JP3919641B2

JP3919641B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3919641B2
Application number: JP2002278182A
Authority: JP
Inventors: 正英木下; 雅夫宇山; 元紀足立; 和洋大久保; 磨佐基尾島
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Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2007-05-30
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Also published as: JP2004117600A; US20040136749A1; US6963707B2; US20050271416A1; US7286788B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いる複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式を用いた複写機・プリンタ・ファクシミリなどの転写方式の画像形成装置は、回転ドラム型を一般的とする像担持体である電子写真感光体（感光体）、その感光体を所定の極性・電位に一様に帯電処理する帯電装置（帯電工程）、帯電処理された感光体に静電潜像を形成する情報書き込み手段としての露光装置（露光工程）、感光体上に形成された静電潜像を現像剤であるトナーにより現像剤像（トナー像）として顕像化する現像装置（現像工程）、上記トナー像を感光体面から紙などの転写材に転写する転写装置（転写工程）、転写工程後の感光体上に多少ながら残余する現像剤（残留トナー、転写残トナー）を除去して感光体面を清掃するクリーニング装置（クリーニング工程）、転写材上のトナー像を定着させる定着装置（定着工程）などから構成されており、感光体は繰り返して電子写真プロセス（帯電・露光・現像・転写・クリーニング）が適用されて作像に供される。
【０００３】
一般に、クリーニング装置により感光体面から除去された転写残トナーを収容する廃トナー回収容器がクリーニング装置内に設けられている。よって耐久寿命が長い画像形成装置とするためにはこの容器を大型にする必要があり、装置の小型化の点でデメリットとなる。
【０００４】
そこで、廃トナー回収容器を有するクリーニング装置を廃し、転写工程後の感光体上の転写残トナーを現像装置において「現像同時クリーニング」で感光体上から除去・回収し、再利用するようにしたクリーナレス方式の画像形成装置がある。
【０００５】
「現像同時クリーニング」は、転写後の感光体上の転写残トナーを次工程以降の現像工程時、即ち、引き続き感光体を帯電し、露光して静電潜像を形成した後、この静電潜像を現像する現像過程で、かぶり取りバイアス（現像装置に印加する直流電圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋ）によって、現像されるべきではない感光体上の部分（未露光部、非画像部）に存在する転写残トナーを現像装置に回収する方法である。この方法によれば、転写残トナーは現像装置に回収されて、次工程以降の静電潜像の現像に再利用されるため、廃トナーをなくし、又メンテナンスに手を煩わせることも少なくすることができ、廃トナー容器が無いことで画像形成装置の小型化にも有利である。
【０００６】
一方、帯電手段としては近年コロナ帯電器に代わり、特に。接触帯電部材として導電ローラを用いたローラ帯電方式が、帯電の安定性という点から好ましく用いられている。ローラ帯電方式では、導電性の弾性ローラ（帯電ローラ）を被帯電体に加圧当接させ、これに電圧を印加することによって被帯電体の帯電処理を行う。
【０００７】
この帯電方式に関しては、特許文献１に開示されるように、所望の被帯電体表面電位Ｖｄに相当するＤＣ電圧に、２×Ｖｔｈ（放電開始電圧）以上のピーク間電圧を持つＡＣ電圧成分を重畳した電圧を接触帯電部材に印加するＡＣ帯電方式が提案され、実用にも供されている。このＡＣ電圧による電位のならし効果によりＤＣ帯電方式よりも更なる帯電の均一化を図ることができ、被帯電体の電位はＡＣ電圧のピークの中央であるＶｄにほぼ収束する。
【０００８】
転写工程後の感光体上の転写残トナーを、現像装置において「現像同時クリーニング」で除去・回収するクリーナレス方式の画像形成装置において、感光体の帯電装置として上記接触帯電装置を用いる場合には、感光体上の転写残トナーが感光体と接触帯電装置の接触ニップ部である帯電部を通過する際に、転写残トナー中の、特に、帯電極性が正規極性とは逆極性に反転しているトナーが接触帯電装置に付着して接触帯電装置を許容以上にトナー汚染させ、帯電不良の原因となることがある。
【０００９】
これは、現像剤としてのトナーには、量的には少ないけれども、帯電極性がもともと正規極性とは逆極性に反転しているトナーが混在しているものや、更に帯電極性が正規極性のトナーであっても転写バイアスや剥離放電などに影響されて帯電極性が反転するものや、除電されて帯電量が少なくなるものがあるためである。
【００１０】
つまり、転写残トナーには、帯電極性が正規極性のもの、逆極性のもの（反転トナー）、帯電量が少ないものが混在しており、その内の反転トナーや帯電量が少ないトナーが、感光体と接触帯電装置との接触ニップ部である帯電部を通過する際に接触帯電装置に付着し易い。
【００１１】
又、感光体上の転写残トナーを現像装置の「現像同時クリーニング」にて除去・回収するためには、帯電部を通過して現像部に持ち運ばれる感光体上の転写残トナーの帯電極性が正規極性であり、且つ、その帯電量が現像装置によって感光体の静電潜像を現像できるトナーの帯電量であることが必要である。反転トナーや帯電量が適切でないトナーについては、感光体上から現像装置に除去・回収できず、不良画像の原因となることがある。
【００１２】
そこで、本出願人は、特許文献２に開示するように、感光体の回転方向において、転写部の下流に残留現像剤均一化手段（残留トナー均一化手段）を設け、更に下流で且つ感光体を帯電する帯電手段の上流に現像剤帯電量制御手段（トナー帯電量制御手段）を設けた画像形成装置を提案した。
【００１３】
この画像形成装置において、残留トナー均一化手段は、転写部からトナー帯電量制御手段部へ持ち運ばれる感光体上のパターン状の転写残トナー像を、感光体面に分散分布化して、非パターン化する手段である。具体的には、感光体面を摺擦部材で摺擦することで転写残トナー像パターンを掻き崩し或いは攪乱して現像剤を感光体面に分散分布化する。
【００１４】
残留トナー均一化手段を備えることで、次の正規極性が印加されたトナー帯電量制御手段による転写残トナー全体に対する正規極性の帯電処理が、常に十分になされて、転写残トナーの帯電手段への付着防止が効果的になされる。又、転写残トナー像パターンが消去されることで該転写残トナー像パターンのゴースト像の発生が防止される。
【００１５】
即ち、残留トナー均一化手段が無い場合は、例えば、縦ラインパターン現像剤像、環境、紙種（転写材）、カラー２次色（多色のトナー像を重ねた部分（例えば、イエロートナーとマゼンタトナーを重ねてレッド、オレンジなどの色画像を形成した部分））などの条件によりトナー像の転写性が悪い時には、感光体上のパターン状の転写残トナー像も多くなり、その転写残トナー像がそのままトナー帯電量制御手段部へ持ち運ばれて、トナー帯電量制御手段の一部に現像剤が集中する。これにより、トナー帯電量制御手段の一部で転写残トナーの帯電量を制御しきれない現象（トナー帯電不良現象）を起こす。その結果、帯電部材汚れにより帯電不良が発生してカブリ画像発生を招いたり、又転写残トナー像パターンが残ってそのゴースト像が発生したりすることにもなる。
