JP4865408B2

JP4865408B2 - 画像形成装置

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Description

本発明は、像担持体に形成された静電像を現像剤を用いてトナー像として現像する、静電記録方式や電子写真方式等を利用した複写機やレーザービームプリンタなどの画像形成装置に関するものである。

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画像形成装置は、一般に、回転ドラム型の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）を有する。また、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としてのトナーにより現像剤像（トナー画像）として顕像化する現像装置（現像工程）を有する。また、トナー画像を感光体の表面から紙などの記録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トナー（残留現像剤、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）を有する。また、記録材上のトナー画像を定着させる定着装置（定着工程）などを有する。そして、感光体は、繰り返して電子写真プロセス（帯電工程・露光工程・現像工程・転写工程・クリーニングエ程）が適用されて、作像に供される。

転写工程後の感光体上に残余するトナーはクリーニング装置により感光体の表面から除去され、クリーニング装置内に回収されて廃トナーとなる。しかし、環境保全や資源の有効利用などの点から、このような廃トナーが出ないことが望ましい。

そこで、クリーニング装置にて回収されている転写残トナー、所謂、廃トナーを現像装置に戻して再利用する画像形成装置が提案されている。

また、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特許文献１で提案されている。

現像同時クリーニングは、転写工程後の感光体上の転写残トナーのうちで、次工程以降の現像工程時において現像されるべきでない部分（非画像部）上に存在する転写残トナーをかぶり取りバイアスによって、現像装置に除去・回収する方法である。次工程以降の現像工程時とは、転写残トナーが付着した感光体を引き続き帯電、露光して静電潜像を形成し、この静電潜像の現像工程時である。かぶり取りバイアスとは、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である。

この方式によれば、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、又メンテナンス時に手を煩わせることも少なくすることができる。又、クリーナレスであることから、感光体表面がクリーナーによって研磨されにくくなるので、感光体表層膜厚が一定に保たれ、感光体の寿命アップを達成することが出来る。又、クリーナレスであることから画像形成装置の小型化にも有利である。

ところで、上述のような現像同時クリーニングを採用したクリーナレス方式の画像形成装置においては、帯電装置として感光体に当接して感光体表面を帯電処理する接触帯電装置を用いる場合、トナーが接触帯電装置に付着することがある。すなわち、感光体上の転写残トナーが感光体と接触帯電装置との接触ニップ部（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する。これにより、接触帯電装置が許容以上にトナー汚染され、帯電不良の原因となる。

現像剤としてのトナーには、量的には少ないながら、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。又、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もある。そのため、転写残トナーには、帯電極性が正規極性のもの、逆極性の反転トナー、帯電量が少ないものが混在している。そのうち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（帯電部）を通過する際に接触帯電装置に付着してしまう。

また、感光体上の転写残トナーを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ることか必要である。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か必要である。

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ってしまう。

接触帯電装置へのトナー付着を防出するために、転写部から帯電部へ持ち運ばれる帯電極性が正規極性のもの、逆極性のもの、帯電量が少ないものが混在している感光体上の転写残トナーの帯電極性を正規極性に揃えると共に、その帯電量を均一化する必要がある。

そこで、従来、帯電補助手段として、感光体の移動方向において、接触帯電装置より上流、且つ、転写手段より下流の位置に、転写残トナーを帯電するトナー帯電量制御手段を感光体表面に当接させて設ける。また、このトナー帯電量制御手段よりも上流、且つ、転写手段より下流の位置に、感光体上の転写残トナーを均一化する転写残トナー均一化手段（残留トナー均一化手段）を感光体表面に当接させて設ける。そして、これら残留トナー均一化手段とトナー帯電量制御手段に一定の直流電圧を印加することにより、この問題を解決している（例えば、特許文献２、３参照）。

つまり、転写後に感光体上に残留する残留トナーを残留トナー均一化手段で均一化し、その均一化された感光体上の転写残トナーをトナー帯電量制御手段で正規極性に帯電処理する。その後、接触帯電装置で感光体面上を帯電すると同時に、トナー帯電量制御手段で帯電処理した転写残トナーを、現像装置において現像同時クリーニングにて除去・回収するのに適正な帯電量に帯電処理し、現像装置で回収する。

一方、装置内における帯電、転写部材など高圧部材の存在に起因して発生するコロナ生成物が像担持体の表面に付着して異物となり、特に高湿環境化において低抵抗化して、鮮明な静電潜像の形成を妨げ、画質の劣化（画像流れ）を招来することが知られている。

このような画像流れを発生させる要因としては、コロナ放電時の様々な金属酸化物や酸素化合物の発生とともに、空気中の窒素が酸化され硝酸イオンとなる成分などがある。そして、このようなコロナ生成物が像担持体である感光体の表面に付着することにより、感光体表面に薄膜（以下、フィルミング層）が形成される。この薄膜が、高湿環境化において吸湿し、低抵抗化して、鮮明な静電潜像の形成を妨げる。これらが画質の劣化を招来する要因となっている。

このような画像流れは、感光体にヒータ（ドラムヒータ）を装着することによって解決される。しかし、ドラムヒータを装着することによってコストが掛かってしまうという問題がある。

また、クリーニング装置によって感光体表面を摺擦することによってコロナ生成物を除去する方法が挙げられる。しかし、上記のクリーナレスシステムの場合、感光体を摺擦するためのクリーニング装置を用いていないため、放電生成物を除去することは困難であった。

そこで、特許文献４のように、クリーニング装置に研磨粒子を貯めることによって感光体表面の放電生成物を除去する方法を応用し、上記の帯電補助手段を感光体に接触させ、且つ感光体表面を研磨するための研磨粒子を現像装置内の現像剤中に混入させる。そして、現像装置から感光体を経由して、帯電補助手段に研磨粒子を堆積させることによって、放電生成物を除去することが考えられる。

この研磨粒子は、帯電特性をトナーと逆極性（例えばトナーがネガ帯電性の場合は、研磨粒子はポジ帯電性）にする。これによって、研磨粒子は白地部（かぶり取りバイアス、Ｖｂａｃｋ）で現像され、更にトナーと逆極性のため転写されずに帯電補助手段に捕集される。

また、特許文献５には、帯電ローラに付着する帯電を補助するための導電性粒子の量が画像形成比率が大きくなると、多くの導電性粒子を供給するものである。これにより、常に帯電粒子が供給され続ける場合よりも、帯電ローラの導電性粒子の過不足を防止する構成が記載されている。
特開２００４−１１７９６０号公報特開２００１−２１５７９８号公報特開２００１−２１５７９９号公報特開２０００−４７５４５号公報特開２０００−０８１７３８号公報

従来のクリーニング装置系の場合は、研磨粒子を一方的にクリーナー部材へ供給し、クリーナー部材に貯めることによって画像流れを防止できた。

しかし、クリーナレス系においては、研磨粒子が一方的に供給されると帯電補助手段に捕集しきれなくなり、研磨粒子が帯電部材、感光体を汚染し、帯電不良が起因のスジ画像など画像不良が発生してしまうことがあった。これはトナー印字率が低い画像（低デューティー画像）形成を連続して多数行った場合に発生する現象であった。

一方、転写残トナーが多数発生した場合、転写残トナーが帯電補助手段に堆積した研磨粒子を引き剥がしてしまい、補助ブラシの研磨粒子が枯渇し画像流れが発生してしまうという問題が発生した。これはトナー印字率が高い画像（高デューティー画像）形成を連続して多数行った場合に発生する現象であった。

