JP6887788B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の複写機又はプリンタ等の画像形成装置に関する。

従来から、現像手段から感光体としての感光ドラムにトナーを供給することで感光ドラムにトナー像を形成し、感光ドラムに形成されたトナー像を紙やＯＨＴなどの転写材や中間転写ベルトなどの中間転写体に転写する画像形成装置が知られている。現像手段は、トナーを収容する現像容器と、現像容器に収容されたトナーを感光ドラムに供給する現像部材としての現像ローラと、を有する。また、このような画像形成装置においては、現像ローラに担持されたトナーを感光ドラムに吐き出し、感光ドラムに設けられるクリーニング部材によって吐き出されたトナーを回収することで、現像ローラに担持された劣化トナーを取り除く構成が知られている。なお、以下の説明においては、現像ローラから感光ドラムに吐き出したトナーを吐き出しトナーと称する。

特許文献１には、感光ドラムにクリーニング部材が設けられていない、所謂クリーナレスの構成を有する画像形成装置において、現像手段から吐き出された吐き出しトナーを再び現像手段で回収する回収モードを実行する構成が開示されている。この構成においては、現像手段に回収された吐き出しトナーは、画像形成時に現像ローラから感光ドラムに供給されるトナーを収容する現像容器に収容される。

特許第５２０６７６７号

しかしながら、特許文献１のように吐き出しトナーを現像容器に回収する構成においては、現像ローラに担持された劣化トナーまで現像容器に回収してしまう虞がある。劣化トナーの中には、画像形成時におけるトナーの正規帯電極性（例えば、負極性）と逆極性（例えば、正極性）に帯電したトナー（以下、反転トナーと称する）が含まれていることがある。このような反転トナーが現像容器内で反転トナーではないトナー（以下、正規トナーと称する）と摺擦すると、反転トナーは正極性側にさらに帯電し、正規トナーは現像容器内で負極性側に帯電する。

反転トナーと正規トナーが摺擦することによって現像容器内の反転トナー及び正規トナーが過度に帯電してしまうと、現像ローラから感光ドラムにトナーを供給する際に感光ドラムの非画像形成部にトナーが現像されてしまい、現像不良の発生に繋がる虞がある。

そこで、本発明は、現像手段から感光体に吐き出されたトナーを現像手段によって回収する回収モードを実行する際場合に、正規帯電極性とは逆極性に帯電したトナーが現像手段に回収されることを抑制することを目的とする。

本発明は、感光体と、前記感光体に接触して帯電部を形成し、前記帯電部において前記感光体の表面を帯電する帯電部材と、前記帯電部材に帯電電圧を印加して前記感光体と前記帯電部材との間に第１の電位差を形成させることで前記帯電部材と前記感光体との間において放電を発生させる帯電電源と、前記帯電部材によって帯電された前記感光体の表面を露光する露光ユニットと、前記感光体に接触して現像部を形成し、前記現像部において正規帯電極性に帯電された正規極性トナーを前記露光ユニットによって露光された前記感光体の表面に供給することにより前記感光体の表面にトナー像を現像する現像部材と、前記感光体に接触して転写部を形成し、前記転写部において前記感光体との間に第２の電位差を形成する転写部材と、前記転写部材に転写電圧を印加することで前記第２の電位差を形成させる転写電源と、前記転写電源と前記帯電電源と、を制御する制御部と、を備え、前記露光ユニットによって前記感光体の表面が露光されることによって前記感光体の表面に第１の電位を形成し、前記現像部材の表面から前記第１の電位が形成された前記感光体の表面の位置に前記正規極性トナーと前記正規帯電極性とは逆の逆極性に帯電した逆極性トナーを吐き出して、前記正規極性トナーを前記現像部材によって回収し、前記逆極性トナーを前記転写部材と前記帯電部材に移動させる吐き出しモードを実行することが可能な画像形成装置において、前記吐き出しモードを実行する場合、前記制御部は、前記逆極性トナーが、ｉ）前記転写部において前記感光体から前記転写部材に移動するような前記第２の電位差が形成され、ｉｉ）前記帯電部において前記感光体から前記帯電部材に移動するような前記第１の電位差が形成されるように、前記転写電源と前記帯電電源と、を制御することを特徴とする。

本発明によれば、現像手段から感光体に吐き出されたトナーを現像手段によって回収する回収モードを実行する場合に、正規帯電極性とは逆極性に帯電したトナーが現像手段に回収されることを抑制することが可能である。

実施例１の画像形成装置の概略断面図である。 実施例１の画像形成装置の制御系統のブロック図である。 実施例１の回収モードにおける吐き出しトナーの移動を説明する模式図である。 実施例１の回収モードにおける感光体の電位を説明する模式図である。 実施例２の回収モードにおける感光体の電位を説明する模式図である。 実施例３の回収モードにおける吐き出しトナーの移動を説明する模式図である。 実施例３の回収モードにおける感光体の電位を説明する模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
［画像形成装置の構成］
図１は、本実施例の画像形成装置１００の構成を説明する概略断面図であり、図２は、本実施例の画像形成装置１００の制御系統のブロック図である。

図２に示すように、画像形成装置１００は、ホスト機器であるパーソナルコンピュータ２１に接続している。パーソナルコンピュータ２１による動作開始指令と画像信号は、画像形成装置１００に内蔵されたインターフェイス回路２２を介して制御手段としてのコントローラ回路２３に送信される。そして、コントローラ回路２３が各種手段を制御することによって、画像形成装置１００において画像形成が実行される。

図１に示すように、本実施例の画像形成装置１００は、ａ〜ｄの複数の画像形成部を設けている所謂タンデム型の画像形成装置である。第１の画像形成部ａはイエロー（Ｙ）、第２の画像形成部ｂはマゼンタ（Ｍ）、第３の画像形成部ｃはシアン（Ｃ）、第４の画像形成部ｄはブラック（Ｂｋ）の各色のトナーによって画像を形成する。これら４つの画像形成部は一定の間隔をおいて一列に配置されており、各画像形成部の構成は収容するトナーの色を除いて実質的に共通である部分が多い。したがって、以下、第１の画像形成部ａを用いて本実施例の画像形成装置を説明する。

