JP2001075450A

JP2001075450A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001075450A
Application number: JP25221399A
Authority: JP
Inventors: Koji Shinkawa; 幸治新川
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-09-06
Filing date: 1999-09-06
Publication date: 2001-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】感光体表面の電位を測定し、測定結果によって
現像装置内の帯電不良トナーを選択的に感光体表面に付
着させ、帯電不良トナーの全てを廃トナーとすることな
く、再利用可能なトナーをリサイクルトナーとして現像
装置へ還流し、トナーの利用効率を向上させつつ、高い
画質を安定的に維持できるようにする。【解決手段】感光体ドラム１の表面電位を表面電位検出
センサ８で計測し、この値に基づいて感光体ドラム１の
表面を帯電させる帯電器２に印加される電圧、または現
像バイアス電圧のうちの少なくとも一方を変更する。そ
して、画質低下を招来する帯電不良トナーを感光体ドラ
ム１に付着させて現像装置４の外へ排出し、クリーニン
グ装置１１で回収して、再使用可能なトナーのみをリサ
イクル部２９で現像装置４に還流する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に
関するものであり、特に、現像装置内の帯電不良トナー
を選択的に現像装置外へ強制排出し、再利用可能な帯電
不良トナーを再び現像装置に還流して再利用する画像形
成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、感光体等の静電潜像担持体上に形
成された静電潜像を、粉体現像剤を用いた現像装置で現
像する画像形成装置が広く実用化されている。この種の
現像装置に用いられる粉体現像剤は、例えばトナー及び
キャリアから構成されており、これらを撹拌することに
よってトナーを帯電させて、静電潜像の現像に用いる。
例えば、キャリアがプラスに帯電してあると、撹拌によ
ってトナーはマイナスに帯電する。したがって、静電潜
像の現像に際して、現像剤中のトナーのみが感光体表面
の静電潜像に付着されて顕像化に利用されるので、画像
形成枚数の増加に伴ってトナーのみが消費されることに
なり、現像装置の現像槽内のトナー量が減少するため、
次第に画像の濃度が低下していく。

【０００３】そこで、通常、画像形成装置では、現像装
置の現像槽内に透磁率センサ等のトナーの含有量を検知
するセンサを設置しておき、その出力値の変化によりト
ナー成分の過不足を検知して、トナーホッパから現像槽
内へトナーを補給して、トナーの不足を解消して画像濃
度を一定に保つようになっている。

【０００４】静電潜像を現像する際、感光体に付着した
トナーの大半は、用紙等の転写材に転写するが、一部は
感光体表面に残留してしまう。そこで、残留したトナー
を、クリーニング装置で感光体表面から掻き取って、ク
リーニング装置の回収容器等に回収して、廃棄する。と
ころが、回収したトナーには、再使用可能なトナーが含
まれている。そのため、そのまま廃棄すると、トナーの
有効利用ができない。また、環境問題の観点から、回収
したトナーについても再利用することが、広く求められ
るようになっている。そこで、クリーニング装置に回収
されたトナーを現像装置に搬送して再使用するトナーリ
サイクル機構を備えた画像形成装置が、種々提案されて
いる。

【０００５】図１３（Ａ）は、従来の画像形成装置の一
例の概略構成を示す図である。図１３（Ｂ）は、図１３
（Ａ）に示した画像形成装置の画像形成部の概略構成を
示す図である。この画像形成装置には、有機光導電性感
光層（Organic Photo Conductor ）を備えた静電潜像担
持体である感光体ドラム１と、感光体ドラム１に対向し
て、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置１
０、剥離装置１７、クリーニング装置１１、除電装置１
５等が配置されるとともに、上記クリーニング装置１１
に回収されたトナーを現像装置４に搬送するトナーリサ
イクル部２９が設けられている。

【０００６】画像形成動作は、以下に示す処理によって
実施される。帯電装置２にて、感光体ドラム１の表面に一様な電荷
が付与される。

【０００７】露光装置３にて原稿に対応した画像光が
照射され、感光体ドラム１の表面に原稿に対応した静電
潜像が形成される。

【０００８】現像装置４では、トナーを用いて感光体
ドラム１上の静電潜像を現像する。現像方法としては、
トナーを現像剤担持体である現像ローラ４ｃによって感
光体ドラム１の現像領域に搬送し、感光体ドラム１に接
触あるいは非接触で静電潜像をトナー像に現像する。

【０００９】転写装置１０にて、段給紙部１０１から
搬送されてきた用紙等の転写材上に、感光体ドラム１上
のトナー像を転写する。転写装置１０は、静電転写方
式、バイアス転写方式等によって転写を行なう。静電転
写方式の場合、直流コロナ放電を生じさせる転写装置１
０は、転写材を介して感光体ドラム１に対向するように
配置される。転写材の裏面側から直流コロナ放電が行な
われることによって、感光体ドラム１上に担持されたト
ナー像が転写材上に転写される。

【００１０】転写装置１０によって、トナー像が転写
された転写材は、剥離装置１７によって感光体ドラム１
から剥離され、定着器１００に搬送される。ここで定着
処理が施されて、転写材上にトナー像が定着されて、装
置外部へと排出される。

【００１１】一方、転写工程を終えた感光体ドラム１
の表面に残留したトナーは、クリーニング装置１１にて
剥離・回収される。クリーニング装置１１は、感光体ド
ラム１の表面に接触配置したクリーニングブレード１２
を有しており、感光体ドラム１の表面と接触して、残留
トナーを掻き落とす。

【００１２】クリーニング装置１１によって回収され
たトナーは、トナーリサイクル部２９を介して現像装置
４に搬送供給される。トナーリサイクル部２９は、前記
クリーニング装置１１と現像装置４とを結ぶスクリュー
コンベア等のトナー搬送部材を有し、このトナー搬送部
材を駆動することによって、現像装置４にトナーを搬送
供給する。トナーリサイクル部２９によって、現像装置
４に搬送供給された回収トナーは、再び感光体ドラム１
上の静電潜像の現像に使用される。

【００１３】クリーニング装置１１によって表面のト
ナーを除去された感光体ドラム１は、除電装置１５にて
表面の電荷が消去される。そして、再び帯電装置２によ
って表面が帯電されて、次に画像形成動作が開始され
る。

【００１４】図１４は、従来の画像形成装置の画像形成
動作を説明するためのタイミングチャートである。この
動作は、１枚の転写材に複写を行なう、いわゆるシング
ルモード時の動作を表すものである。図１４において、
カブリ電位差とは、画像形成期間における感光体ドラム
１の表面電位と、現像バイアス電圧が印加されて帯電し
た現像装置４の現像ローラ４ｃの電位と、の差である。
図１４に示す例で使用しているトナーは、−帯電トナー
であり、参照符Ｖl で示す現像電位が高くなる（＋側に
近づく）ほど、付着量が多くなり、一方で、余剰なトナ
ーは−電位が高くなるほど、付着しにくくなる。同図の
斜線部に示す領域は、露光装置３によって露光される部
分であり、この斜線部にトナーが付着して現像される。

