JP4237476B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置には、潜像担持体とこれに接触しつつ表面移動する表面移動部材との間に転写電界を形成することで、潜像担持体上のトナー像を中間転写体等の表面移動部材上又は記録材搬送部材等の表面移動部材によって搬送される記録材上に転写する静電転写方式を採用するものがある。このような装置では、転写後の潜像担持体表面部分に転写残トナーが残留する。この転写残トナーが除去されないまま、その潜像担持体表面部分が次の画像形成工程に供されることになると、その潜像担持体表面部分で帯電ムラ等の帯電不良が生じ、画質劣化の原因となる。そのため、従来は、転写領域から帯電領域までの潜像担持体表面に対向する位置にクリーニング装置を設け、転写残トナーを除去していた。しかし、このようなクリーニング装置には、潜像担持体表面から回収した転写残トナーを収容する廃トナータンクや、回収した転写残トナーを再利用するためにその転写残トナーを搬送するリサイクルトナー搬送通路などを設けるスペースが必要になる。そのため、画像形成装置が大型化してしまう。特に、近年では、カラー画像の画像形成スピードの高速化が強く要求されているため、潜像担持体を各色ごとに備えたいわゆるタンデム型の画像形成装置が主流になりつつある。このタンデム型の画像形成装置において、上記のようなクリーニング装置を利用する場合、そのクリーニング装置を複数ある潜像担持体のすべてに個別に設ける必要が生じる。そのため、タンデム型の画像形成装置では、装置の大型化の問題がより顕著なものとなる。
【０００３】
このような装置の大型化の問題に対処できるものとして、例えば、特許文献１に開示された画像形成装置がある。この画像形成装置は、潜像担持体表面に残留した転写残トナーを現像装置を用いて回収する方式（以下、「現像器回収方式」という。）を採用している。この現像器回収方式では、クリーニングとは別の目的で設置されている現像装置をクリーニング手段として利用するため、別個独立に上記のようなクリーニング装置を設ける必要がない。よって、この現像器回収方式を採用すれば、装置の小型化に大きく貢献することができる。
【０００４】
また、上記特許文献１では、現像器回収方式の画像形成装置に搭載する帯電装置として、潜像担持体に帯電ローラを接触させて帯電を行う実施例が記載されている。従来から、潜像担持体表面を一様に帯電する方式には、その表面に帯電ローラ等の帯電部材を接触又は近接させて一様帯電する接触・近接帯電方式と、コロナチャージャ等によって一様帯電するチャージャ帯電方式とが知られている。しかし、チャージャ帯電方式では、潜像担持体表面を所望の電位とするためには大量の放電を発生させる必要があるため、オゾンやＮＯｘ等の放電生成物が大量に発生する問題がある。これに対し、接触・近接帯電方式であれば、チャージャ帯電方式に比べて発生する放電量が少ない点で有利である。したがって、上記実施例に記載の画像形成装置によれば、装置の小型化を図りつつ、放電生成物の発生量が少なくなるという効果が得られるものと考えられる。
【０００５】
しかし、このように現像器回収方式と接触・近接帯電方式を併用した画像形成装置においては、潜像担持体上の転写残トナーを現像領域まで搬送する間に、その転写残トナーが帯電部材に付着することになる。そのため、帯電部材に付着した転写残トナーによって一様帯電が妨げられ、潜像担持体の表面電位を所望の電位にできなかったり、帯電ムラ等の帯電不良が生じたりする。その結果、画像濃度の低下や地肌汚れなどが生じ、画質劣化が生じるという不具合があった。なお、この不具合は、現像器回収方式を採用する場合に限らず、転写残トナーを潜像担持体上から除去しないまま帯電部材との接触領域に搬送する構成を有するものであれば、同様に生じ得るものである。
【０００６】
【特許文献１】
特許第３０９１３２３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本出願人は、特願２００２−２５４１４２号等において、上記不具合を解決し得る画像形成装置を提案した。この画像形成装置は、転写後に潜像担持体表面に残留した転写残トナーのうち、帯電バイアスと同極性に帯電した正規帯電トナーとは逆極性の逆帯電トナーを、ブラシ部材等の一時保持手段により潜像担持体表面から回収して保持する。そして、その保持した逆帯電トナーを、一の画像形成を終えてから次の画像形成を行うまでの間などの所定のタイミングで、潜像担持体表面に戻す。このようにして潜像担持体上に戻した逆帯電トナーは、現像装置で回収したり、上記表面移動部材上に転移させた後にクリーニング装置で回収したりする。この装置によれば、戻された逆帯電トナーが帯電領域を通過する間、帯電バイアスの印加を停止したり、帯電部材を潜像担持体から離間させたりするので、逆帯電トナーが帯電部材に付着することがない。なお、転写残トナーのうちの正規帯電トナーは、その帯電極性が帯電バイアスと同極性であるため、帯電部材に付着することはなく、上記不具合の原因とはならない。しかも、転写残トナーのうちの正規帯電トナーは、次の画像形成工程において、現像領域に達することで現像剤中のキャリアに付着して回収されるか、その画像形成工程におけるトナー像を構成することになる。すなわち、転写残トナーのうちの正規帯電トナーに関しては、画像形成工程にほとんど悪影響を与えることはない。
【０００８】
ここで、転写残トナーのうちの逆帯電トナーは、転写残トナーのうちの正規帯電トナーに比べて帯電特性が悪いことが原因で発生する。そのため、逆帯電トナーを再び現像装置に戻して再利用すると、画質を悪化させるなどの不具合が生じやすくなる。よって、逆帯電トナーは現像装置に戻さずに回収することが望ましい。このような回収方法としては、例えば、上述のような、潜像担持体上に戻された逆帯電トナーを上記表面移動部材上に転移させて潜像担持体表面から回収する方法が考えられる。この方法のように、逆帯電トナーが現像領域を通過した後にその逆帯電トナーを潜像担持体表面から回収する場合、逆帯電トナーが現像領域を通過中に現像装置に回収されないようにする必要がある。現像装置に回収されないようにする方法としては、現像バイアスをＯＦＦにし、潜像担持体表面とトナー担持体との間の電位差をなくす方法が挙げられる。
【０００９】
ところが、本発明者らは、種々の実験を行った結果、潜像担持体表面とトナー担持体との間の電位差をなくした場合、そのトナー担持体に担持されたトナーが潜像担持体表面側に転移してしまう現象を確認した。これは、トナー担持体上に付着しているトナーがもつ微少電荷によって、潜像担持体表面との間に微少電位差が形成されることが原因であると考えられる。このような現象が発生してしまうことで、潜像担持体表面に戻された逆帯電トナーを潜像担持体表面から回収している間に、現像装置内のトナーを無駄に消費してしまうという問題が生じる。
【００１０】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、潜像担持体表面に戻した逆帯電トナーを回収している間に、現像装置内のトナーの無駄な消費を抑制することができる画像形成装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像担持体と、所定極性の帯電バイアスが印加される帯電部材を該潜像担持体表面に接触又は近接させて該潜像担持体表面を一様に帯電する帯電手段と、一様帯電された潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、上記帯電バイアスと同じ極性に帯電したトナーを表面に担持しながら表面移動するトナー担持体を該潜像担持体に対向させ、該トナー担持体上のトナーを該潜像に付着させて現像を行う現像手段と、該潜像担持体とこれに接触しつつ表面移動する表面移動部材との間に転写電界を形成して、該現像手段により該潜像担持体表面に形成されたトナー像を、該表面移動部材との間に挟持される記録材上又は該表面移動部材上に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、上記転写手段による転写後に上記潜像担持体表面に残留した転写残トナーのうち、上記所定極性とは逆極性に帯電した逆帯電トナーを該潜像担持体表面から回収して保持するとともに、その保持した逆帯電トナーを所定のタイミングで潜像担持体表面に戻す一時保持手段と、上記トナー担持体との対向位置を通過した逆帯電トナーを該潜像担持体表面から回収するための回収手段と、上記トナー担持体の表面移動を停止させる停止手段と、上記トナー担持体と上記潜像担持体との間に該トナー担持体上のトナーを該トナー担持体側に引きつける電界を形成する電界形成手段とを設け、該一時保持手段が逆帯電トナーを該潜像担持体表面に戻す動作を開始してから該回収手段による該逆帯電トナーの回収動作が終了するまでの間は、該停止手段により該トナー担持体の表面移動を停止させ、かつ、該電界形成手段により上記電界を形成することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記電界形成手段は、上記トナー担持体に上記所定極性とは逆極性の逆極性バイアスを印加するバイアス印加手段を有し、該バイアス印加手段により該トナー担持体に該逆極性バイアスを印加することで上記電界を形成することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記バイアス印加手段は、上記逆極性バイアスのほか、上記トナー担持体と上記潜像担持体表面との間に、該トナー担持体に担持されたトナーを上記潜像担持体表面に形成された潜像側に移動させる現像電界を形成するための現像バイアスをも該トナー担持体に印加するものであり、上記電界形成手段は、上記現像を行う間は該現像バイアスを印加し、上記電界形成手段により上記電界を形成する期間は該逆極性バイアスを印加するように、該トナー担持体への印加バイアスを切り替えるバイアス切替手段を有することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明においては、いわゆる静電転写方式を採用するため、その転写後の潜像担持体表面部分には転写残トナーが残留する。