第１の画像形成部ａは、ドラム状の感光体である感光ドラム１ａと、帯電部材である帯電ローラ２ａと、帯電ローラ２ａに電圧を印加する帯電電源３ａと、露光手段４ａと、現像手段５ａと、を有する。感光ドラム１ａは、トナー像を担持する像担持体であり、駆動源Ｍ（図２中に図示）からの駆動力を受けて図示矢印Ｒ１方向（反時計回り）に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。なお、本実施例における画像形成部ａ〜ｄは、感光ドラム１ａ〜１ｄに当接するクリーニング部材が設けられていない、所謂クリーナレスの構成を有する。

コントローラ回路２３（図２中に図示）が画像信号を受信することによって画像形成動作が開始され、感光ドラム１ａは回転駆動される。感光ドラム１ａは回転過程で、帯電ローラ２ａにより所定の極性（本実施例では負極性）で所定の電位に一様に帯電処理され、露光手段４ａにより画像信号に応じた露光を受ける。これにより、目的のカラー画像のイエロー色成分像に対応した静電潜像が形成される。次いで、その静電潜像は現像位置において現像手段５ａにより現像され、感光ドラム１ａにイエロートナー像として可視化される。本実施例においては、現像手段５ａに収容されたトナーの正規帯電極性は負極性であり、帯電ローラ２ａによる感光ドラム１ａの帯電極性と同極性に帯電したトナーにより静電潜像を反転現像している。しかし、これに限らず、感光ドラム１ａの帯電極性とは逆極性に帯電したトナーにより静電潜像を正現像する画像形成装置にも本発明を適用できる。

帯電部材としての帯電ローラ２ａは、感光ドラム１ａの表面に当接しており、感光ドラム１ａ表面との摩擦により感光ドラム１ａの回転に従動して回転する。また、帯電ローラ２ａは、直径５．５ｍｍの金属軸上に、厚さが１．５ｍｍで体積抵抗率が１×１０^６Ωｃｍ程度の導電性弾性体からなる弾性層を設けたものを用いている。帯電電源３ａは、帯電ローラ２ａの金属軸に接続されており、コントローラ回路２３によって制御され、画像形成動作に応じて所定の電圧を帯電ローラ２ａに印加する。

帯電電源３ａから帯電ローラ２ａに−１２００［Ｖ］の電圧を印加したときの感光ドラム１ａの表面電位は−７００［Ｖ］程度（トレック社製の表面電位計Ｍｏｄｅｌ３４４で測定）であった。また、帯電ローラ２ａと感光ドラム１ａ間で放電が発生し始める電位差（放電閾値）は５００［Ｖ］程度であった。なお、本実施例においては、画像形成部ａ〜ｄに対してそれぞれ個々に帯電電源３ａ〜３ｄを設けたが、これに限らず、一部の画像形成部で帯電電源を共通化しても良く、また、全ての画像形成部で共通の帯電電源を用いても良い。

露光手段４ａは、レーザドライバ、レーザダイオード、ポリゴンミラー、光学系レンズ等を備えており、パーソナルコンピュータ２１（図２中に図示）から入力される画像情報に基づいてレーザ光を照射し、感光ドラム１ａの表面に静電潜像を形成する。本実施例では、露光手段４ａから感光ドラム１ａに最大光量で露光した際の感光ドラム１ａの表面電位Ｖｌが−３００［Ｖ］となるように、露光手段４ａの光量を調整した。

現像手段５ａは、現像部材（トナー担持体）としての現像ローラ５１ａと、イエロートナーと、を有し、感光ドラム１ａにトナーを供給することで感光ドラム１ａに形成された静電潜像をトナー像として現像する。現像ローラ５１ａは、感光ドラム１ａに対して当接及び離間が可能であり、感光ドラム１ａと所定の当接幅を持って当接した状態でトナーを供給する。現像ローラ５１ａは、感光ドラム１ａの周速度よりも早い周速度で図示矢印Ｒ２方向に回転する。

現像ローラ５１ａ〜５１ｄには現像電源５２（図２中に図示）が接続されており、現像電源５２はコントローラ回路２３によって制御され、画像形成動作に応じて現像ローラ５１ａ〜５１ｄに所定の電圧を印加する。なお、本実施例においては、画像形成部ａ〜ｄに対して、共通の現像電源５２から各画像形成部の現像ローラ５１ａ〜５１ｄに電圧を印加する構成を用いたが、これに限らない。一部の画像形成部で現像電源を共通化しても良く、また、現像ローラ５１ａ〜５１ｄに関してそれぞれ個々に現像電源を設けても良い。

本実施例におけるトナーは、懸濁重合法で製造した非磁性一成分トナーであり、正規帯電極性が負極性で、ベックマン・コールター株式会社製のレーザ回折式粒度分布測定器ＬＳ−２３０で測定した体積平均粒径は６．０μｍ程度である。また、表面性を改質するために、トナーの重量に対して１．５％程度の酸化ケイ素粒子をトナーの表面に付着させており、酸化ケイ素粒子の体積平均粒径は２０ｎｍ程度である。

中間転写体としての中間転写ベルト１０は、樹脂材料に導電剤を添加して導電性を付与した無端状ベルトであり、張架ローラ１１、１２、１３の３軸で張架され、各感光ドラム１ａ〜１ｄと略同一の周速度で回転駆動される。中間転写ベルト１０は、感光ドラム１ａと当接して転写部としての１次転写部を形成し、感光ドラム１ａに形成されたイエロートナー像は、転写部を通過する過程で感光ドラム１ａから中間転写ベルト１０に１次転写される。