そこで本発明の目的は、画像形成に応じて帯電補助手段に研磨粒子の過剰な供給、供給の不足が生じても研磨粒子量を安定させるものである。

上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、回転可能な感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、トナーと前記トナーの正規帯電極性と逆極性の研磨粒子を含む現像剤を備え、前記感光体に形成された静電像をトナーで現像すると共に、前記感光体に付着しているトナーを回収する現像手段と、前記感光体のトナー像を被転写材へ転写する転写手段と、前記感光体の回転方向において、前記転写手段の下流側かつ前記帯電手段の上流側で感光体と接触し、被転写材に転写されずに感光体に残留したトナーを前記現像手段で回収されるように帯電する補助帯電部材と、画像形成時に、前記転写手段により被転写材へと転写されずに感光体に残留したトナーを正規帯電極性に帯電すると共に、感光体を摺擦する前記補助帯電部材に感光体に付着している研磨粒子が付着するように、前記補助帯電部材にトナーの正規帯電極性と同極性のバイアスを印加する印加手段と、画像形成時の画像比率が所定比率よりも低い場合に、前記補助帯電部材にトナーの正規帯電極性と逆極性のバイアスを印加させて前記補助帯電部材に付着する研磨粒子を前記感光体に吐き出すモードを実行する制御手段と、を有することを特徴とする。

また、上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の他の代表的な構成は、回転可能な感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、トナーと前記トナーの正規帯電極性と逆極性の研磨粒子を含む現像剤を備え、前記感光体に形成された静電像をトナーで現像すると共に、前記感光体に付着しているトナーを回収する現像手段と、前記感光体のトナー像を被転写材へ転写する転写手段と、前記感光体の回転方向において、前記転写手段の下流側かつ前記帯電手段の上流側で感光体と接触し、被転写材に転写されずに感光体に残留したトナーを前記現像手段で回収されるように帯電する補助帯電部材と、画像形成時に、前記転写手段により被転写材へと転写されずに感光体に残留したトナーを正規帯電極性に帯電すると共に、感光体を摺擦する前記補助帯電部材に感光体に付着している研磨粒子が付着するように、前記補助帯電部材にトナーの正規帯電極性と同極性のバイアスを印加する印加手段と、画像形成時における前記現像手段に対するトナー補給量が所定量よりも低い場合に、前記補助帯電部材にトナーの正規帯電極性と逆極性のバイアスを印加させて前記補助帯電部材に付着する研磨粒子を前記感光体に吐き出すモードを実行する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、画像形成に応じて帯電補助手段に研磨粒子の過剰な供給、供給の不足が生じても研磨粒子量を安定させることができる。

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。
［実施例１］

（１）画像形成装置の全体的な概略構成
先ず、本実施例の画像形成装置の全体的な構成及び動作について説明する。

図１は本実施例の画像形成装置１００の概略構成図である。この画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色に対応して設けられた、第１から第４の４つの画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋを有する電子写真方式のフルカラープリンタである。すなわち、この画像形成装置１００は、画像形成装置本体に接続された原稿読み取り装置やパーソナルコンピュータ等のホスト装置３００から制御回路部（制御手段）２００に入力した画像信号に応じて４色フルカラー画像を記録材Ｐに形成することができる。記録材Ｐは、記録用紙、プラスチックフィルム、布等である。

制御回路部２００は、画像形成装置全体の動作制御を司る。すなわち、制御回路部２００は、メモリ部（ＲＯＭやＲＡＭ）２０１に格納された制御プログラムや参照テーブル、記憶されたデータ等に従って、各種プロセス機器への制御信号や各種プロセス機器から入力する情報信号の処理、作像シーケンス制御を実行する。

第１から第４の画像形成部１Ｙ・１Ｍ・１Ｃ・１Ｂｋは、図面上右から左にタンデム配置してある。そして、各画像形成部にて、像担持体としての電子写真感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋ上に、それぞれ、イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像を形成する。その各画像形成部の電子写真感光体に形成された各色のトナー像を、一次記録媒体（第１の被転写材）である中間転写ベルト１６上へ順次に重畳して一次転写し、更に二次記録媒体（第２の被転写材）である記録材Ｐ上に二次転写する構成となっている。

第１から第４の４つの画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは、現像色が異なることを除いて実質的に同一の構成の、レーザー走査露光方式の電子写真画像形成機構である。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの画像形成部に属する要素であることを表すために符号に付した添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは省略し、総括的に説明する。図２は１つの画像形成部の拡大図である。

画像形成部１には、像担持体として円筒型の感光体（以下、ドラムと記す）２が配設されている。ドラム２は、図中矢印方向に所定の速度で回転駆動される。

ドラム２の周囲には、帯電部材としての帯電ローラ３と、現像手段としての現像装置４と、一次転写手段としての一次転写ローラ５と、帯電補助部材としての帯電補助装置６が配置されている。ドラム２の図中上方には露光手段としてのレーザースキャナ（露光装置）７が配置されている。

又、第１から第４の画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋの下側には、各画像形成部に渡らせて中間転写体である中間転写ベルト（以下、ベルトと略記する）１６を配設してある。ベルト１６は、誘電体製のフレキシブルなエンドレスベルトであり、駆動ローラ９と二次転写対向ローラ１０と、テンションローラを兼用させたターンローラ１２の３本のローラ間に懸回張設させてある。ベルト１６は、駆動ローラ９により、矢印の反時計方向に、ドラム２の回転速度と略同じ速度で回転駆動される。ベルト１６は、各画像形成部において、一次転写ローラ５によりドラム２の下面に圧接されている。このベルト１６とドラム２との当接部が一次転写部ｄである。また、二次転写対向ローラ１０にはベルト１６を介して二次転写ローラ１５を圧接させてある。この二次転写ローラ１５とベルト１６との当接部が二次転写部である。記録材Ｐは不図示の給紙部（記録材収納カセット）から所定の制御タイミングにて一枚分離給紙され、レジストローラ対１４により所定の制御タイミングにて二次転写部に導入される。そして、二次転写部を出た記録材Ｐは、シートパス８を通って定着装置１３に導入されるようになっている。

４色フルカラーの画像形成時について説明する。画像形成動作が開始すると、各画像形成部において、回転するドラム２の表面が帯電部ａにおいて帯電ローラ３によって所定の極性・電位に一様に帯電される。帯電ローラ３には電源Ｓ１から所定の帯電バイアスが印加される。次いで、そのドラム２の一様帯電処理面に対して露光部ｂにおいて露光装置７により、画像信号に対応して変調されたレーザー光Ｌによる走査露光がなされる。これにより、ドラム２上に画像信号に応じた静電潜像（静電像）が形成される。その静電像は、現像部ｃにおいて現像装置４内に収容された現像剤のトナーによって顕像化され、可視像（トナー像）となる。本実施例では、レーザー光Ｌにより露光した明部電位にトナーを付着させる反転現像方式を用いる。現像装置４の現像スリーブ４ｂには、電源Ｓ２から所定の現像バイアスが印加される。

ドラム２上に形成されたトナー像は一次転写部ｄにてベルト１６上に一次転写される。一次転写ローラ５には、電源Ｓ３から所定の一次転写バイアスが印加される。一次転写後にドラム表面に残ったトナー（転写残トナー）は、引き続くドラム２の回転に伴い、帯電補助装置６の第１帯電補助手段６ａ（補助帯電部材）と第２帯電補助手段６ｂ（補助帯電部材）の各ドラム摺擦部ｅとｆ、帯電部ａ、露光部ｂを通過した後、現像部ｃに搬送される。そして、現像部ｃにおいて、現像装置４により現像同時クリーニングにて除去・回収される（クリーナレスシステム）。

上記のような作像動作を、第１から第４の画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋにて所定の制御タイミングにて順次に行うことで、ベルト１６上に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像を順次に重畳して一次転写させる。これにより、ベルト１６上に、未定着の４色フルカラートナー画像（鏡像）が合成形成される。

ベルト１６上に合成形成された未定着のフルカラートナー画像は、引き続くベルト１６の回転により二次転写部へ至る。この二次転写部に対して所定の制御タイミングにて記録材Ｐが導入されることで、記録材Ｐの面にベルト１６面に未定着のフルカラートナー画像が一括で二次転写される。二次転写ローラ１５には不図示の電源から所定の二次転写バイアスが印加される。