【００１５】しかしながら、前記のように、現像装置４
の現像槽でのトナー撹拌時に、正規の帯電極性である−
に帯電したトナーだけでなく、＋に帯電した逆帯電トナ
ーや、＋にも−にも帯電していない未帯電トナーが生
じ、逆帯電トナーや未帯電トナーによって、感光体ドラ
ム１への吸着不良や、不所望な付着が生じることがあ
る。

【００１６】図１５は、カブリ電位差の変化によって感
光体に付着する未帯電トナー、逆帯電トナー及びキャリ
アの付着量を示す図である。同図に示すように、カブリ
電位差が、−１５０Ｖであるときに、未帯電トナー及び
逆帯電トナーの付着が最も少なくなっている。また、未
帯電トナーは、カブリ電位差が０〜−１５０Ｖの時に感
光体ドラム１に多数付着し、逆帯電トナーは、カブリ電
位差が−１５０Ｖより小さい時に感光体ドラム１に多数
付着する。さらに、キャリアは、カブリ電位差が−２５
０Ｖよりも小さいときは、ほとんど感光体ドラム１に付
着しない。

【００１７】したがって、図１４に示す例では、感光体
の表面電位Ｖo は−５５０Ｖ、バイアス電圧Ｖb は−４
００Ｖ、カブリ電位差は−１５０Ｖに設定されている。
そして、前記現像電位Ｖl は−１００Ｖに設定されてい
る。

【００１８】それゆえ、従来の画像形成動作では、図１
４に示すように、−側に高電位である感光体ドラム１の
表面電位Ｖo の立ち上げが開始（タイミングａ）されて
から、前記表面電位Ｖo が−１５０Ｖまで立ち上がった
時点（タイミングｂ）で、−１５０Ｖのカブリ電位差を
維持して現像バイアスＶb の印加が開始され、感光体ド
ラム１の表面電位Ｖo ＝−５５０Ｖ、バイアス電圧Ｖb
＝−４００Ｖに到達（タイミングｃ）し、画像形成期間
に感光体ドラム１が露光されて、トナーを付着すべき部
分が現像電位Ｖl ＝−１００Ｖにまで上昇し、静電潜像
が形成される。画像形成期間が終了すると、カブリ電位
差を維持したまま、感光体ドラム１の表面電位Ｖo 及び
バイアス電圧Ｖb が、ともに０Ｖになるまで（タイミン
グｅ，ｆ）上昇されてゆく。

【００１９】図１６は、環境変化に対する帯電不良トナ
ーの分布変化を示す図である。前述のように、元来、現
像装置内に収容されている未使用のトナーであっても、
未帯電トナーや逆帯電トナー等の帯電不良トナーを含有
している。そのため、画像形成回数の増加や、温度や湿
度等の現像剤の使用される環境が変化すると、同図に示
すように、帯電不良トナーの割合が相対的に増加し、画
質が劣化してくるという問題がある。

【００２０】特に、トナーリサイクル部２９にてリサイ
クルされるトナーは、繰り返しの使用に伴ってストレス
を受け、さらに転写材である用紙等に含まれる紙粉やタ
ルク等の不純物がトナーに混入してくるので、一般に、
現像装置４の現像槽内にある未使用のトナーに比べて、
諸特性が劣化している。したがって、前述のようにリサ
イクルトナーが還流されると、帯電不良トナーの割合が
相対的に増加し、画質が劣化するという問題が顕著にな
る。現像槽内がこのような状況になると、トナーは量的
に十分であるにもかかわらず、現像剤中の正常なトナー
濃度を前記透磁率センサが正確に捉えきれずに、トナー
ホッパ４ａから必要以上の新トナーが補給されて画像濃
度が高くなる。また、逆に補給される新トナー量が不足
して画像濃度が低くなるという問題が発生する。

【００２１】そこで、上記問題点を解消するための技術
として、たとえば(1) 特開平５−２８９４６２号公報
や、(2) 特開平９−３１１５４１号公報に開示されてい
る画像形成装置等がある。

【００２２】(1) に開示された技術では、トナー回収条
件を切り換えるために、感光体表面に付着したトナー濃
度検知パターンを用いて不良トナー量を光学的センサで
検出した結果を利用して、現像装置内の不良トナーのみ
が現像されるような電位で画像形成動作を実施し、クリ
ーニング装置で感光体表面に付着した不良帯電トナーを
回収している。そのため、現像装置内から不良トナーの
みを選択的に除去することが可能になる。

【００２３】(2) に開示された技術では、トナーが過剰
に帯電している場合には、黒ベタ画像として、過剰に帯
電しているトナーを感光体表面上に付着させて除去し、
帯電不良トナーが多い場合には、現像剤担持体を駆動し
て帯電させている。これによって現像剤を最適の帯電量
にすることができる。

【００２４】ここで、感光体の表面電位は、画像形成装
置の使用条件による膜減りや、環境の影響等により装置
の精度が常に一定でないことにより、同一ロット内の感
光体ドラムであってもバラツキが生じる。そのため、従
来では、画質安定化のため感光体ドラムの回転数をカウ
ントし、そのデータに基づき帯電器のグリッドに印加す
る電圧を徐々に増加して、その後一定にする方法や、装
置内の感光体ドラム近傍に温湿度センサを設け、測定し
た温湿度データと感光体回転数のデータに基づいて、グ
リッドに印加する電圧を制御する等の方法が行われてい
る。

【００２５】しかしながら、前記の方法は、実際の表面
電位を測定したものではないので、予想に対して表面電
位にバラツキが生じて誤差が発生してしまい、感光体の
ロットによるバラツキや帯電器の汚損度合いも加える
と、予想値に対して±５０Ｖ程度もの誤差が生じてしま
う。そこで、実際に感光体表面の電位を計測して均一な
画像を形成するための技術として、(3) 特開平５−２３
０６号公報に開示された構成が知られている。

【００２６】(3) に開示された技術では、感光体表面の
電位を計測するとともに、感光体へのトナー付着量を画
像データから予測し、さらに実際に感光体表面に付着し
たトナー量を計測している。そして、予測されたトナー
付着量及び実際に付着したトナー量を比較して得られる
比較結果と、上記表面電位の計測結果とに基づいて、画
像形成条件を調整する。その結果、環境や経時変化によ
らず一定の画像濃度を常に実現することが可能になる。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
(1) に開示された技術では、トナー濃度検知パターンの
形成のために余分なトナーを消費し、しかも、光学的な
検出手段を用いているので、検出手段がトナー汚染の影
響を受けて正確な制御ができなくなるような事態が発生
するおそれがあるという問題点がある。また、前記(2)
に開示された技術では、トナーの特性上、半永久的に帯
電しないトナーや逆帯電のままの帯電不良トナーが存在
する虞があるため、現像剤担持体を駆動してもこのよう
なトナーは除去することはできないという問題点があ
る。さらに、(3) に開示された技術を不良トナーの除去
に適用すると、回路構成や制御内容が非常に複雑化する
という問題がある。

【００２８】本発明は、上記各問題点に鑑みてなされた
もので、その目的は、感光体表面の電位を測定し、この
測定結果によって感光体表面の電位や現像バイアス電圧
を変更して現像装置内の帯電不良トナーを選択的に感光
体表面に付着させ、この帯電不良トナーの全てを廃トナ
ーとすることなく、再利用可能なトナーをリサイクルト
ナーとして現像装置へ還流し、トナーの利用効率を向上
させつつ、高い画質を安定的に維持することのできる画
像形成装置の提供することである。