中間転写ベルト１０の内周面側には、中間転写ベルト１０を介して感光ドラム１ａと対向する位置に転写部材としての金属ローラ１４ａが設けられており、金属ローラ１４ａには電位形成手段としての転写電源１５が接続されている。金属ローラ１４ａは、中間転写ベルト１０の移動方向に関して、感光ドラム１ａの下流側に配置されている。また、金属ローラ１４ａは、外径６ｍｍのストレート形状のニッケルメッキされたＳＵＳ丸棒で構成され、中間転写ベルト１０の移動方向と直交する長手方向の所定領域に亘って中間転写ベルト１０と接触し、中間転写ベルト１０の回転に伴って従動回転する。

コントローラ回路２３によって制御される転写電源１５が金属ローラ１４ａに電圧を印加すると、導電性の中間転写ベルト１０に電位が形成され、感光ドラム１ａから中間転写ベルト１０にイエロートナー像が１次転写される。なお、本実施例においては、金属ローラ１４ａ〜１４ｄに共通の転写電源１５から電圧を印加する構成を用いたが、これに限らず、金属ローラ１４ａ〜１４ｄに電圧を印加する転写電源をそれぞれ個々に設けても良く、若しくは一部だけ共通化しても良い。

以下、同様にして、第２，３，４の画像形成部ｂ、ｃ、ｄによって第２色のマゼンタトナー像、第３色のシアントナー像、第４色のブラックトナー像が形成され、中間転写ベルト１０上に順次重ねて１次転写される。これにより、中間転写ベルト１０には、目的のカラー画像に対応した４色のトナー像が形成される。その後、中間転写ベルト１０に担持された４色のトナー像は、２次転写ローラ１６と中間転写ベルト１０が接触して形成する２次転写部を通過する過程で、給送手段４０により給送された紙やＯＨＴなどの転写材Ｐの表面に一括で２次転写される。

２次転写部材としての２次転写ローラ１６は、外径６ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に、体積抵抗率１０^８Ω・ｃｍ、厚み６ｍｍに調整したＮＢＲとエピクロルヒドリンゴムを主成分とする発泡スポンジ体で覆った外径１８ｍｍのものを用いている。なお、発泡スポンジ体のゴム硬度は３０°（アスカー硬度計Ｃ型）である。２次転写ローラ１６は、中間転写ベルト１０の外周面に接触しており、中間転写ベルト１０を介して対向部材としての対向ローラ１３に約５０Ｎの加圧力で押圧して２次転写部を形成している。２次転写ローラ１６には、２次転写電源１７が接続されており、２次転写電源１７が２次転写ローラ１６に電圧を印加することで、２次転写部において中間転写ベルト１０から転写材Ｐにトナー像が２次転写される。２次転写電源１７は、１００〜４０００［Ｖ］の範囲の電圧を出力することが可能である。

２次転写部において中間転写ベルト１０に担持されていた４色のトナー像を転写された転写材Ｐは、その後、定着手段３０に導入され、加熱および加圧されることにより４色のトナーが溶融混色して転写材Ｐに固定される。２次転写後に中間転写ベルト１０に残ったトナーは、クリーニング手段１８により清掃、除去される。クリーニング手段１８は、中間転写ベルト１０を介して対向ローラ１３に対向して設けられ、中間転写ベルト１０に残ったトナーを回収する回収部材である。また、クリーニング手段１８は、中間転写ベルト１０の外周面に接触するクリーニングブレードと、クリーニングブレードによって中間転写ベルト１０から除去されたトナーなどを収容する廃トナー容器と、を有する。

なお、本実施例の画像形成装置１００は、１次転写部を通過した後に感光ドラム１ａに残ったトナーが、帯電ローラ２ａと感光ドラム１ａとが接触する帯電部に到達するまでの間に、トナーを回収する部材を設けていない、所謂クリーナレスの構成を有している。したがって、感光ドラム１ａから中間転写ベルト１０にトナー像を１次転写した後に感光ドラム１ａに残ったトナーは、帯電部を通過した後に現像手段５ａに回収される。

本実施例の画像形成装置においては、以上の動作により、フルカラーのプリント画像が形成される。

［トナーの吐き出し制御］
本実施例の画像形成装置は、現像ローラに担持されたトナーを感光ドラムに吐き出し、感光ドラムを回転させることで吐き出されたトナーを再び現像手段に到達させ、現像手段で回収する回収モードを実行することが可能である。以下、図３（ａ）〜（ｇ）、図４を用いて、本実施例の画像形成部ａにおいて回収モードを実行する際の動作及び制御について説明する。なお、以下の説明においては、現像ローラ５１ａから感光ドラム１ａに吐き出したトナーを吐き出しトナーと称する。

図３（ａ）〜（ｇ）は、回収モードを実行する際の吐き出しトナーの移動を説明する模式図であり、図４は、回収モードにおける感光体の電位を説明する模式図である。なお、図４中の（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ図３（ａ）〜（ｄ）に対応している。

回収モードの動作が開始されると、図４に示すように、感光ドラム１ａは回転過程で、帯電ローラ２ａにより負極性の所定の電位に一様に帯電処理された後に露光手段４ａによって露光される。これにより、感光ドラム１ａに潜像電位Ｖｌ（第１の電位）が形成される。本実施例においては、帯電ローラ２ａにより感光ドラム１ａに−７００［Ｖ］の背景電位Ｖｄを形成した後に、露光手段４ａにより感光ドラム１ａに−３００［Ｖ］の潜像電位Ｖｌを形成した。