【００１６】
残留トナー像均一化手段を設けることにより、上記のように、転写部からトナー帯電量制御手段部へ持ち運ばれる像担持体上のパターン状の転写残トナー像は、現像剤量が多くても、その現像剤が感光体面に分散分布化され、非パターン化されるので、トナー帯電量制御手段の一部に現像剤が集中することがなくなり、トナー帯電量制御手段による転写残トナー全体に対する正規極性の帯電処理が常に十分になされて、転写残トナーの帯電手段への付着防止が効果的になされる。又、転写残トナー像パターンのゴースト像の発生も厳に防止される。
【００１７】
そして、トナー帯電量制御手段で正規極性に帯電処理された転写残トナーの帯電量を、帯電手段により感光体を所定の電位に帯電すると同時に、現像装置によって感光ドラムの静電潜像を現像できる適切な帯電量に制御する。その結果、現像装置での転写残トナーの回収が効率的になされ、ゴーストや帯電不良のない良好な画像を得ることができる。
【００１８】
【特許文献１】
特開昭６３−１４９６６９号公報
【特許文献２】
特開２００１―２１５７９８号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のクリーナーレスシステムを用いた場合、以下のような問題が生じた。
（１）画像形成中に紙詰まりや突然の停電などで感光体上にトナーが付着していて転写部にトナーが送られた状態で停止した場合に、次の画像形成を行った場合に帯電不良による異常画像が発生した。
（２）感光体、現像装置、帯電手段、残留トナー均一化手段、トナー帯電量制御手段を備える画像形成部（プロセスユニット）を、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用に複数並べ、転写材上に順次に４色のトナー像を転写するか、若しくは中間転写体上に順次に４色のトナー像を転写した後一括して転写材上に二次転写する、所謂、４連フルカラープリンターにより画像形成を行った場合に、転写材若しくは中間転写体の移動方向上流に位置する画像形成部（以下、「上流ステーション」という。）に比べて、下流に位置する画像形成部（以下、「下流ステーション」という。）の印字比率が低い状態で印字動作を繰り返して行うと、下流ステーションの色味が変化する。
【００２０】
本発明者らは、鋭意検討した結果、上記各問題点の原因を以下のように考える。
【００２１】
上記問題（１）の原因は次のように考えられる。感光体上に現像工程でトナー像が付着し、転写部に運ばれた状態で、紙詰まりや突然の停電などによる画像形成動作の中断が発生した場合、次の装置本体動作を行う際に感光体が回転したときに、転写部に位置していたトナーが転写されずに、残留トナー均一化手段と感光体との当接部に送られる。この時、転写後のトナー量が通常の転写残トナーの量に比べて多いために、感光体の回転方向において上流に設けられた残留トナー均一化手段による均一化が行われても、トナー層が厚すぎて、その後のトナー帯電量制御手段での正規極性への帯電がその表層のみに行われ、下層の感光体の表面側にあるトナーに対して帯電が十分に行われなくなる。この結果、帯電手段の表面にトナー帯電量制御手段を通過した後の転写残トナーが付着して、帯電不良による異常画像の発生を招く。
【００２２】
上記問題（２）の原因は次のように考えられる。各ステーションで順に転写を行う際に、上流ステーションの画像が転写材若しくは中間転写体に載った状態で下流ステーションにて転写動作を行う際に、もともと中間転写体上に載っていた上流ステーションのトナーが、微量ではあるものの下流ステーションの感光体上に付着する（この現象を、以下、「再転写」と呼ぶ。）。そして、下流ステーションにおいて再転写されたこのトナーも、トナー帯電量制御手段により正規極性に均一帯電され、帯電手段により適切な帯電量（現像装置によって感光体上の静電潜像を現像できる帯電量）に制御されることで現像装置に回収される。そのため、上流ステーションの印字比率が高い場合、画像形成を連続して行った際に上流ステーションのトナーが下流ステーションにおいて再転写され、下流ステーションの現像装置に徐々に入り込む。この量が少量の内はそれほど色味が変化しないが、上流ステーションに比べて下流ステーションの印字比率が低い画像の形成が続くと、この再転写が原因で入り込んだトナーが徐々に蓄積していき、混色により色味が変化する。
【００２３】
本発明は、上述の諸問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、残留現像剤均一化手段の転写残現像剤の回収性を向上させた画像形成装置を提供することである。
【００２４】
本発明の他の目的は、紙詰まりや突然の停電などによる画像形成動作の中断が発生した場合の転写残現像剤が増大した場合においても、接触帯電部材の汚れを防止することのできる画像形成装置を提供することである。
【００２５】
又、本発明の他の目的は、複数の画像形成部により多色画像を形成し得る画像形成装置において、転写体の移動方向上流側における印字比率が下流側の画像形成部に比べて高い画像を連続して行った場合などに、上流側画像形成部からの現像剤が再転写により下流側画像形成部の現像手段に混入し、混色により画像の色味が変化するのを防止することのできる画像形成装置を提供することである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像担持体に形成された静電像を現像剤で反転現像する現像手段と、前記像担持体表面の移動方向において前記帯電手段より上流に位置し、前記像担持体上の現像剤を帯電させる現像剤帯電量制御手段と、前記像担持体表面の移動方向において前記現像剤帯電量制御手段より上流に位置し、前記像担持体上の現像剤を均一化する残留現像剤均一化手段と、を有する画像形成装置において、画像形成中に、前記残留現像剤均一化手段に交流電圧を印加し且つ現像剤の正規極性とは逆極性の直流電圧を重畳して印加して前記像担持体の電位を前記現像剤の正規極性とは逆極性側に変化させながら、前記像担持体表面の移動に伴い搬送される現像剤を前記像担持体上から回収すると共に、前記現像剤帯電量制御手段に現像剤の正規極性と同極性の直流電圧を印加して前記現像剤帯電量制御手段と前記像担持体との間で放電を発生させ、前記像担持体表面の移動に伴い前記残留現像剤均一化手段を通過して搬送される前記像担持体上の現像剤を正規極性に帯電させることを特徴とする画像形成装置である。
【００２７】
本発明の一実施態様によると、前記現像手段は、画像形成中に、前記像担持体上に現像剤を供給すると共に、前記像担持体上から現像剤を回収しうる。又、一実施態様では、前記残留現像剤均一化手段に印加する電圧を、画像形成中以外の所定のタイミングで切り換える。
【００２８】
本発明の一実施態様によると、前記帯電手段は、前記像担持体に接触して前記像担持体を帯電させる。一実施態様では、帯電手段には、振動電界が印加される。
【００２９】
本発明において、一実施態様では、前記残留現像剤均一化手段は、前記像担持体に接触する導電性繊維ブラシ部を有する構成とすることができる。又、前記現像剤帯電量制御手段は、前記像担持体に接触する導電性繊維ブラシ部を有する構成とすることができる。
【００３１】