【００２９】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するための手段として、以下の構成を備えてい
る。

【００３０】(1) 感光体表面を所定の電位に帯電させる
帯電手段と、感光体の表面電位を計測する表面電位計測
手段と、現像バイアス電圧の印加により所定の電位に帯
電した現像剤担持体によって感光体表面の静電潜像にト
ナーを供給してトナー画像とする現像手段と、トナー画
像を転写材に転写した後に感光体表面に残留するトナー
を回収し、回収したトナーの帯電極性に基づいて回収し
たトナーから再使用不能なトナー及び不純物を分離する
分離部材と、再使用可能なトナーを回収位置に搬送する
搬送部材と、を備えたクリーニング手段と、クリーニン
グ手段で回収した再使用可能なトナーを回収位置から現
像手段へ還流させるトナーリサイクル手段と、画像形成
動作を制御するとともに、表面電位計測手段の計測結果
に基づいて、帯電手段に印加する電圧または現像剤担持
体の現像バイアス電圧の少なくとも一方を制御して、感
光体の表面と現像剤担持体との電位差を変更し、現像手
段に蓄積している帯電不良トナーを感光体表面に強制付
着させる制御手段と、を具備したことを特徴とする。

【００３１】この構成においては、画像形成装置の累積
画像形成枚数等の経時的な使用状況の変化や、温度や湿
度等の画像形成装置が配置されている使用環境の変化に
よって感光体表面電位が変動する点を考慮して、確実な
動作制御を実施するために、感光体の表面電位を表面電
位計測手段で実測し、この計測結果に基づいて帯電器に
印加する電圧、及び現像バイアス電圧のうちの少なくと
も一方を制御している。したがって、画質低下を招来す
る帯電不良トナーを高精度かつ効率的に現像装置外へ排
出することができるので、良好な画質を安定して提供す
ることができる。また、感光体の特性変化に対応する分
の帯電不良トナーを排出できるので、画質低下を招来す
る帯電不良トナーを量的に過不足なく現像装置外へ排出
するとともに、帯電不良トナーを分離部材と搬送部材に
よって再使用可能なトナー並びに再使用不能なトナー及
び不純物に分離することができる。さらに、再使用可能
なトナーを効果的にリサイクルすることができる。

【００３２】(2) 前記帯電不良トナーは、未帯電トナー
及び逆帯電トナーであり、前記制御部は、未帯電トナー
を感光体表面に強制付着させる際に前記電位差を画像形
成期間よりも小さくし、逆帯電トナーを感光体表面に強
制付着させる際に前記電位差を画像形成期間よりも大き
くすることを特徴とする。

【００３３】この構成においては、感光体表面と現像剤
担持体との電位差をカブリ電位差（画像形成期間におけ
る感光体表面と現像剤担持体との電位差）よりも小さく
して感光体に未帯電トナーを付着させる処理と、感光体
表面と現像剤担持体との電位差をカブリ電位差よりも大
きくして感光体に逆帯電トナーを付着させる処理と、を
行なう。したがって、カブリ電位差を基準値として感光
体表面と現像剤担持体との電位差を変更することによ
り、帯電不良トナーである未帯電トナー及び逆帯電トナ
ーの両方が確実に感光体表面に強制付着する。

【００３４】(3) 前記帯電不良トナーの感光体表面への
強制付着は、非画像形成期間である感光体の前回転時ま
たは後回転時の少なくとも一方において行なうことを特
徴とする。

【００３５】この構成においては、非画像形成期間であ
る感光体の前回転時と後回転時との一方または両方を利
用して、不良トナーを現像装置から感光体に強制付着さ
せる。したがって、画像形成期間には画像形成動作のみ
を実施するので、装置の利用効率や画像形成の速度が特
に低下することがない。

【００３６】(4) 前記制御部は、前回転時に帯電手段へ
の通電を開始し、感光体表面の電位の上昇により感光体
表面と現像剤担持体との電位差が画像形成期間での電位
差より大きくなった後に前記現像剤担持体への現像バイ
アス電圧の印加を開始し、後回転時に前記帯電手段への
通電を停止し、感光体表面の電位の下降により感光体表
面と現像剤担持体との電位差が画像形成期間での電位差
より小さくなった後に現像剤担持体への現像バイアス電
圧の印加を停止させることを特徴とする。

【００３７】この構成においては、感光体の前回転時に
は帯電手段の通電開始タイミングから所定期間遅れて現
像剤担持体への現像バイアス電圧の印加が開始され、感
光体の後回転時には帯電手段の通電停止タイミングから
所定期間遅れて現像剤担持体への現像バイアス電圧の印
加が停止される。したがって、感光体の前回転時及び後
回転時の所定期間内において感光体表面と現像剤担持体
との電位差は、未帯電トナーを感光体表面に付着させる
ためのカブリ電位以下の範囲から、逆帯電トナーを感光
体表面に付着させるためのカブリ電位以上の範囲まで変
化する。これによって、感光体の前回転時と後回転時と
のそれぞれで、未帯電トナー及び逆帯電トナーの両方が
感光体に強制付着する。

【００３８】(5) 前記前回転時または後回転時の少なく
とも一方で、感光体表面と現像剤担持体との電位差をキ
ャリアが感光体に付着しない電位差に保持して逆帯電ト
ナーの強制付着を行い、正規の帯電特性のトナーが感光
体に付着しない電位差を保持して未帯電トナーの強制付
着を行なうことを特徴とする。

【００３９】この構成においては、逆帯電トナーを感光
体に付着させる際は、キャリアが付着しない感光体表面
と現像剤担持体との電位差が保持され、未帯電トナーを
感光体に付着させる際は、正規の帯電特性のトナーが付
着しない感光体表面と現像剤担持体との電位差が保持さ
れる。したがって、帯電不良トナーのみが感光体に付着
されるので、画像特性の良好な複写物を安定的に得るこ
とができる。

【００４０】(6) 前記制御部は、帯電手段に印加する電
圧と、現像バイアス電圧と、をともにパルス幅変調で制
御して、感光体表面と現像剤担持体との電位差を変更す
ることを特徴とする。

【００４１】この構成においては、帯電手段に印加する
電圧と現像剤担持体に印加される現像バイアス電圧が、
パルス幅変調によって制御される。したがって、パルス
幅の制御によって、帯電手段の電圧の印加による感光体
表面の電位、及び現像バイアス電圧の印加による現像剤
担持体の電位が任意に変化し、感光体に対する不良帯電
トナーの強制付着に適した感光体表面と現像剤担持体殿
電位差を容易に実現できる。

【００４２】(7) 前記分離部材は、正規帯電トナーと同
極性のバイアス電圧を前記分離部材に印加する電源手段
を備え、前記搬送部材は、正規帯電トナーと逆極性のバ
イアス電圧を前記搬送部材に印加する電源手段を備えた
ことを特徴とする。

【００４３】この構成においては、回収したトナーに含
まれる逆帯電トナーが分離部材に静電気力によって付着
し、回収したトナーに含まれる未帯電トナーが搬送部材
に静電気力によって付着する。したがって、回収したト
ナーにおいて逆帯電トナーと未帯電トナーとが分離部材
と搬送部材とを介して分離して搬送される。

