のニップ圧で圧接されており、感光体ドラム２に従動して回転するようになっている。また、画像形成時、帯電ローラ３には正極性の帯電バイアスが印加されるようになっている。
【００３７】
具体的には、帯電ローラ３の芯金３ａは、帯電バイアス電源２５と電気的に接続され、帯電バイアス電源２５から帯電ローラ３に対して交流電圧を重畳した直流電圧から成る帯電バイアスが印加される。かかる帯電バイアスの印加によって帯電ローラ３のゴム層の抵抗に応じて流れる電流により、感光体ドラム２表面を帯電することができる。なお、帯電バイアス電源２５から帯電ローラ３に対して、直流電圧のみを印加することもできる。
【００３８】
帯電ローラ３の上方には帯電クリーニング部材２０が配置されている。帯電クリーニング部材２０は帯電ローラ３に離接可能であり、帯電ローラ３の軸方向に沿って帯電ローラの一端から他端まで往復移動可能となっている。帯電クリーニング部材２０の材質としては、軟質ウレタンフォームやスポンジ等が挙げられる。帯電クリーニング部材２０の移動機構については後述する。
【００３９】
また、転写ローラ１７の芯金１７ａは、転写バイアス電源２７と電気的に接続され、画像形成時、転写バイアス電源２７から転写ローラ１７に対してトナーとは逆極性である負極性の転写バイアスが印加されるようになっている。また、後述する帯電ローラ３の清掃時には、転写ローラ１７に対して、転写バイアスとは逆極性である正極性のバイアス（転写逆バイアス）が印加されるようになっている。
【００４０】
クリーニング装置９には、感光体ドラム２表面の残留トナーを除去するためのクリーニングブレード２２と、感光体ドラム２表面の残留トナーを除去するとともに感光体ドラム２表面を摺擦して研磨するクリーニングローラ２３と、トナー排出手段としての回収スクリュー２４と、が設けられている。クリーニングブレード２２は、感光体ドラム２の表面に、該ドラムの正回転方向（図２の時計方向）に対しカウンターとなるよう当接している。クリーニングブレード２２の厚みは、装置構成等に応じて例えば１．２ｍｍとすることができる。
【００４１】
感光体ドラム２表面の残留トナーや外添剤は、クリーニングブレード２２により除去され、クリーニングローラ２３及び回収スクリュー２４によってトナー排出口（図示せず）からクリーニング装置９の外部に排出される。なお、図示しないが、クリーニング装置９には、クリーニングローラ２３表面のトナーを所定の層厚とするためのスクレーパや、クリーニング装置９内の廃トナーを外部に漏らさないためのウレタンシール等も設けられている。
【００４２】
次に、帯電クリーニング部材２０の移動機構について説明する。図３は、帯電ローラ３及び帯電クリーニング部材２０周辺を図２の右側から見た平面図である。図３に示すように、本実施形態における帯電クリーニング部材２０の移動機構５０は、帯電クリーニング部材２０を保持する保持部材５１と、ガイドシャフト５２と、ドライブシャフト５３と、帯電クリーニング部材移動用のステッピングモータ５８とを含む構成である。ガイドシャフト５２及びドライブシャフト５３は帯電ローラ３と平行となるように画像形成装置１００内に配設されている。また、保持部材５１にはガイドシャフト５２及びドライブシャフト５３が挿通される図示しない貫通孔が設けられている。
【００４３】
また、ドライブシャフト５３には、その外周面に螺旋歯が形成されており、保持部材５１に設けられたドライブシャフト５３を挿通する貫通孔の内周面には、ドライブシャフト５５の螺旋歯に噛合する螺旋溝が形成されている。更に、ドライブシャフト５３の一端には駆動ギア５５が固定されており、この駆動ギア５５が減速ギア５６及びピニオンギア５７を介してステッピングモータ５８の駆動出力軸に連結されている。
【００４４】
そして、ステッピングモータ５８によってドライブシャフト５３を正逆回転させることにより、保持部材５１によって保持される帯電クリーニング部材２０を帯電ローラ３の軸方向（矢印ＡＡ′方向）に往復移動させることができる。
【００４５】
また、移動機構５０の帯電ローラ３と反対側の端面には偏心カム６０ａ、６０ｂが当接しており、移動機構５０の帯電ローラ３側の端面には一端を固定されたコイルバネ６１ａ、６１ｂの自由端が当接している。これらの偏心カム６０ａ、６０ｂ及びコイルバネ６１ａ、６１ｂは、移動機構５０を帯電ローラ３の軸方向に対し垂直な方向（矢印ＢＢ′方向）に往復移動させて帯電クリーニング部材２０を帯電ローラ３に対し接触または離間させる離接機構を構成している。
【００４６】
図３の状態では、偏心カム６０ａ、６０ｂの小径部が移動機構５０の端面に当接しており、帯電クリーニング部材２０は帯電ローラ３から離間した位置に配置されている。この状態から偏心カム６０ａ、６０ｂを矢印方向に回転させると、移動機構５０の端面に当接する偏心カム６０ａ、６０ｂの径が徐々に大きくなるため、移動機構５０及び帯電クリーニング部材２０はコイルバネ６１ａ、６１ｂの付勢力に抗して矢印Ｂ′方向に移動する。そして、所定角度で偏心カム６０ａ、６０ｂの回転を停止することで、帯電クリーニング部材２０を帯電ローラ３に当接させることができる。