次いで、記録材Ｐはベルト１６から分離されて、シートパス８を通って定着装置１３に導入され、この定着装置によって、加熱、加圧されることで、記録材Ｐ上のトナーは溶融、混合されて、フルカラーの定着画像となる。定着装置１３を出た記録材Ｐは画像形成物として機外に排出される。

又、二次転写部で転写しきれずにベルト１６に残留したトナーは、ベルトクリーナー１８により除去される。これにより、一連の動作が終了する。

尚、所望の画像形成部のみを用いて、所望の色の単色又は複数色の画像を形成することも可能である。

図２を参照して、画像形成部１を更に詳細に説明する。

１）ドラム２
本実施例において、ドラム２は、帯電特性が負帯電性の有機光導電休（ＯＰＣ）であり、外径３０ｍｍ、中心支軸を中心に１３０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって矢示の反時計方向に回転駆動される。

２）帯電ローラ３
ドラム２の表面を一様に帯電処理する帯電手段として、接触帯電装置（接触帯電器）３を有する。本実施例において、接触帯電装置３は、帯電ローラ（ローラ帯電器）であり、ドラム２との間の微小ギャップにて生じる放電現象を利用して帯電する。帯電ローラ２には、電源Ｓ１より所定の条件の帯電バイアス電圧が印加される。これにより、回転するドラム２表面は、所定の極性・電位に接触帯電処理される。本実施例において、帯電ローラ２に対する帯電バイアス電圧は、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、−５００Ｖの直流電圧と、周波数１．３ｋＨｚ、ピーク間電圧Ｖｐｐ１．５ｋＶ、正弦波の交流電圧とを重畳した振動電圧である。この帯電バイアス電圧により、ドラム２の表面は帯電ローラ３に印加した直流電圧と同じ−５００Ｖ（暗電位Ｖｄ）に一様に接触帯電処理される。

３）現像装置４
本実施例においては、現像装置４はトナーとキヤリアからなる二成分現像剤による磁気ブラシを、ドラム２に接触させながら現像を行う二成分接触現像方式を採用した現像装置である。現像装置４は、現像容器４ａ、現像剤担持体としての非磁性の現像スリーブ４ｂを備えている。現像スリーブ４ｂは、その外周面の一部を現像装置４の外部に露呈させて、現像容器４ａ内に回転可能に配置してある。現像スリーブ４ｂ内には、非回転に固定してマグネットローラ（不図示）が挿設されている。現像容器４ａは、二成分現像剤を収容しており、現像容器４ａ内の底部側には現像剤攪拌部材４ｃが配役されている。又、補給用トナーがトナーホッパー４ｄに収容されている。

現像容器４ａ内の二成分現像剤は主に非磁性トナーと磁性キャリアとの混合物であり、現像剤攪拌部材４ｃにより攪拌される。本実施例において、トナーは、結着樹脂、着色剤、そして必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子を有している。トナーは、重合法により製造した負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は５μｍ以上８μｍ以下が好ましい。本実施の形態では６．２μｍであった。トナーは磁性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。

キャリアは、例えば、表面酸化あるいは未酸化の鉄，ニッケル，コバルト，マンガン，クロム，希土類等の金属、及びそれらの合金、又は酸化物フェライトなどが好適に使用可能である。これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。そして、キャリアは、重量平均粒径が２０〜５０μｍ、好ましくは３０〜４０μｍであり、抵抗率が１０^７Ω・ｃｍ以上、好ましくは１０^８Ω・ｃｍ以上である。本実施の形態では１０^８Ω・ｃｍのものを用いた。本実施の形態では、低比重磁性キャリアとして、フェノール系のバインダー樹脂に磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物と所定の比で混合し、重合法により製造した樹脂磁性キャリアを使用した。体積平均粒径は３５μｍ、真密度は３．６〜３．７ｇ／ｃｍ^３、磁化量は５３Ａ・ｍ^２／ｋｇである。

現像スリーブ４ｂは、ドラム２との最近接距離（Ｓ−Ｄｇａｐ）を３５０μｍに保持してドラム２に近接させて対向配設される。このドラム２と現像スリーブ４ｂとの対向部が現像部ｃである。現像スリーブ４ｂは、現像部ｃにおいて、ドラム２の進行方向とは逆方向に回転駆動される。現像スリーブ４ｂ内のマブネットローラの磁力により、現像容器４ａ内の二成分現像剤の一部が現像スリーブ４ｂの外周面に磁気ブラシ層として吸着保持される。この磁気ブラシ層は、現像スリーブ４ｂの回転に伴い回転搬送され、現像部ｃにおいてドラム２の面に対して接触して感光ドラム面を適度に摺擦する。現像スリーブ４ｂには、電源Ｓ２から所定の現像バイアスが印加される。本実施例において、現像スリーブ４ｂに対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の直流電圧と、周波数８．０ｋＨｚ、ピーク間電圧１．８ｋＶ、矩形波の交流電圧とを重畳した振動電圧である。

そして、回転する現像スリーブ４ｂの面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中のトナーが、現像バイアスによる電界によってドラム２の表面に静電潜像に対応して選択的に付着し、静電潜像がトナー画像として現像される。現像部ｃを通過した現像スリーブ４ｂ上の現像剤薄層は、引き続く現像スリーブ４ｂの回転に伴い現像容器４ａ内の現像剤溜り部に戻される。

現像容器４ａ内の二成分現像剤のトナー濃度を略一定の範囲内に維持するために、現像容器４ａ内の二成分現像剤のトナー濃度を、例えば、光学式トナー濃度センサ４ｅによって検知させている。そのセンサ４ｅが検知するトナー濃度に関する電気的情報が制御回路部２００に入力する。制御回路部２００は、センサ４ｅが検知するトナー濃度検知情報に応じて、トナーホッパー４ｄから現像容器４ａ内にトナーを補給する制御をする。

すなわち、制御回路部２００は、センサ４ｅが検知するトナー濃度検知情報により、トナー濃度が所定濃度範囲の下限値まで低下したことを検知したら、トナーホッパー４ｄに配置されているトナー補給スクリュー４ｆの駆動モータ４ｇをオンにする。そうすると、スクリュー４ｆの回転に伴いトナーホッパー４ｄ内のトナーが現像容器４ａ内に逐次補給される。補給されたトナーは攪拌部材４ｃにより二成分現像剤中に攪拌されて混ぜ合わされることで、二成分現像剤のトナー濃度が上昇する。そして、制御回路部２００は、センサ４ｅが検知するトナー濃度検知情報により、トナー濃度が所定濃度範囲の上限値まで上昇したことを検知したら、駆動モータ４ｇをオフにして、スクリュー４ｆの回転を停止させる。これにより、トナーホッパー４ｄから現像容器４ａ内へのトナー補給が止まる。このようなトナー補給制御により、現像容器４ａ内の二成分現像剤のトナー濃度は略一定の範囲内に維持される。

本実施例のトナー補給スクリュー４ｆは、図３に示したように、回転時間１ｓｅｃ当たり４００ｍｇのトナーを補給する仕様にしてある。トナー補給量は、トナー補給スクリュー４ｆの回転時間に対応する。

制御回路部２００は、トナー補給手段であるトナーホッパー４ｄ側から現像容器４ａ内に補給したトナー補給量に関する情報（データ）を記憶手段であるメモリ部２０１に記憶する。

４）一次転写ローラ５
一次転写ローラ５は、ベルト１６を介してドラム２に所定の押圧力をもって圧接されている。一次転写ローラ５には、電源Ｓ３からトナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バイアス、本実施例では＋２ｋＶが印加される。これにより、ベルト１６の表面にドラム２の表面側のトナー画像が順次に静電転写されていく。