【００４４】(8) 前記制御部は、複数枚連続の画像形成
時に、各紙間の前半期間と後半期間とで、感光体表面と
現像剤担持体との電位差を変更することを特徴とする。

【００４５】この構成においては、複数枚連続して画像
形成を実施する場合に各紙間において感光体表面と現像
剤担持体との電位差が変更される。したがって、複数枚
連続して画像形成する場合には、各紙間において帯電特
性異なる複数種類の帯電不良トナーを感光体に強制付着
させることができ、画質を維持するために帯電不良トナ
ーを排出する期間を途中に設けなくてもよいので、機械
の利用効率や画像形成の速度が特に低下することなく、
良好な画質を維持することができる。

【００４６】(9) 前記紙間の前半期間または後半期間の
いずれか一方で、現像バイアス電圧を画像形成期間より
も上昇させて、前記電位差を正規帯電極性のトナーを感
光体に付着させない電位差に保持して未帯電トナーの強
制付着を行ない、かつ前記紙間の前半期間または後半期
間の他方で、前記バイアス電圧を画像形成期間よりも下
降させて、前記電位差をキャリア付着を誘発しない電位
差に保持して逆帯電トナーの強制付着を行なうことを特
徴とする。

【００４７】この構成においては、複数枚連続で画像形
成を実施する場合に、現像バイアス電圧が、各紙間の前
半期間と後半期間とにおいて、画像形成期間における電
圧を基準として増減変化する。したがって、感光体表面
と現像剤担持体との電位差は、各紙間の前半期間と後半
期間とにおいて、帯電特性の異なる複数種の帯電不良ト
ナーを感光体に強制付着させることができる状態にな
る。このため、連続複写を行なうにあたって、画質を維
持するために帯電不良トナーを排出する期間を途中に設
けなくてもよいので、機械の利用効率や画像形成の速度
が特に低下することなく、良好な画質を維持することが
できる。

【００４８】

【発明の実施の形態】本発明の画像形成装置は、感光体
の表面電位計測手段の計測結果に基づいて、感光体ドラ
ム１の表面を帯電させるために帯電器２に印加される電
圧及び現像バイアス電圧の少なくとも一方を制御して、
現像装置内の帯電不良トナーを感光体ドラム上に効率的
に付着させて、一旦現像装置外へ強制的に排出した後、
クリーニング装置内で感光体ドラムから除去した帯電不
良トナーをその帯電極性に応じて分離し、逆帯電トナー
を廃棄するとともに未帯電トナーをリサイクルシステム
にのせて現像部へ還流し、再度撹拌・帯電して再利用を
図るものである。

【００４９】図１は、本発明の実施の形態にかかる画像
形成装置の画像形成動作を説明するためのタイミングチ
ャートである。図２は、本発明の実施形態に係る画像形
成装置の概略の構成を示す図である。図３は、本発明の
実施形態に係る画像形成装置の制御部の構成を示すブロ
ック図である。画像形成装置の構成は、図１３に示す構
成とほぼ同様であるが、図２に示すように、感光体ドラ
ム１の表面の電位を検出するために、感光体表面に近接
する位置に、電位計測プローブ等の表面電位検出センサ
８が設けられている点と、前記感光体ドラム１の表面電
位Ｖo 及び現像ローラ４ｃへのバイアス電圧Ｖb の制御
方法と、が異なる。また、トナーの特性は、図１４、図
１５を用いて説明した内容と同様に、カブリ電位差が−
１５０Ｖで未帯電トナー及び＋帯電トナーの付着が最小
となり、画像域でのカブリ電位差は、この−１５０Ｖに
設定されているものとする。画像域における感光体ドラ
ム１の表面電位Ｖo は−５５０Ｖであり、現像ローラ４
ｃへのバイアス電圧Ｖb は−４００Ｖである。また、こ
の図１に示す例は、１枚の転写材へ複写を行なうシング
ルモード時の動作である。

【００５０】画像形成動作において、理想的には、感光
体表面の電位が常に一定であることが好ましいが、実際
には、画像形成動作が繰り返されて累積画像形成枚数、
累積回転数、あるいは累積回転時間等が増大することに
よって感光体表面の膜厚が減少し、これに伴って感光体
の表面電位は低下する。また、画像形成装置が配置され
ている周囲の環境も感光体表面の電位に大きな影響を与
えることになる。例えば、温度や湿度が変化すると感光
体表面の電位も変化する。このように感光体表面の電位
が変化すると、帯電不良トナーを感光体表面に付着させ
る強制排出動作に大きな影響が及ぼされるため、帯電不
良トナーを十分に排出することができなくなる。

【００５１】そこで、本発明では、前記の表面電位検出
センサ８により感光体表面の電位を随時検出し、感光体
表面の電位がどのような状態にあるのかを考慮して、帯
電不良トナーの強制排出動作の制御に利用する。表面電
位検出センサ８は、図３に示すように、制御部５１と接
続されている。

【００５２】制御部５１は、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２及
びＲＡＭ７３を含む構成であり、画像形成動作全体を制
御するものであるが、特に本発明では、帯電不良トナー
の帯電特性と、表面電位検出センサ８の検出結果に基づ
いて、該帯電不良トナーの強制排出動作を制御するよう
になっている。制御部５１は、さらに高圧電源ユニット
５２及び駆動系制御部５３が接続されている。高圧電源
ユニット５２は、現像バイアス電圧及び帯電器２への電
圧を印加するための手段であり、制御部５１によって制
御される。また駆動系制御部５３は感光体駆動部８１、
現像装置４、及びトナーリサイクル部２９を動作させる
ためのものであり、制御部５１によって制御される。

【００５３】以下に帯電不良トナーの感光体ドラム１に
付着させる動作について図１を用いて説明する。

【００５４】まず、装置の電源投入後のウォーミングア
ップから画像形成を開始するまでの非画像形成期間であ
る前回転時に、現像ローラ４ｃの回転が開始され、感光
体ドラム１の表面電位Ｖo の立上げが開始される（タイ
ミングＡ）。時間Ｔ１が経過して、前記表面電位Ｖo が
−１５０Ｖに到達しても、現像ローラへのバイアス電圧
Ｖb の立上げは開始されず、さらに遅延時間Ｔ２だけ経
過した時点（タイミングＢ）から立上げが開始される。
このタイミングＢでは、カブリ電位差は理想的には−２
５０Ｖであり、この状態では、図１４に示すように、＋
帯電トナー（逆帯電トナー）が感光体ドラム１に付着
し、キャリアは付着しない。

【００５５】しかしながら、前述したように感光体表面
の電位は、画像形成動作がなされた回数や画像形成装置
が設置されている周囲の環境によって変化する。そこ
で、表面電位検出センサ８により感光体ドラム１の表面
電位Ｖo を検出し、この検出結果に基づいて制御部５１
によって高圧電源ユニット５２の出力を制御し、現像バ
イアス電圧及び帯電器２に印加する電圧の少なくとも一
方を変化させる。この制御によって、カブリ電位差が略
−２０Ｖに到達するまでのタイミングＡからタイミング
Ｃの期間には、特に遅延時間Ｔ２の期間には−１５０Ｖ
〜−２５０Ｖのカブリ電位差が保持され、その結果、図
１４に示したように、＋帯電トナーを感光体ドラム１に
付着させることができる。