【００４７】
一方、帯電クリーニング部材２０が帯電ローラ３に当接した状態から偏心カム６０ａ、６０ｂを逆方向に回転させると、移動機構５０の端面に当接する偏心カム６０ａ、６０ｂの径が徐々に小さくなる。その結果、移動機構５０及び帯電クリーニング部材２０はコイルバネ６１ａ、６１ｂの付勢力により矢印Ｂ方向に移動し、帯電クリーニング部材２０を帯電ローラ３から離間させることができる。
【００４８】
さらに、制御部３５（図４参照）からの制御信号により偏心カム６０ａ、６０ｂの回転角度を調整可能となっており、移動機構５０（帯電クリーニング部材２０）の矢印ＢＢ′方向の配置を微調整することにより、帯電ローラ３に対する帯電クリーニング部材２０の押圧力を制御することができる。
【００４９】
図４は、図１に示した画像形成装置の制御経路の一例を示すブロック図である。図１〜図３と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。なお、プリンタ１００を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、プリンタ１００全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。
【００５０】
画像入力部３２は、パソコン等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部３２より入力された画像信号は制御部３５に送出され、階調処理等の画像処理を適宜行い、ＡＤ変換部３３においてデジタル信号に変換された後、後述する記憶部３４内の画像メモリ４０に送出される。
【００５１】
画像形成部Ｐは、感光体ドラム２、帯電ローラ３、露光ユニット４、現像ユニット５、クリーニング装置９、転写ローラ１７等から構成され、ＡＤ変換部３３において変換され画像メモリ４０に記憶された画像データをもとに感光体ドラム２上に静電潜像を形成する。ドラムモータ２１は、制御部３５からの制御信号に基づいて感光体ドラム２を所定方向に所定速度で回転させる。なお、転写ローラ１７、クリーニング装置９内のクリーニングローラ２３及び回収スクリュー２４（図２参照）等も、不図示のギアやクラッチ等を介してドラムモータ２１に連結されており、制御部３５はドラムモータ２１に制御信号を送信して感光体ドラム２や転写ローラ１７、クリーニングローラ２３、回収スクリュー２４の回転及び停止を制御する。
【００５２】
記憶部３４は、画像メモリ４０、ＲＡＭ４１、及びＲＯＭ４２を備えており、画像メモリ４０は、画像入力部３２において入力され、ＡＤ変換部３３においてデジタル変換された画像信号（データ）を記憶し、制御部３５に送出する。ＲＡＭ４１及びＲＯＭ４２は、制御部３５の画像処理プログラムや処理内容等を記憶する。
【００５３】
また、後述する帯電クリーニングモードにおける感光体ドラム２の逆回転及び正回転のタイミングや線速を制御するためのプログラムや、清掃用トナーを現像ユニット５から感光体ドラム２表面に供給するための現像バイアスやその印加及び印加停止タイミング、転写ローラ１７に印加する逆バイアスやその印加及び印加停止タイミング、帯電ローラ３に印加する帯電バイアス及び帯電逆バイアスやその印加及び印加停止タイミング等も記憶される。
【００５４】
制御部３５は、例えば中央処理装置（ＣＰＵ）であり、設定されたプログラムに従って画像入力部３２、画像形成部Ｐ等のプリンタ１００の各部を全般的に制御するとともに、画像入力部３２から入力された画像信号を、必要に応じて変倍処理或いは階調処理して画像データ（印字データ）に変換する。露光ユニット４は、処理後の画像データに基づいてレーザ光を照射し、感光体ドラム２表面に静電潜像を形成する。
【００５５】
操作パネル３６には、液晶表示部や各種の状態を示すＬＥＤ等が設けられており、プリンタ１００の状態を示したり、画像形成状況や印刷部数を表示したりするようになっている。プリンタ１００の各種設定はパソコンのプリンタドライバから行われる。
【００５６】
ところで、クリーニング装置９を設けることによって、上記の通り残留トナーや外添剤のほとんどは、クリーニングブレード２２及びクリーニングローラ２３により感光体ドラム２表面から除去されるが、除去されずにクリーニングブレード２２を摺り抜けるトナーや外添剤等の異物も存在する。クリーニングブレード２２を摺り抜け、感光体ドラム２表面に付着したまま感光体ドラム２の正回転方向下流側に移動する異物のうち、トナーと逆極性を帯びているものは、帯電バイアスにより帯電ローラ３表面に付着する。
【００５７】
帯電ローラ３表面に異物が付着すると、付着した部分は帯電ローラ３表面の抵抗が他の部分とは異なるため、帯電ローラ３表面の電位にムラが発生して感光体ドラム２表面の帯電不良が生じるおそれがある。そして、感光体ドラム２表面に帯電不良が生じると画像上に黒点等となって出現する画像不良が発生するおそれがある。
【００５８】