（２）クリーナレスシステム
本実施例の画像形成装置は、第１から第４の各画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋにおいて、クリーナレスシステムを採用している。すなわち、ベルト１６に対するトナー画像転写後のドラム２の表面に若干量残留する転写残トナー（残留トナー）を除去する専用のクリーニング装置を具備していない。

転写残トナーは、前記のように、引き続くドラム２の回転に伴い、帯電補助装置６の第１帯電補助手段６ａと第２帯電補助手段６ｂの各ドラム摺擦部ｅとｆ、帯電部ａ、露光部ｂを通過した後、現像部ｃに搬送される。そして、現像部ｃにおいて、現像装置４により現像同時クリーニングにて除去・回収される（クリーナレスシステム）。

本実施例において、現像装置４の現像スリーブ４ｂは、上述のように現像部ｃにおいてドラム２の表面の進行方向とは逆方向に回転させている。このような現像スリーブ４ｂの回転は、ドラム２上の転写残トナーの回収に有利である。ドラム２上の転写残トナーは露光部ｂを通るので、露光工程はその転写残トナー上からなされる。通常は、転写残トナーの量は少ないため、転写残トナー上から露光工程を行うことによる大きな影響は現れない。

但し、前述したように、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いる。その内の反転トナーや帯電量が少ないトナーが、帯電部を通過する際に帯電ローラ３に付着すると、帯電ローラ３が許容以上にトナーにより汚染してしまい帯電不良を生じることがある。

又、ドラム２上の転写残トナーを、現像装置４により現像動作と同時に効果的に除去・回収するためには、転写残トナーの帯電量が重要な因子となってくる。即ち、現像部ｃに持ち運ばれるドラム２上の転写残トナーは、そ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ドラム２の静電潜像を現像できるトナーの帯電量であることが好ましい。転写残トナーの帯電極性が反転している場合や帯電量が適切でない場合には、ドラム２上から現像装置４に除去・回収できず、不良画像の原因となる。

そこで、帯電補助手段としての帯電補助装置６を転写部ｄよりもドラム回転方向下流側で、帯電部ａよりもドラム回転方向上流側に設けている。

本実施例における帯電補助装置６は、第１と第２の２つの帯電補助手段６ａと６ｂを有する。第１の帯電補助手段６ａは、ドラム２上の転写残トナーを均一化するための、残留トナー均一化手段（残留現像剤像均一化手段）である。この第１の帯電補助手段６ａには電源Ｓ４から所定の帯電バイアスが印加される。この帯電バイアスはトナーの正規の極性と逆極性の電圧である。第２の帯電補助手段６ｂは、第１の帯電補助手段６ａよりもドラム回転方向下流側、且つ、帯電部ａよりもドラム回転方向上流側の位置に設けている。この第２の帯電補助手段６ｂは、転写残トナーの帯電極性を正規極性である負極性に揃えるためのトナー帯電量制御手段（現像剤帯電量制御手段）である。この第２の帯電補助手段６ｂには電源Ｓ５から所定の帯電バイアスが印加される。この帯電バイアスはトナーの正規の極性と同極性の電圧である。

本実施例において、第１と第２の２つの帯電補助手段６ａと６ｂは、何れも、適度の導電性を持った導電ブラシ状部材であり、ブラシ部をドラム２面に接触させて配設してある。以下、第１の帯電補助手段６ａを第１導電ブラシ、第２の帯電補助手段６ｂを第２導電ブラシと記す。

一般的に、転写されずにドラム２上に残留した転写残トナーは、反転トナーや帯電量が適切でないトナーが混在している。そこで第１導電ブラシ６ａにより一度転写残トナーを除電し、次いで第２導電ブラシ６ｂで再度転写残トナーを正規極性に帯電処理する。これにより、帯電ローラ３への転写残トナーの付着防止を効果的に成すと共に、現像装置４での転写残トナーの除去・回収を十分に行うことができる。そのため、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。

第１導電ブラシ６ａには、電源Ｓ４より正極性の直流電圧が印加されており、第２導電ブラシ６ｂには、電源Ｓ５より負極性の直流電圧が印加される。それぞれに印加される直流電圧の大きさは、装置内に設置した温湿度センサ（不図示）により検知した温度及び相対湿度より計算される絶対水分量により、図４の（ａ）と（ｂ）に示すごとく変化させている。例えば、温度２３℃、絶対水分量１０．５ｇ／ｍ^３の環境下においては、第１導電ブラシ６ａには＋２５０Ｖ、第２導電ブラシ６ｂには−７５０Ｖの直流電圧がそれぞれ印加される。

転写部ｄにおいて、ベルト１６へのトナー画像の転写後にドラム２上に残留する転写残トナーは、第１導電ブラシ６ａとドラム２との接触部ｅに至り、第１導電ブラシ６ａによりその電荷量が０μＣ／ｇ近傍で均一化される。更に、第１導電ブラシ６ａで均一化されたドラム２の表面上の転写残トナーは、第２導電ブラシ６ｂとドラム２との接触部ｆに至り、第２導電ブラシ６ｂにより、その帯電極性が正規極性である負極性に揃えられる。転写残トナーの帯電極性を正規極性である負極性に揃えることにより、帯電ローラ３とドラム２との接触部（帯電部）ａで転写残トナーの上からドラム２の表面上を帯電処理する際に、転写残トナーのドラム２への鏡映力を大きくする。これにより、転写残トナーが帯電ローラ３へ付着するのを防止する。この為に第２導電ブラシ６ｂにより転写残トナーに与える帯電量は、現像時のトナー帯電量と比較すると約２倍以上であるのが好ましくし温度２３℃、絶対水分量１０．５ｇ／ｍ^３の環境下では凡そ−５０μＣ／ｇである。

帯電補助装置６には図示しないレシプロ機構が搭載されていて、ドラム２の駆動とレシプロ機構の駆動が同一駆動となっている。このレシプロ機構によって第１と第２の導電ブラシ６ａ・６ｂを主走査方向（ドラム母線方向）に揺動させ、ドラム２上の転写残トナーや、後に説明する研磨粒子を効率よく、第１導電ブラシ６ａ及び第２導電ブラシ６ｂに捕集することが出来る。

次に、現像工程における転写残トナーの回収について説明する。現像装置４は上述のように、現像と同時に転写残トナーを回収、清掃する。ドラム２上の静電潜像の現像に使用されるトナー帯電量（平均値）は、温度２３℃、絶対水分量１０．５ｇ／ｍ^３の環境下においては凡そ−２５μＣ／ｇである。ドラム２上の転写残トナーが現像装置４に十分に回収されるためには、現像装置４に到達する転写残トナーの帯電量がおよそ１５〜３５μＣ／ｇの範囲であることが好ましい。しかし、上述のように、帯電ローラ３へのトナー付着を防止するために第２導電ブラシ６ｂによって、−５０μＣ／ｇと負極性に大きく帯電された転写残トナーは、現像装置４において回収させるためには除電を行う必要がある。ここで、帯電ローラ３にはドラム表面を帯電処理するために、交流電圧（周波数１．３ｋＨｚ、ピーク間電圧Ｖｐｐ＝１．５ｋＶ）が印加されている。この時、帯電ローラ３がドラム表面を帯電処理すると同時に、ドラム２上の転写残トナーが交流除電される。斯かる交流電圧条件において、凡そ−５０μＣ／ｇであった転写残トナーの帯電量は、帯電部ａの通過後におよそ−３０μＣ／ｇとなる。これにより、現像工程において、ドラム２上のトナーが付着されるべきではない部分（非画像部）に付着した転写残トナーは、現像装置４に回収される。