【００５６】その後、表面電位検出センサ８による感光
体ドラム１の表面電位Ｖo の検出と、検出結果に基づく
高圧電源ユニット５２の制御により、バイアス電圧Ｖb
が−４００Ｖに到達する（タイミングＤ）まで、略−２
０Ｖのカブリ電位差が維持され、この間に、図１５に示
したように、未帯電トナーが感光体ドラム１に付着する
ことになる。

【００５７】表面電位Ｖo が−５５０Ｖに到達すると
（タイミングＩ）、画像形成期間になり、その間に画像
光の露光が行われる。画像形成が終了すると、感光体ド
ラム１は、画像形成動作を実施した後の期間である後回
転となり、帯電器２への通電が停止されて、表面電位Ｖ
o の上昇が始まる（タイミングＥ）。その後、バイアス
電圧Ｖb とのカブリ電位差が略−２０Ｖになると、バイ
アス電圧Ｖb の上昇が開始され（タイミングＦ）、所定
期間に渡ってカブリ電位差が維持される。なお、このと
きも、表面電位検出センサ８による表面電位Ｖo の検出
と、この検出結果に基づく高圧電源ユニット５２の制御
によりカブリ電位差が略−２０Ｖに維持される。そし
て、この間に、前記タイミングＣ〜Ｄ間と同様に、未帯
電トナーが感光体ドラム１へ付着することになる。

【００５８】表面電位Ｖo が−２５０Ｖに到達すると
（タイミングＧ）、バイアス電圧Ｖbの印加が停止され
て、０Ｖまで（タイミングＨ）急激に上昇する。表面電
位Ｖoが０Ｖとなるまで（タイミングＪ）のタイミング
Ｇ〜Ｊ間では、前記タイミングＡ〜Ｃ間と同様に、＋帯
電トナーが付着することになる。特に、表面電位Ｖo が
−２５０Ｖ〜−１５０ＶであるＴ３期間に＋帯電トナー
の感光体ドラム１への付着量が多い。

【００５９】前記のようにタイミングＣ〜Ｄ間及びＦ〜
Ｇ間で、カブリ電位差が略−２０Ｖとなっているが、こ
れは感光体ドラム１の使用条件、即ち、印刷枚数及び温
度や湿度等を考慮し、表面電位Ｖo とバイアス電圧Ｖb
とが逆転することによる正規の帯電トナーの不所望な現
像を抑えるためであり、トナーや感光体ドラム１の使用
条件等によって適宜設定される。

【００６０】図４は、本発明におけるクリーニング装置
１１内で行なう未帯電トナー並びに逆帯電トナー及び不
純物の分離の様子を示す模式図である。上記一連の動作
により感光体表面上に付着された逆帯電トナーや未帯電
トナーは、図４に示すように、クリーニング装置１１に
より回収された後、クリーニング装置内１１で回収した
トナーの帯電極性を利用して分離され、逆帯電トナーは
図外の回収容器へ搬送・蓄積されて廃棄されるととも
に、未帯電トナーはトナーリサイクル部２９によって現
像装置４に搬送され、再度撹拌・帯電されて再利用され
る。

【００６１】即ち、クリーニング装置１１は、まず、感
光体ドラム１の表面に弾接するクリーニングブレード１
２によって、感光体ドラム１に強制付着された帯電不良
トナーを掻き落とす。掻き落とされたトナー中には、未
帯電トナーと逆帯電トナー以外にキャリアや紙粉等の不
純物も混在している。そのため、トナーの再利用を行な
うためには、不純物の分離・除去を行なう必要があり、
その方法を以下に説明する。

【００６２】クリーニング装置１１内には、感光体ドラ
ム１近傍に配置され感光体ドラム１の表面に対して非接
触に設けられる搬送部材１１ａと、搬送部材１１ａより
離間した位置に搬送部材１１ａとは非接触に設けられる
分離部材１１ｂと、が備えられている。搬送部材１１ａ
は、未帯電トナーを所定の回収位置に搬送するための導
電性の部材であり、第１のバイアス電源１１ｃにより正
規帯電のトナーと逆極性のバイアス電圧である＋４００
〜＋４５０Ｖが印加される。分離部材１１ｂは、回収し
たトナーから逆帯電トナーや不純物を分離するための導
電性部材であり、第２のバイアス電源１１ｄによりトナ
ーの正規帯電極性と同極性のバイアス電圧である−４０
０〜−４５０Ｖが印加される。搬送部材１１ａ及び分離
部材１１ｂを、バイアス電圧を印加するため、導電性材
料である導電性樹脂や金属で形成することにより、良好
な通電性を確保できるとともに搬送部材の形状設定を自
由に行なうことができる。

【００６３】搬送部材１１ａに印加するバイアス電圧
と、分離部材１１ｂに印加するバイアス電圧は、極性が
異なるのみで、絶対値を等価にすれば、バイアス電源１
１ｃ・１１ｄによる電圧印加の制御が容易となる。ま
た、バイアス電圧の絶対値が４００〜４５０Ｖの範囲で
あれば、逆帯電トナーや異物に対して静電気力を有効に
作用させることができるだけでなく、電圧印加による未
帯電トナーへの悪影響も抑制される。

【００６４】また、搬送部材１１ａ及び分離部材１１ｂ
（以下、両部材と称する。）へのバイアス電圧印加のタ
イミングは、画像形成期間も含め、両部材の起動・停止
と連動している。両部材の起動・停止に伴う急激な静電
気力の変動によって、両部材に付着するトナー、不純物
を除去することができ、長期間の使用でも、両部材の機
械的な搬送能力、分離能力と静電気的な吸着性能を高レ
ベルに維持し、クリーニング装置１１内の搬送・分離経
路でのトナー、不純物の滞留や凝集を防止する。

【００６５】両部材は、スパイラルコイル、若しくはス
クリューオーガ等の回転螺旋体であり、回転によって未
帯電トナー、逆荷電トナー及び不純物を回転軸に沿った
方向に搬送する。スパイラルコイルまたはスクリューオ
ーガは有効径、ピッチ、回転数、回転方向、コイル巻線
方向またはネジ形成方向の組合せ条件の設定等諸条件を
設定することにより、簡易な構成ながら設計自由度を大
きくすることができ、トナーの分離・撒送の効率化を図
ることができる。

【００６６】搬送部材１１ａによって、所定の回収位置
に搬送された再使用可能な未帯電トナーは、例えば、パ
イプ内にスパイラルコイルまたはスクリューオーガが設
けられているトナーリサイクル部２９によって、クリー
ニング装置１１から現像部４へ送られる。一方、分離部
材１１ｂによって、クリーニング装置内１１で分離・搬
送された逆帯電トナーや不純物は、図外の廃トナー回収
容器に搬送・蓄積され、回収容器の交換の際に廃棄され
る。このように、回転式の搬送部材の機械的な搬送力、
回収能力だけに依存することなく、静電的な力も併用す
ることにより、搬送部材１１ａで未帯電トナーを静電的
に吸着し、トナーリサイクル部２９で搬送し、分離部材
１１ｂで逆帯電トナーや不純物を静電気力で吸着して回
収できる。