本発明において、一実施態様では、画像形成装置は、前記像担持体と、前記帯電手段と、前記現像手段と、前記現像剤帯電量制御手段と、前記残留現像剤均一化手段と、を備える画像形成部を複数有し、各画像形成部に対向して移動する転写体上に、各画像形成部の前記像担持体から現像剤を転写しうる。前記転写体は、中間転写体、又は転写材を担持して搬送する転写材担持体であってよい。又、本発明の一実施態様によると、前記各画像形成部は、それぞれ異なる色の現像剤像を形成し、前記中間転写体上又は前記転写材担持体上の前記現像剤をクリーニングするクリーニング手段を有し、前記残留現像剤均一化手段に印加する電圧を、画像形成中以外の所定のタイミングで切り換えることにより、前記残留現像剤均一化手段に保持されていた前記現像剤を前記像担持体上に吐き出させ、当該吐き出された現像剤は、前記現像手段を停止した状態で現像部を通過し、その後、転写部において前記中間転写体又は前記転写材担持体上に転写され、そして、前記クリーニング手段でクリーニングされる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００３３】
実施例１
図１は本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す。本実施例の画像形成装置１００は、転写方式電子写真プロセス、接触帯電方式、反転現像方式を用いた、最大通紙サイズがＡ３サイズのカラーレーザープリンタであり、画像形成装置本体（装置本体）と通信可能に接続された外部ホスト装置からの画像情報に応じて転写材、例えば、用紙、ＯＨＰシート、布などにフルカラーの画像を形成し、出力することができる。
【００３４】
画像形成装置１００は、複数個のプロセスカートリッジ８を有し、各プロセスカートリッジ８により、一旦、中間転写体９１に連続的にトナー像を多重転写し、その後転写材Ｐに一括転写することによりフルカラープリント画像を得る４連ドラム方式（インライン）の画像形成装置である。プロセスカートリッジ８は、中間転写ベルト９１の移動方向において直列にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に４個配置されている。
【００３５】
本実施例では、複数の像形成手段たるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋは、使用する現像剤の色が異なる他は同一の構成とされるので、以下、特に区別を要しない場合は、各画像形成部の要素であることを示す符号の添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは省略し、総括的に説明する。
【００３６】
例えば、４色フルカラー画像を形成する場合の全体動作を説明すると、画像形成装置１００と通信可能に接続された外部ホスト装置からの信号に従って、色分解された画像信号が生成され、この信号に応じて、各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋの各プロセスカートリッジ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂｋにおいて各色のトナー像の形成が行われる。各プロセスカートリッジ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂｋでは、像担持体としての電子写真感光体（感光ドラム）１を帯電手段２によって帯電させ、その一様帯電面を露光手段３によって走査露光することで感光ドラム１上に静電潜像を形成し、この静電潜像に現像手段４によって現像剤であるトナーを供給することによりトナー像を形成する。各感光ドラム１に形成された各色のトナー像は、移動する中間転写体（第２の像担持体）としての中間転写ベルト９１上に順次重ね合わせて転写される。そして、中間転写ベルト９１上に形成されたフルカラーのトナー像は、中間転写ベルト９１と２次転写手段としての２次転写ローラ１０とが対向する２次転写部に搬送されてきた転写材Ｐ上に一括転写される。次いで、転写材Ｐは定着手段１２に搬送され、ここでトナー像の定着を受けた後、機外に排出される。
【００３７】
以下、図２をも参照して、画像形成装置１００の各要素について、順次より詳しく説明する。
【００３８】
画像形成装置１００は、像担持体として回転ドラム型の電子写真感光体（感光ドラム）１を有する。本実施例では、感光ドラム１は有機光導電体（ＯＰＣ）ドラムであり、外径は５０ｍｍ、中心支軸を中心に１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって図中矢示の反時計方向に回転駆動される。感光ドラム１は、アルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基体）の表面に、光の干渉を抑えて上層の接着性を向上させる下引き層と、光電荷発生層と、電荷輸送層（厚さ２０μｍ）との３層を下から順に塗り重ねた構成をしている。
【００３９】
本実施例では、画像形成装置１００は、帯電手段として、接触帯電器である帯電ローラ２を有する。帯電ローラ２に所定の条件の電圧を印加することで、感光ドラム１を一様に負極性に帯電させる。帯電ローラ２の長手長さは３２０ｍｍであり、芯金（支持部材）２ａの外回りに、下層２ｂと、中間層２ｃと、表面層２ｄとを下から順次に積層した３層構成とした。下層２ｂは帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、中間層２ｃは帯電ローラ２全体として均一な抵抗を得るための抵抗層であり、表層２ｄは感光ドラム１上にピンホールなどの欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設けている保護層である。本実施例の帯電ロ一ラ２は、芯金２ａとして直径６ｍｍのステンレス丸棒を用い、表層としてフッ素樹脂にカーボンを分散させており、ローラとしての外径は１４ｍｍ、ローラ抵抗は１０⁴Ω〜１０⁷Ωとした。
【００４０】
帯電ロ一ラ２は、芯金２ａの両端部をそれぞれ軸受け部材により回転自在に保持させると共に、押圧ばねによって感光ドラム１方向に付勢して、感光ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもって圧接させている。又、帯電ローラ２は、感光ドラム１の回転に従動して回転する。そして、電圧印加手段としての電源２０から、直流電圧に所定周波数の交流電圧を重畳した所定の振動電圧（帯電バイアス電圧Ｖｄｃ＋Ｖａｃ）が、芯金２ａを介して帯電ローラ２に印加され、回転する感光ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。帯電ローラ２と感光ドラムの接触部が帯電部ａである。
【００４１】
本実施例では、帯電ローラ２に印加する帯電バイアス電圧は、−５００Ｖの直流電圧と、周波数＝１１５０Ｈｚ、ピーク間電圧Ｖｐｐ＝１４００Ｖ、正弦波の交流電圧とを重畳した振動電圧であり、感光ドラム１の周面は−５００Ｖ（暗部電位Ｖｄ）に一様に接触帯電処理される。
【００４２】
又、帯電ローラ２に対して、帯電ローラクリーニング部材２ｆが設けられている。本実施例では、帯電ローラクリーニング部材２ｆは、可撓性を持つクリーニングフィルムである。このクリーニングフィルム２ｆは、帯電ローラ２の長手方向に対し平行に配置され、且つ、同長手方向に対し一定量の往復運動をする支持部材２ｇに一端を固定され、自由端側近傍の面において帯電ローラ２と接触ニップを形成するよう配置されている。支持部材２ｇが、画像形成装置１００の駆動モーターによりギア列を介して駆動され、長手方向に一定量の往復運動をすることで、帯電ローラ２の表層２ｄがクリーニングフィルム２ｆで摺擦される。これにより、帯電ローラ２の表層２ｄの付着汚染物（微粉トナー、外添剤など）の除去がなされる。
【００４３】