その後、図３（ａ）に示すように、現像ローラ５１ａと感光ドラム１ａが当接する位置において、現像ローラ５１ａに担持されたトナーが感光ドラム１ａに吐き出される。この時、図４に示すように、現像電源５２が現像ローラ５１ａに−５００［Ｖ］の電圧を印加しており、感光ドラム１ａと現像ローラ５１ａの間に形成される電位差ΔＶｃにより、現像ローラ５１ａに担持されたトナーが感光ドラム１ａに吐き出される。なお、本実施例においては、現像電源５２から現像ローラ５１ａに印加する電圧を、ΔＶｃの絶対値が２００［Ｖ］となるように−５００［Ｖ］に設定した。

ここで、吐き出しトナーの正規帯電極性は負極性であるが、現像ローラ５１ａから吐き出されたトナーの中には正極性に帯電しているトナーが存在する場合がある。以下、負極性に帯電した吐き出しトナーを正規トナーと称し、正極性に帯電した吐き出しトナーを反転トナーと称する。また、図３（ａ）〜（ｇ）中において、正規トナーを白い丸で図示し、反転トナーを黒い丸として図示する。

図４に示すように、吐き出しトナーが１次転写部を通過する際には、転写電源１５から金属ローラ１４ａに−８００［Ｖ］の電圧を印加する。これにより、１次転写部における中間転写ベルト１０に形成される電位と感光ドラム１ａの電位との間には、反転トナーが静電的に中間転写ベルト１０へ移動するような電位差ΔＶ１が形成される。その結果、図３（ｂ）に示すように、正規トナーは感光ドラム１ａに担持されたまま１次転写部を通過し、一部の反転トナーは感光ドラム１ａから中間転写ベルト１０に移動する。中間転写ベルト１０に移動した反転トナーは、中間転写ベルト１０の移動方向に関して２次転写部の下流側に設けられたクリーニング手段１８において回収される。

本実施例においては、電位差ΔＶ１の絶対値が５００［Ｖ］となるように、転写電源１５によって中間転写ベルト１０に電位を形成した。しかしながら、中間転写ベルト１０に形成される電位が、負極性であり、且つ、感光ドラム１ａの潜像電位Ｖｌの絶対値よりも絶対値が大きい電位であれば、感光ドラム１ａから中間転写ベルト１０へ反転トナーを転写できる。これは、反転トナーが正極性に帯電しているためであり、感光ドラム１ａの電位の絶対値よりも絶対値の大きい負極性の電位が形成された中間転写ベルト１０に静電的に引き付けられるためである。

なお、感光ドラム１ａから中間転写ベルト１０へ反転トナーを転写する際の転写率は、電位差ΔＶ１の大きさに依存する。電位差ΔＶ１の絶対値が、１次転写部における中間転写ベルト１０と感光ドラム１ａとの間の放電閾値の絶対値よりも小さい場合は、電位差ΔＶ１の絶対値が大きいほど反転トナーの転写率が向上する。一方で、電位差ΔＶ１の絶対値が、１次転写部における中間転写ベルト１０と感光ドラム１ａとの間の放電閾値の絶対値よりも大きい場合は、電位差ΔＶ１の絶対値が大きいほど反転トナーの転写率が低下する。これは、１次転写部において放電が発生することにより感光ドラム１ａに担持された反転トナーが帯電するためである。従って、本実施例においては、反転トナー効率の観点から、電位差ΔＶ１の絶対値が、１次転写部における中間転写ベルト１０と感光ドラム１ａとの間の放電閾値の絶対値の前後の値となるように、転写電源１５から金属ローラ１４ａに印加する電圧を設定した。

次に、図３（ｃ）に示すように、１次転写部を通過した吐き出しトナーは、帯電ローラ２ａと感光ドラム１ａが接触する位置（以下、帯電部と称する）を通過する。図４に示すように、吐き出しトナーが帯電部を通過する際には、帯電電源３ａから帯電ローラ２ａに−１２００［Ｖ］の電圧を印加する。これにより、帯電ローラ２ａの電位と感光ドラム１ａの電位との間には、反転トナーが静電的に帯電ローラ２ａに引き寄せられるような電位差ΔＶ２が形成される。その結果、図３（ｃ）に示すように、反転トナーを帯電ローラ２ａに移動させることが可能となり、一方で正規トナーは感光ドラム１ａに担持されたまま帯電部を通過する。なお、帯電ローラ２ａに移動した反転トナーは、後述する図３（ｅ）〜（ｇ）の工程を経た後にクリーニング手段１８において回収される。

本実施例においては、電位差ΔＶ２の絶対値が９００［Ｖ］となるような電圧を、帯電電源３ａから帯電ローラ２ａに印加した。しかしながら、帯電電源３ａが帯電ローラ２ａに印加する電圧としては、負極性であり、且つ、感光ドラム１ａの潜像電位Ｖｌの絶対値よりも絶対値が大きい電圧であれば、静電的な力により帯電ローラ２ａに反転トナーを移送させることが可能である。

電位差ΔＶ１と同様に、感光ドラム１ａから帯電ローラ２ａに反転トナーを移動させる際の移動率は電位差ΔＶ２の大きさに依存し、電位差ΔＶ２の絶対値を、帯電ローラ２ａと感光ドラム１ａとの間の放電閾値の絶対値付近に設定することがより好ましい。しかし、帯電電源３ａから帯電ローラ２ａに電圧を印加する工程は、吐き出しトナーを現像手段５ａに回収する後述の工程に向けて感光ドラム１ａを帯電する役割も兼ねている。したがって、本実施例においては、電位差ΔＶ２の絶対値が、帯電ローラ２ａと感光ドラム１ａとの間の放電閾値の絶対値よりも大きい値である９００［Ｖ］となるように、帯電電源３ａから帯電ローラ２ａに印加する電圧を設定した。