転写残トナーの中には、正規の極性に帯電した正規帯電トナーと、正規の極性とは逆極性に帯電した逆帯電トナーが存在し、このうち逆帯電トナーが画質劣化の大きな妨げとなることは上述したとおりである。そこで、本発明においては、画質劣化の原因となる逆帯電トナーに関しては、これが帯電領域に達する前に一時保持手段により一時的に保持した後、所定のタイミングで潜像担持体表面に戻す。そして、その潜像担持体表面部分に戻された逆帯電トナーは、トナー担持体との対向領域（現像領域）を通過した後に潜像担持体表面から回収手段によって回収される。このような回収手段であれば、転写領域から帯電領域までの潜像担持体表面に対向する位置に、廃トナータンクやリサイクルトナー搬送通路を備えた潜像担持体用のクリーニング装置を別個に設ける必要がない。しかも、その位置に配置される一時保持手段は、転写残トナーのうちでも逆帯電トナーさえ一時的に保持できるものであればよく、従来のクリーニング装置に比べて遙かに小型化が可能である。したがって、本画像形成装置及び本プロセスカートリッジによれば、画像形成装置自体を小型化することが可能になる。
ここで、本発明においては、一時保持手段が逆帯電トナーを潜像担持体表面に戻す動作を開始してから、回収手段による回収動作が終了するまでの間は、トナー担持体の表面移動を停止させる。これにより、たとえトナー担持体上のトナーが潜像担持体表面に付着するにしても、その停止期間中に潜像担持体表面に付着するのは、トナー担持体表面のうち潜像担持体表面に対向している部分に担持されたトナーだけである。したがって、一時保持手段が逆帯電トナーを潜像担持体表面に戻す動作を開始してからその逆帯電トナーを回収手段が回収するまでの間、常にトナー担持体が表面移動している場合に比べて、トナー担持体上のトナーが潜像担持体表面に付着する量を少なくすることができる。
しかも、本発明においては、トナー担持体の表面移動を停止させる期間、トナー担持体と潜像担持体との間に電界を形成する。この電界は、トナー担持体上のトナーをトナー担持体側に引きつけるものなので、その電界形成期間中はトナー担持体上のトナーが潜像担持体表面に付着するのを抑制することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
〔実施形態１〕
以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真方式のプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）に適用した一実施形態（以下、本実施形態を「実施形態１」という。）について説明する。本プリンタは、イエロー（以下、「Ｙ」と記す。）、シアン（以下、「Ｃ」と記す。）、マゼンタ（以下、「Ｍ」と記す。）、ブラック（以下、「Ｋ」と記す。）の４色のトナーから、カラー画像を形成するものである。
【００１４】
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。
図２は、本実施形態１に係るプリンタの概略構成図である。本プリンタは、潜像担持体として４つの感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを備えている。なお、ここでは、ドラム状の感光体を例に挙げているが、ベルト状の感光体を採用することもできる。各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは、それぞれ表面移動部材としての無端移動部材である中間転写ベルト１０に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。本実施形態において、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは、それぞれ表面移動部材としての無端移動部材である中間転写ベルト１０に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは、比較的薄い円筒状の導電性基体上に感光層を形成し、更にその感光層の上に保護層を形成したもので、その外径が３０［ｍｍ］で、その内径が２８．５［ｍｍ］である。
【００１５】
本実施形態では、低コスト化、感光体設計の自由度、無公害性等の観点から有機系感光体を用いている。有機系の感光体には、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ ）に代表される光導電性樹脂を用いたものが知られている。また、有機系の感光体には、ＰＶＫ−ＴＮＦ（２，４，７−トリニトロフルオレノン）に代表される電荷移動錯体型、フタロシアニン−バインダーに代表される顔料分散型、電荷発生物質と電荷輸送物質とを組み合わせた機能分離型などがある。この中でも、近年では、特に機能分離型の感光体が注目されている。
【００１６】
図３は、本実施形態で使用する感光体ドラム１の断面図である。この感光体ドラム１は、機能分離型の感光体であり、基体である導電性支持体５１上に、電荷発生層５２及び電荷輸送層５３を積層した上に更に保護層５４を積層したものである。この感光体ドラム１における静電潜像形成のメカニズムは、次のとおりである。すなわち、感光体ドラム１を帯電した後に光照射すると、光は透明な電荷輸送層５３を通過し、電荷発生層５２中の電荷発生物質により吸収される。光を吸収した電荷発生物質は電荷担体を発生し、この電荷担体は電荷輸送層５３に注入され、帯電によって生じている電界にしたがって電荷輸送層５３中を移動し、感光体ドラム表面の電荷を中和する。これにより、その中和部分が静電潜像となる。このような機能分離型の感光体は、主に紫外域で強い吸収特性を持つ電荷輸送物質と、主に可視域に強い吸収特性を持つ電荷発生物質とを組み合わせて用いるのが有用である。
【００１７】
上記保護層５４に使用される材料としては、ＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル樹脂、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアリルスルホン樹脂、ポリブチレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリスルホン樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢ樹脂、ＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂などが挙げられる。
【００１８】
また、保護層５４の耐摩耗性を向上するために、フィラーを添加してもよい。このフィラーの材料としては、ポリテトラフルオロエチレンのような弗素樹脂、シリコーン樹脂、これら樹脂に酸化チタン、酸化スズ、チタン酸カリウム、シリカ、アルミナ等の無機材料を分散したもの等が挙げられる。このフィラーの含有量は、重量基準で、１０［％］以上４０［％］以下、好ましくは２０［％］以上３０［％］以下とするのがよい。フィラーの含有量が１０％未満であると感光体ドラム１の表面削れに関連する感光体ドラム周辺の構成によっては、耐摩耗性が不十分となるおそれがあり、フィラーの含有量が４０％を越えると露光に対する感度が低下するおそれがある。また、フィラーの分散性を向上させるために分散助剤を添加してもよい。この分散助剤としては、塗料等に使用されるものが適宜利用でき、その添加量は、重量基準で、フィラーの含有量に対して０．５［％］以上４［％］以下、好ましくは１［％］以上２［％］以下とする。また、上記保護層５４には、電荷輸送材料を添加するのも有効である。また、酸化防止剤なども必要に応じて添加することができる。
【００１９】
保護層５４の形成方法としては、浸漬塗工法、スプレーコート法、ビートコート法、ノズルコート法、スピナーコー法ト、リングコート法等の公知の方法を用いることができる。保護層の厚さは、０．５［μｍ］以上１０［μｍ］以下、好ましくは４［μｍ］以上６［μｍ］以下とする。
また、電荷発生層５２及び電荷輸送層５３からなる感光層と、保護層５４との間に中間層を設けてもよい。この中間層には、一般にバインダー樹脂を主成分として用いる。このバインダー樹脂としては、ポリアミド、アルコール可溶性ナイロン、水溶性ポリビニルブチラール、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。中間層の形成方法としては、上述した保護層の形成方法と同様に、公知の塗布法を用いることができる。なお、中間層の厚さは、０．０５［μｍ］以上２［μｍ］以下とするのがよい。
【００２０】