そこで本発明では、帯電不良及び画像不良の原因となる異物を除去するために、非画像形成時に現像ユニット５から感光体ドラム２表面に清掃用トナーを供給し、感光体ドラム２表面から帯電ローラ３表面に清掃用トナーを付着させるトナー付着工程と、帯電クリーニング部材２０を用いて帯電ローラ３表面を摺擦することにより帯電ローラ３表面において異物を清掃用トナーに付着させるエージング工程と、異物が付着した清掃用トナーを帯電ローラ３表面から感光体ドラム２表面に戻すトナー回収工程とを含む、帯電ローラ３を清掃するモード（以下、帯電クリーニングモードという）を実行することとした。
【００５９】
なお、清掃用トナーは、帯電ローラ３表面に付着され、異物が付着可能であれば特に限定されないが、画像形成に用いるトナーを用いればよい。また、帯電クリーニングモードは、ユーザが操作パネル３６で設定する他、例えば、画像形成装置を電源オフ状態やスリープ（省電力）モードから印字開始状態まで立ち上げる際、或いは所定枚数の印字が行われた時に自動的に実行させることもできる。また、そのタイミングは特に限定されるものではなく、帯電ローラ３表面の汚染状況等に応じて適宜設定することができる。
【００６０】
次に、本発明の画像形成装置において実行される帯電クリーニングモードについて詳細に説明する。図５は、本発明の画像形成装置における帯電クリーニングモードの制御手順の一例を示すフローチャートであり、図６は、図５の制御手順のタイミングチャートであり、図７〜図１２は、帯電クリーニンモード中の各工程における感光体ドラム２と帯電ローラ３との関係を示す模式図である。図６〜図１２を参照しながら、図５のステップに従い帯電クリーニングモードの実行手順について説明する。
【００６１】
画像形成（印字）終了後、帯電ローラ３に対する帯電バイアスの印加、現像ユニットの作動、転写ローラ１７に対する転写バイアスの印加、感光体ドラム２を回転させるドラムモータ２１の作動は停止している。また、図２及び図３に示すように、帯電クリーニング部材２０は帯電ローラ３から離間した位置に配置されている。
（トナー付着工程）
【００６２】
この非画像形成時に、帯電クリーニングモードが設定されると（スタート）、制御部３５は、ドラムモータ２１を逆回転させることにより感光体ドラム２を画像形成時（正回転）とは逆方向に回転（逆回転）させ、転写ローラ１７にトナーと同極性の転写逆バイアスを印加すると共に、現像ユニット５を作動させて感光体ドラム２表面に清掃用トナーを供給する（ステップＳ１）。ここでは、少なくとも帯電ローラ３表面の軸方向全域及び外周面１周分の範囲に相当する清掃用トナーを供給する。
【００６３】
所定量の清掃用トナーが感光体ドラム２表面に供給されると、制御部３５は現像ユニット５の作動を停止させ、現像ユニット５からの清掃用トナーの供給を停止する（ステップＳ２）。次に、制御部３５は、感光体ドラム２の逆回転を継続し、帯電ローラ３にトナーと逆極性（負極性）の帯電逆バイアスを印加することにより、帯電ローラ３に到達した感光体ドラム２表面の清掃用トナーを帯電ローラ３表面に付着させる（ステップＳ３）。このとき印加する帯電逆バイアスは、清掃用トナーを帯電ローラ３表面に引き付ける負極性のバイアスであれば十分であり、交流電圧は印加せずに負の直流電圧のみを印加しても良い。
【００６４】
図７は、トナー付着工程における感光体ドラム２、帯電ローラ３及び現像ローラ５ａ周辺を示す側面図であり、図８は、感光体ドラム２と帯電ローラ３との関係を図７の右方向（現像ローラ５ａ側）から見た平面図である。なお、図７では説明の便宜のためクリーニング装置９、除電器１０、転写ローラ１７は記載を省略し、トナーを黒丸で示している（後述する図９、図１１も同様）。また、図８では現像ローラ５ａの輪郭のみを破線で示している（後述する図１０、図１２も同様）。
【００６５】
図７及び図８に示すように、感光体ドラム２を逆回転（図７の反時計方向）させるとともに、現像バイアス電源２６から現像ローラ５ａに現像バイアスを印加し、転写バイアス電源２７から転写ローラ１７にトナーと同極性（正極性）のバイアス（転写逆バイアス）を印加することとした。この現像バイアスの印加により、感光体ドラム２と現像ローラ５ａとの間に電位差が生じ、この電位差によって、感光体ドラム２表面に清掃用トナーＴのベタパターンが形成される。清掃用トナーＴは感光体ドラム２の回転により感光体ドラム２と帯電ローラ３とのニップ部に移動し、負極性の帯電逆バイアスが印加された帯電ローラ３の表面に静電的に付着する。
【００６６】
また、逆回転時の感光体ドラム２の線速を画像形成時よりも遅くすることが好ましく、具体的には画像形成時の線速の略１／２（例えば画像形成時の線速が３００ｍｍ／ｓｅｃである場合は１５０ｍｍ／ｓｅｃ）とすることが好ましい。これにより、感光体ドラム２表面から帯電ローラ３表面へと清掃用トナーをより確実に付着させることができる。
【００６７】