帯電電源３ａから帯電ローラ２ａに−１２００［Ｖ］の電圧を印加することにより、帯電部を通過した感光ドラム１ａの表面は−７００［Ｖ］に帯電される。本実施例においては、感光ドラム１ａに残留した吐き出しトナーが現像ローラ５１ａと感光ドラム１ａとが当接する位置に到達する前に、現像電源５２から現像ローラ５１ａに−５００［Ｖ］の電圧を印加する。これにより、図３（ｄ）に示すように、感光ドラム１ａに残留した吐き出しトナーは現像手段５ａに回収される。この時、図４に示すように、現像電源５２から−５００［Ｖ］の電圧を印加された現像ローラ５１ａと感光ドラム１ａとの間には電位差ΔＶｂが形成されており、この電位差ΔＶｂによって吐き出しトナーが静電的に現像ローラ５１ａに回収される。

吐き出しトナーを現像手段５ａに回収する際の回収効率は、電位差ΔＶｂの大きさに依存する。電位差ΔＶｂの絶対値が現像ローラ５１ａと感光ドラム１ａとの間の放電閾値の絶対値よりも小さい場合は、電位差ΔＶｂの絶対値を大きくするほど吐き出しトナーを現像ローラ５１ａ側へ移動させる電界が強くなるため、回収効率が向上する。一方で、電位差ΔＶｂの絶対値が現像ローラ５１ａと感光ドラム１ａとの間の放電閾値の絶対値よりも大きい場合は、電位差ΔＶｂの絶対値を大きくするほど回収効率が低下する。これは、現像ローラ５１ａと感光ドラム１ａとの間で放電が発生し、吐き出しトナーが帯電してしまうためである。本実施例においては、電位差ΔＶｂの絶対値が２００［Ｖ］となるように、現像電源５２から現像ローラ５１ａに印加する電圧を−５００［Ｖ］に設定した。

次に、図３（ｅ）〜図（ｇ）を用いて、帯電ローラ２ａに移動した反転トナーをクリーニング手段１８で回収する工程について説明する。

まず、図３（ｅ）に示すように、吐き出しトナーが現像手段５ａに回収された後に、帯電ローラ２ａに移動した反転トナーの吐き出しを行う。この時、感光ドラム１ａの表面には−７００［Ｖ］の背景電位Ｖｄが形成されている。本実施例においては、帯電電源３ａから帯電ローラ２ａに印加する電圧を０［Ｖ］とし、正極性に帯電した反転トナーを帯電ローラ２ａから感光ドラム１ａに静電的に移動させた。

帯電電源３ａが電圧を印加することによって帯電ローラ２ａに形成される電位と、感光ドラム１ａの背景電位Ｖｄとの間の電位差が小さいと、反転トナーを感光ドラム１ａに移動させることが困難となる。また、帯電ローラ２ａに形成される電位と感光ドラム１ａの背景電位Ｖｄとの間の電位差が大き過ぎると、帯電部において放電が発生して反転トナーが帯電してしまうため、反転トナーを感光ドラム１ａに移動させることが困難となる。したがって、帯電ローラ２ａに形成される電位と感光ドラム１ａの背景電位Ｖｄとの間の電位差の絶対値が、帯電ローラ２ａと感光ドラム１ａとの間の放電閾値の絶対値の前後の値となるように、帯電ローラ２ａの電位を設定することが好ましい。

次に、図３（ｆ）に示すように、帯電ローラ２から吐き出された反転トナーが、現像ローラ５１ａと感光ドラム１ａが当接する位置を通過する前に現像ローラ５１ａを感光ドラム１ａから離間させる。これにより、帯電ローラ２ａから吐き出された反転トナーは現像手段５ａに回収されることなく、現像手段５ａを通過する。

なお、本実施例においては、帯電ローラ２ａから吐き出された反転トナーを現像手段５ａで回収しないように、現像ローラ５１ａを感光ドラム１ａから離間させる構成を用いたが、これに限らない。例えば、現像ローラ５１ａに形成される電位と感光ドラム１ａの背景電位Ｖｄとの間の電位差が、反転トナーを感光ドラム１ａに引き付けておくことが可能な電位差であれば、現像ローラ５１ａを離間させなくても良い。

現像手段５ａを通過した反転トナーは、その後、図３（ｇ）に示すように、１次転写部において感光ドラム１ａから中間転写ベルト１０に移動する。この時、中間転写ベルト１０に形成される電位が、負極性であり、且つ、感光ドラム１ａの背景電位Ｖｄの絶対値よりも絶対値が大きい電位であれば、感光ドラム１ａから中間転写ベルト１０へ反転トナーを移動させることが可能である。

なお、１次転写部において、転写電源１５が金属ローラ１４ａに電圧を印加することによって中間転写ベルト１０に形成される電位と、感光ドラム１ａの背景電位Ｖｄとの間の電位差が小さいと、中間転写ベルト１０に移動する反転トナーの移動率が低くなる。また、中間転写ベルト１０に形成される電位と感光ドラム１ａの背景電位Ｖｄとの間の電位差が大き過ぎると、１次転写部において放電が発生して反転トナーが帯電してしまうため、中間転写ベルト１０に移動する反転トナーの移動率が低くなる。したがって、中間転写ベルト１０に形成される電位と感光ドラム１ａの背景電位Ｖｄとの間の電位差の絶対値が、中間転写ベルト１０と感光ドラム１ａとの間の放電閾値の絶対値の前後の値となるように金属ローラ１４ａに印加する電圧を設定することが好ましい。

その後、中間転写ベルト１０に移動した反転トナーは、中間転写ベルト１０の移動方向に関して２次転写部の下流側に設けられたクリーニング手段１８において回収され、本実施例における回収モードが終了する。

以上説明したように、本実施例においては、吐き出しトナーを現像手段５ａから吐き出した後に現像手段５ａに回収する回収モードを実行する際に、吐き出しトナーに含まれる反転トナーを中間転写ベルト１０及び帯電ローラ２ａに移動させることが可能である。即ち、本実施例においては、吐き出しトナーが１次転写部を通過する際には反転トナーを中間転写ベルト１０に移動させ、帯電部を通過する際には反転トナーを帯電ローラ２ａに移動させることで、吐き出しトナー中の反転トナーを２度回収している。これにより、回収モードにおいてトナーの正規帯電極性とは逆極性に帯電した反転トナーが現像手段５ａに回収されることを抑制することが出来る。