本実施形態１で使用する感光体ドラム１は、上述したように有機系感光体であるため、機械的、化学的な耐久性に乏しいという欠点がある。具体的に説明すると、電荷輸送物質の多くは低分子化合物として開発されているが、この低分子化合物は単独では製膜性がないため、通常、不活性高分子に分散・混合して利用されることになる。しかるに、電荷輸送物質である低分子化合物と不活性高分子とからなる電荷輸送層は一般に柔らかく、機械的耐久性に乏しい。そのため、その電荷輸送層を表面にもつ感光体ドラム１を繰り返し使用すると、その表面に接触する帯電ローラ３ａ、現像剤、中間転写ベルト１０、ブラシローラ４１などによる摺擦によって、膜削れを生じやすい。よって、感光体ドラム１として、特に有機系感光体を利用する場合には、その寿命を長くするために上記保護層５４を設けるのが有効である。
【００２１】
図４は、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ周りの概略構成を示す図である。なお、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ周りの構成はすべて同じであるため、１つの感光体ドラムについてのみ図示し、色分け用の符号Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋについては省略してある。
感光体ドラム１の周りには、その表面移動方向に沿って、一時保持手段としてのトナー保持装置４０、帯電手段としての帯電装置３、現像手段としての現像装置５の順に配置されている。帯電装置３と現像装置５との間には、潜像形成手段としての露光装置４から発せられる光が感光体ドラム１まで通過できるようにスペースが確保されている。
【００２２】
帯電装置３は、感光体ドラム１の表面を負極性に一様帯電する。本実施形態１における帯電装置３は、いわゆる接触・近接帯電方式で帯電処理を行う帯電部材としての帯電ローラ３ａを備えている。すなわち、この帯電装置３は、帯電ローラ３ａを感光体ドラム１の表面に接触させ、その帯電ローラ３ａに負極性バイアスを印加することで、感光体ドラム１の表面を一様帯電する。本実施形態１では、感光体ドラム１の表面電位が一様に−（マイナス）５００［Ｖ］となるような直流バイアスに交流バイアスを重畳させた帯電バイアスを帯電ローラ３ａに印加している。なお、直流バイアスのみの帯電バイアスを利用することもできる。また、本実施形態の帯電装置３には、帯電ローラ３ａの表面をクリーニングするクリーニングブラシ３ｂが設けられている。本実施形態では、後述するように帯電ローラ３ａの表面にトナーが付着することはほとんどない。しかし、トナーが僅かに付着した場合でも、帯電ローラ３ａによる帯電ムラ等の帯電不良を引き起こす原因となる。よって、本実施形態では、帯電ローラ３ａの表面をクリーニングブラシ３ｂによってクリーニングする構成を採用している。
なお、上記帯電装置３として、帯電ローラ３ａの周面上の軸方向両端部分に薄いフィルムを巻き付け、これを感光体ドラム１の表面に当接するように設置してもよい。この構成においては、帯電ローラ３ａの表面と感光体ドラム１の表面との間は、フィルムの厚さ分だけ離間した極めて近接した状態となる。したがって、帯電ローラ３ａに印加される帯電バイアスによって、帯電ローラ３ａの表面と感光体ドラム１の表面との間に放電が発生し、その放電によって感光体ドラム１の表面が一様帯電される。
【００２３】
このようにして一様帯電した感光体ドラム１の表面には、露光装置４によって露光されて各色に対応した静電潜像が形成される。この露光装置４は、各色に対応した画像情報に基づき、感光体ドラム１に対して各色に対応した静電潜像を書き込む。なお、本実施形態１の露光装置４は、レーザ方式の露光装置であるが、ＬＥＤアレイと結像手段からなる露光装置などの他の方式の露光装置を採用することもできる。
【００２４】
また、現像装置５は、そのケーシングの開口からトナー担持体としての現像ローラ５ａが部分的に露出している。本実施形態１で使用する現像装置５では、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を使用しているが、キャリアを含まない一成分現像剤を使用してもよい。現像装置５は、図２に示したトナーボトル３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋから、対応する色のトナーの補給を受けてこれを内部に収容している。このトナーボトル３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋは、それぞれが単体で交換できるように、プリンタ本体に対して着脱可能に構成されている。このような構成とすることで、トナーエンド時にはトナーボトル３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋだけを交換すればよい。したがって、トナーエンド時にまだ寿命になっていない他の構成部材はそのまま利用でき、ユーザーの出費を抑えることができる。
【００２５】
トナーボトル３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋから現像装置５内に補給されたトナーは、攪拌搬送スクリュー５ｂによってキャリアと撹拌されながら搬送され、現像ローラ５ａ上に担持されることになる。この現像ローラ５ａは、磁界発生手段としてのマグネットローラと、その周りを同軸回転する現像スリーブとから構成されている。現像剤中のキャリアは、マグネットローラが発生させる磁力により現像ローラ５ａ上に穂立ちした状態となって感光体ドラム１と対向する現像領域に搬送される。ここで、現像ローラ５ａは、現像領域において感光体ドラム１の表面よりも速い線速で同方向に表面移動する。そして、現像ローラ５ａ上に穂立ちしたキャリアは、感光体ドラム１の表面を摺擦しながら、キャリア表面に付着したトナーを感光体ドラム１の表面に供給する。このとき、現像ローラ５ａには、図示しない電源から−３００［Ｖ］の現像バイアスが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。そして、感光体ドラム１上の静電潜像と現像ローラ５ａとの間では、現像ローラ５ａ上のトナーに静電潜像側に向かう静電力が働くことになる。これにより、現像ローラ５ａ上のトナーは、感光体ドラム１上の静電潜像に付着することになる。この付着によって感光体ドラム１上の静電潜像は、それぞれ対応する色のトナー像に現像される。また、本実施形態１では、現像ローラ５ａは、クラッチを介して駆動装置に接続されており、そのクラッチによって、現像ローラ５ａの回転を一時停止することができる構成となっている。
【００２６】
上記中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１１，１２，１３に張架されており、図中矢印の方向に無端移動する構成となっている。この中間転写ベルト１０上には、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ上のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。静電転写方式には、転写チャージャを用いた構成もあるが、本実施形態１では転写チリの発生が少ない転写ローラを用いた構成を採用している。具体的には、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋと接触する中間転写ベルト１０の部分の裏面に、それぞれ転写手段としての１次転写ローラ１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋを配置している。本実施形態１では、各１次転写ローラ１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋにより押圧された中間転写ベルト１０の部分と各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋとによって、１次転写ニップ部が形成される。そして、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト１０上に転写する際には、各１次転写ローラ２０に正極性のバイアスが印加される。これにより、各１次転写ニップ部には転写電界が形成され、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト１０上に静電的に付着し、転写される。
【００２７】
中間転写ベルト１０の周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置１５が設けられている。このベルトクリーニング装置１５は、中間転写ベルト１０の表面に付着した不要なトナーをファーブラシ及びクリーニングブレードで回収する構成となっている。なお、回収した不要トナーは、ベルトクリーニング装置１５内から図示しない搬送手段により図示しない廃トナータンクまで搬送される。
【００２８】