かくして、ドラム２の回動に伴って転写部ｄから帯電部ａへ搬送される転写残トナーの電荷量を、第２導電ブラシ６ｂで正規極性である負極性に揃えて帯電処理して転写残トナーの帯電ローラ３への付着を防止する。帯電ローラ３でドラム２を所定の電位に帯電すると同時に、第２導電ブラシ６ｂで正規極性である負極性に帯電処理された転写残トナーの帯電量を、現像装置４でドラム２上の静電潜像を現像するのと同程度の帯電量に制御する。

これにより、現像装置４での転写残トナーの回収が効率的に行われる。上述のようなクリーナレスシステム、特に現像同時クリーニング方式によれば、従来一般に用いられているようなクリーニング装置を特別に設ける必要がなく、又廃トナーを出さずに再利用することができ、メンテナンスの煩わしさ、装置の小型化に大きく貢献する。そればかりでなく、環境保全や資源の有効利用などの点で好ましい。

（３）研磨粒子と、帯電補助手段に付着する研磨粒子量の制御
本実施例においては、現像容器４ａ内の現像剤中、及びトナーホッパー４ｄ内の補給トナー中に、トナーと逆極性に帯電する性質の研磨粒子を含有させてある。

本実施例では、トナーが負帯電極性であり、研磨粒子は正帯電極性を示すチタン酸ストロンチウムを用いている。本実施例で用いているチタン酸ストロンチウムを具体的に説明すると、一次粒子の平均粒径が３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲にあるもので、立方体状または直方体状の粒子形状をしていて、且つぺロブスカイト型結晶構造を成している。このようなチタン酸ストロンチウムを用いた場合、例えばクリーナーブレードのようにドラム２を強力に摺擦する部材を有していない画像形成装置においても、放電生成物を効果的に除去することができる。本実施例では、研磨粒子の添加量はトナーに対して０．２重量％としている。

上述のように研磨粒子をトナーと逆極性に帯電させることによって、ベルト１６上に転写される研磨粒子量を極力減らし、安定して研磨粒子を帯電補助装置６に供給することができる。

研磨粒子は現像剤中に遊離していて、主に現像スリーブ４ｂ−ドラム２間におけるかぶり取りバイアス（Ｖｂａｃｋ電位）が発生したときに、現像スリーブ４ｂからドラム２上に供給される。

そして、研磨粒子は転写部ｄを通過後に帯電補助装置６の第１と第２の導電ブラシ６ａ・６ｂに付着する。本実施例においては、研磨粒子が正極性のものを用いているので、研磨粒子は負極性のバイアスが印加されている第２導電ブラシ６ｂにより多く貯まる。本実施例では上記かぶり取りバイアス（Ｖｂａｃｋ電位）は１５０Ｖである。

ここで、上記構成を採用している画像形成装置において発生した問題を説明する。本実施例において、印字比率の低い（例えば画像デューティー２％以下）画像形成を連続して多数行った場合、帯電補助装置６に研磨粒子が多量に供給される。そうすることによって帯電補助装置６に研磨粒子を捕集しきれなくなり、研磨粒子が帯電ローラ３、ドラム２に多量に付着し、帯電ムラによる画像不良が発生してしまった。

また、印字比率の高い（例えば画像デューティー３０％以上）画像形成を連続して多数行った場合、転写残トナーが多量に発生してしまう。そして転写残トナーが帯電補助装置６を通過した際に、帯電補助装置６の第１と第２の導電ブラシ６ａ・６ｂに堆積している研磨粒子がトナーに付着し、トナーと共に吐き出されてしまう。そしてその結果、第１と第２の導電ブラシ６ａ・６ｂに付着している研磨粒子が枯渇し画像流れが発生してしまった。

まずは、研磨粒子供給方法と研磨粒子除去方法について説明する。

（研磨粒子供給方法）
図７のように、連続コピー中の非画像形成部（紙間）でかぶり取り電位（Ｖｂａｃｋ）を１５０Ｖから２００Ｖへアップさせることによって、現像装置４からドラム２への研磨粒子の供給を促進させる。すなわち、帯電補助装置６への研磨粒子の供給を促進させる。非画像形成部である紙間では、帯電ＤＣバイアスは画像形成中の帯電条件は画像形成中と同じ条件であり、表面電位（帯電電位）は露光は行われていない暗部電位である。

帯電補助手段に付着する研磨粒子量の制御は、帯電補助手段に印加される電圧に関して、通常時と、研磨粒子量の制御時とで、帯電補助手段に印加する電圧を変えることでおこなっている。また、帯電手段と現像装置の印加電圧に関して、通常時と、研磨粒子量の制御時とで、帯電手段と現像装置の印加電圧のうち、少なくともどちらか一方を変えることでおこなっている。
（研磨粒子除去方法）
図８は帯電補助装置６から研磨粒子を除去するための動作を示した図である。帯電補助装置６に過剰に付着している研磨粒子を除去するために、連続コピー中の非画像形成部（紙間）で帯電補助装置６の印加電圧をオン／オフ繰り返す。これによって、帯電補助装置６とドラム２の間に電位差を与え研磨粒子の吐き出しを行い、吐き出された研磨粒子を現像装置内に回収した。

すなわち、連続コピー中の非画像形成部（紙間）で、現像装置４から主走査方向、副走査方向に関して所定の長さのトナー画像（本実施例においては２９０ｍｍ×１５ｍｍサイズのベタ黒横帯画像）を感光体上に形成する。そして、形成したトナー画像をベルト１６に転写させることなく、帯電補助装置６を通過させることによって、帯電補助装置６に貯まった研磨粒子をトナーに付着させ、トナーと共に研磨粒子を現像装置に回収する構成とした。

すなわち、帯電補助手段に付着する研磨粒子量を制御する手段として、画像形成時以外のタイミングで、ある所定のトナー像を像担持体上に形成し、トナー像を記録媒体に転写させることなく帯電補助手段を通過させるのである。この際には、帯電条件は画像形成条件と同じ条件であってもいい。

すなわち、帯電補助手段に付着する研磨粒子量を制御する手段として、画像形成時以外のタイミングで、ある所定のトナー像を像担持体上に形成し、トナー像を記録媒体に転写させることなく帯電補助手段を通過させるのである。

それ以外の方法としては、帯電補助手段に研磨粒子の極性と同極のバイアスを印加することで吐出すことも可能である。その際には、帯電ローラに研磨粒子が付着することを防止するために、帯電条件である少なくともＤＣ電圧をＯＦＦしておく必要がある。

（実行方法）
次に、研磨粒子供給と研磨粒子吐出しとを実行する方法について説明する。

本実施例における画像形成装置は、ＣＣＤ等で読み取った画像比率である画像情報信号の画像濃度のビデオカウント数を用いるビデオカウント方式を採用している。つまり、画像信号処理回路２０２（図１）の出力信号のレベルが画素毎にカウントされ、このカウント数を単位紙サイズ（本実施例ではＡ４サイズ）の画素分積算されることにより、原稿１枚当たりのビデオカウント数Ｔが求まるようになっている。即ち、記憶手段を用いて、画像濃度のビデオカウント値を積算しておき、そこから平均画像ヂューティを求めるものである。例えば、Ａ４サイズ、１枚最大ビデオカウント数は４００ｄｐｉ、２５６階調で３８８４×１０６である。

このビデオカウント数とコピー枚数の積算から、一回のジョブ当たりの平均画像デューティーＪが算出される。

そして、制御回路部２００は、図９において、一回のジョブ当たりの平均画像デューティーＪ（１ジョブ当りの画像比率）が、ある定められた閾値（所定比率：本実施例では２％）以下の場合は、現像装置内の研磨粒子が多量に帯電補助装置６へ供給されると判断する。本実施例では、制御回路部（制御手段）２００が、研磨粒子供給モードを実行するか否かと研磨粒子吐出しモードを実行するか否かとを決定する決定手段である。そして、帯電補助装置６に研磨粒子が過剰に付着しないようにするために、図６に示したように、コピージョブ中の非画像形成部（紙間）で、第２導電ブラシ６ｂの印加電圧をオン／オフ繰り返す制御をする。これによって、第２導電ブラシ６ｂとドラム２の間に電位差を与えて、第２導電ブラシ６ｂからドラム２への研磨粒子の吐き出しを促進させる。そして吐き出された研磨粒子は現像スリーブ４ｂの磁気ブラシ穂による摺擦によって、現像装置内に回収される。