【００６７】なお、図４では、搬送部材１１ａ及び分離
部材１１ｂが横方向に並列配置されているが、図５に示
すようにこれらを縦方向に並列配置してもよい。但し、
図４、図５において、未帯電トナーの搬送を行なう搬送
部材１１ａを感光体ドラム１に近接した位置に設け、逆
帯電トナーや不純物の搬送を行なう分離部材１１ｂを搬
送部材１１ａより離間した位置に設けることが好まし
い。これは、不純物が、感光体ドラム１の近傍に位置す
ると感光体ドラム１の表面に傷をつける虞があるためで
ある。

【００６８】このようにして、表面電位検出センサ８に
より感光体ドラム１の表面の電位を適宜検出し、検出結
果に基づいて、現像バイアス電圧または帯電器２に印加
する電圧の少なくとも一方を変化させて、カブリ電位差
を適切に保持するため、装置の周囲環境あるいは経時的
な理由による感光体ドラム１の特性変化や性能劣化を考
慮しながら、帯電不良トナーを、感光体ドラム１の特性
変化及び帯電不良トナーの帯電特性に応じて、適切な量
を感光体ドラム１に付着させ、強制的に現像装置４の外
へ排出させる動作を確実に実施することができる。そし
て、未帯電トナーと、逆帯電トナー及び不純物と、を分
離して、未帯電トナーをトナーリサイクル部２９に載せ
て現像装置４へ還流し、逆帯電トナー及び不純物を廃棄
する。

【００６９】その結果、現像装置４内は、大半が正常な
帯電特性を示すトナーで占められ、カブリの無い良好な
画質の複写物を安定的に得ることができる。また、画質
低下を招ねく帯電不良トナーを量的に過不足なく現像装
置４の外へ排出することができるとともに、帯電不良ト
ナーは、一旦現像装置４外へ排出された後、トナーリサ
イクル部２９により現像装置４内へ還流して、キャリア
と一緒に再撹拌を行なうと、正常な帯電特性を示すトナ
ーに転化することが可能になり、それゆえ、トナーの利
用効率を向上させることができる。

【００７０】ここで、累積画像形成枚数と表面電位の変
化の関係を図６に基づいて説明する。図６は、感光体ド
ラム１の回転回数、すなわち累積画像形成枚数に対する
感光体ドラム１の表面電位の変化と、感光体ドラム１の
膜厚の変化と、を示すグラフである。同図に示すよう
に、感光体ドラム１の回転回数が増加するのに伴って、
膜厚も表面電位も低下している。特に、０回と５万回と
を比較すると、表面電位は約５０Ｖ変化しているととも
に、感光体ドラム１の膜厚は元の膜厚の略半分である１
３μｍに減少している。

【００７１】次に、画像形成装置の使用環境と表面電位
の変化の関係を、図７に基づいて説明する。図７は、温
度と湿度の３種類の設定において、感光体ドラム１の回
転回数の変化に伴う感光体ドラム１の表面電位の変化を
示すグラフである。図６と同様に感光体ドラム１の回転
回数を０〜５万回の１万回転毎に、温度及び湿度を変え
て、表面電位の変化を計測している。画像形成装置にと
って好ましい温度／湿度である３０℃／８５％での感光
体ドラム１の表面電位の変化より、温度／湿度が低い設
定である２３℃／５０％、及び１０℃／３０％の環境下
の方が、明らかに変化量が大きい。特に、１０℃／３０
％の場合、感光体ドラム１の回転回数の増加に伴って、
他の条件の場合より急激に表面電位が変化している。

【００７２】このように大幅に表面電位が変化すれば、
感光体ドラム１の表面電位の変化を考慮しなければ十分
に帯電不良トナーを強制的に排出することはできないこ
とが明白である。それゆえ、本発明では、感光体ドラム
１の表面の電位を検出して、帯電不良トナーの強制的な
排出に利用することによって、現像装置内から帯電不良
トナーを確実に除去することができる。

【００７３】本発明の他の実施形態について、図８に基
づいて説明する。図８は、本発明の他の実施形態に係る
画像形成装置における画像形成動作のタイミングチャー
トである。同図において、図１で示す動作に類似する部
分には、同一の参照符号を付して、その説明を省略す
る。

【００７４】図８で示す動作は、単一原稿の複数枚複写
や、複数原縞の連続複写等の、いわゆるマルチモードで
の動作を表している。マルチモードでは、感光体ドラム
１の表面電位Ｖo は、−５５０Ｖの一定値に保持されて
おり、従来は、現像バイアス電圧Ｖb も−４００Ｖの一
定値であった。本発明では図８に示すように、連続して
画像形成を行なう場合に、前の画像形成を終了してか
ら、次の画像形成を行なうまでの期間である紙間を前半
期間と後半期間にわけ、−５３０Ｖから−３００Ｖま
で、画像形成状態によって変化させている。これによ
り、紙間の前半期間のタイミングＢ〜Ｃ間では、現像バ
イアス電圧Ｖb は−５３０Ｖに設定されるので、カブリ
電位差は−２０Ｖとなり、未帯電トナーを感光体ドラム
１に付着させることができる。また、紙間の後半期間の
タイミングＤ〜Ｅ間では、現像バイアス電圧Ｖb は−３
００Ｖに設定されるので、カブリ電位差は−２５０Ｖと
なり、逆帯電トナー（＋帯電トナー）を付着させること
ができる。なお、この際に、表面電位検出センサ８によ
る表面電位の検出と、この検出結果に基づく高圧電源ユ
ニットの制御によりカブリ電位差が前記の値に略維持さ
れる。

【００７５】図９は、本発明のさらに他の実施形態に係
る画像形成動作のタイミングチャートである。図９にお
いて、図８に対応する動作には、同一の参照符号を付し
て示す。この図９で示す動作も、マルチモードでの動作
であり、感光体ドラム１の表面電位Ｖo は、−５５０Ｖ
の一定値に保持される。そして、紙間の前半期間におい
て、現像バイアス電圧Ｖb を、−４００Ｖから−３００
Ｖに上昇させて、逆帯電トナーを感光体ドラム１に付着
させて、紙間の後半期間に、バイアス電圧Ｖbを−５３
０Ｖに低下させることによって、未帯電トナーを感光体
ドラム１に付着させている。このように現像バイアスＶ
b を変動させても、同様の効果を得ることができる。な
お、この際に、表面電位検出センサ８による表面電位の
検出と、この検出結果に基づく高圧電源ユニット５２の
制御によりカブリ電位差が所定の値に略維持される。