また、支持ローラ１３に張架された中間転写ベルト１０の部分には、２次転写ローラ１６が接触して配置されている。この中間転写ベルト１０と２次転写ローラ１６との間には２次転写ニップ部が形成され、この部分に、所定のタイミングで記録材としての転写紙が送り込まれるようになっている。この転写紙は、露光装置４の図中下側にある給紙カセット２０内に収容されており、給紙ローラ２１、レジストローラ対２２等によって、２次転写ニップ部まで搬送される。そして、中間転写ベルト１０上に重ね合わされたトナー像は、２次転写ニップ部において、転写紙上に一括して転写される。この２次転写時には、２次転写ローラ１６に正極性のバイアスが印加され、これにより形成される転写電界によって中間転写ベルト１０上のトナー像が転写紙上に転写される。
【００２９】
２次転写ニップ部の転写紙搬送方向下流側には、定着手段としての加熱定着装置２３が配置されている。この加熱定着装置２３は、ヒータを内蔵した加熱ローラ２３ａと、圧力を加えるための加圧ローラ２３ｂとを備えている。２次転写ニップ部を通過した転写紙は、これらのローラ間に挟み込まれ、熱と圧力を受けることになる。これにより、転写紙上に載っていたトナーが溶融し、トナー像が転写紙に定着される。そして、定着後の転写紙は、排紙ローラ２４によって、装置上面の排紙トレイ上に排出される。
【００３０】
本実施形態１では、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ、その周囲に配置された現像装置等の部品、露光装置４、中間転写ベルト１０、ベルトクリーニング装置１５等を、一体化したプロセスカートリッジ３０として構成している。このプロセスカートリッジ３０は、プリンタ本体に対して着脱自在となっている。よって、プロセスカートリッジ３０内に収容された部品に寿命が到来したり、メンテナンスが必要になったりしたときには、そのプロセスカートリッジ３０を交換すればよく、利便性が向上する。なお、本実施形態１では、上述したトナーボトル３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋは、このプロセスカートリッジ３０とは別個にプリンタ本体に対して着脱自在な構成となっている。
【００３１】
次に、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの表面に残留した転写残トナーのクリーニングについて説明する。
本実施形態１で使用するトナーは、いわゆる重合法によって形成されたトナーであり、その形状は真球に近い。一方、従来から用いられている粉砕法等によって形成されるトナーは、その表面にランダムな凹凸が存在するため、その平均円形度は低いものとなる。このように平均円形度の低いトナーは、一般に、その粒径分布がブロードになるため、各トナーの表面積のバラツキが大きくなる。よって、現像装置内での撹拌時やドクタ通過時における摩擦帯電による各トナーの帯電量が現像剤中のトナー間で大きく異なることになる。その結果、現像剤中におけるトナーの帯電分布が広がってしまい、感光体上に付着した全トナーに対して転写電界の作用が均一に働かず、転写率が低下してしまう。これに対し、本実施形態１においては、トナーの平均円形度が高いため、各トナーの形状が真球に近く、全トナーの形状を高い精度で制御できている。そのため、その粒径分布が狭く、各トナーの表面積のバラツキを小さくすることができる。よって、摩擦帯電によるトナーの帯電量の差が現像剤中のトナー間で小さくなる。その結果、トナーの帯電分布が狭くなり、転写率が向上し、感光体上に残留する転写残トナーの量を少なくすることができる。
【００３２】
また、現像領域においては良好に帯電されたトナーが優先的に感光体ドラム上の静電潜像に付着し、消費されることになる。そのため、経時使用するにつれて、現像装置５内には帯電状態が良好でないトナーの比率が上昇する。よって、粉砕法等によって形成されるトナーのように平均円形度が低い場合、上述のようにトナーの帯電分布がブロードになるため、経時使用により現像装置５内に残存する帯電状態が良好でないトナーの量は多い。このような帯電状態が良好でないトナーは、現像領域において現像電界を受けても感光体ドラム上の静電潜像部分に正確に付着されない。したがって、トナーの平均円形度が低い場合、経時使用により地肌汚れやドットのバラツキ等が発生するため、経時的に画像が劣化してしまう。
また、トナーの平均円形度が低い場合、キャリアとの接触面積が増える結果、スペントと呼ばれる現象が発生しやすくなる。スペントとは、トナーのキャリア表面へのフィルミング現象であり、経時的な使用によって悪化するものである。この現象が生じると、新規トナーを新たに補給しても、その新規トナーが摩擦帯電されにくくなり、この現象も経時的な画像劣化の原因であると考えられる。
【００３３】
これに対し、本実施形態１においては、トナーの平均円形度が高いため、トナーの帯電分布が狭く、トナーの平均円形度の低い場合に比べて、もともと帯電状態が良好でないトナーの量が少ない。よって、経時使用しても、地肌汚れやドットのバラツキ等が発生しにくい。また、トナーの平均円形度が高いためにキャリアとの接触面積が小さく、スペントと呼ばれる現象が発生しにくい。したがって、平均円形度の高いトナーを使用すれば、経時的な画像劣化が生じにくいという効果が得られる。
【００３４】
本発明者らは、トナーの平均円形度の好適値を得るために次のような実験を行った。この実験では、現像装置内に現像剤を充填した後、その現像装置を空駆動させて、スペントが観測されるまでの時間を測定した。その実験結果を、下記の表１に示す。そして、トナーの平均円形度が０．９３以上であれば、合格基準である１５万枚の画像形成を行うのに必要な時間に相当する４２００［分］以上経っても、スペントが観測されなかった。そこで、本実施形態１では、円形度の平均値が０．９３以上であるトナーを使用している。
【表１】

【００３５】
ここで、トナーの平均円形度は、各トナーの円形度の平均値であり、次の方法により測定したものである。
各トナーの円形度の測定は、株式会社ＳＹＳＭＥＸ製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００を用いて行った。この測定では、まず、１級塩化ナトリウムを用いて、１［％］のＮａＣｌ水溶液を調整する。その後、このＮａＣｌ水溶液を０．４５のフィルターを通して５０〜１００［ｍｌ］の液を得て、これに分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５［ｍｌ］加え、更に試料を１〜１０［ｍｇ］加える。これを、超音波分散機で分散処理を１分間行い、粒子濃度を５０００〜１５０００［個／μｌ］に調整し、分散液を得る。この分散液をＣＣＤカメラで撮像し、トナーの２次元投影画像の面積と同じ面積をもつ円の円周長を、そのトナーの２次元投影画像の周囲長で割った値を、各トナーの円形度として用いた。なお、ＣＣＤの画素の精度から、トナーの２次元投影画像の面積と同じ面積をもつ円の直径（円相当径）が０．６［μｍ］以上であるトナーを有効なものとした。トナーの平均円形度は、各トナーの円形度を得た後、測定範囲内にある全トナーの円形度をすべて足し合わせ、それをトナー個数で割った値を用いたものである。
【００３６】
本実施形態１で用いるトナーは、モノマー、開始剤、着色剤等の原料を混合し、重合処理、洗浄分離処理、乾燥処理、後処理を経て得られる懸濁重合方式によって作成することができる。また、モノマー、開始剤、乳化剤、分散媒をモノマー重合し、凝集会合処理、洗浄分離処理、乾燥処理、後処理を経て得られる乳化重合方式等によって作成することもできる。このほか、塊状重合方式や溶液重合方式を用いてもよい。
【００３７】
図５（ａ）は、感光体ドラム１上に担持されたトナーの転写直前における帯電電位分布を示すグラフである。また、図５（ｂ）は、転写後に感光体ドラム１上に残留した転写残トナーの帯電電位分布を示すグラフである。図５（ａ）に示すように、転写直前におけるトナーの帯電量は、ほぼ−３０［μＣ／ｇ］を中心に分布しており、そのほとんどが負極性に正規帯電している。一方、転写残トナーの帯電量は、およそ−２［μＣ／ｇ］を中心に分布したものとなる。一般に、転写残トナーのほとんどは、トナーの組成不良などにより所望どおりの帯電特性が得られない不良トナーである。そのため、転写残トナーの一部は、１次転写ローラ１４に印加された正極性バイアスによる電荷注入を受けるなどして、トナーの帯電極性が正極性に反転する。その結果、転写残トナーの中には、図５（ｂ）中斜線部分で示すような正極性に反転してしまった逆帯電トナーが存在してしまう。
【００３８】
このような逆帯電トナーは、感光体ドラム１に付着したまま帯電装置３の帯電ローラ３ａとの対向位置まで搬送されると、正極性の帯電バイアスが印加された帯電ローラ３ａの表面に静電的に吸引されて付着してしまう。これは、帯電ローラ３ａを感光体ドラム１の表面に近接させて配置した上述した構成であっても、同様である。そして、帯電ローラ３ａの表面にトナーが付着すると、帯電ローラ３ａの抵抗値や表面状態が変化するため、感光体ドラム１の表面との間の帯電開始電圧にムラが生じる。これにより、逆帯電トナーが付着していない場合と同じ帯電バイアスを帯電ローラ３ａに印加しても、感光体ドラム１の表面が所望の電位（−５００［Ｖ］）に均一にならなくなる。その結果、画像濃度ムラも生じるおそれがある。また、帯電ローラ３ａの表面のごく一部にトナーが付着した場合、トナーが付着していない箇所に向けて帯電バイアスによる電流が集中することにある。これにより、逆帯電トナーが付着していない場合と同じ帯電バイアスを帯電ローラ３ａに印加すると、感光体ドラム表面の帯電電位が所望の電位よりも高くなる。その結果、露光装置４による露光を受けた部分すなわち静電潜像部分の電位が負極性側にシフトし、画像濃度が低下してしまう。また、帯電ローラ３ａの表面のほぼ全域にトナーが付着して、帯電ローラ３ａの表面にトナーがコーティングされた状態になると、帯電能力が低下し、感光体ドラムの表面電位が所望の電位よりも下がる。これにより、露光装置４による露光を受けない部分すなわち非静電潜像部分（地肌部分）の電位が、現像ローラ５ａに印加される現像バイアスに近づいてしまう。その結果、十分に帯電されていないトナーが感光体ドラム上の地肌部分に付着して、地肌汚れが発生してしまう。