また、感光体ドラム２の周方向における帯電ローラ３と現像ユニット５との間隔を、帯電ローラ３の周長以上としておけば、現像ユニット５から供給された清掃用トナーが帯電ローラ３に到達するまでに、帯電ローラ３表面の少なくとも１周分の範囲にわたる清掃用トナーＴのベタパターンを感光体ドラム２表面に一度に形成することができる。しかし、帯電ローラ３表面略全体に清掃用トナーを付着させることが可能であれば、帯電ローラ３と現像ユニット５との間隔は特に限定されない。例えば、帯電ローラ３と現像ユニット５との間隔が帯電ローラ３の周長よりも短い場合は、感光体ドラム２表面に形成された清掃用トナーＴのベタパターンの先端が帯電ローラ３に到達した後も現像ユニット５からの清掃用トナーの供給を継続すれば良い。
【００６８】
また、清掃用トナーＴの供給時間も、帯電ローラ３表面略全体に清掃用トナーＴを略均一に付着させることが可能であれば特に限定されるものではなく、上記した帯電ローラ３と現像ユニット５との間隔やベタパターンの濃度等に応じて、少なくとも帯電ローラ３の１周分の清掃用トナーを帯電ローラ３に供給するのに要する時間とすればよい。また、供給時間が長すぎると清掃用トナーの供給が過剰となり、帯電ローラ３に付着されない清掃用トナーが発生して無駄なトナー消費量が増加したり、印字待ち時間が長くなったりするおそれがある。従って、例えば上記のような観点を考慮して供給時間を適宜設定することができる。
（エージング工程）
【００６９】
清掃用トナーを帯電ローラ３の外周面の略全域（感光体ドラム２の画像形成領域に対向する領域、以下、単に画像領域という）に十分に付着させた後、帯電ローラ３への帯電逆バイアスの印加を継続しつつ、帯電クリーニング部材２０を帯電ローラ３表面に接触させ、さらに帯電ローラ３の軸方向に沿って往復移動させることで帯電ローラ３表面を摺擦する（ステップＳ４）。
【００７０】
図９は、エージング工程における感光体ドラム２、帯電ローラ３及び現像ローラ５ａ周辺を示す側面図であり、図１０は、感光体ドラム２と帯電ローラ３との関係を図９の右側から見た平面図である。図９及び図１０に示すように、制御部３５からの制御信号により離接機構６０を作動させて、帯電クリーニング部材２０を帯電ローラ３に所定の圧力で接触させるとともに、感光体ドラム２を正回転（図９の時計方向）させつつ移動機構５０により帯電クリーニング部材２０を矢印ＡＡ′方向に往復移動させることで、清掃用トナーＴを介して帯電ローラ３と帯電クリーニング部材２０とが摺擦され、帯電ローラ３表面の異物が清掃用トナーＴに付着する。
【００７１】
このとき、帯電ローラ３に対する帯電クリーニング部材２０の押圧力は、帯電クリーニング部材２０の摺擦によって清掃用トナーＴが帯電ローラ３表面から剥がれない程度に調整されている。エージング工程における帯電クリーニング部材２０の押圧力は、帯電クリーニング部材２０の材質に応じて適宜設定される。また、帯電クリーニング部材２０の往復移動は、感光体ドラム２に対する帯電ローラ３の従動回転に伴い、少なくとも帯電ローラ３が１周するのに要する時間以上継続して行われる。これにより、帯電ローラ３の画像領域全体が帯電クリーニング部材２０によって摺擦される。
（トナー回収工程）
【００７２】
帯電ローラ３の外周面全域を十分に摺擦させた後、制御部３５は帯電バイアス電源２５から帯電ローラ３にトナーと同極性（正極性）の帯電バイアスを印加する。これにより、異物が付着した清掃用トナーが帯電ローラ３表面から引き剥がされ、感光体ドラム２表面に移動する。また、感光体ドラム２表面に移動した清掃用トナーは、転写逆バイアス（正極性）が印加された転写ローラ１７に付着することなくこれを通過して、クリーニング装置９により回収される。
【００７３】
ここで、清掃用トナーは帯電ローラ３と帯電クリーニング部材２０との摺擦によって帯電ローラ３表面に強固に付着しているものがあり、帯電バイアスの印加によって完全に引き剥がされるわけではない。清掃用トナーが帯電ローラ３の画像領域に残存していると、帯電不良や画像不良の原因となる。そこで、制御部３５は偏心カム６０ａ、６０ｂの回転角度を制御して帯電ローラ３に対する帯電クリーニング部材２０の押圧力を強め、移動機構５０により帯電クリーニング部材２０を矢印ＡＡ′方向に往復移動させることで清掃用トナーを帯電ローラ３の画像領域外に掻き出す（ステップＳ５）。トナー回収工程における帯電クリーニング部材２０の押圧力は、エージング工程と同様に帯電クリーニング部材２０の材質に応じて適宜設定される。
【００７４】
図１１は、トナー回収工程における感光体ドラム２、帯電ローラ３及び現像ローラ５ａ周辺を示す側面図であり、図１２は、感光体ドラム２と帯電ローラ３との関係を図１１の右側から見た平面図である。図１１及び図１２に示すように、帯電クリーニング部材２０の押圧力を強めて矢印ＡＡ′方向に移動させることで、帯電ローラ３の画像領域にある清掃用トナーＴを画像領域外へ効率良く掻き出すことができる。
【００７５】
この帯電クリーニング部材２０の往復移動は、感光体ドラム２に対する帯電ローラ３の従動回転に伴い、少なくとも帯電ローラ３が１周するのに要する時間以上継続して行われる。これにより、帯電ローラ３の画像領域全体に存在する清掃用トナーＴが帯電クリーニング部材２０により画像領域外へ掻き出される。
【００７６】