回収モードは、現像手段５ａに反転トナーなどの劣化トナーが増加してくる度に実行することで、現像手段５ａから感光ドラム１ａにトナーを供給してトナー像を現像する現像性を長期間に渡って良好に保つことができる。回収モードは、画像形成動作の開始に遅れが出ないように画像形成動作の終了後や、複数の転写材Ｐに連続して画像を形成する際の転写材Ｐの紙間で実行することが可能である。また、現像手段５ａが新品時であっても回収モードを行うことができる。例えば、現像手段５ａの新品時に現像ローラ５１ａに反転トナーが含まれていた場合に、回転モードを行うことで良好な現像性を確保することが可能である。

なお、本実施例においては、画像形成部ａにおける回収モードを説明したが、画像形成部ｂ〜ｄにおいても、画像形成部ａと同様に回収モードを行うことが可能である。また、回収モードを実行する動作及び制御も、画像形成部ａと同様である。

（実施例２）
実施例１では、吐き出しトナーが帯電部を通過する際に、帯電電源３ａから帯電ローラ２ａに−１２００［Ｖ］の電圧を印加することにより、反転トナーを帯電ローラ２ａに移動させる構成について説明した。これに対し、実施例２は、吐き出しトナーが帯電部を通過する際に、帯電電源３ａから帯電ローラ２ａに−１２００［Ｖ］の電圧の絶対値よりも絶対値が小さい−８００［Ｖ］の電圧を印加する点で実施例１と異なる。本実施例の画像形成装置の構成は実施例１と同様である。また、吐き出しトナーが帯電部を通過する際に帯電電源３ａから帯電ローラ２ａに印加する電圧値と、吐き出しトナーを現像手段５ａで回収する際に現像電源５２から現像ローラ５１ａに印加する電圧値を除いて、回収モードにおける制御も実施例１と同様である。したがって、実施例１と同様の部分については同じ符号を付して説明を省略する。

なお、本実施例においても、実施例１と同様に、画像形成部ａにおいて回収モードを実行する際の制御を例に説明を行うが、画像形成部ｂ〜ｄにおいても、画像形成部ａと同様の制御によって回収モードを行うことが可能である。

図５は、本実施例の回収モードにおける感光体の電位を説明する模式図であり、図５中の（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ図３（ａ）〜（ｄ）の動作に対応している。

図５（ｃ）に示すように、本実施例においては、１次転写部を通過した吐き出しトナーが帯電部を通過する際に、帯電電源３ａから帯電ローラ２ａに−８００［Ｖ］の電圧を印加する。これにより、帯電ローラ２ａの電位と感光ドラム１ａの潜像電位Ｖｌ（−３００［Ｖ］）との間には、反転トナーが静電的に帯電ローラ２ａに引き寄せられるような電位差ΔＶ２２が形成される。

この時、電位差ΔＶ２２の絶対値は、帯電ローラ２ａと感光ドラム１ａとの間の放電閾値の絶対値である５００［Ｖ］前後の値となる。即ち、帯電電源３ａから帯電ローラ２ａに印加する電圧を−８００［Ｖ］に設定することにより、電位差ΔＶ２２の絶対値を、帯電ローラ２ａと感光ドラム１ａとの間の放電閾値の絶対値付近に設定することが可能となる。これにより、感光ドラム１ａから帯電ローラ２ａに反転トナーを移動させる際の移動率を向上させることが可能である。

図５に示すように、帯電部において帯電電源３ａから帯電ローラ２ａに−８００［Ｖ］の電圧を印加した場合、電位差ΔＶ２２は、帯電ローラ２ａが感光ドラム１ａを帯電することが可能な電位差には到達しない。したがって、感光ドラム１ａが帯電部を通過しても感光ドラム１ａの表面は帯電ローラ２ａによって帯電されず、表面の電位が−３００［Ｖ］に保たれる。その後、吐き出しトナーは現像ローラ５１ａと感光ドラム１ａとが接触する位置に到達する。

本実施例において吐き出しトナーを現像手段５ａに回収する際には、現像電源５２から現像ローラ５１ａに−１００［Ｖ］の電圧を印加する。これにより、現像ローラ５１ａと感光ドラム１ａとの間に２００［Ｖ］の電位差ΔＶｂが形成され、このΔＶｂによって吐き出しトナーが静電的に現像ローラ５１ａに回収される。

その後、帯電ローラ２ａに移動した反転トナーは、実施例１と同様の動作及び制御によって、クリーニング手段１８に回収され、本実施例における回収モードが完了する。以上説明したように、本実施例の構成においても、実施例１と同様の効果を得ることが出来る。

（実施例３）
実施例１では、吐き出しトナーが１次転写部を通過する際には反転トナーを中間転写ベルト１０に移動させ、帯電部を通過する際には反転トナーを帯電ローラ２ａに移動させることで、吐き出しトナー中の反転トナーを２度回収する構成について説明した。これに対し、実施例３は、回収モードを実行する際に、吐き出しトナーが１次転写部を２度通過するように感光ドラム１ａを回転させる点で実施例１と異なる。なお、本実施例の画像形成装置の構成は、回収モードを実行する際に吐き出しトナーが１次転写部を２度通過する点を除いて実施例１と同様であるため、実施例１と同様の部分については実施例１と同じ符号を付して説明を省略する。

また、本実施例においても、実施例１と同様に、画像形成部ａにおいて回収モードを実行する際の制御を例に説明を行うが、画像形成部ｂ〜ｄにおいても、画像形成部ａと同様の制御によって回収モードを行うことが可能である。