【００３９】
一方で、転写残トナーの中には負極性のままの正規帯電トナーも存在する。しかし、この正規帯電トナーは、帯電装置３の帯電ローラ３ａとの対向位置まで搬送されても、帯電バイアスが印加されていれば、その帯電ローラ３ａの表面に付着することはない。しかも、正規帯電トナーは、現像領域に達することで、現像装置５の現像ローラ５ａ上のキャリアに付着して回収されるか、その画像形成工程のトナー像を構成することになる。すなわち、転写残トナーのうちの正規帯電トナーに関しては、画像形成工程にほとんど悪影響を与えることはない。したがって、転写残トナーのうちの逆帯電トナーをいかにして画像形成工程に悪影響を及ぼさないようにするかが重要となる。そのため、本実施形態１では、感光体ドラム１上の転写残トナーが帯電ローラ３ａとの対向位置に達する前に、その転写残トナーのうちの逆帯電トナーを感光体ドラム１から除去する構成を採用している。
【００４０】
次に、感光体ドラム１の表面に残留した転写残トナーのうちの逆帯電トナーＴ₁をトナー保持装置４０で一時的に保持する一時保持工程について説明する。
図１は、トナー保持装置４０を示す概略構成図である。このトナー保持装置４０は、感光体ドラム１の表面に接触するブラシローラ４１を備えている。このブラシローラ４１は、ブラシ密度が比較的低くなるように形成されたものである。このようにブラシ密度が低ければ、回収したトナーを保持するための十分な空間をブラシ内部に確保することができる。よって、回収したトナーの収容能力が高まり、後述する逆帯電トナーの放出工程の頻度を少なくできる。また、ブラシ密度を低くすることで、回収したトナーをブラシローラ４１が保持したときの機械的な保持力が小さくなる。その結果、後述する逆帯電トナーの放出工程をスムーズに実行することができるようになる。本実施形態１では、ブラシローラ４１の表面付近におけるブラシ密度が、１２０００［本／ｉｎｃｈ²］以上８５８０００［本／ｉｎｃｈ²］以下となるようにブラシローラ４１を形成した。
【００４１】
上記ブラシローラ４１は、駆動装置４２によって図中矢印の方向に回転駆動する。そして、このブラシローラ４１には、第１電源４３又は第２電源４４のいずれか一方からバイアスが印加される構成になっている。具体的には、これらの電源４３，４４とブラシローラ４１との間に切替スイッチ４５を設け、この切替スイッチ４５の動作によってブラシローラ４１に接続される電源を選択する。この切替スイッチ４５の動作は、本プリンタの制御部によって制御されている。なお、第１電源４３は、ブラシローラ４１の表面部分の電位が−７００［Ｖ］となるような保持バイアスを印加するものであり、第２電源４４は、その電位が＋２００［Ｖ］となるような放出バイアスを印加するものである。なお、本実施形態１では、各電源４３，４４として直流電源を用いているが、直流に交流を重畳させたバイアスを印加する電源を用いてもよい。
【００４２】
転写残トナーを付着させた感光体ドラム１の表面部分がブラシローラ４１と接触する領域（以下、「ブラシ接触領域」という。）に到達する前から、ブラシローラ４１には第１電源４３が接続されている。これにより、ブラシローラ４１にはその表面が−７００［Ｖ］となるような保持バイアスが印加されることになる。このような保持バイアスが印加されたブラシローラ４１が感光体ドラム１の表面に接触することで、その表面に付着した転写残トナーのうち、逆帯電トナーＴ₁がブラシローラ４１に付着し、保持されることになる。
【００４３】
詳しく説明すると、感光体ドラム１は、帯電装置３によってその表面が一様に−５００［Ｖ］に帯電された後、露光装置４の露光を受けることにより潜像部分の電位は−５０［Ｖ］程度になる。そして、その潜像部分にトナーを付着させる現像工程を経て、次いで転写工程を終えると、その潜像部分の電位は更に０［Ｖ］に近づくことになる。転写残トナーのほとんどは、潜像部分であった感光体ドラム１の表面部分に付着している。よって、この表面部分に付着した正極性をもつ逆帯電トナーＴ₁は、ブラシ接触領域において、−７００［Ｖ］のバイアスが印加されたブラシローラ４１側に向かう静電力を受けることになる。一方で、潜像部分以外の地肌部分の電位（−５００［Ｖ］）も転写工程を経ることで、その電位が０［Ｖ］側にシフトする。この地肌部分にも僅かながら転写残トナーが付着することがあるが、この地肌部分に付着する正極性をもつ逆帯電トナーＴ₁にも、ブラシ接触領域においてブラシローラ４１側に向かう静電力が働くことになる。したがって、感光体ドラム１の表面に付着した転写残トナーのうち、逆帯電トナーＴ₁に関しては、ブラシ接触領域においてブラシローラ４１に付着し、保持される。
【００４４】
一方、転写残トナーのうちの正規帯電トナーＴ₀は、負極性に帯電しているため、ブラシ接触領域では感光体ドラム１側に向かう静電力を受けることになる。したがって、正規帯電トナーＴ₀に関しては、ブラシローラ４１に保持されずに感光体ドラム１の表面に付着し続けることになる。しかし、正規帯電トナーＴ₀が感光体ドラム１の表面に付着したままブラシ接触領域を通過しても、上述したように次の画像形成工程にほとんど悪影響はなく、次の画像形成工程のトナー像を構成するか、現像装置５に回収されることになる。
【００４５】
ここで、本実施形態１においては、ブラシローラ４１を、ブラシ接触領域において感光体ドラム１の表面移動方向とは逆方向（カウンタ方向）に表面移動させるように駆動装置４２によって駆動している。このようにブラシローラ４１を駆動することによって、多数のブラシ先端部分で感光体ドラム１の表面を摺擦することができる。これにより、感光体ドラム１の表面に付着した正規帯電トナーＴ₀が拡散されることになる。このような拡散によって、感光体ドラム１の表面に対する正規帯電トナーＴ₀の付着力を弱めることができる。その結果、ブラシ接触領域を通過した感光体ドラム１上の正規帯電トナーＴ₀を現像装置５によって回収するのが容易になるという効果が得られる。
【００４６】
なお、この効果は、ブラシローラ４１を、ブラシ接触領域において感光体ドラム１の表面移動方向と同方向でかつ線速差が生じるように駆動すれば、同様にして得られるものである。しかも、このように駆動した場合、本実施形態１のようにカウンタ方向に駆動する場合に比べて、ブラシローラ４１及びこれに接触する感光体ドラム１の駆動負荷を小さくすることができる。よって、ブラシローラ４１及び感光体ドラム１の駆動装置に加わる負荷トルクが小さくなるため、比較的小型の駆動装置を利用することが可能となる。また、感光体ドラム１の駆動装置に加わる負荷トルクが小さくなることで、バンディング現象なども少なくなり、安定して高品質な画像を形成することも可能となる。
【００４７】
また、本実施形態１では、感光体ドラム１の表面にクリーニングブレードを当接させる構成を採用していない。したがって、クリーニングブレードが当接した構成に比べて、感光体ドラム１の駆動装置に加わる負荷トルクを大きく低減することができる。しかし、その一方で、感光体ドラム１の表面に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニング能力は劣る結果となる。そのため、経時使用することによって、感光体ドラム１の表面には転写残トナーがフィルム状になって強固に付着するフィルミング現象が発生するおそれがある。本実施形態１では、使用するトナーがいわゆる球形トナーなので、上述したように転写残トナーの量は比較的少ないが、それでも長期的に使用すればフィルミング現象が発生する可能性がある。しかし、本実施形態１では、上述したように、ブラシローラ４１を感光体ドラム１の表面に対してカウンタ方向に駆動する構成を採用している。そのため、ブラシローラ４１が感光体ドラム１の表面に対して連れ回る構成や、感光体ドラム１の表面に対して同方向に駆動する構成に比べて、感光体ドラム１の表面上に付着する転写残トナーを掻き起こす作用が強い。よって、本実施形態１のようにブラシローラ４１をカウンタ方向に駆動することで、ブラシ接触領域を通過する正規帯電トナーを分散させる効果を高めることができる。その結果、現像装置５による正規帯電トナーの回収率を高めることができ、フィルミング現象の発生を抑制することができる。
【００４８】
また、ブラシローラ４１のブラシ先端は、感光体ドラム１の表面から離れる瞬間の跳ね上がるため、その跳ね上がりによって転写残トナーが飛ばされることがある。ここで、ブラシローラ４１が感光体ドラム１の表面に対して同方向に駆動する構成であると、その跳ね上がりによって、転写残トナーは、ブラシ接触領域より感光体ドラム１の表面移動方向下流側に飛ばされることになる。この場合、飛ばされた転写残トナーが逆帯電トナーであると、これが帯電ローラ３ａに付着し、帯電不良を引き起こす可能性がある。しかし、本実施形態１のようにブラシローラ４１をカウンタ方向に駆動すれば、その跳ね上がりによって、転写残トナーは、ブラシ接触領域よりも感光体ドラム１の表面移動方向上流側に飛ばされることになる。したがって、帯電トナーが飛ばされても、これが帯電ローラ３ａに付着することはなく、帯電不良を引き起こすことはない。