画像領域外へ掻き出された清掃用トナーＴは、帯電ローラ３に印加されるトナーと同極性の帯電バイアスによりいずれは感光体ドラム２表面に移動する。なお、画像領域外の清掃用トナーＴが直ちに感光体ドラム２表面に移動しなくとも、画像領域の帯電性能に悪影響を与えるおそれはない。
【００７７】
なお、帯電ローラ３の回転に伴い、帯電ローラ３に対する帯電クリーニング部材２０の接触位置は帯電ローラ３の周方向に移動するが、エージング工程及びトナー回収工程において帯電クリーニング部材２０の往復移動速度が遅すぎると、帯電ローラ３の外周面に帯電クリーニング部材２０が通過しない部分が生じる。
【００７８】
そのため、帯電ローラ３の外周面に摺擦ムラやトナー除去ムラが生じない程度の速度で帯電クリーニング部材２０を往復させる必要がある。エージング工程及びトナー回収工程を効率的に行うためには、帯電クリーニング部材２０が矢印ＡＡ′方向に１往復して元の位置に戻ったときに、帯電クリーニング部材２０が帯電ローラ３の周方向における接触幅（図９にＷで表示）分だけ移動するように、帯電ローラ３の回転速度に応じて帯電クリーニング部材２０の往復移動速度を調整することが好ましい。
【００７９】
また、帯電クリーニング部材２０の往復移動中は感光体ドラム２及び帯電ローラ３の回転を停止させておくこともできる。この場合、帯電クリーニング部材２０の１往復毎に、帯電クリーニング部材２０の接触幅Ｗ分だけ帯電ローラ３を回転させる間欠駆動を帯電ローラ３が１周するまで継続すれば良い。しかし、後述するように感光体ドラム２の停止時に帯電ローラ３に高圧のバイアスが印加されると、感光体ドラム２表面の感光層の絶縁破壊が発生するおそれがあるため、帯電クリーニング部材２０の往復移動中も帯電ローラ３の回転を継続させておく方が好ましい。
【００８０】
トナー回収工程の終了後、制御部３５は感光体ドラム２の正回転、帯電ローラ３に対する帯電バイアスの印加、及び転写ローラ１７に対する転写逆バイアスの印加を停止し、帯電クリーニング部材２０を帯電ローラ３から離間させて（ステップＳ６）帯電クリーニングモードを終了する。
【００８１】
上述したような帯電クリーニングモードを実行することにより、帯電ローラ３表面に付着した異物を清掃用トナーに付着させ、清掃用トナーと共に効果的に除去することができる。従って、帯電性能の低下及びそれに伴う画像品質の低下を長期間に亘って防止することができる。
【００８２】
また、トナー付着工程において帯電バイアス電源２５が帯電ローラ３にトナーと異極性の帯電逆バイアスを印加するため、感光体ドラム２表面から帯電ローラ３表面への清掃用トナーの移動を、より効率的且つ確実に行うことができる。なお、トナー付着工程において帯電ローラ３表面へトナーを付着させるためには、帯電ローラ３表面の電位が感光体ドラム２の表面電位よりも低ければよい。従って、必ずしも帯電ローラ３に帯電逆バイアスを印加する必要はなく、清掃用トナーの移動状況によっては帯電バイアス電源２５をＯＦＦとしておくこともできる。
【００８３】
さらに、トナー回収工程において帯電バイアス電源２５が帯電ローラ３にトナーと同極性の帯電バイアスを印加するため、帯電ローラ３表面から感光体ドラム２表面への清掃用トナーの移動を、より効率的且つ確実に行うことができる。なお、トナー回収工程で印加する帯電バイアスを画像形成時の帯電バイアスと同一条件にすることによってバイアス制御を簡素化することができる。しかし、トナー回収工程において印加される帯電バイアスは特に限定されるものではなく、帯電ローラ３表面から感光体ドラム２表面への清掃用トナーの移動状況等に応じて適宜設定することができる。
【００８４】
また、上記の帯電クリーニングモードでは、清掃用トナーの供給及び付着を行うトナー付着工程において感光体ドラム２を逆回転させるため、トナー付着工程に清掃用トナーが転写ローラ１７やクリーニング装置９を通過することを回避でき、帯電ローラ３表面に清掃用トナーをより短時間で確実に付着させることができる。また、清掃用トナーが帯電ローラ３表面に付着する前に転写ローラ１７に付着したり、クリーニング装置９に回収されたりしないように、転写ローラ１７及びクリーニング装置９を感光体ドラム２に対して離間させるための離間装置等を設ける必要がないため、装置の大型化や装置構成の複雑化を回避することができる。
【００８５】
さらに、清掃用トナーの回収を行うトナー回収工程において感光体ドラム２を正回転させるため、清掃用トナーの回収時には、クリーニング装置９によって清掃用トナーを確実に回収することができる。
【００８６】
また、感光体ドラム２の逆回転開始（トナー付着工程の開始）から、正回転終了（トナー回収工程の終了）まで、転写ローラ１７にトナーと同極性の転写逆バイアスを印加することにより、帯電クリーニングモードの実行中における転写ローラ１７への清掃用トナーの付着を防止できる。従って、感光体ドラム２から帯電ローラ３への清掃用トナーの付着及びクリーニング装置９による感光体ドラム２からの清掃用トナーの回収をより確実に行えるとともに、転写ローラ１７に付着したトナーによる用紙の裏汚れを回避できる。