一方、制御回路部２００は、一回のジョブ当たりの平均画像デューティーＪが、ある閾値を超えた場合（所定比率：本実施例では３０％以上）、帯電補助装置６に付着している研磨粒子量が不足すると判断する。そして、図７のように、コピージョブ中の非画像形成部（紙間）でかぶり取り電位（Ｖｂａｃｋ）を１５０Ｖから２００Ｖへアップさせることによって、現像装置４からドラム２への研磨粒子の供給を促進させる。すなわち、帯電補助装置６への研磨粒子の供給を促進させる。

そして、いずれの場合にも該当しないときは、供給と除去のいずれをも行わない構成となる。

このように、画像比率に基づいて帯電補助装置６に付着している研磨粒子の量を判断しているため、常に安定した量の研磨粒子を帯電補助装置６に付着させることができる。これにより、画像スジ、画像流れなどの画像不良が発生しない画像形成装置を提供することが出来た。

本実施例では、一回のジョブ当りの平均画像デューティーを求めて、研磨粒子の供給か、研磨粒子の吐出しかを求めたが、それ以外方法であってもいい。例えば、予め設定された枚数になるまでのビデオカウント値を記憶手段により積算しておく。そして、所定枚数に達したときの積算されたビデオカウント値が閾値である所定値に達している場合には、画像比率が高い画像が多く形成されたと判断する。そのため、そのビデオカウント値に基づいて、研磨粒子供給モードが実行される。また、そのビデオカウント値が所定値よりも小さいときに、研磨粒子吐出しモードが実行される方法であっても同様の効果をえることができる。

尚、本実施例においては、帯電補助装置６に対する研磨粒子の供給／除去動作を紙間で行っているが、これに限定されるものではない。コピージョブ開始時の前回転時、またはコピージョブ終了後の後回転時、更にはコピージョブ中に画像形成動作を一時停止して研磨粒子の供給／除去動作を行ってもよい。

また、本実施例では、供給モードの実行と吐出しモードの実行と待機モードとが選択される構成であった。それ以外に、待機モードが連続して継続しているような場合には、吐出しモードを行い、次に供給モードを行うことで帯電補助部材に付着している研磨粒子をレフレッシュする構成をもうけてもいい。

また本実施例においては、ある所定のコピー枚数毎に研磨粒子の供給／除去動作を行うか否かの判断を行っている。しかし、これに限定されるものではなく、例えば各コピージョブ終了毎におけるトナー補給量の積算結果から、帯電補助装置６に堆積している研磨粒子の量を判断し、その後必要に応じて研磨粒子の供給／除去動作を行っても良い。

図１４に上記の画像形成装置の動作工程図を示した。

ａ：前多回転工程
画像形成装置の始動（起動）動作期間（ウォーミング期間）である。画像形成装置のメイン電源スイッチのＯＮにより、画像形成装置のメインモータを起動させて、所要のプロセス機器の準備動作を実行する。

ｂ：スタンバイ
所定の始動動作期間終了後、メインモータの駆動が停止し、プリントジョブ開始信号が入力されるまで画像形成装置をスタンバイ（待機）状態に保持する。

ｃ：前回転工程
プリントジョブ開始信号の入力に基づいて、メインモータを再駆動させて、所要のプロセス機器のプリントジョブ前動作を実行する期間である。

より実際的は、１．画像形成装置がプリントジョブ開始信号を受信、２．フォーマッタで画像を展開（画像のデータ量やフォーマッタの処理速度により展開時間は変わる）、３．前回転工程開始、という順序になる。

なお、前記１．の前多回転工程中にプリントジョブ開始信号が入力している場合は、前多回転工程の終了後、前記２．のスタンバイ無しに、引き続き前回転工程に移行する。

ｄ：プリントジョブ実行
所定の前回転工程が終了すると、引き続いて前記の画像形成プロセスが実行されて、画像形成済みの記録材が出力される。

連続プリントジョブの場合は前記の画像形成プロセスが繰返されて所定枚数分の画像形成済みの記録材が順次に出力される。

ｅ：紙間工程
連続プリントジョブの場合において、一の記録材Ｐの後端と次の記録材Ｐの先端との間隔工程であり、転写部や定着装置においては非通紙状態期間である。

ｆ：後回転工程
１枚だけのプリントジョブの場合その画像形成済みの記録材が出力された後、あるいは連続プリントジョブの場合その連続プリントジョブの最後の画像形成済みの記録材が出力された後もメインモータを引き続き所定の時間駆動させる。これにより所要のプロセス機器のプリントジョブ後動作を実行する期間である。

ｇ：スタンバイ
所定の後回転工程終了後、メインモータの駆動が停止し、次のプリントジョブ開始信号が入力されるまで画像形成装置をスタンバイ（待機）状態に保持する。

上記において、ｄ：のプリントジョブ実行時が画像形成時であり、ａ：の前多回転工程時、ｃ：の前回転工程時、ｅ：の紙間工程時、ｆ：の後回転工程時が非画像形成時である。

非画像形成時とは、上記の前多回転工程時、前回転工程時、紙間工程時、後回転工程時のうちの少なくとも１つの工程時、さらにはその工程時内の少なくとも所定時間である。
［実施例２］

次に、実施例２について説明する。尚、本実施の形態における画像形成プロセスとしては、前述した実施例１とほぼ同一であるため、重複する説明は適宜省略する。上記の実施例では、ビデオカウントを用いて画像比率を求めたが、本実施例では、トナー補給量から画像比率を算出する方法である。

図５において、制御回路部２００は、コピースタート後、コピー枚数（積算枚数）がある所定の枚数に達したとき（本実施例では５００枚毎）に、帯電補助装置６における研磨粒子量を下記の１）または２）のように判断する。

１）記憶手段（メモリ）であるＲＡＭに記憶された５００枚時点の補給スクリュー回転時間の積算値Ｔtotalが、１０ｓｅｃ（所定量：補給トナー量４．０ｇ）以下の場合。この場合は、現像装置内の研磨粒子が多量に帯電補助装置６へ供給されたと判断する。そのため、この場合には、研磨粒子吐出しモードが実行される。

２）コピー枚数が５００枚に達したとき、ＲＡＭに記憶された５００枚の補給スクリュー回転時間の積算値Ｔtotalが１００ｓｅｃ（所定量：トナー補給量４０．０ｇ）以上の場合。この場合は、帯電補助装置６に付着している研磨粒子量が足りないと判断する。そのため、この場合には研磨粒子供給モードが実行される。

このように、ある所定間隔枚数毎におけるトナー補給量の積算結果をもとに、帯電補助装置６に付着している研磨粒子の量を判断しているため、常に安定した量の研磨粒子を帯電補助装置に付着させることができる。これにより、画像スジ、画像流れなどの画像不良が発生しない画像形成装置を提供することが出来た。

尚、本実施例においては、研磨粒子の供給／除去動作を紙間で行っている。しかし、これに限定されるものではなく、コピージョブ開始時の前回転時、またはコピージョブ終了後の後回転時、更にはコピージョブ中に画像形成動作を一時停止して研磨粒子の供給／除去動作を行ってもよい。

また、本実施例では、供給モードの実行と吐出しモードの実行と待機モードとが選択される構成であった。それ以外に、待機モードが連続して継続しているような場合には、吐出しモードを行い、次に供給モードを行うことで帯電補助部材に付着している研磨粒子をレフレッシュする構成を設けてもいい。
［実施例３］