感光ドラム１は、帯電ローラ２により所定の極性・電位に一様に帯電処理された後、画像露光手段（カラー原稿画像の色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザビームを出力するレーザスキャンによる走査露光系など）による画像露光Ｌを受ける。これにより、目的のカラー画像の各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋに対応した色成分の静電潜像が形成される。本実施例では露光手段として、半導体レーザを用いたレーザビームスキャナ３を用いた。レーザビームスキャナ３は、画像読み取り装置（図示せず）などのホスト装置から画像形成装置１００側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光を出力して、回転する感光ドラム１の一様帯電処理面をレーザ走査露光（イメージ露光）する。このレーザ走査露光により、感光ドラム１面のレーザ光Ｌで照射されたところの電位が低下することで、回転する感光ドラム１面には、走査露光した画像情報に対応した静電潜像が形成される。本実施例では、露光部電位Ｖｌを−１５０Ｖとした。感光ドラム１における画像露光Ｌの照射位置が露光部ｂである。
【００４４】
次いで、その感光ドラム１に形成された静電潜像は、現像手段としての現像器４でトナーにより現像される。本実施例において、現像器４は２成分接触現像器（２成分磁気ブラシ現像器）である。現像器４は、現像容器（現像器本体）４０、内部に固定配置されたマグネットローラを有する現像剤担持体としての現像スリーブ４１、現像剤規制部材としての現像剤規制ブレード４２、現像容器４０に収容した主に樹脂トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）との混合物である二成分現像剤（現像剤）４６、現像容器４０内の底部側に配設した現像剤攪拌部材４３、４４などを具備する。
【００４５】
現像スリーブ４１は、その外周面の一部を外部に露呈させて現像容器４０内に回転可能に配設されている。現像スリーブ４１には、所定間隙を有して現像剤規制ブレード４２が対向されており、現像スリーブ４１の図中矢印方向の回転に伴い、現像スリーブ４１上に現像剤薄層を形成する。本実施例では、現像スリーブ４１は、感光ドラム１との最近接距離（Ｓ−Ｄｇａｐ）を３５０μｍに保たせて感光ドラム１に近接させて対向配設した。感光ドラム１と現像スリーブ４１との対向部が現像部ｃである。
【００４６】
又、現像スリーブ４１は現像部ｃにおいて感光ドラム１の進行方向とは逆方向に回転駆動される。現像スリーブ４１上の現像剤薄層は、現像部ｃにおいて感光ドラム１の面に対して接触して、感光ドラム１を適度に摺擦する。現像スリーブ４１には電圧印加手段としての電源（図示せず）から所定の現像バイアス電圧が印加される。本実施例では、現像スリーブ４１に印加する現像バイアス電圧は、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、−３５０ＶのＶｄｃと、１８００Ｖｐｐ、周波数＝２３００ＨｚのＶａｃとを重畳した振動電圧である。
【００４７】
而して、回転する現像スリーブ４１上に薄層としてコーティングされ、現像部ｃに搬送された現像剤４６中のトナーが、現像バイアス電圧による電界によって感光ドラム１に形成された静電潜像に対応して選択的に付着することで、静電潜像がトナー像として現像される。本実施例では、感光ドラム１上の露光明部にトナーが付着して静電潜像が反転現像される。現像部ｃを通過した現像スリーブ４１上の現像剤薄層は、引き続く現像スリーブ４１の回転に伴い現像容器４０内の現像剤溜り部に戻される。
【００４８】
更に、現像器４内には、現像剤攪拌部材としての撹拌スクリュー４３、４４が設けられている。攪拌スクリュー４３、４４は、現像スリーブ４１の回転と同期して回転し、補給されたトナーをキャリアと攪拌・混合して、トナーに所定の帯電電荷を与える機能を有する。又、攪拌スクリュー４３、４４は、それぞれ長手方向において反対方向に現像剤４６を搬送し、現像剤４６を現像スリーブ４１に供給すると共に、現像工程によりトナー濃度（現像剤中のトナーの割合）の薄くなった現像剤４６をトナー補給部に搬送し、現像剤４６を現像容器４０内で循環させる機能を有する。
【００４９】
現像器４のスクリュー４４の上流側壁面には、現像剤４６の透磁率変化を検出して現像剤４６中のトナー濃度を検知するセンサー４５が設けられており、現像剤４６の循環方向においてセンサー４５のやや下流側にトナー補給開口４７が設けられている。現像動作を行った後に、現像剤４６はセンサー４５部に運ばれ、ここでトナー濃度が検知される。その検知結果に応じて、現像剤４６中のトナー濃度を一定に維持するために、適宜、現像器４に接続された現像剤補給容器（トナー補給ユニット）５が備えるスクリュー５１の回転により、トナー補給ユニット５から現像器４のトナー補給開口４７を通してトナー補給が行われる。補給されたトナーは攪拌スクリュー４４により搬送され、キャリアと混ざり合い、適度な帯電電荷を付与された後に、現像スリーブ４１の近傍に運ばれ、現像スリーブ４１上で薄層形成され現像に供される。
【００５０】
本実施では、トナーとして、平均粒径６μｍのネガ帯電トナーを用い、キャリアとしては、飽和磁化が２０５ｅｍｕ／ｃｍ³、平均粒径３５μｍの磁性キャリアを用いた。又、トナーとキャリアを重量比６：９４で混合したものを現像剤として用いた。そして、感光ドラム１上で現像に供されたトナーの帯電量は、−２５μＣ／ｇである。
【００５１】
各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋの各感光ドラム１に対向するように、転写手段としての中間転写ユニット９が設けられている。中間転写ユニット９では、中間転写体（第２の像担持体）としての無端状の中間転写ベルト９１が、駆動ローラ９４、テンションローラ９５及び２次転写対向ローラ９６に所定の張力を持って掛け渡されており、図中矢印の方向に移動する。
【００５２】
感光ドラム１上に形成されたトナー像は、感光ドラム１と中間転写ベルト９１との対向部である１次転写ニップ部（転写部）ｄへ進入する。転写部ｄでは、中間転写ベルト９１の裏側に、１次転写手段としての１次転写ローラ９２が当接されている。１次転写ローラ９２には、各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋで独立に１次転写バイアス電圧を印加可能とするため、それぞれ電圧印加手段としての１次転写バイアス電源９３が接続されている。中間転写ベルト９１には、先ず、１色目（イエロー）の画像形成部ＰＹで、上述の動作により感光ドラム１に形成されたイエローのトナー像を転写し、次いで同様の工程を経た各色に対応する感光ドラム１より、順次マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー像を各画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋで多重転写する。
【００５３】
本実施例においては、露光部（露光部電位Ｖｌ：−１５０Ｖ）に転移されたトナーに対する転写効率を考慮し、一次転写バイアス電圧として、１色目〜４色目まですべて＋３５０Ｖの電圧を印加した。中間転写ベルト９１上で形成された４色フルカラー画像は、次いで２次転写手段としての２次転写ローラ１０により、転写材送給手段（図示せず）から供給され、所定のタイミングで搬送手段としての給紙ローラ１３から送られてきた転写材Ｐに一括転写される。
【００５４】
トナー像が転写された転写材Ｐは、次いで定着手段としてのローラ定着器１２に搬送され、ここで熱、圧力によってトナー像が転写材Ｐに溶融定着される。その後、転写材Ｐは機外に排出されカラープリント画像が得られる。
【００５５】
又、中間転写ベルト９１上に残留する２次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーナ１１が備えるクリーニング手段としてのクリーニングブレード１１ａによってクリーニングされ、次の作像工程に備える。
【００５６】