【００８７】
なお、トナー付着工程においては感光体ドラム２を逆回転させるため、現像ローラ５ａから感光体ドラム２表面に供給された清掃用トナーは転写ローラ１７には向かわないが、帯電ローラ３に付着せず、さらにクリーニング装置９を通過したトナーが転写ローラ１７に到達して付着するおそれがある。従って、トナー付着工程においても転写ローラ１７に転写逆バイアスを印加することは効果的である。
【００８８】
ここで、感光体ドラム２の停止時に帯電ローラ３や転写ローラ１７から高圧のバイアスが印加されると、感光体ドラム２表面の感光層の絶縁破壊が発生し、ピンホールが発生するおそれがある。そのため、図６のタイミングチャートに示すように、帯電クリーニングモードの各工程間でドラムモータ２１をＯＦＦとして感光体ドラム２の回転を停止させているが、これに合わせて帯電バイアス（または帯電逆バイアス）及び転写バイアス（または転写逆バイアス）の印加も停止している。これにより、感光層の絶縁破壊によるピンホールの発生を防止することができる。
【００８９】
ところで、上記実施形態ではトナー付着工程において感光体ドラム２を逆回転させているが、感光体ドラム２を正回転させることも可能である。この場合、感光体ドラム２を正回転させると共に、転写ローラ１７に転写逆バイアスを印加することによって、転写ローラ１７に対する清掃用トナーの付着を防止することができる。また、離間装置によりクリーニング装置９を感光体ドラム２から離間させることによって、クリーニング装置９により清掃用トナーが回収されることを防止できる。なお、トナー回収工程においては再びクリーニング装置９を感光体ドラム２に接触させればよい。
【００９０】
また、トナー付着工程において感光体ドラム２を正回転させる場合には、帯電ローラ３で感光体ドラム２表面を帯電後、露光ユニット４によりベタ画像から成る静電潜像を形成し、静電潜像に対して現像ローラ５ａから清掃用トナーを供給することもできる。この場合には、感光体ドラム２表面に供給された清掃用トナーが帯電ローラ３表面に到着するまでに帯電ローラ３に対する帯電バイアスの印加を停止するか、或いはトナーと逆極性の帯電逆バイアスに切り換えればよい。
【００９１】
また、上記実施形態では、帯電クリーニングモードの実行中に転写ローラ１７にトナーと逆極性の転写逆バイアスを印加したが、転写逆バイアスを印加する代わりに感光体ドラム２に対し転写ローラ１７を接触又は離間させる装置を設け、帯電クリーニングモード中に転写ローラ１７を感光体ドラム２から離間させることもできる。なお、転写手段として非接触式の転写機構を用いた場合には、かかる装置を設ける必要はない。
【００９２】
また、例えば中間転写ベルトを有するタンデム型の画像形成装置の場合には、中間転写ベルトに対する清掃用トナーの付着を防止するため、中間転写ベルトを感光体ドラム２から離間させる離間装置を設けることができる。また、本実施形態では、感光体ドラム２の逆回転開始時から正回転終了時まで、転写ローラ１７に逆バイアスを印加したが、その他、正回転時のみ逆バイアスを印加すること等もできる。
【００９３】
その他、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記した感光体ドラム２や帯電ローラ３の材質や外径、線速等は、特に限定されるものではなく、装置構成等に応じて適宜設定することができる。また、上記実施形態では、本発明を正帯電トナーに適用したが、負帯電トナーに適用することもできる。その場合、帯電クリーニングモードにおいて帯電ローラ３及び転写ローラ１７に印加されるバイアスの極性を上記実施形態と逆にすれば良い。
【００９４】
また、上記実施形態において、帯電ローラ３は、感光体ドラム２の表面に接触した状態で感光体ドラム２の表面を帯電させるように構成されているが、帯電ローラ３が感光体ドラム２の表面に近接して配置され、非接触の状態で帯電させるように構成される実施形態においても、実質的に同じ作用により実質的に同じ効果を奏することができる。
【００９５】
また、上記実施形態においては、ドライブシャフト５３の外周面上に螺旋歯を形成し、保持部材５１のドライブシャフト５３を挿通する貫通孔の内周面にドライブシャフト５３の螺旋歯に噛合する螺旋溝を形成し、ドライブシャフト５３を正逆回転させることにより帯電クリーニング部材２０を往復移動させる構成としたが、例えば、保持部材５１に帯電ローラ３の回転軸方向に延び出すアーム部を設け、アーム部に形成されたラックギアにピニオンギア５７を噛合させてステッピングモータ５８によって回転させることにより、帯電クリーニング部材２０を往復移動させる構成としてもよい。或いは、駆動プーリに掛け渡された無端状ベルトの１箇所に帯電クリーニング部材２０を固定し、無端状ベルトを正逆回転させて帯電クリーニング部材２０を往復移動させる構成としてもよい。
【００９６】