【００７６】図１、図８及び図９で説明した感光体ドラ
ム１の表面を所定の電位に帯電させる帯電器２に印加さ
れる電圧や現像ローラ４ｃに印加される現像バイアス電
圧Ｖb を変動させるためにパルス幅変調をおこなってい
る。図１０は、パルス幅変調方式を実施するための回路
図である。ここでは、感光体ドラム１の表面電位、即ち
帯電器２に印加する電圧を制御する回路について説明す
る。制御部Ｓは、電位制御のためのプロセスを行なう図
外のＣＰＵとともに、メモリＭ、カウンタＣＮＴ、パル
ス発生器ＰＧ、ＡＤ変換器ＡＤＣ、及び反転回路を備え
ている。この回路は、感光体ＰＣの表面電位を均一にす
る帯電電圧を発生させるのに、出力電圧Ｖout が一定に
なるように制御する。即ち、出力電圧Ｖout を２つの検
出抵抗Ｒ，ｒで分圧し、Ｖout ×ｒ／（ｒ＋Ｒ）で得ら
れる電圧を制御部Ｓの演算回路（反転回路）にフイード
バックし、ＡＤＣでＡＤ変換された値をＣＮＴによって
メモリＭに予め設定された目標値と比較し、これが等し
くなるようにパルス発生器ＰＧをＰＷＭ制御する。

【００７７】具体的には、ＡＤ変換値が目標値よりも大
きい場合にはＰＷＭ信号のＤＵＴＹを小さくし、目標値
よりも小さい場合にはＰＷＭ信号のＤＵＴＹを大きくし
ている。そして、そのＰＷＭ信号でトランジスタＴｒを
ＯＮ／ＯＦＦすることにより、トランスＴを駆動し出力
を得ている。また、ＰＷＭ信号波形のＤＵＴＹは、トラ
ンスＴが磁気飽和しないレベルで制限を行なっている。
なお、ここでは帯電器２に印加する電圧制御回路を例に
挙げて説明したが、図１０の回路図の出力側に現像バイ
アス用の端子が接続されるものと考えると、現像バイア
ス電圧Ｖb の制御を全く同様に行なうことができる。

【００７８】図１１は、帯電器２への印加電圧に対する
感光体表面電位を示す図である。同図に示すように、感
光体ドラム１の表面電位は、感光体ドラム１へ対向する
帯電器２への印加電圧と同電位に帯電する。感光体ドラ
ム１の表面電位を一定の傾きに維持しつつ、所定の表面
電位−５５０Ｖに到達させるために、帯電器２への電圧
印加の制御をパルス幅変調で行なう。また、現像ローラ
４ｃへの印加電圧も、印加する現像バイアスと同電位と
なる。

【００７９】図１２は、現像ローラ４ｃへの電圧印加の
制御をパルス幅変調で行ない、そのＤｕｔｙ比に対し
て、現像バイアス電圧Ｖb の変化を示す図である。現像
バイアス電圧を一定の傾きに維持しながら、所定の電圧
−４００Ｖの電位に到達させるために、電圧印加の制御
をパルス幅変調で行なう。例えば、−４００Ｖの印加電
圧を得るためには、パルス幅のＤＵＴＹをｌ００％で行
い、−２００Ｖの印加電圧を得るためには、パルス幅の
ＤＵＴＹ５０％で行なう。

【００８０】このように、本発明の実施形態では、現像
バイアス電圧Ｖb 及び感光体ドラム１の表面電位Ｖo の
制御をともにパルス幅変調で行なっているが、単純なＯ
Ｎ−ＯＦＦ制御を行なうと、瞬時に目標電位へ到達する
ので、電位変化がステップ状の変化となり、電圧制御が
困難である。しかし、パルス幅変調による制御では、時
間経過とともに、一定の傾きを維持しながら、比例関係
で電位変化させることが容易に行われるので、電源装置
の出力電圧制御を高精度かつ効率的に行なうことがで
き、画像形成装置の性能向上につながる。

【００８１】なお、上記の説明で前回転時及び後回転時
の双方で帯電不良トナーを感光体ドラム１の表面に付着
させる例を挙げて説明をしたが、前回転時のみ、または
後回転時のみに実施してもよい。

【００８２】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００８３】(1) 画像形成装置の累積画像形成枚数等の
経時的な使用状況の変化や、温度や湿度等の画像形成装
置が配置されている使用環境の変化によって感光体表面
電位が変動する点を考慮して、確実な動作制御を実施す
るために、感光体の表面電位を表面電位計測手段で実測
し、この計測結果に基づいて帯電器に印加する電圧、及
び現像バイアス電圧のうちの少なくとも一方を制御する
ことにより、画質低下を招来する帯電不良トナーを高精
度かつ効率的に現像装置外へ排出することができるの
で、良好な画質を安定して提供することができる。ま
た、感光体の特性変化に対応する分の帯電不良トナーを
排出できるので、画質低下を招来する帯電不良トナーを
量的に過不足なく現像装置外へ排出するとともに、帯電
不良トナーを分離部材と搬送部材によって再使用可能な
トナー並びに再使用不能なトナー及び不純物に分離する
ことができる。さらに、再使用可能なトナーを効果的に
リサイクルすることができる。

【００８４】(2) 感光体表面と現像剤担持体との電位差
をカブリ電位差（画像形成期間における感光体表面と現
像剤担持体との電位差）よりも小さくして感光体に未帯
電トナーを付着させる処理と、感光体表面と現像剤担持
体との電位差をカブリ電位差よりも大きくして感光体に
逆帯電トナーを付着させる処理と、を行なうため、カブ
リ電位差を基準値として感光体表面と現像剤担持体との
電位差を変更することにより、帯電不良トナーである未
帯電トナー及び逆帯電トナーの両方を確実に感光体表面
に強制付着することができる。

【００８５】(3) 非画像形成期間である感光体の前回転
時と後回転時との一方または両方を利用して、不良トナ
ーを現像装置から感光体に強制付着させるので、画像形
成期間には画像形成動作のみを実施するので、装置の利
用効率や画像形成の速度が特に低下することがない。

【００８６】(4) 感光体の前回転時には帯電手段の通電
開始タイミングから所定期間遅れて現像剤担持体への現
像バイアス電圧の印加が開始され、感光体の後回転時に
は帯電手段の通電停止タイミングから所定期間遅れて現
像剤担持体への現像バイアス電圧の印加が停止されるこ
とによって、感光体の前回転時及び後回転時の所定期間
内において感光体表面と現像剤担持体との電位差は、未
帯電トナーを感光体表面に付着させるためのカブリ電位
以下の範囲から、逆帯電トナーを感光体表面に付着させ
るためのカブリ電位以上の範囲まで変化する。これによ
って、感光体の前回転時と後回転時とのそれぞれで、未
帯電トナー及び逆帯電トナーの両方を感光体に強制付着
することができる。

【００８７】(5) 逆帯電トナーを感光体に付着させる際
は、キャリアが付着しない感光体表面と現像剤担持体と
の電位差が保持され、未帯電トナーを感光体に付着させ
る際は、正規の帯電特性のトナーが付着しない感光体表
面と現像剤担持体との電位差が保持されるため、帯電不
良トナーのみが感光体に付着されるので、画像特性の良
好な複写物を安定的に得ることができる。

【００８８】(6) 帯電手段に印加する電圧と現像剤担持
体に印加される現像バイアス電圧が、パルス幅変調によ
って制御されることにより、パルス幅の制御によって、
帯電手段の電圧の印加による感光体表面の電位、及び現
像バイアス電圧の印加による現像剤担持体の電位が任意
に変化し、感光体に対する不良帯電トナーの強制付着に
適した感光体表面と現像剤担持体殿電位差を容易に実現
できる。