次に、実施例３について説明する。尚、本実施例における画像形成プロセスとしては、前述した実施例１から２とほぼ同一であるため、重複する説明は適宜省略する。

本実施例３においては、実施例１から２で述べたような帯電補助装置６への研磨粒子の供給と、帯電補助装置６からの研磨粒子の除去動作、とは別に、特定の条件を満たした場合に、帯電補助装置に堆積したトナーを除去する動作を行うこととする。以下に詳細を述べる。

印字率の高い画像形成を連続して行った場合、帯電補助装置６に多量のトナーが堆積してしまい、帯電補助装置６のブラシ抵抗が上昇してしまう。その結果、帯電補助装置６での転写残トナーの帯電処理能力が低下してしまい、トナーの回収性が低化することによって帯電装置、感光ドラムの汚染が発生してしまうことがあった。

そこで、本実施例では、印字率の高い画像形成を連続して行った場合、帯電補助装置６に堆積したトナーを除去する動作を行う。

図１０において、制御回路部２００は、コピースタート後、コピー枚数（積算枚数）がある所定の枚数に達したとき（本実施例では５００枚毎）に、帯電補助装置６におけるトナー付着量を下記の１）または２）または３）のように判断する。

１）メモリ部２０１に記憶された５００枚時点の補給スクリュー回転時間の積算値Ｔtotalが、１７０ｓｅｃ（補給トナー量６８．０ｇ）以上の場合、帯電補助装置６に多量のトナーが付着したと判断する。

そして、帯電補助装置６に過剰に付着しているトナーを除去するために、画像形成動作を一旦停止し、図１１に示したように、帯電補助装置６の第１導電ブラシ６ａと第２導電ブラシ６ｂの印加電圧をオン／オフ繰り返す制御をする。これにより、第１導電ブラシ６ａ・第２導電ブラシ６ｂとドラム２の間に電位差を与えて、第１導電ブラシ６ａと第２導電ブラシ６ｂからドラム２へのトナーの吐き出しを促進させる。そして、吐き出されたトナーは現像スリーブ４ｂによって、現像装置に内に回収される。

続いて、帯電補助装置６に不足した研磨粒子量を供給するために、図７のように、連続コピー中の非画像形成部（紙間）でかぶり取り電位（Ｖｂａｃｋ）を１５０Ｖから２００Ｖへアップさせる。これにより、現像装置４からドラム２への研磨粒子の供給を促進させる。すなわち、帯電補助装置６への研磨粒子の供給を促進させる。

２）５００枚時点の補給スクリュー回転時間の積算値Ｔtotalが、１０ｓｅｃ（補給トナー量４．０ｇ）以下の場合、現像装置内の研磨粒子が多量に帯電補助装置６へ供給されたと判断する。

そして、帯電補助装置６に過剰に付着している研磨粒子を除去するために、図６に示したように、連続コピー中の非画像形成部（紙間）で、第２導電ブラシ６ｂの印加電圧をオン／オフ繰り返す制御を行なう。これによって、第２導電ブラシ６ｂとドラム２の間に電位差を与え研磨粒子の吐き出しを促進させる。そして吐き出された研磨粒子は現像スリーブ４ｂの磁気ブラシ穂による摺擦によって、現像装置４内に回収される。

３）一方、コピー枚数が５００枚に達したとき、メモリ部２０１に記憶された５００枚時点の補給スクリュー回転時間Ｔｔｏｔａｌの積算値が、１００ｓｅｃ（トナー補給量４０．０ｇ）以上の場合、帯電補助装置６に付着している研磨粒子量が足りないと判断する。

そして、図７のように、連続コピー中の非画像形成部（紙間）でかぶり取り電位（Ｖｂａｃｋ）を１５０Ｖから２００Ｖへアップさせることにより、現像装置４からドラム２への研磨粒子の供給を促進させる。すなわち、帯電補助装置６への研磨粒子の供給を促進させる。

このように、ある所定間隔枚数毎におけるトナー補給量の積算結果をもとに、帯電補助装置６に付着しているトナー及び研磨粒子の量を判断している。そのため、トナー付着による帯電補助装置６の機能低下を防止しつつ、常に安定した量の研磨粒子を帯電補助装置６に付着させることができ、画像スジ、画像流れなどの画像不良が発生しない画像形成装置を提供することが出来た。本実施例ではトナー補給量の積算結果をもとにしたものであるが、コピースタート後、コピー枚数（積算枚数）がある所定の枚数に達したときの画像比率を用いた構成であっても同様の効果をえることができる。
［参考例１］

次に、参考例１について説明する。尚、本参考例１における画像形成プロセスとしては、前述した実施例１から３とほぼ同一であるため、重複する説明は適宜省略する。

本実施例においては、小サイズ紙の画像形成を行う際は、主走査方向に関して、画像部のかぶり取り電位よりも非画像部のかぶり取り電位を小さくすることによって、端部における研磨粒子の供給量を少なくすることとした。

すなわち、像担持体に形成される画像の主走査方向における領域幅が最大画像領域幅よりも小さい領域幅であるときは、像担時体と現像装置との電位差に関して、主走査方向における画像領域と非画像領域とで電位差を異ならせるものである。以下に詳細を述べる。

小サイズ紙を連続して多数印字した場合、主走査方向の端部位置では常時かぶり取り電位（Ｖｂａｃｋ）が掛かっているため、トナーは消費されず多量の研磨粒子が供給される。その結果、研磨粒子が帯電補助装置６の端部に捕集しきれなくなり、帯電ローラ３、ドラム２の端部が研磨粒子によって汚染してしまった。そしてこの状態で普通紙の画像形成を行った場合、画像端部に帯電不良が起因のスジ画像など、画像不良が発生してしまうことがあった。

そこで本実施例では、図１２のように、主走査方向に関して画像域のかぶり取り電位を１５０Ｖとし、非画像域（両端部）のかぶり取り電位を１００Ｖとするようにした。上記非画像域に関して、現像電位は画像域と同一（本実施例では−３５０Ｖ）に印加され、ドラム電位は、帯電ローラ３によって主走査方向全域に−５００Ｖに帯電された後、露光装置７によって非画像域を−４５０Ｖにされるようにした。なお、露光後の画像形成領域は画像に応じて電位が異なることになる。

このように、小サイズ紙の画像形成を行う際は、主走査方向に関して、画像部のかぶり取り電位よりも非画像部のかぶり取り電位を小さくすることによって、端部における研磨粒子の供給量を少なくすることとした。このため小サイズ紙を多数コピーしても常に安定した量の研磨粒子を帯電補助部材に付着させることができ、画像スジ、画像流れなどの画像不良が発生しない画像形成装置を提供することが出来た。
［参考例２］

次に、参考例２について説明する。尚、本実施の形態における画像形成プロセスとしては、前述した実施例１から３、参考例１とほぼ同一であるため、重複する説明は適宜省略する。

本参考例２においては、小サイズ紙による画像形成を連続して行った場合、ある枚数間隔毎に、帯電補助装置６の端部に堆積している研磨粒子の除去を行うこととした。

すなわち、像担持体に対して、主走査方向における領域幅が最大画像領域幅よりも小さい領域幅の画像を所定枚数分連続で形成した場合においては、次のように制御する。すなわち、画像形成時以外のタイミングで、主走査方向における非画像領域に対し、ある所定のトナー像を像担持体上に形成し、トナー像を記録媒体に転写させることなく帯電補助手段を通過させるものである。以下に詳細を述べる。

本参考例２では、小サイズ紙が連続で所定の枚数続いた場合（本参考例２では１００枚）、帯電補助装置６の端部に過剰に付着している研磨粒子を除去するために、図１３に示したような制御をする。すなわち、連続コピー中の非画像形成部（紙間）で、主走査方向に関して端部の非画像形成部にトナー画像（本実施例においては副走査方向１５ｍｍサイズのベタ画像）をドラム２上に形成する。その形成されたトナー画像を、一次転写ローラ５に対する転写バイアスをオフすることによってベルト１６に転写することなく、トナー像を帯電補助装置６に至らせて通過させる。これにより、帯電補助装置６の端部に貯まっている研磨粒子をトナーに付着させ、トナーと共に研磨粒子を現像装置に回収する。