【００４９】
次に、ブラシローラ４１で保持した逆帯電トナーＴ₁を感光体ドラム１の表面に放出する放出工程について説明する。
本実施形態１では、逆帯電トナーＴ₁をブラシローラ４１で保持した後、その逆帯電トナーＴ₁を所定のタイミングで感光体ドラム１の表面に放出する。本実施形態１では、本プリンタが画像形成を行わないとき、詳しくは一の画像形成を終えてから次の画像形成を行うまでの間に、逆帯電トナーＴ₁を放出する。具体的には、一の画像形成工程において発生した逆帯電トナーＴ₁をすべて保持した後、次の画像形成工程で帯電装置３により一様帯電が行われる感光体ドラム１の表面部分がブラシ接触領域に達する前に、逆帯電トナーＴ₁を放出する。このようなタイミングで逆帯電トナーＴ₁を放出することで、後述するように次の画像形成工程が悪影響を与えることなく逆帯電トナーＴ₁を回収することが可能となる。なお、連続して画像形成を行う場合には、その連続中の最後の画像形成を終えた後に、その間に保持した逆帯電トナーＴ₁を放出するようにしてもよい。この場合、後述する逆帯電トナーＴ₁の回収工程の実行によって、連続画像形成を終えるまでの時間が長くなるのを防ぐことができる。
【００５０】
放出工程について更に詳しく説明すると、上記タイミングで放出される逆帯電トナーＴ₁が付着する感光体ドラム１の表面部分には、前回の画像形成工程における残留電位が存在する。本実施形態１においては、この残留電位はおよそ−５０［Ｖ］程度である。この放出時には、ブラシローラ４１に接続される電源が第１電源４３から第２電源４４に切り替えられる。これにより、ブラシローラ４１にはその表面が＋２００［Ｖ］となるような放出バイアスが印加される。このような放出バイアスが印加されると、ブラシローラ４１に保持されていた逆帯電トナーＴ₁には、表面電位が−５０［Ｖ］である感光体ドラム１側に向かう静電力が働くことになる。したがって、ブラシローラ４１に保持されていた逆帯電トナーＴ₁は、ブラシ接触領域において感光体ドラム１の表面に付着する。
【００５１】
次に、ブラシローラ４１から放出されて感光体ドラム１の表面に付着した逆帯電トナーＴ₁を回収する回収工程について説明する。
本実施形態１では、感光体ドラム１の表面に付着した逆帯電トナーＴ₁が帯電ローラ３ａとの接触領域に到達する前に、帯電ローラ３ａに印加されている帯電バイアスを停止させる。具体的には、本プリンタの制御部がバイアス停止手段として機能し、帯電ローラ３ａへの帯電バイアスの印加を停止する。これにより、帯電ローラ３ａはアースされ、その表面電位はほぼ０［Ｖ］になる。一方、逆帯電トナーＴ₁が付着した感光体ドラム１の表面は、上述したようにおよそ−５０［Ｖ］であるため、帯電ローラ３ａとの接触領域では、逆帯電トナーＴ₁には感光体ドラム１側に向かう静電力が働くことになる。したがって、逆帯電トナーＴ₁は帯電ローラ３ａに付着することなく、その接触領域を通過することができる。
【００５２】
このようにして帯電ローラ３ａとの接触領域を通過した逆帯電トナーＴ₁は、次に現像領域に搬送される。本実施形態１では、少なくとも放出工程及び回収工程の間、現像ローラ５ａの回転をクラッチにより一時停止させる。これにより、現像装置５内のトナーが感光体ドラム１の表面に付着して無駄なトナー消費を抑えることができる。このようにして現像領域を通過した逆帯電トナーＴ₁は、次に中間転写ベルト１０と接触する１次転写ニップ部に搬送される。
【００５３】
本実施形態１では、参考例について図示した図６に示すように、感光体ドラム１の表面に付着した逆帯電トナーＴ₁が１次転写ニップ部に到達する前に、１次転写ローラ１４には、通常の画像形成時とは異なる極性のバイアスが印加される。具体的に説明すると、１次転写ローラ１４には、第１転写電源１１７又は第２転写電源１１８のいずれか一方からバイアスが印加される構成になっている。これらの転写電源１１７，１１８と１次転写ローラ１４との間には切替スイッチ１１９が設けられており、この切替スイッチ１１９の動作によって１次転写ローラ１４に接続される転写電源が選択される。この切替スイッチ１１９の動作は、本プリンタの制御部によって制御されている。なお、第１転写電源１１７は、−３００［Ｖ］の転写バイアスを印加するものである。一方、第２転写電源１１８は、各１次転写ローラ１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋについてそれぞれ印加するバイアスが異なり、＋４００［Ｖ］以上でかつ＋２０００［Ｖ］以下の範囲の転写バイアスを印加する。そして、通常の画像形成時における転写工程では、第２転写電源１１８が１次転写ローラ１４に接続され、逆帯電トナーＴ₁を感光体ドラム１の表面から回収する際には、第１転写電源１１７が１次転写ローラ１４に接続される。
【００５４】
回収工程において１次転写ローラ１４に負極性バイアスが印加されることで、逆帯電トナーＴ₁が付着した感光体ドラム１の表面（−５０［Ｖ］）と、中間転写ベルト１０との間には転写電界が形成される。そして、この転写電界によって、逆帯電トナーＴ₁には中間転写ベルト１０側に向かう静電力が働くことになる。したがって、逆帯電トナーＴ₁は中間転写ベルト１０上に転写されることになる。その後、中間転写ベルト１０上に転写された逆帯電トナーＴ₁は、２次転写ローラ１６と接触する２次転写ニップ部に搬送される。ここで、逆帯電トナーＴ₁が２次転写ニップ部に到達する前に、２次転写ローラ１６には通常の画像形成時に印加される転写バイアスと同じ転写バイアスが印加される。すなわち、２次転写ローラ１６には正極性のバイアスが印加される。一方、逆帯電トナーＴ₁が付着した中間転写ベルト１０の表面電位は、２次転写ニップ部においてほぼ０［Ｖ］であるため、２次転写ニップ部では、逆帯電トナーＴ₁に中間転写ベルト１０側に向かう静電力が働くことになる。したがって、逆帯電トナーＴ₁は２次転写ローラ１６に付着することなく、２次転写ニップ部を通過することができる。なお、本実施形態では、逆帯電トナーＴ₁が２次転写ニップ部を通過する際に２次転写ローラ１６にバイアスを印加することで、２次転写ローラ１６への逆帯電トナーＴ₁の付着を防止しているが、他の手段を採用してもよい。例えば、２次転写ローラ１６を接離可能とし、逆帯電トナーＴ₁が２次転写ニップ部を通過する際には２次転写ローラ１６を中間転写ベルト１０から離間させる構成としてもよい。
【００５５】
このようにして２次転写ニップ部を通過した逆帯電トナーＴ₁は、次に、ベルトクリーニング装置１５との対向するクリーニング領域に搬送される。このクリーニング領域おいて、中間転写ベルト１０上の逆帯電トナーＴ₁は、ファーブラシによって拡散された後、クリーニングブレードによって掻き取られる。これにより、中間転写ベルト１０上の逆帯電トナーＴ₁はベルトクリーニング装置１５に回収されることになる。
【００５６】
以上、本実施形態１によれば、感光体ドラム１の表面に残留した転写残トナーのうちの逆帯電トナーＴ₁をブラシローラ４１によって一時的に保持することで、その逆帯電トナーＴ₁が帯電ローラ３ａに付着するのを防止することができる。これにより、帯電ローラ３ａと感光体ドラム１の表面との間の帯電開始電圧が変化することはなく、画像濃度の低下、地肌汚れの発生、画像濃度ムラの発生を防止することができる。
また、本実施形態１では、ブラシローラ４１から放出した逆帯電トナーＴ₁を、中間転写ベルト１０上に転写することで、感光体ドラム１の表面から回収する。よって、感光体ドラム１の表面上から回収したトナーを収容する廃トナータンクを個別に設ける必要もなくなり、装置の小型化を図ることができる。特に、本プリンタは、４つの感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを備えるいわゆるタンデム型の画像形成装置であるため、各感光体ドラムごとに個別に廃トナータンクを設ける場合に比べて大幅に装置の小型化を図ることができる。
また、本実施形態１では、少なくとも放出工程及び回収工程の間、現像ローラ５ａの回転をクラッチにより一時停止させるので、現像装置５内のトナーが感光体ドラム１の表面に付着して無駄なトナー消費を抑えることができる。
【００５７】
なお、本実施形態１に係るプリンタにおいて、転写紙が給紙中にジャムしたときなど画像形成動作が中断されたとき、感光体ドラム１の表面に大量に付着した不要トナーをクリーニングしなければならない。本実施形態１では、感光体ドラム１の表面上のトナーをクリーニングするクリーニングブレードをもったクリーニング装置が存在しないため、このような大量の不要トナーを回収することは困難である。そこで、本実施形態１では、その中断事由が解決した後、その感光体ドラム１の表面上に残った不要トナーを、通常の画像形成動作と同じように中間転写ベルト１０上に転写する。そして、中間転写ベルト１０上に転写された不要トナーをベルトクリーニング装置１５によって回収する。ベルトクリーニング装置１５は、上述のようにファーブラシ及びクリーニングブレードを備えた構成であるため、大量の不要トナーであっても回収することができる。一方、不要トナーを中間転写ベルト１０上に転写した後に感光体ドラム１の表面に残留したトナーは、通常の画像形成動作時と同じように処理される。