【００８９】(7) 回収したトナーに含まれる逆帯電トナ
ーが分離部材に静電気力によって付着し、回収したトナ
ーに含まれる未帯電トナーが搬送部材に静電気力によっ
て付着するので、回収したトナーにおいて逆帯電トナー
と未帯電トナーとを分離部材と搬送部材とを介して分離
して搬送することができる。

【００９０】(8) 複数枚連続して画像形成を実施する場
合に各紙間において感光体表面と現像剤担持体との電位
差が変更されることによって、複数枚連続して画像形成
する場合には、各紙間において帯電特性異なる複数種類
の帯電不良トナーを感光体に強制付着させることがで
き、画質を維持するために帯電不良トナーを排出する期
間を途中に設けなくてもよいので、機械の利用効率や画
像形成の速度が特に低下することなく、良好な画質を維
持することができる。

【００９１】(9) 複数枚連続で画像形成を実施する場合
に、現像バイアス電圧が、各紙間の前半期間と後半期間
とにおいて、画像形成期間における電圧を基準として増
減変化するため、感光体表面と現像剤担持体との電位差
は、各紙間の前半期間と後半期間とにおいて、帯電特性
の異なる複数種の帯電不良トナーを感光体に強制付着さ
せることができる状態になる。このため、連続複写を行
なうにあたって、画質を維持するために帯電不良トナー
を排出する期間を途中に設けなくてもよいので、機械の
利用効率や画像形成の速度が特に低下することなく、良
好な画質を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形
成動作を示すタイミングチャートである。

【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の
構成を示す図である。

【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御部
の構成を示すブロック図である。

【図４】本発明におけるクリーニング装置１１内で行な
う未帯電トナー、逆帯電トナー及び不純物の分離の様子
を示す模式図である。

【図５】図４と別の構造のクリーニング装置の構成を示
す図である。

【図６】感光体ドラム１の回転数に対して、感光体ドラ
ム１の表面電位と、感光体ドラムの膜厚と、の関係を示
すグラフである。

【図７】温度と湿度の３種類の設定において、感光体ド
ラムの回転数の変化に伴う感光体ドラムの表面電位の変
化を示すグラフである。

【図８】本発明の他の実施形態に係る画像形成装置にお
ける画像形成動作のタイミングチャートである。

【図９】本発明のさらに他の実施形態に係る画像形成装
置における画像形成動作のタイミングチャートである。

【図１０】パルス幅変調方式を実施するための回路図で
ある。

【図１１】帯電器への印加電圧に対する感光体表面電位
を示す図である。

【図１２】現像ローラへの電圧印加のパルス幅変調で行
ない、そのＤｕｔｙ比に対して、現像バイアス電圧Ｖb
の変化を示す図である。

【図１３】従来の画像形成装置の概略の構成を示す図で
ある。

【図１４】従来に画像形成装置の画像形成動作を示すタ
イミングチャートである。

【図１５】カブリ電位差の変化によって感光体に付着す
る未帯電トナー、逆帯電トナー及びキャリアの付着量を
示す図である。

【図１６】環境変化に対する帯電不良トナーの分布変化
を示す図である。

【符号の説明】

１−感光体ドラム２−帯電器４−現像装置８−表面電位検出センサ１１−クリーニング装置２９−リサイクル部

フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DA02 DA32 DA33 DA35 EA01 EA05 EA08 EA09 EC06 EC15 EC18 ED09 ED27 EF07 EF11 2H034 AA00 BC07 BC09 BC10 BF00 CA01 CB00 CB01 CB02 2H077 AA37 AC02 AC16 AD06 AD32 AD35 AE06 DA01 DA47 DA81 DB08 DB12 DB14 DB18 DB21 EA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体表面を所定の電位に帯電させる帯
電手段と、感光体の表面電位を計測する表面電位計測手段と、現像バイアス電圧の印加により所定の電位に帯電した現
像剤担持体によって感光体表面の静電潜像にトナーを供
給してトナー画像とする現像手段と、トナー画像を転写材に転写した後に感光体表面に残留す
るトナーを回収し、回収したトナーの帯電極性に基づい
て回収したトナーから再使用不能なトナー及び不純物を
分離する分離部材と、再使用可能なトナーを回収位置に
搬送する搬送部材と、を備えたクリーニング手段と、クリーニング手段で回収した再使用可能なトナーを回収
位置から現像手段へ還流させるトナーリサイクル手段
と、画像形成動作を制御するとともに、表面電位計測手段の
計測結果に基づいて、帯電手段に印加する電圧または現
像剤担持体の現像バイアス電圧の少なくとも一方を制御
して、感光体の表面と現像剤担持体との電位差を変更
し、現像手段に蓄積している帯電不良トナーを感光体表
面に強制付着させる制御手段と、を具備したことを特徴
とする画像形成装置。
【請求項２】前記帯電不良トナーは、未帯電トナー及
び逆帯電トナーであり、前記制御部は、未帯電トナーを感光体表面に強制付着さ
せる際に前記電位差を画像形成期間よりも小さくし、逆
帯電トナーを感光体表面に強制付着させる際に前記電位
差を画像形成期間よりも大きく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】前記帯電不良トナーの前記感光体表面へ
の強制付着は、非画像形成期間である感光体の前回転時
または後回転時の少なくとも一方において行なうことを
特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記制御部は、前回転時に帯電手段への
通電を開始し、感光体表面の電位の上昇により感光体表
面と現像剤担持体との電位差が画像形成期間での電位差
より大きくなった後に前記現像剤担持体への現像バイア
ス電圧の印加を開始し、後回転時に前記帯電手段への通
電を停止し、感光体表面の電位の下降により感光体表面
と現像剤担持体との電位差が画像形成期間での電位差よ
り小さくなった後に現像剤担持体への現像バイアス電圧
の印加を停止させ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】前記前回転時または後回転時の少なくと
も一方で、感光体表面と現像剤担持体との電位差をキャ
リアが感光体に付着しない電位差に保持して逆帯電トナ
ーの強制付着を行い、正規帯電トナーが感光体に付着し
ない電位差を保持して未帯電トナーの強制付着を行なう
ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記制御部は、前記帯電手段に印加する
電圧と、前記現像バイアス電圧と、をともにパルス幅変
調で制御して、感光体の表面と現像剤担持体との電位差
を変更することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記分離部材は、正規帯電トナーと同極
性のバイアス電圧を前記分離部材に印加する電源手段を
備え、前記搬送部材は、正規帯電トナーと逆極性のバイ
アス電圧を前記搬送部材に印加する電源手段を備えたこ
とを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像
形成装置。
【請求項８】前記制御部は、複数枚連続の画像形成時
に、各紙間の前半期間と後半期間とで、感光体表面と現
像剤担持体との電位差を変更することを特徴とする請求
項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】前記紙間の前半期間または後半期間のい
ずれか一方で、現像バイアス電圧を画像形成期間よりも
上昇させて、前記電位差を正規帯電極性のトナーを感光
体に付着させない電位差に保持して未帯電トナーの強制
付着を行ない、かつ前記紙間の前半期間または後半期間
の他方で、前記バイアス電圧を画像形成期間よりも下降
させて、前記電位差をキャリア付着を誘発しない電位差
に保持して逆帯電トナーの強制付着を行なうことを特徴
とする請求項８に記載の画像形成装置。