このように、小サイズ幅の画像形成をある所定間隔枚数行った場合、画像サイズ幅以外の部分にトナー画像による吐き出しを行うことによって帯電補助装置６の端部に過剰に貯まった研磨粒子を除去できる。そのため、常に安定した量の研磨粒子を帯電補助装置６に付着させることができ、画像スジ、画像流れなどの画像不良が発生しない画像形成装置を提供することが出来た。

尚、本参考例２においては、研磨粒子の供給／除去動作を紙間で行っているが、これに限定されるものではなく、コピージョブ開始時の前回転時、またはコピージョブ終了時の後回転時、更にはコピージョブ中に画像形成動作を一時停止して行っても良い。

（その他）
１）上記の実施例では、研磨粒子吐出しモードと研磨粒子供給モードとを１ジョブ中に行った実施例であったが、１ジョブに限られるものではなく、積算枚数が所定枚数に達すると判断する構成であっても問題ない。

１）情報書き込み手段としての露光手段７は、実施例のレーザビームスキャナに限られず、ＬＥＤアレイ、蛍光灯等の光源と液晶シャッターとの組み合わせ等の他のデジタル露光装置であってもよいし、原稿画像を結像投影するアナログ露光装置であってもよい。

感光体２はドラム型に限られず、回動ベルト（エンドレスベルト）、回動ベルト状の支持体に取り付け保持させた有端のシート状のもの等であってもよい。

２）静電潜像のトナー現像方式・手段は任意である。反転現像方式でも正規現像方式でもよい。一成分現像剤を用いるものであってもよい。

３）転写手段５・１５は実施例のローラ転写に限られず、ブレード転写、ベルト転写、その他の接触転写帯電方式であってもよいし、コロナ帯電器を使用した非接触転写帯電方式でもよい。

４）一次記録媒体（第１の被転写材）である中間転写体を用いずに、感光体のトナー像を二次記録媒体（第２の被転写材）である記録材Ｐに直接転写する画像形成装置であっても勿論よい。

５）接触帯電部材３や現像装置４に印加するバイアスの交流電圧の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能である。交流バイアスは、例えば直流電源を周期的にＯＮ，ＯＦＦすることによって形成された矩形波の電圧を含む。

本発明が適用される画像形成装置の一例の概略構成図である。本発明に係る画像形成装置のクナーナレスシステムについて説明するための図である。本発明の一実施例が適用されるトナー補給スクリュー動作時間とトナー補給量との関係を示す図である。（ａ）は残留トナー均一化手段（第１導電ブラシ）の絶対水分量に対する印加電圧の関係を示す関係図である。（ｂ）はトナー帯電量制御手段（第２導電ブラシ）の絶対水分量に対する印加電圧の関係を示す関係図である。実施例１、２におけるコピー動作中の紙間設定を決定するためのフローチャートである。実施例１における帯電補助装置から研磨粒子を除去するための動作を示した図である。実施例１から２における帯電補助装置へ研磨粒子を供給するための動作を示した図である。帯電補助装置から研磨粒子を除去するための動作を示した図である。コピー動作中の紙間設定を決定するためのフローチャートである。実施例３におけるコピー動作中の紙間設定を決定するためのフローチャートである。実施例３における帯電補助装置からトナーを除去するための動作を示した図である。参考例１における小サイズ紙の画像形成を行うときのかぶり取り電位の設定を示す図である。参考例１における帯電補助装置の小サイズ紙の画像形成を行うときの、端部の非画像域から研磨粒子を除去するための動作を示した図である。画像形成装置の動作工程図である。

１（Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ）・・画像形成部、２・・感光ドラム（像担持体）、３・・帯電ローラ、４・・現像装置、４ｄ・・トナーホッパー（トナー補給手段）、５・・一次転写ローラ、６・・帯電補助装置（帯電補助手段）、７・・露光装置、２００・・制御回路部、Ｐ・・記録材

Claims

回転可能な感光体と、
前記感光体を帯電させる帯電手段と、
トナーと前記トナーの正規帯電極性と逆極性の研磨粒子を含む現像剤を備え、前記感光体に形成された静電像をトナーで現像すると共に、前記感光体に付着しているトナーを回収する現像手段と、
前記感光体のトナー像を被転写材へ転写する転写手段と、
前記感光体の回転方向において、前記転写手段の下流側かつ前記帯電手段の上流側で感光体と接触し、被転写材に転写されずに感光体に残留したトナーを前記現像手段で回収されるように帯電する補助帯電部材と、
画像形成時に、前記転写手段により被転写材へと転写されずに感光体に残留したトナーを正規帯電極性に帯電すると共に、感光体を摺擦する前記補助帯電部材に感光体に付着している研磨粒子が付着するように、前記補助帯電部材にトナーの正規帯電極性と同極性のバイアスを印加する印加手段と、
画像形成時の画像比率が所定比率よりも低い場合に、前記補助帯電部材にトナーの正規帯電極性と逆極性のバイアスを印加させて前記補助帯電部材に付着する研磨粒子を前記感光体に吐き出すモードを実行する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、画像形成時の画像比率が所定比率よりも高い場合に、非画像形成時において、前記感光体の帯電電位と前記現像手段に印加する現像バイアスとの電位差を画像形成時における前記感光体の帯電電位と前記現像手段に印加する現像バイアスとの電位差よりも大きくすると共に、画像形成時と同じ極性の電圧を前記転写手段及び前記帯電補助部材に印加させて前記帯電補助部材に研磨粒子を供給するモードを実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御手段は１ジョブ当たりの画像比率を算出し、算出した画像比率に基づき実行するモードを決定する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。
回転可能な感光体と、
前記感光体を帯電させる帯電手段と、
トナーと前記トナーの正規帯電極性と逆極性の研磨粒子を含む現像剤を備え、前記感光体に形成された静電像をトナーで現像すると共に、前記感光体に付着しているトナーを回収する現像手段と、
前記感光体のトナー像を被転写材へ転写する転写手段と、
前記感光体の回転方向において、前記転写手段の下流側かつ前記帯電手段の上流側で感光体と接触し、被転写材に転写されずに感光体に残留したトナーを前記現像手段で回収されるように帯電する補助帯電部材と、
画像形成時に、前記転写手段により被転写材へと転写されずに感光体に残留したトナーを正規帯電極性に帯電すると共に、感光体を摺擦する前記補助帯電部材に感光体に付着している研磨粒子が付着するように、前記補助帯電部材にトナーの正規帯電極性と同極性のバイアスを印加する印加手段と、
画像形成時における前記現像手段に対するトナー補給量が所定量よりも低い場合に、前記補助帯電部材にトナーの正規帯電極性と逆極性のバイアスを印加させて前記補助帯電部材に付着する研磨粒子を前記感光体に吐き出すモードを実行する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、画像形成時における前記現像手段に対するトナー補給量が所定量よりも高い場合に、非画像形成時において、前記感光体の帯電電位と前記現像手段に印加する現像バイアスとの電位差を画像形成時の前記感光体の帯電電位と前記現像手段に印加する現像バイアスとの電位差よりも大きくすると共に、画像形成時と同じ極性の電圧を前記転写手段及び前記帯電補助部材に印加させて前記帯電補助部材に研磨粒子を供給するモードを実行することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記研磨粒子は、チタン酸ストロンチウムであり、該チタン酸ストロンチウムは、一次粒子の平均粒径が３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下で、立方体状の粒子形状及び／または直方体状の粒子形状を有し、且つぺロブスカイト型結晶を有する粒子である、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置。