中間転写ベルト９１の材料としては、各色の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋでのレジストレーションを良くするため、伸縮する材料は望ましくなく、樹脂系、或いは金属芯体入りのゴムベルト、樹脂及びゴムからなるベルトが望ましい。本実施例では、ＰＩ（ポリイミド）にカーボン分散し、体積抵抗率を１０⁸Ωｃｍオーダーに制御した樹脂ベルトを用いた。その厚さは８０μｍ、長手方向３２０ｍｍ、全周は９００ｍｍである。
【００５７】
又、一次転写ローラ９２としては、導電性スポンジからなるものを用いた。その抵抗は１０⁶Ω以下、外径は１６ｍｍ、長手長さは３１５ｍｍとした。
【００５８】
更に、各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋには、トナー帯電量制御手段６と残留トナー像均一化手段７とが設けられており、それぞれ感光ドラム１に当接されている。本実施例では、トナー帯電量制御手段６、残留トナー均一化手段７は、両者とも導電性の繊維からなるブラシ部材を用いた。より具体的には、トナー帯電量制御手段６は、横長の電極板６２にブラシ部６１を具備させたものである。又、残留トナー均一化手段７についても同様に、電極板７２にブラシ部７１を具備させてなる。そして、ブラシ部６１、７１を感光ドラム１面に当接させ、感光ドラム１の長手方向（表面移動方向に略直交する方向）に対して略平行に、固定支持して配設している。
【００５９】
トナー帯電量制御手段６、残留トナー均一化手段７のブラシ部６１、７１は、レーヨン、アクリル、ポリエステルなどの繊維にカーボンや金属粉を含ませて抵抗値を制御したものである。ブラシ部６１、７１は、感光ドラム１の表面及び転写残トナーに均一に接触できるように、太さとしては３０デニール以下、密度としては１〜５０万本／ｉｎｃｈ²以上が好ましい。本実施例では、ブラシ部６１、７１は共に、６デニール、１０万本／ｉｎｃｈ²、毛足の長さ５ｍｍで、ブラシの体積抵抗率は６×１０³Ω・ｃｍとした。そして、トナー帯電量制御手段６、残留トナー像均一化手段７を、ブラシ部６１、７１が感光ドラム１面に対して侵入量１ｍｍとなるように当接させ、感光ドラム１との当接ニップ部幅は５ｍｍとした。
【００６０】
図２に示すように、本実施例では、転写部ｄよりも感光ドラム１の回転方向下流側且つ帯電部ａよりも上流側に位置して、感光ドラム１の回転方向上流から順に、残留トナー均一化手段７、トナー帯電量制御手段６が配置され、残留トナー均一化手段７と感光ドラム１との接触部ｅ、トナー帯電量制御手段６と感光ドラム１との接触部ｆが形成されている。
【００６１】
詳しくは後述するように、残留トナー均一化手段７、トナー帯電量制御手段６には、それぞれ電圧印加手段としての電源２２、２１より所定の電圧が印加される。
【００６２】
画像形成装置１００が備える電源２０、２１、２２などの電圧印加手段は、画像形成装置本体が有する、装置動作を統括制御する制御手段としての制御回路１３０によって制御される。
【００６３】
尚、本実施例では、感光ドラム１、帯電ローラ２、帯電ローラクリーニング部材２ｆ、現像器４、残留トナー均一化手段７、トナー帯電量制御手段６などは、帯電ユニット枠体１１１、現像枠体１１２によって一体的にカートリッジ化されてプロセスカートリッジ８を構成する。プロセスカートリッジ８は、画像形成装置本体に設けられた装着手段１１０ａを介して取り外し可能に装着される。又、プロセスカートリッジ８が画像形成装置本体に装着された状態で、画像形成装置本体に設けられた駆動手段（図示せず）とプロセスカートリッジ８側の駆動伝達手段が接続され、感光ドラム１、現像器４、帯電ローラ２などが駆動可能な状態となる。更に、プロセスカートリッジ８が画像形成装置本体に装着された状態で、帯電ローラ２、トナー帯電量制御手段６、残留トナー均一化手段７にバイアスを印加する電源２０、２１、２２、現像スリーブ４１にバイアスを印加する電源（図示せず）などの各種電圧印加手段は、プロセスカートリッジ８側及び画像形成装置本体側にそれぞれ設けられた接点を介して電気的に接続される。一方、トナー補給ユニット５は、現像器４及び画像形成装置本体に対して装着手段１１０ｂを介して着脱可能に装着される。
【００６４】
次に、残留トナー均一化手段７、トナー帯電量制御手段６の作用についてより詳しく説明する。
【００６５】
転写工程後の感光ドラム１上には転写残トナーがある。この転写残トナーには、画像部の負極性トナー、非画像部の正極性トナー、転写工程における正極性の電圧に影響されて極性が正極性に反転してしまったトナー（反転トナー）が含まれる。
【００６６】
本実施例では、このような正規極性、逆極性のトナーに対する、残留トナー均一化手段７のトナー回収性を高めるように残留トナー均一化手段７に印加する電圧条件を設定する。これにより、転写残トナーを残留トナー均一化手段７で回収して、基本的には帯電ローラ２と感光ドラム１との当接部（帯電部）ａにトナーが送られないようにする。
【００６７】
本実施例において、残留トナー均一化手段７には、画像形成時に、直流電圧が重畳された交流電圧が電源２２より印加される。
【００６８】
残留トナー均一化手段７に交流電圧を印加することによって、静電的に感光ドラム１上の転写残トナーを回収する能力を向上させる。更に、残留トナー均一化手段７に、トナーの正規極性とは逆極性の直流電圧を、上記交流電圧に重畳して印加することで、感光ドラム１上の静電潜像を除電してポジゴーストを防止する。尚、残留トナー像均一化手段７に印加する電圧に関しては後述してより詳細に説明する。
【００６９】
又、トナー帯電量制御手段６には、画像形成時に、トナーの正規極性と同極性である負極性の電圧が、電源２１から印加される。これは、残留トナー像均一化手段７から僅かながらすり抜けてくるトナーが帯電ローラ２を汚すのを防止するためである。即ち、上述のように、本実施例においては、基本的には残留トナー均一化手段７が転写残トナーを回収する。しかし、残留トナー均一化手段７が転写残トナーを１００％完全に回収することは難しく、僅かながら残留トナー均一化手段７をすり抜けるトナーが存在する。そこで、本実施例では、トナー帯電量制御手段６に、放電開始電圧以上である−７００Ｖ以上の直流電圧を印加することにより、トナー帯電量制御手段６を通過する転写残トナーは、十分な放電により負極性（正規極性）に帯電付与される。
【００７０】
その後、上述した帯電部ａにおける帯電工程にて、転写残トナーの上から感光体ドラム１面を帯電処理するが、転写残トナーの極性はトナー帯電量制御手段６によって負極性に一様に揃えられているため、トナーの帯電ローラ２への付着はない。又、帯電ローラ２に印加する交流バイアスによって、転写残トナーの帯電電荷は適度に除電される。
【００７１】
続いて、露光部ｂにおける露光工程において転写残トナー上から露光を行うが、転写残トナーの量は少ないため、影響は現れない。
【００７２】
そして、現像部ｃにおける現像工程において、現像されるべきではない感光ドラム１上の未露光部（非画像部）に付着している転写残トナーは、完全に負極性に揃い、又帯電ローラ２により適度に除電されて感光ドラム１との鏡映力を減じることができていることから、前述した感光ドラム１の表面電位（未露光部電位：−５００Ｖ）と現像バイアスのＤＣ成分（−３５０Ｖ）との関係（かぶり取り電位差Ｖｂａｃｋ）で、確実に現像器４内に回収される。
【００７３】
上述のように、本実施例においては、現像器４の現像スリーブ４１は現像部ｃにおいて、感光ドラム１面の進行方向とは逆方法に回転され、その上に担持した現像剤層で感光ドラム１を摺擦している（接触２成分カウンター現像方式）。これは、感光ドラム１上の転写残トナーの回収に有利となる。
【００７４】
以下、残留トナー均一化手段７に印加する電圧に関して更に詳細に説明する。
【００７５】
（Ｉ）残留トナー均一化手段への電圧印加条件：