以下、図６（ａ）〜（ｇ）と、図７を用いて、本実施例の画像形成部ａにおいて回収モードを実行する際の動作及び制御について説明する。図６（ａ）〜（ｇ）は、本実施例において回収モードを実行する際の吐き出しトナーの移動を説明する模式図であり、図７は、回収モードにおける感光体の電位を説明する模式図である。なお、図７中の（ａ）〜（ｇ）は、それぞれ図６（ａ）〜（ｇ）に対応している。

図６（ｂ）に示すように、本実施例においては、現像手段５ａから吐き出しトナーを吐き出した後に、現像手段５ａの現像ローラ５１ａを感光ドラム１ａから離間させる。その後、実施例１と同様に、吐き出しトナーが１次転写部を通過する際に、転写電源１５から金属ローラ１４ａに−８００［Ｖ］の電圧を印加することによって電位差ΔＶ１を形成し、反転トナーを中間転写ベルト１０に移動させる。

本実施例においては、電位差ΔＶ１の絶対値が５００［Ｖ］となるように、転写電源１５によって中間転写ベルト１０に電位を形成した。しかしながら、中間転写ベルト１０に形成される電位が、負極性であり、且つ、感光ドラム１ａの潜像電位Ｖｌの絶対値よりも絶対値が大きい電位であれば、感光ドラム１ａから中間転写ベルト１０へ反転トナーを移動させることができる。

図７に示すように、１次転写部を１度通過した吐き出しトナーが帯電部を通過する際には、帯電電源３ａから帯電ローラ２ａに−８００［Ｖ］の電圧を印加する。これにより、帯電ローラ２ａの電位と感光ドラム１ａの潜像電位Ｖｌ（−３００［Ｖ］）との間に電位差ΔＶ３２が形成される。その結果、図６（ｃ）に示すように、反転トナーを帯電ローラ２ａに静電的に移動させることが可能となる。

その後、図６（ｄ）に示すように、現像ローラ５１ａが感光ドラム１ａに対して離間していることにより、吐き出しトナーは、感光ドラム１ａが現像ローラ５１ａと当接することが可能な位置を通過し、現像手段５ａに回収されない。したがって、図６（ｅ）に示すように、吐き出しトナーは、再度１次転写部に到達する。なお、本実施例においては、吐き出しトナーが現像手段５ａに回収されない位置に到達した後に、現像ローラ５１ａを感光ドラム１ａに当接させた。

図７に示すように、吐き出しトナーが２度目の１次転写部を通過する際には、転写電源１５が金属ローラ１４ａに−８００［Ｖ］の電圧を印加する。これにより、中間転写ベルト１０の電位と感光ドラム１ａの潜像電位Ｖｌとの間には、反転トナーを感光ドラム１ａから中間転写ベルト１０に静電的に移動させることが可能な電位差ΔＶ３３が形成される。その結果、図６（ｅ）に示すように、反転トナーは静電的に中間転写ベルト１０に移動する。

図６（ｆ）に示すように、２度目の１次転写部を通過した吐き出しトナーは、再度帯電部を通過する。この時、図７に示すように、帯電電源３ａから帯電ローラ２ａに−１２００［Ｖ］の電圧を印加し、帯電ローラ２ａの電位と感光ドラム１ａの電位との間に、反転トナーが静電的に帯電ローラ２ａに移動するような電位差ΔＶ３４を形成する。これにより、反転トナーは帯電ローラ２ａに移動し、且つ、帯電部を通過する際に感光ドラム１ａは帯電ローラ２ａからの放電を受けて−７００［Ｖ］に帯電される。

その後、帯電部を通過し、感光ドラム１ａに残留した吐き出しトナーは、現像電源５２から−５００［Ｖ］の電圧を印加された現像ローラ５１ａと感光ドラム１ａとが当接する位置に到達する。この時、現像ローラ５１ａの電位と感光ドラム１ａの電位との間には電位差ΔＶｂが形成されており、この電位差ΔＶｂによって、図６（ｇ）に示すように、感光ドラム１ａに残留した吐き出しトナーは静電的に現像ローラ５１ａに回収される。

その後、帯電ローラ２ａに移動した反転トナーは、実施例１と同様の動作及び制御によって、クリーニング手段１８に回収され、本実施例における回収モードが完了する。

以上説明したように、本実施例においては、吐き出しトナーが１次転写部を２度通過した後に現像手段５ａに回収される。なお、制御手段としてのコントローラ回路２３が駆動源Ｍを制御することによって、感光ドラム１ａは、吐き出しトナーが１次転写部を少なくとも２度通過するように駆動源Ｍからの駆動力を受けて回転する。これにより、反転トナーを複数回にわたって中間転写ベルト１０に移動させることが可能であり、回収モードにおいてトナーの正規帯電極性とは逆極性に帯電した反転トナーが現像手段５ａに回収されることを抑制することが出来る。

なお、本実施例においては、現像ローラ５１ａを感光ドラム１ａから離間させることにより、吐き出しトナーを現像手段５ａによって回収しない構成としたが、これに限らない。例えば、感光ドラム１ａと現像ローラ５１ａが当接した状態で、現像ローラ５１ａの電位と、吐き出しトナーを担持した感光ドラム１ａの電位との間の電位差の絶対値を小さくし、吐き出しトナーが現像手段５ａに静電的に回収されない構成としても良い。

また、本実施例においては、１次転写部において、感光ドラム１ａから中間転写ベルト１０に反転トナーを２回移動させ、帯電部においても、感光ドラム１ａから帯電ローラ２ａに反転トナーを２回移動させたが、これに限らない。例えば、１次転写部において、感光ドラム１ａから中間転写ベルト１０に反転トナーを２回移動させ、帯電部においては、反転トナーを帯電ローラ２ａに移動させない構成でも良い。この場合、吐き出しトナーが帯電部を通過する前に帯電ローラ２ａを感光ドラム１ａから離間させても良く、帯電電源３ａから帯電ローラ２ａに印加する電圧を、感光ドラム１ａから帯電ローラ２ａに反転トナーが移動しない電圧に設定しても良い。