【００５８】
ここで、本実施形態１では、少なくとも放出工程及び回収工程の間、現像ローラ５ａに正規帯電トナーの極性とは逆極性のバイアスを印加する。
【００５９】
図７は、本実施形態１における逆転写トナーＴ₁の回収に関わる１次転写ニップ部周辺の概略構成図である。なお、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋに関する１次転写ニップ部周辺の構成はすべて同じであるため、１つの感光体ドラムについてのみ図示し、色分け用の符号Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋについては省略する。
【００６０】
本実施形態１では、少なくとも放出工程及び回収工程の間、現像ローラ５ａに正規帯電トナーの極性とは逆極性のバイアス、すなわち、プラス極性のバイアスを印加する。これにより、現像装置５内のトナーが感光体ドラム１の表面に付着して無駄なトナー消費を抑えることができる。なお、現像ローラ５ａは、一時停止させておくので、より一層無駄なトナー消費を抑えることができる。
【００６１】
本実施形態１において、現像ローラ５ａは、バイアス切替手段としての切替スイッチ１４５を介して、バイアス印加手段としての２つの電源１４３，１４４に接続されている。切替スイッチ１４５及び電源１４４によって電界形成手段が構成されている。切替スイッチ１４５の動作によって現像ローラ５ａに接続される電源を選択する。この切替スイッチ１４５の動作は、本プリンタの制御部によって制御されている。なお、第１電源１４３は、現像を行う間に接続され、−３００［Ｖ］の現像バイアスを現像ローラ５ａに印加するものであり、第２電源１４４は、現像ローラ５ａにプラス極性のバイアスを印加するものである。なお、本実施形態１では、各電源１４３，１４４として直流電源を用いているが、直流に交流を重畳させたバイアスを印加する電源を用いてもよい。
【００６２】
ここで、放出された逆帯電トナーＴ₁が現像領域に到達する際には、現像ローラ５ａにプラス極性のバイアスが印加されている。一方、逆帯電トナーＴ₁が付着した感光体ドラム１の表面は、上述したようにおよそ−５０［Ｖ］である。よって、現像領域では、逆帯電トナーＴ₁には感光体ドラム１側に向かう静電力が働くことになる。したがって、逆帯電トナーＴ₁は現像ローラ５ａに付着することなく、現像領域を通過することができる。
【００６３】
このようにして現像領域を通過した逆帯電トナーＴ₁は、次に中間転写ベルト１０と接触する１次転写ニップ部に搬送され、中間転写ベルト１０上に転写された後、ベルトクリーニング装置１５に回収されることになる。
【００６４】
以上、本実施形態１によれば、少なくとも放出工程及び回収工程の間、現像ローラ５ａにプラス極性のバイアスを印加しているので、現像装置５内のトナーが感光体ドラム１の表面に付着して無駄なトナー消費を抑えることができる。
【００６５】
なお、逆帯電トナーＴ₁を中間転写ベルト１０上に転写して回収するという構成と、現像装置５によって回収するという構成とを併用してもよい。このように構成すれば、現像装置５によって回収しきれずに現像領域を通過した逆帯電トナーＴ₁を１次転写ニップ部で中間転写ベルト１０上に回収することができる。このように感光体ドラム１上の逆帯電トナーＴ₁を２段階で回収する構成とすれば、感光体ドラム１上の逆帯電トナーの回収能力が高まり、より確実に回収することができる。また、このように逆帯電トナーの回収能力が高まれば、ブラシローラ４１から一度に大量の逆帯電トナーＴ₁を放出しても、これを十分に回収することができる。その結果、ブラシローラ４１から逆帯電トナーＴ₁を放出する頻度を少なくすることができるという効果が得られる。
また、本実施形態１では、中間転写ベルト１０上に転写した逆帯電トナーＴ₁をベルトクリーニング装置１５によって回収する構成について説明したが、他の構成であってもよい。例えば、中間転写ベルト１０上の逆帯電トナーＴ₁が２次転写ニップ部に到達する前に、２次転写ローラ１６に通常の画像形成時とは逆極性のバイアスを印加する。これにより、２次転写ニップ部において逆帯電トナーＴ₁は２次転写ローラ１６側に付着し、回収することができる。なお、この場合、２次転写ローラ１６の表面をクリーニングするクリーニング手段を設ける必要がある。
【００６６】
〔実施形態２〕
次に、本発明を、上記実施形態１と同様に、画像形成装置としてのプリンタに適用した他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態２」という。）について説明する。
本実施形態２のプリンタは、上記実施形態１のプリンタとは帯電装置の構成が異なる。詳しくは、本実施形態２における帯電装置は、感光体ドラム１の表面を接触・近接帯電方式で一様帯電する点では上記実施形態１と共通するが、感光体ドラム１の表面に対して帯電ローラを接離動作させる接離機構を備える点で上記実施形態１とは異なる。なお、他の構成については、上記実施形態１と同様であるので説明を省略する。
【００６７】
図８は、本実施形態２における帯電装置２０３を示す概略構成図である。
本実施形態２では、ブラシローラ４１から放出されて感光体ドラム１の表面に付着した逆帯電トナーＴ₁が帯電ローラ３ａとの接触領域に到達する前に、離間手段としての接離機構２０３ｃによって帯電ローラ３ａを感光体ドラム１の表面から離間させる。この接離機構２０３ｃとしては、感光体ドラム１の表面に対して帯電ローラ３ａを接離させることが可能な公知の手段を用いることができる。このような構成により、逆帯電トナーＴ₁は帯電ローラ３ａに接触することなく、帯電ローラ３ａとの対向領域を通過することができる。よって、逆帯電トナーＴ₁が帯電ローラ３ａに付着するのを防止することができる。したがって、帯電ローラ３ａと感光体ドラム１の表面との間の帯電開始電圧が変化することはなく、画像濃度の低下、地肌汚れの発生、画像濃度ムラの発生を防止することができる。
【００６８】
〔実施例〕
次に、本発明を、上記実施形態１のプリンタと同様のプリンタに適用した一実施例について説明する。なお、本実施例に係るプリンタの基本的な構成及び動作は、上記実施形態１のプリンタと同様であるが、放出工程時にブラシローラ４１に放出バイアスを印加しない点で、上記実施形態１のプリンタと異なっている。以下、各種バイアス等の具体的な制御タイミングについて説明する。
【００６９】
図９は、帯電ローラ３ａへの印加バイアス制御、現像ローラ５ａへの印加バイアス制御、ブラシローラ４１への印加バイアス制御及び現像ローラ５ａの駆動制御を示すタイミングチャートである。一の画像形成を終えた後、まず、現像ローラ５ａの回転を停止させる。そして、その停止時から、感光体ドラムが半周する期間に相当する時間Ｃが経過した後、帯電バイアスの直流成分（ＤＣ）のバイアス印加を停止する。なお、時間Ｃが経過するまで帯電バイアスの直流成分（ＤＣ）のバイアス印加を停止しないのは、現像ローラ５ａに対向する感光体ドラム表面部分が間違いなく一様帯電された状態となるようにするためである。その後、感光体ドラムの表面部分が帯電領域から現像領域まで移動する期間に相当する時間Ｂが経過した後、現像バイアスの印加を停止する。なお、時間Ｂが経過するまで現像バイアスの印加を停止しないのは、一様帯電された感光体ドラム表面部分と現像ローラ５ａとの間の電位差が大きくなってキャリア付着が発生するのを防止するためである。次いで、上述した帯電バイアスの直流成分（ＤＣ）のバイアス印加を停止したときから、感光体ドラムが１周する期間に相当する時間Ａが経過した後、帯電バイアスの交流成分（ＡＣ）のバイアス印加を停止する。これは、交流成分（ＡＣ）のバイアス印加によって感光体ドラム表面を除電するためである。
【００７０】
上述した帯電バイアスの直流成分（ＤＣ）のバイアス印加を停止したときから、感光体ドラムの表面部分が帯電領域からブラシ接触領域まで移動する期間に相当する時間Ｄが経過した後、ブラシローラ４１に印加されていた保持バイアス（−７００［Ｖ］）の印加を停止する。この停止時以降にブラシローラ４１に対向する感光体ドラム表面部分は上記交流成分（ＡＣ）のバイアス印加によって除電された部分であるので、その表面電位は−５０［Ｖ］程度となっている。これに対し、ブラシローラ４１の電位は、保持バイアスの印加停止によりほぼ０［Ｖ］となる。よって、ブラシローラ４１に印加されていた保持バイアスによって保持されていた逆帯電トナーＴ₁は、感光体ドラム表面との接触による機械的な掻き取り効果、及び、ブラシローラ４１と感光体ドラム表面との電位差により形成される電界による静電力によって、感光体ドラム表面に付着する。そして、このように感光体ドラム表面に付着した逆帯電トナーＴ₁は、帯電領域及び現像領域を通過し、１次転写ニップ部へと移動し、上記実施形態１で説明したように、中間転写ベルト１０に転写される。
【００７１】
なお、本実施例では、回収工程の際に現像バイアスを停止する場合について説明したが、上記実施形態２の場合のようにプラス極性のバイアスを印加するようにしてもよい。この場合のバイアス制御に関するタイミングチャートは、図１０のようになる。
【００７２】