（１）直流電圧条件：
残留トナー均一化手段７に印加する直流電圧に関して調べた。残留トナー均一化手段７は、転写残トナーを回収する働き以外に、感光ドラム１上の静電潜像を除電する働きをも担う。そこで、本発明者らは、直流電圧値を振って、感光ドラム１上のゴーストの発生状況を調べた。結果を表１に示す。
【００７６】
【表１】

【００７７】
表１の結果に示すように、転写後の感光ドラム１の表面電位とほぼ等しい−１５０Ｖでは、転写後の感光ドラム１の表面電位を消去することができず、ポジゴーストの発生を招いた。ポジゴーストを消すためには、＋１５０Ｖ以上を重畳する必要があることが判明した。
【００７８】
ポジゴーストは、例えば、図３に示すように、画像先端部にベタ黒部とベタ白部があり、そのすぐ下側に均一な、例えばハーフトーン画像からなる画像を形成する場合において、このハーフトーン部にて、先のベタ黒部（露光部電位Ｖｌ）に相当する部分の次の感光ドラム１の１周後と、先のベタ白部（未露光部電位Ｖｄ）に相当する部分の次の感光ドラム１の１周後との濃度に差が生じ、前者が濃くなってしまう現象である。
【００７９】
このように、ポジゴーストは、未露光部電位Ｖｄを、次の画像形成までに落としきれないことで生じる。本実施例では、転写工程後の未露光部電位Ｖｄは約−２００Ｖとなっており、露光部電位Ｖｌは−１５０Ｖであることから、未露光部電位Ｖｄを落としきれない場合に差が生じ、ポジゴーストを発生させる。
【００８０】
一方、表１の結果から分かるように、残留トナー均一化手段７に印加する直流電圧が＋１５０Ｖ以上であれば、ポジゴーストの発生は防止できた。本実施例の画像形成装置１００では、実験により電位差として凡そ３００Ｖあれば、残留トナー均一化手段７によって感光ドラム１を帯電させることができることが分かった。即ち、残留トナー均一化手段７の感光ドラム１に対する放電或いは一部電荷注入による帯電開始電圧は凡そ３００Ｖであった。このことから、残留トナー均一化手段７に＋１５０Ｖ以上の直流電圧を印加することにより、未露光部電位Ｖｄと露光部電位Ｖｌの電位差を減らすことが可能となり、ポジゴーストの発生を防止することができたものと考えられる。
【００８１】
以上の結果から、本実施例では、残留トナー均一化手段７に印加する直流電圧を＋２５０Ｖとした。
【００８２】
（２）交流電圧条件：
本発明者らは、残留トナー均一化手段７に印加する交流電圧の周波数とＶｐｐ（ピーク間電圧）を振って、転写残トナーの回収性に関して鋭意検討した。その結果、残留トナー均一化手段７のトナー回収性を飛躍的に高め得る適正条件を見出すに至った。
【００８３】
残留トナー均一化手段７のトナー回収性は、実際にブラシ部７１の通過前後の転写残トナーを観察して、回収されているか否かを調べて判断した。この時、残留トナー均一化手段７には、上述のポジゴーストを防止し得る＋２５０Ｖの直流電圧を重畳した。結果を表２に示す。
【００８４】
【表２】

【００８５】
表２に示す結果から、転写残トナーの回収性に関して、周波数及びＶｐｐのそれぞれは独立して影響していることが判明した。
【００８６】
先ず、周波数に関しては、５００Ｈｚ以上で良好なトナー回収性が得られた。周波数が低すぎると静電吸着と放出の動作が断続的に起こるために、残留トナー均一化手段７のブラシ部７１内への保持力が得られないようであった。両極性のトナーに対する回収性を得るためには、ある程度高い周波数が必要なことが判明した。
【００８７】
次に、Ｖｐｐに関しては、３００Ｖ以上、より好ましくは３５０Ｖ以上であれば十分なトナー回収性があることが判明した。
【００８８】
ここで、上述のように感光ドラム１上にある正規極性、逆極性のトナーを静電的に回収するためには、転写工程後の感光ドラム１の表面電位に対して、残留トナー均一化手段７が正負両極性になるように交流電圧を印加する必要があると想定される。本実施例では、転写バイアスとして＋３００Ｖの直流電圧を１次転写ローラ９２に印加しているので、転写工程後の非画像部電位（未露光部電位）Ｖｄ及び画像部電位（露光部電位）Ｖｌは、それぞれ−２００Ｖ、−１５０Ｖ程度となる。従って、残留トナー均一化手段７に印加する交流電圧としては、転写後の感光ドラム１の表面電位である−１５０Ｖ〜−２００Ｖに対して正負両極性になるだけのＶｐｐが必要であると考えられる。
【００８９】
つまり、残留トナー均一化手段７に印加する直流電圧が＋２５０Ｖであることから、交流電圧のＶｐｐは９００Ｖ以上必要であると想定される。Ｖｐｐを９００Ｖ程度とすれば、残留トナー均一化手段７に印加する電圧の範囲は−２００Ｖ〜７００Ｖとなり、転写工程後の感光ドラム１の表面電位に対して両極性になると考えられる。
【００９０】
しかしながら、上記本発明者らの検討により、実際にはＶｐｐは３５０Ｖ以上あれば良好な回収性が得られた。理論により本発明を束縛することを意図するものではないが、このように、感光ドラム１の表面電位に対して両極性になっていないのにも拘わらずトナー回収性が良好であった原因は、次のように考えられる。
【００９１】
つまり、残留トナー均一化手段７のブラシ部７１と感光ドラム１との当接ニップｅ内の、感光ドラム１の回転方向上流側において、残留トナー均一化手段７からの放電若しくは電荷注入により感光ドラム１の電位が影響を受ける。
【００９２】
例えば、残留トナー均一化手段７に、３５０Ｖｐｐの交流電圧に＋２５０Ｖの直流電圧を重畳したバイアス電圧を印加する場合、印加電圧の範囲は＋７５Ｖから＋４２５Ｖである。このとき、残留トナー均一化手段７の感光ドラム１に対する帯電開始電圧が凡そ３００Ｖであることから、＋４２５Ｖが印加された瞬間に感光ドラム１の電位は、局所的には＋１２５Ｖ程度になっていると考えられる。そして、この局所的な感光ドラム１の表面電位＋１２５Ｖに対しては、＋７５Ｖから＋４２５Ｖの範囲で変化する残留トナー均一化手段７の印加電圧は両極性になっている。従って、残留トナー均一化手段７のトナー回収性が維持できるものと考えられる。
【００９３】
この結果から、転写工程後の感光ドラム１の表面電位に対してずれた直流電圧を残留トナー均一化手段７に印加する場合は、残留トナー均一化手段７の感光ドラム１への帯電開始電圧を超えるＶｐｐを印加する必要があることが分かる。上記試験条件においては、凡そ３００Ｖの帯電開始電圧を上回った３００Ｖ程度から回収性の効果が現れ、３５０ＶのＶｐｐを印加すれば回収性が非常に良好であった。
【００９４】
一方、残留トナー均一化手段７に印加する交流電圧の周波数及びＶｐｐは、両者ともあまり高すぎるとＡＣ電流が多くなり過ぎて、感光ドラム１上のピンホールに対する絶縁破壊の問題などがあり好ましくない。更に、Ｖｐｐが高すぎると、残留トナー均一化手段７自身の発する音の問題があり、Ｖｐｐとしては６００Ｖ以下が好ましい。
【００９５】
よって、本実施例では、残留トナー均一化手段７に印加する交流電圧の周波数は、帯電ローラ２に印加する帯電バイアス電圧の交流成分の周波数と同じ１１５０Ｈｚとし、又Ｖｐｐは４００Ｖとした。又、交流電圧波形としては、矩形波に比べて同一ＶｐｐでのＡＣ電流量が低く、ブラシの音の問題や、ＡＣ電流による問題が生じ難いという利点から、正弦波を採用した。但し、矩形波、三角波などの他の波形であってもよい。
【００９６】
残留トナー均一化手段７に印加する直流電圧は、転写残トナーが負極性の帯電量（トリボ）のトナーが多いことから、感光ドラム１に発生するゴーストの点に加えて、回収性の点でもプラス側を重畳することが好ましい。
【００９７】
本実施例では、残留トナー均一化手段７には、Ｖｐｐ＝４００Ｖ、周波数＝１１５０Ｈｚ、正弦波の交流電圧に、＋２５０Ｖの直流電圧を重畳した交番電圧を印加する。
【００９８】