１ 感光ドラム（感光体）
２ 帯電ローラ（帯電部材）
３ 帯電電源
４ 露光手段
５ 現像手段
１０ 中間転写ベルト（中間転写体）
１５ 転写電源（電位形成手段）

Claims (14)

1. 感光体と、
   前記感光体に接触して帯電部を形成し、前記帯電部において前記感光体の表面を帯電する帯電部材と、
   前記帯電部材に帯電電圧を印加して前記感光体と前記帯電部材との間に第１の電位差を形成させることで前記帯電部材と前記感光体との間において放電を発生させる帯電電源と、
   前記帯電部材によって帯電された前記感光体の表面を露光する露光ユニットと、
   前記感光体に接触して現像部を形成し、前記現像部において正規帯電極性に帯電された正規極性トナーを前記露光ユニットによって露光された前記感光体の表面に供給することにより前記感光体の表面にトナー像を現像する現像部材と、
   前記感光体に接触して転写部を形成し、前記転写部において前記感光体との間に第２の電位差を形成する転写部材と、
   前記転写部材に転写電圧を印加することで前記第２の電位差を形成させる転写電源と、
   前記転写電源と前記帯電電源と、を制御する制御部と、を備え、
   前記露光ユニットによって前記感光体の表面が露光されることによって前記感光体の表面に第１の電位を形成し、前記現像部材の表面から前記第１の電位が形成された前記感光体の表面の位置に前記正規極性トナーと前記正規帯電極性とは逆の逆極性に帯電した逆極性トナーを吐き出して、前記正規極性トナーを前記現像部材によって回収し、前記逆極性トナーを前記転写部材と前記帯電部材に移動させる吐き出しモードを実行することが可能な画像形成装置において、
   前記吐き出しモードを実行する場合、
   前記制御部は、
   前記逆極性トナーが、
   ｉ）前記転写部において前記感光体から前記転写部材に移動するような前記第２の電位差が形成され、
   ｉｉ）前記帯電部において前記感光体から前記帯電部材に移動するような前記第１の電位差が形成されるように、
   前記転写電源と前記帯電電源と、を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記転写部材に前記正規帯電極性と同じ極性であって、且つ、前記第１の電位の絶対値よりも絶対値が大きい電位を形成することにより、前記逆極性トナーを、前記感光体から前記転写部材に移動させるように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記帯電部材に前記正規帯電極性と同じ極性であって、且つ、前記第１の電位の絶対値よりも絶対値が大きい前記帯電電圧を印加することにより、前記逆極性トナーを、前記感光体から前記帯電部材に移動させるように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記吐き出しモードを実行する場合、前記制御部は、前記転写電源と前記帯電電源によって前記正規帯電極性と同じ極性の電位が形成されるように前記転写電圧と前記帯電電圧を印加することによって、前記第２の電位差よりも前記第１の電位差の方が大きくなるように制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記吐き出しモードを実行する場合、前記正規極性トナーは、前記転写電源が前記転写部材に前記正規帯電極性と同じ極性であって、且つ、前記第１の電位の絶対値よりも絶対値が大きい電位を形成した状態の前記転写部を少なくとも２度通過した後に、前記現像部材に回収されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 感光体と、
   前記感光体に接触して帯電部を形成し、前記帯電部において前記感光体の表面を帯電する帯電部材と、
   前記帯電部材によって帯電された前記感光体の表面を露光する露光ユニットと、
   前記感光体に接触して現像部を形成し、前記現像部において正規帯電極性に帯電した正規極性トナーを供給することにより前記感光体にトナー像を現像する現像部材と、
   前記感光体に接触して転写部を形成し、前記転写部において前記感光体との間に電位差を形成する転写部材と、
   前記転写部材に転写電圧を印加することで前記電位差を形成する転写電源と、
   前記転写電源を制御する制御部と、を備え、
   前記露光ユニットによって前記感光体の表面に第１の電位を形成し、前記現像部材の表面から前記第１の電位が形成された前記感光体の表面の位置に吐き出された吐き出しトナーを前記現像部材で回収する吐き出しモードを実行することが可能な画像形成装置において、
   前記吐き出しモードを実行する場合、
   前記制御部は、前記転写電源が前記転写部材に前記正規帯電極性と同じ極性であって、且つ、前記第１の電位の絶対値よりも絶対値が大きい電位を形成した状態の前記転写部を前記吐き出しトナーが少なくとも２度通過するように前記感光体を回転させることを特徴とする画像形成装置。
7. 前記吐き出しトナーが前記転写部を通過する場合に、前記吐き出しトナーのうちの前記正規極性トナーが、前記感光体から前記転写部材に移動することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記現像部材は前記感光体に対して当接及び離間が可能であって、前記現像部材で前記吐き出しトナーを回収しない場合に、前記現像部材を前記感光体から離間させることを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。
9. 前記転写部において前記感光体から前記転写部材にトナー像を移動させた後に前記感光体に残ったトナーは、前記帯電部に到達するまでの間で回収されず、前記帯電部を通過した後に前記現像部材で回収されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記吐き出しモードは、画像形成動作が行われていない時に行うことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記吐き出しモードは、画像形成動作の終了後に行うことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記正規極性トナーと前記正規帯電極性とは逆の極性の逆極性トナーとは、１成分トナーであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記現像部材に直流電圧のみからなる現像電圧を印加して前記感光体の表面と前記現像部材との間に第３の電位差を形成させる現像電源を有し、
    前記吐き出しモードを実行する場合、前記制御部は、前記正規極性トナーが前記現像部において前記感光体から前記現像部材に移動するような前記第３の電位差が形成されるように、前記現像電源を制御することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
14. 前記吐き出しモードにおいて印加される前記帯電電圧と、画像形成動作において印加される前記帯電電圧は異なる値であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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