以上、上記実施形態１及び上記実施形態２のプリンタは、潜像担持体としての感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを備えている。また、トナーの帯電極性（負極性）と同極性の帯電バイアスが印加される帯電部材としての帯電ローラ３ａを感光体ドラム表面に接触又は近接させて感光体ドラム表面を一様に帯電する帯電装置３を備えている。更に、潜像形成手段としての露光装置４、現像手段としての現像装置５、転写手段としての１次転写ローラ１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋも備えている。本プリンタでは、転写残トナーのうち上記所定極性とは逆極性（正極性）に帯電した逆帯電トナーＴ₁は、一時保持手段としてのトナー保持装置４０に一時的に保持され、その保持した逆帯電トナーＴ₁は所定のタイミングで感光体ドラム表面に放出されこれに付着する。その後、その逆帯電トナーは、回収手段としての現像装置５又は中間転写ベルト１０及び１次転写ローラ１４によって感光体ドラム表面から回収される。そして、本プリンタでは、トナー担持体としての現像ローラ５ａの表面移動を停止させる停止手段としてのクラッチを設け、トナー保持装置４０が逆帯電トナーを感光体ドラム表面に戻す動作を開始してから回収手段がその逆帯電トナーを回収するまでの間に、クラッチにより現像ローラ５ａの表面移動を停止させる期間を有する。これにより、現像装置５内のトナーが感光体ドラム１の表面に付着して無駄なトナー消費を抑えることができる。
また、上記実施形態１では、現像ローラ５ａの表面移動を停止させる期間、現像ローラ５ａと感光体ドラムとの間に現像ローラ５ａ上のトナーを現像ローラ５ａ側に引きつける電界を形成する電界形成手段としての切替スイッチ１４５及び電源１４４を設けている。これにより、より一層、無駄なトナー消費を抑えることができる。
また、上記実施形態１では、現像ローラ５ａと感光体ドラムとの間に現像ローラ５ａ上のトナーを現像ローラ５ａ側に引きつける電界を形成する電界形成手段としての切替スイッチ１４５及び電源１４４を設けている。そして、トナー保持装置４０が逆帯電トナーを感光体ドラム表面に戻す動作を開始してから回収手段がその逆帯電トナーを回収するまでの間に、切替スイッチ１４５及び電源１４４により上記電界を形成する期間を有する。これにより、現像装置５内のトナーが感光体ドラム１の表面に付着して無駄なトナー消費を抑えることができる。
特に、上記実施形態１では、現像ローラ５ａに正規帯電トナーの極性（マイナス極性）とは逆極性であるプラス極性のバイアスを印加するバイアス印加手段としての電源１４４を有し、その電源１４４により現像ローラ５ａにプラス極性のバイアスを印加することで上記電界を形成する。よって、感光体ドラム表面の帯電状態に応じた適切なバイアスを現像ローラ５ａに印加すれば、感光体ドラム表面の帯電状態を制御しなくても、上記電界を形成することができる。よって、上記電界を比較的簡単に形成することができる。
また、上記実施形態１では、上記プラス極性のバイアスのほか、現像ローラ５ａと感光体ドラム表面との間に、現像ローラ５ａに担持されたトナーを感光体ドラム表面に形成された潜像側に移動させる現像電界を形成するための現像バイアスをも現像ローラ５ａに印加されるように、２つの電源１４３，１４４を備えている。そして、上記現像を行う間は現像バイアスを印加し、上記電界を形成する期間は上記プラス極性のバイアスを印加するように、現像ローラ５ａへの印加バイアスを切り替えるバイアス切替手段としての切替スイッチ１４５を備えている。よって、上記プラス極性のバイアスとして、現像バイアスとは異なるバイアスを印加する必要があるときでも、簡単な構成で上記プラス極性のバイアスを現像ローラ５ａに印加することができる。
また、上記実施形態１及び上記実施形態２のプリンタでは、プリンタ本体に対して着脱可能であって、少なくとも感光体ドラム１と、クラッチを含む現像装置５とが一体になって構成されたプロセスカートリッジを有している。また、上記実施形態１のプリンタでは、プリンタ本体に対して着脱可能であって、少なくとも感光体ドラム１と、切替スイッチ１４５及び電源１４４を含む現像装置５とが一体になって構成されたプロセスカートリッジを有している。よって、プロセスカートリッジ３０内に収容された部品に寿命が到来したり、メンテナンスが必要になったりしたときには、そのプロセスカートリッジ３０を交換すればよく、利便性を向上させることができる。
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、潜像担持体表面に戻した逆帯電トナーを回収している間に、現像装置内のトナーの無駄な消費を抑制することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態１に係るプリンタのトナー保持装置を示す概略構成図。
【図２】 同プリンタの概略構成図。
【図３】 同プリンタの感光体ドラムの断面図。
【図４】 同感光体ドラムの周りの構成を示す概略構成図。
【図５】 （ａ）は、同感光体ドラム上に担持されたトナーの転写直前における帯電電位分布を示すグラフ。
（ｂ）は、転写後に感光体ドラム上に残留した転写残トナーの帯電電位分布を示すグラフ。
【図６】 同プリンタにおける逆転写トナーの回収に関わる参考例についての１次転写ニップ部周辺の概略構成図。
【図７】 実施形態１において、逆転写トナーの回収に関わる１次転写ニップ部周辺の概略構成図。
【図８】 実施形態２に係るプリンタの帯電装置を示す概略構成図。
【図９】 実施例におけるバイアス制御に関するタイミングチャート。
【図１０】 他のバイアス制御に関するタイミングチャート。
【符号の説明】
１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ 各感光体ドラム
３ａ 帯電ローラ
３，２０３ 帯電装置
４ 露光装置
５ 現像装置
１０ 中間転写ベルト
１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋ １次転写ローラ
１５ ベルトクリーニング装置
１６ ２次転写ローラ
３０ プロセスカートリッジ
３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋ トナーボトル
４０ トナー保持装置
４１ ブラシローラ
４２ 駆動装置
４３ 第１電源
４４ 第２電源
４５，１１９ 切替スイッチ
１１７ 第１転写電源
１１８ 第２転写電源
１４３，１４４ 電源
１４５ 切替スイッチ
２０３ｃ 接離機構

Claims (3)

1. 潜像担持体と、
   所定極性の帯電バイアスが印加される帯電部材を該潜像担持体表面に接触又は近接させて該潜像担持体表面を一様に帯電する帯電手段と、
   一様帯電された潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
   上記帯電バイアスと同じ極性に帯電したトナーを表面に担持しながら表面移動するトナー担持体を該潜像担持体に対向させ、該トナー担持体上のトナーを該潜像に付着させて現像を行う現像手段と、
   該潜像担持体とこれに接触しつつ表面移動する表面移動部材との間に転写電界を形成して、該現像手段により該潜像担持体表面に形成されたトナー像を、該表面移動部材との間に挟持される記録材上又は該表面移動部材上に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、
   上記転写手段による転写後に上記潜像担持体表面に残留した転写残トナーのうち、上記所定極性とは逆極性に帯電した逆帯電トナーを該潜像担持体表面から回収して保持するとともに、その保持した逆帯電トナーを所定のタイミングで潜像担持体表面に戻す一時保持手段と、
   上記トナー担持体との対向位置を通過した逆帯電トナーを該潜像担持体表面から回収するための回収手段と、
   上記トナー担持体の表面移動を停止させる停止手段と、
   上記トナー担持体と上記潜像担持体との間に該トナー担持体上のトナーを該トナー担持体側に引きつける電界を形成する電界形成手段とを設け、
   該一時保持手段が逆帯電トナーを該潜像担持体表面に戻す動作を開始してから該回収手段による該逆帯電トナーの回収動作が終了するまでの間は、該停止手段により該トナー担持体の表面移動を停止させ、かつ、該電界形成手段により上記電界を形成することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記電界形成手段は、上記トナー担持体に上記所定極性とは逆極性の逆極性バイアスを印加するバイアス印加手段を有し、該バイアス印加手段により該トナー担持体に該逆極性バイアスを印加することで上記電界を形成することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２の画像形成装置において、
   上記バイアス印加手段は、上記逆極性バイアスのほか、上記トナー担持体と上記潜像担持体表面との間に、該トナー担持体に担持されたトナーを上記潜像担持体表面に形成された潜像側に移動させる現像電界を形成するための現像バイアスをも該トナー担持体に印加するものであり、
   上記電界形成手段は、上記現像を行う間は該現像バイアスを印加し、上記電界形成手段により上記電界を形成する期間は該逆極性バイアスを印加するように、該トナー担持体への印加バイアスを切り替えるバイアス切替手段を有することを特徴とする画像形成装置。

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