以上説明した印加バイアス条件によれば、交流電圧の印加により、残留トナー均一化手段７のブラシ部７１の感光ドラム１に接触している部分のみならず、支持部分近くまで入り込む傾向が現れ、残留トナー均一化手段７に直流電圧のみを印加する場合に比べて飛躍的に保持できるトナー量が増加するようである。
【００９９】
このように、本実施例によれば、残留トナー均一化手段７に交流電圧を印加することで両極性の転写残トナーの回収性を向上させ、且つ、直流電圧を重畳させることで比率として多い負極性の転写残トナーの回収性の向上を図ると共に、感光ドラム１に発生するゴーストを防止することができる。
【０１００】
（ＩＩ）色味変動：
次に、本発明者らは、前述した色味の変動に関して調べた。実験方法としては、最も混色が目立つ、イエロートナーがシアンプロセスカートリッジ８Ｃの現像器４内に混入した場合について調べた。
【０１０１】
具体的には、上流のイエロー画像形成部ＰＹでの印字比率を４０％とし、イエロー画像形成部ＰＹよりも中間転写ベルト９１の移動方向下流に位置するシアン画像形成部ＰＣの印字比率を１０％とし、再転写率（中間転写ベルト９１上に転写されたイエロートナーが、シアン画像形成部ＰＣの転写位置ｄで感光ドラム１に再転写される重量比を再転写率とする。）を０．６％としたときの色味変動を調べた。
【０１０２】
結果を図４に示す。図４には、上記本実施例の条件に従って残留トナー均一化手段７に直流電圧を重畳した交流電圧を印加した場合（本実施例）と、残留トナー均一化手段７に交流電圧を印加せず、直流電圧のみを印加した場合（比較例）との結果を併記した。比較例の画像形成装置は、交流電圧を印加しないこと以外は、本実施例の画像形成装置と同一構成であった。色味変動は、色相角を色度計で測定することで比較した。
【０１０３】
図４から明らかなように、残留トナー均一化手段７に交流電圧を印加しない比較例では、シアンの色相角が、画像形成枚数に応じて急激に変動し、レター用紙２００枚で色味変動ΔＥが目視で識別できる２．５を越えた。
【０１０４】
これに対して、残留トナー均一化手段７に交流電圧を印加した本実施例の画像形成装置１００では、１０００枚の画像形成動作を行った後においても、ほとんど色相角の変動は無く、色味変動に関して問題が無いレベルであった。
【０１０５】
このように、本実施例によれば、残留トナー均一化手段７に交流電圧を印加することで転写残トナーの回収性を向上させ、従来問題であった、上流ステーションの印字率が高く、下流ステーションの印字率が低い条件で繰り返し画像形成動作を行った場合に発生する色味変動を防止することができる。
【０１０６】
（ＩＩＩ）ジャム後のトナー回収性：
又、本発明者らは、感光ドラム１上に現像トナー像が付着し転写部に運ばれた状態で、紙詰まり或いは突然の停電などにより画像形成動作が中断した場合における、次の装置本体動作時の帯電不良の発生について調べた。
【０１０７】
その結果、上記本実施例の条件に従って残留トナー均一化手段７に交流電圧を印加することで、転写部ｄで転写されなかったトナーが大量に感光ドラム１に付着する状況においても、次の画像形成動作時における帯電不良によるカブリなどの不良画像の発生は、飛躍的に改善されることが分かった。
【０１０８】
従来は、転写部ｄに位置していたトナーが転写されずに、感光ドラム１の回転によってそのまま残留トナー均一化手段７と感光ドラム１との当接部ｅに送られて、トナー帯電量制御手段６によるトナーに対する帯電が十分に行われないために、帯電ローラ２のトナー汚れの発生を招いていた。これに対して、本実施例によれば、残留トナー均一化手段７のトナー回収性が向上しているために、大量のトナーが残留トナー均一化手段７をすり抜けて、帯電ローラ２に達することによる帯電不良の発生を防止することができる。
【０１０９】
かくして、本実施例によれば、残留トナー均一化手段７により転写残トナーを回収し、基本的には帯電ローラ２及び現像部ｃに転写残トナーが送られないようにする。一方、残留トナー均一化手段７をすり抜けた一部のトナーは、トナー帯電量制御手段６により正規極性である負極性に揃え、帯電ローラ２への付着を防止する。そして、トナー帯電量制御手段６を通過したトナーは、帯電ローラ２を通過する時に適度に除電され、現像器４による回収が容易に行われる。
【０１１０】
これにより、感光ドラム１上に現像トナー像が付着し、転写部ｄに運ばれた状態で、紙詰まりや突然の停電などにより画像形成動作の中断が発生した場合に、次に画像形成装置本体の動作を行った際に、帯電不良による画像不良が発生することを防止することができる。又、上流ステーションにて印字率が高く、下流ステーションにて印字率が低い画像を続けて形成した場合などに発生する色味変動も確実に防止することができる。
【０１１１】
尚、多数枚の画像形成を通して、以上説明したような残留トナー均一化手段７のトナー回収性を維持させるために、残留トナー均一化手段７に回収されたトナーを定期的に吐き出すことが望ましい。斯かるトナー吐き出し動作は、紙間、画像形成装置本体の電源ＯＮ時の初期動作時、或いは画像形成動作終了時などに行うことができる。画像形成時（記録材に記録して出力する画像の形成動作時）以外の所定タイミングで、残留トナー均一化手段７に印加する電圧を変更することが好ましい。
【０１１２】
具体的な一方法として、プラスの直流電圧とマイナスの直流電圧をそれぞれ印加することで吐き出し動作を行わせることが可能である。別法として、画像形成動作中に残留トナー均一化手段７に印加している電圧とは逆極性の直流電圧を印加したり、プラスの直流電圧或いはマイナスの直流電圧をパルス状にＯＮ／ＯＦＦしたりすることによっても同様の効果がある。又、例えば、多量の転写残トナーが発生したと考えられる高印字比率の画像を連続して形成した場合などに、画像形成装置を統括制御する制御手段１３０が、画像情報信号、装置本体動作状況に応じて判断して電源２２などを制御することによって、一連の画像形成動作に割り込ませて、或いはそのような一連の画像形成動作の終了後に、トナーの吐き出し動作を行わせることができる。
【０１１３】
又、残留トナー均一化手段７からトナーを吐き出す際は、混色防止などのために、現像器４での回収を行わせないように現像スリーブ４１の回転を停止して、感光ドラム１上に吐き出されたトナーが現像部ｃを通過するようにし、このトナーを転写部ｄにおいて中間転写ベルト９に転写させ、その後中間転写ベルトクリーナ１１にて回収することができる。感光ドラム１上に吐き出されたトナーは、転写部ｄにおいて、静電的或いは物理的に中間転写ベルト９１に転写させることができる。
【０１１４】
以上説明したように、本実施例によれば、転写工程後の感光ドラム１上のトナーに対して、残留トナー均一化手段７に交流電圧を印加することで回収性を向上させ、更にその下流に位置するトナー帯電量制御手段６に直流電圧を印加する。残留トナー均一化手段７でのトナーの回収性を向上させたことで、紙詰まりや突然の停電などにより画像形成動作の中断が発生し、転写残トナーが増大した場合においても、帯電ローラ２の汚れを防止し、又上流ステーションの印字比率が下流ステーションに比べて高い場合に、画像形成を連続して行った場合に上流ステーションのトナーが再転写して下流ステーションの現像器４に徐々に入り込み色味が変わってしまうのを防止できる。更に、一部、転写残トナー均一化手段７と感光ドラム１との当接部を抜け出して、帯電ローラ２に送られるトナーに対しては、トナー帯電量制御手段６に直流電圧を印加することで、トナーを正規の帯電極性に揃え、帯電ローラ２へのトナーの付着を防止する。そして、帯電ローラ２を通過した後のトナーは適度な帯電量となり、現像器４にて回収され、次の画像に現れるのを防止することができる。
【０１１５】