また、上記実施形態では、偏心カム６０ａ、６０ｂとコイルバネ６１ａ、６１ｂとを用いて帯電クリーニング部材２０を帯電ローラ３に対し接触または離間させる構成としたが、例えば偏心カム６０ａ、６０ｂに代えて傾斜面を有する摺動部材を設け、移動機構５０の角部に摺動部材の傾斜面を当接させた状態で摺動部材を図３の矢印ＡＡ′方向に摺動させることで帯電クリーニング部材２０を帯電ローラ３に対し接触または離間させる構成としても良い。或いは、ピニオンギアとラックギアとの組み合わせにより帯電クリーニング部材２０を帯電ローラ３に対し接触または離間させる構成としても良い。
【００９７】
また、上記実施形態では、クリーニング装置９により感光体ドラム２上のトナーを回収する構成としたが、クリーニング装置９を設けずに、現像ユニット５によってトナーを回収する構成においても、帯電ローラ３から感光体ドラム２表面に戻されたトナーを現像ユニット５により回収することで、上記と全く同様に本発明を適用可能である。
【００９８】
また、本実施形態では、磁性一成分トナーを用いたが、その他、例えばトナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いることもできる。また、本発明は、デジタル複合機やタンデム式のカラー複写機、アナログ方式のモノクロ複写機等の複写機、或いはファクシミリやレーザプリンタ等、種々の画像形成装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、接触式の帯電部材を用いて像担持体表面を帯電させる接触帯電方式の画像形成装置に利用可能であり、非画像形成時に現像装置から像担持体表面にトナーの供給を行い、像担持体表面から帯電部材にトナーを付着させた後、帯電クリーニング部材により帯電部材表面にトナーを付着させた状態を維持しながら軸方向に摺擦し、帯電部材にトナーと同極性のバイアスを印加して像担持体表面にトナーを移動させ像担持体表面からトナーの回収を行う帯電クリーニングモードを実行するものである。
【０１００】
これにより、接触式の帯電部材に付着した異物がトナーと共に確実に除去され、帯電部材の汚れによる帯電ムラやそれに起因する画像濃度ムラの発生を効果的に抑制できるため、長期間に亘って安定した画像品質を維持可能な画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
２ 感光体ドラム（像担持体）
３ 帯電ローラ（帯電部材）
４ 露光ユニット
５ 現像ユニット（現像手段）
９ クリーニング装置
１０ 除電器
１７ 転写ローラ（転写部材）
２０ 帯電クリーニング部材
２１ ドラムモータ
２５ 帯電バイアス電源
２６ 現像バイアス電源
２７ 転写バイアス電源
３４ 記憶部
３５ 制御部
５０ 移動機構
６０ａ、６０ｂ 偏心カム
６１ａ、６１ｂ コイルバネ
１００ プリンタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に感光層を有し静電潜像が形成される像担持体と、
該像担持体の表面に接触若しくは非接触状態で帯電バイアスを印加することで前記像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、
該帯電部材に所定のバイアスを印加可能な帯電バイアス電源と、
前記帯電部材の軸方向の一端において外周面に対向するように配置され、前記帯電部材の外周面に接触しながら軸方向に往復移動可能な帯電クリーニング部材と、
前記像担持体の表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、
を備え、
非画像形成時に前記現像手段を用いて前記帯電部材の外周面にトナーを付着させるトナー付着工程と、
前記帯電クリーニング部材を前記帯電部材の軸方向の一端と他端との間で往復移動させることにより、前記帯電部材の外周面にトナーが付着した状態を維持しながら前記帯電部材の外周面を摺擦するエージング工程と、
前記帯電バイアス電源を用いて前記帯電部材にトナーと同極性のバイアスを印加することにより前記帯電部材に付着したトナーを前記像担持体に移動させて前記像担持体からトナーの回収を行うトナー回収工程と、
を含む帯電クリーニングモードを実行可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電クリーニング部材は、前記帯電部材に対し接触及び離間可能に設けられており、前記エージング工程及び前記トナー回収工程の実行時のみ前記帯電部材に接触することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記帯電クリーニング部材は、前記エージング工程及び前記トナー回収工程の実行時に、前記帯電部材の外周面のうち少なくとも前記像担持体の画像形成領域に対向する領域全体を往復移動することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナー回収工程における前記帯電クリーニング部材の前記帯電部材に対する押圧力を前記エージング工程よりも大きくすることにより、前記帯電部材の外周面に付着したトナーを前記像担持体の画像形成領域に対向する領域外へ除去することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナー付着工程の実行中は前記像担持体を画像形成時と逆方向に回転させ、前記エージング工程及び前記トナー回収工程の実行中は前記像担持体を画像形成時と同方向に回転させることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナー付着工程の実行中は前記帯電バイアス電源により前記帯電部材にトナーと逆極性のバイアスを印加することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体の回転方向に対し前記現像手段の下流側において前記像担持体に接触する転写部材と、該転写部材に所定のバイアスを印加可能な転写バイアス電源とを有する転写手段を備え、前記帯電クリーニングモードの実行中に前記転写バイアス電源により前記転写部材にトナーと同極性のバイアスを印加することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１】
表面に感光層を有し静電潜像が形成される像担持体と、
該像担持体の表面に接触若しくは非接触状態で帯電バイアスを印加することで前記像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、
該帯電部材に所定のバイアスを印加可能な帯電バイアス電源と、
前記帯電部材の軸方向の一端において外周面に対向するように配置され、前記帯電部材の外周面に接触しながら軸方向に往復移動可能な帯電クリーニング部材と、
前記像担持体の表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、
を備え、
非画像形成時に前記現像手段を用いて前記帯電部材の外周面にトナーを付着させるトナー付着工程と、
前記帯電クリーニング部材を前記帯電部材の軸方向の一端と他端との間で往復移動させることにより、前記帯電部材の外周面にトナーが付着した状態を維持しながら前記帯電部材の外周面を摺擦するエージング工程と、
前記帯電バイアス電源を用いて前記帯電部材にトナーと同極性のバイアスを印加することにより前記帯電部材に付着したトナーを前記像担持体に移動させて前記像担持体からトナーの回収を行うトナー回収工程と、
を含む帯電クリーニングモードを実行可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電クリーニング部材は、前記帯電部材に対し接触及び離間可能に設けられており、前記エージング工程及び前記トナー回収工程の実行時のみ前記帯電部材に接触することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記帯電クリーニング部材は、前記エージング工程及び前記トナー回収工程の実行時に、前記帯電部材の外周面のうち少なくとも前記像担持体の画像形成領域に対向する領域全体を往復移動することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナー回収工程における前記帯電クリーニング部材の前記帯電部材に対する押圧力を前記エージング工程よりも大きくすることにより、前記帯電部材の外周面に付着したトナーを前記像担持体の画像形成領域に対向する領域外へ除去することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナー付着工程の実行中は前記像担持体を画像形成時と逆方向に回転させ、前記エージング工程及び前記トナー回収工程の実行中は前記像担持体を画像形成時と同方向に回転させることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナー付着工程の実行中は前記帯電バイアス電源により前記帯電部材にトナーと逆極性のバイアスを印加することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体の回転方向に対し前記現像手段の下流側において前記像担持体に接触する転写部材と、該転写部材に所定のバイアスを印加可能な転写バイアス電源とを有する転写手段を備え、前記帯電クリーニングモードの実行中に前記転写バイアス電源により前記転写部材にトナーと同極性のバイアスを印加することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２３２５９１（Ｐ２０１１−２３２５９１Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０３３７６（Ｐ２０１０−１０３３７６）
【出願日】平成２２年４月２８日（２０１０．４．２８）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２８日（２０１０．４．２８）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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