尚、上記実施例では、各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋからトナーが転写される転写体（被転写体）は、中間転写体であるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。当業者には周知の通り、中間転写体の代わりに、記録用紙などの転写材を担持して、複数の画像形成部に順次搬送する転写材担持体を有し、この転写材担持体上の転写材上に各画像形成部から順次トナー像を重ねて転写して、その後、転写材を転写材担持体から分離して定着手段に搬送し、ここで未定着トナー像を定着してカラー画像を得る画像形成装置がある。本発明はこのような画像形成装置にも等しく適用し得るものである。この場合、残留トナー均一化手段７から適時トナーを吐き出させる際に、上記同様、吐き出したトナーを、各画像形成部から転写体として転写材担持体上に転写して、これを転写材担持体上の現像剤を回収するクリーニングブレードなどのクリーニング手段で除去するようにすることができる。
【０１１６】
又、上記実施例では、残留トナー均一化手段７及びトナー帯電量制御手段６は固定のブラシ状部材であるが、ブラシ回転体、弾性ローラ体、シート状部材など任意の形態の部材にすることができる。
【０１１７】
又、像担持体は表面の体積抵抗率が１０⁹〜１０¹⁴Ω・ｃｍの電荷注入層を設けた直接注入帯電性のものであってもよい。電荷注入層を用いていない場合でも、例えば電荷輸送層が上記の抵抗範囲にある場合も同等の効果が得られる。又、表層の体積抵抗率が約１０¹³Ω・ｃｍであるアモルファスシリコン感光体であってもよい。
【０１１８】
又、可撓性の接触帯電部材は、帯電ローラの他に、ファーブラシ、フェルト、布などの形状・材質のものも使用可能である。又、各種材質のものの組み合わせでより適切な弾性、導電性、表面性、耐久性のものを得ることもできる。
【０１１９】
又、接触帯電部材や現像部材に印加する振動電界の交番電圧成分（ＡＣ成分、周期的に電圧値が変化する電圧）の波形としては、正弦波、矩形波、三角波など適宜使用可能である。直流電源を周期的にオン／オフすることによって形成された矩形波であってもよい。
【０１２０】
更に、像担持体としての感光体の帯電面に対する情報書き込み手段としての像露光手段は実施例のレーザ走査手段以外にも、例えば、ＬＥＤのような固体発光素子アレイを用いたデジタル露光手段であってもよい。ハロゲンランプや蛍光灯などを原稿照明光源とするアナログ的な画像露光手段であってもよい。要するに、画像情報に対応した静電潜像を形成できるものであればよい。
【０１２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、残留現像剤均一化手段に交流電圧を印加することで両極性の転写残現像剤の回収性を向上させ、且つ、直流電圧を重畳させることで比率として多い負極性の転写残現像剤の回収性の向上をはかると共に像担持体に生じるゴーストを防止することができる。特に、紙詰まりや突然の停電などによる画像形成動作の中断が発生した場合の転写残現像剤が増大した場合においても、接触帯電部材の汚れを防止することができる。更に、本発明によれば、複数の画像形成部により多色画像を形成し得る画像形成装置において、転写体の移動方向上流側における印字比率が下流側の画像形成部に比べて高い画像を連続して行った場合などに、上流側画像形成部からの現像剤が再転写により下流側画像形成部の現像手段に混入し、混色により画像の色味が変化するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略断面図である。
【図２】図１の画像形成装置に装着されるプロセスカートリッジの概略断面図である。
【図３】ポジゴースト画像を説明するための模式図である。
【図４】色味変動の防止効果を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１感光ドラム（像担持体）
２帯電ローラ（帯電手段）
３レーザビームスキャナ（露光手段）
４現像器（現像手段）
５現像剤補給容器
６トナー帯電量制御手段（現像剤帯電量制御手段）
７残留トナー均一化手段（残留現像剤均一化手段）
８プロセスカートリッジ
９中間転写ユニット
１０２次転写ローラ（２次転写手段）
１１中間転写ベルトクリーナ
２０、２１、２２電源（電圧印加手段）
９１中間転写ベルト（中間転写体）
９２１次転写ローラ（１次転写手段）

Claims

像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記像担持体に形成された静電像を現像剤で反転現像する現像手段と、
前記像担持体表面の移動方向において前記帯電手段より上流に位置し、前記像担持体上の現像剤を帯電させる現像剤帯電量制御手段と、
前記像担持体表面の移動方向において前記現像剤帯電量制御手段より上流に位置し、前記像担持体上の現像剤を均一化する残留現像剤均一化手段と、
を有する画像形成装置において、
画像形成中に、前記残留現像剤均一化手段に交流電圧を印加し且つ現像剤の正規極性とは逆極性の直流電圧を重畳して印加して前記像担持体の電位を前記現像剤の正規極性とは逆極性側に変化させながら、前記像担持体表面の移動に伴い搬送される現像剤を前記像担持体上から回収すると共に、前記現像剤帯電量制御手段に現像剤の正規極性と同極性の直流電圧を印加して前記現像剤帯電量制御手段と前記像担持体との間で放電を発生させ、前記像担持体表面の移動に伴い前記残留現像剤均一化手段を通過して搬送される前記像担持体上の現像剤を正規極性に帯電させることを特徴とする画像形成装置。
前記現像手段は、画像形成中に、前記像担持体上に現像剤を供給すると共に、前記像担持体上から現像剤を回収しうることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
前記残留現像剤均一化手段に印加する電圧を、画像形成中以外の所定のタイミングで切り換えることを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
前記帯電手段は、前記像担持体に接触して前記像担持体を帯電させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
前記帯電手段には、振動電界が印加されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
前記残留現像剤均一化手段は、前記像担持体に接触する導電性繊維ブラシ部を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
前記現像剤帯電量制御手段は、前記像担持体に接触する導電性繊維ブラシ部を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
前記像担持体と、前記帯電手段と、前記現像手段と、前記現像剤帯電量制御手段と、前記残留現像剤均一化手段と、を備える画像形成部を複数有し、各画像形成部に対向して移動する転写体上に、各画像形成部の前記像担持体から現像剤を転写しうることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の画像形成装置。
前記転写体は、中間転写体、又は転写材を担持して搬送する転写材担持体であることを特徴とする請求項８の画像形成装置。
前記各画像形成部は、それぞれ異なる色の現像剤像を形成し、前記中間転写体上又は前記転写材担持体上の前記現像剤をクリーニングするクリーニング手段を有し、前記残留現像剤均一化手段に印加する電圧を、画像形成中以外の所定のタイミングで切り換えることにより、前記残留現像剤均一化手段に保持されていた前記現像剤を前記像担持体上に吐き出させ、当該吐き出された現像剤は、前記現像手段を停止した状態で現像部を通過し、その後、転写部において前記中間転写体又は前記転写材担持体上に転写され、そして、前記クリーニング手段でクリーニングされることを特徴とする請求項９の画像形成装置。