JPH11184244A

JPH11184244A - 画像形成装置及び画像形成方法

Info

Publication number: JPH11184244A
Application number: JP9349637A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Sakaizawa; 勝弘境澤; Yukihiro Ozeki; 行弘大関; Makoto Nonomura; 真野々村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 1999-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】現像同時クリーニング方式の画像形成装置に
おいて、ジャム等が発生した場合でも電子写真感光体上
に残ったトナーを十分回収できるようにする。【解決手段】現像同時クリーニング方式の画像形成装
置において、感光ドラム１に接触して残留トナーを一旦
回収して吐き出しを行う回転自在なメモリ除去部材１６
を有し、ベタ画像出力時における感光ドラム１回転方向
の現像装置４から転写帯電器５までの感光ドラム１上に
担持される単位面積当たりのトナー量の最大値と比較し
て、ベタ画像の後端がメモリ除去部材１６に回収された
ときにおけるメモリ除去部材１６上に担持される単位面
積当たりのトナー量の最大値が等しいか又は小さいよう
にすることにより、ジャム等が発生した場合でも感光ド
ラム１上に残ったトナーを十分回収することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式によ
って画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等
の画像形成装置及び画像形成法に係り、特に現像手段で
電子写真感光体上に残留した残留トナーを回収する現像
同時クリーニング方式を有する画像形成装置及び画像形
成法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子写真方式による画像形成装置
においては、ドラム型やベルト型の電子写真感光体（以
下、感光ドラムという）上に形成されたトナー像を転写
装置により用紙などの転写材上に転写して出力画像を得
る。この際、感光ドラム上に残ったトナー（以下、転写
残トナーという）を、ゴムブレードを用いたクリーニン
グ装置により感光ドラム上から回収して、回収容器内に
収容していた。

【０００３】しかしながら、近年、装置の小型化、トナ
ーの低消費量化の観点から、クリーニング装置を用いる
ことなく、現像装置で転写残トナーを回収し再び使用す
る、いわゆる現像同時クリーニング方式を用いた画像形
成装置が提案されている。

【０００４】この現像同時クリーニングを用いた画像形
成装置においては、転写工程を終えた感光ドラム表面に
対してブラシ等からなるメモリ除去部材が当接され、転
写残トナーを掻き乱し、分散させる。転写残トナーによ
るトナー残像はこのようにして消去される。そして、感
光ドラムはこの状態のままで次の画像形成動作に供さ
れ、帯電工程、露光工程、現像工程が行われる。

【０００５】図１１は、現像同時クリーニングを用いた
従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。

【０００６】この現像装置は、像担持体である感光ドラ
ム１００の周囲には、一次帯電器１０１、露光装置１０
２、現像装置１０３、転写帯電器１０４、メモリ除去部
材１０５を備えている。

【０００７】画像形成の動作が開始すると、感光ドラム
１００が矢印ａ方向に回転駆動される。そして一次帯電
器１０１には帯電バイアス電源（不図示）から帯電バイ
アスが印加され、感光ドラム１００上を一様に帯電す
る。

【０００８】感光ドラム１００の回転に伴って、表面を
一様に帯電された感光ドラム１００が露光部に到達する
と、画像信号に同期して露光装置１０２により露光Ｌさ
れる。露光を受けた部分の感光ドラム１００の表面電位
と未露光部の表面電位が異なるなることにより、静電潜
像が形成される。

【０００９】この静電潜像は、感光ドラム１００の回転
により現像装置１０３と対向する現像部に到達する。現
像装置１０３は、矢印ｂ方向に回転しながら現像を行う
現像ローラ１０６、現像ローラ１０６上のトナーＴの塗
布量及び帯電量を規制する現像ブレード１０７、現像ロ
ーラ１０６に非磁性トナーＴを矢印ｃ方向に回転するこ
とによって供給する供給ローラ１０８、トナーＴを供給
ローラ１０８に供給すると共に非磁性一成分トナーを撹
拌する撹拌部材１０９を有している。

【００１０】現像装置１０３で現像同時クリーニングを
行うためには、感光ドラム１００上に残った転写残トナ
ーを現像ローラ１０６に回収する必要から、感光ドラム
１００と現像ローラ１０６は接触した状態に配設され
る。

【００１１】この際、剛体の感光ドラム１００を用い、
現像ローラ１０６が接触して現像を行う場合は、現像ロ
ーラ１０６は弾性体を有する現像ローラ１０６であるこ
とが望ましく、また、現像ローラ１０６は感光ドラム１
００に対して周速差を有して回転する。そして、弾性体
を有する現像ローラ１０６を使用した現像装置１０３に
おいては、一成分トナーへの帯電付与のために金属性の
現像ブレード１０７が好適に用いられる。

【００１２】現像装置１０３は、現像ローラ１０６の回
転に伴い、現像ローラ１０６上に担持されたトナーＴは
感光ドラム１００との接触部に到達する。この接触部に
おいて、感光ドラム１００上の転写残トナーを現像ロー
ラ１０７に回収する。

【００１３】そして、トナーＴが感光ドラム１００との
接触部を通過直後に現像バイアス電源（不図示）から現
像ローラ１０７に現像バイアスを印加することによっ
て、感光ドラム１００表面に形成された静電潜像を、現
像ローラ１０６の表面に鏡映力にて担持されているトナ
ーＴで現像し、可視化する。この際、現像に寄与せず現
像ローラ１０６表面に残留した転写残トナーは供給ロー
ラ１０８を介して現像装置１０３内に回収される。

【００１４】この現像装置１０３は、基本的には絶縁性
の非磁性一成分トナーを用いるものであり、また、供給
ローラ１０８から現像ローラ１０６へのトナーＴの供給
は、供給ローラ１０８と現像ローラ１０６との摺擦領域
においてトナーＴが摩擦帯電することにより生ずる鏡映
力にて行われる。

【００１５】そして、感光ドラム１００上に形成された
トナー像は、感光ドラム１００と転写帯電器１０４との
接触部（転写ニップ部）で転写材Ｐ上に転写される。こ
のとき、転写帯電器１０４には転写バイアス電源（不図
示）から転写バイアスが印加される。

【００１６】転写材Ｐ上に形成されたトナー像は定着器
（不図示）により、熱溶融定着され、永久画像として定
着され排出される。

【００１７】一方、転写材Ｐに転写されず感光ドラム１
００上に残った転写残トナーは、感光ドラム１００の回
転によりメモり除去部材１０５に運ばれる。メモリ除去
部材１０５はブラシで形成され、感光ドラム１００と接
触配置される。また、メモリ除去部材１０５には、メモ
リ除去バイアス電源（不図示）からトナーを回収するバ
イアスが印加される。このメモリ除去バイアスにより感
光ドラム１００上の転写残トナーはメモリ除去部材１０
５に回収されることによって、感光ドラム１００表面が
クリーニングされ、次の画像形成に供される。

【００１８】そして、画像形成中に一旦メモり除去部材
１０５に回収された転写残トナーは画像形成が終了した
後の後回転中等に前記メモり除去バイアスの印加電圧が
変化することにより、メモリ除去部材１０５から感光ド
ラム１００へ吐き出され、現像ローラ１０６により回収
され、画像形成動作が終了する。そして、次のプリント
信号を待つ、いわゆる待機状態になる。

【００１９】また、前記現像装置１０３は、トナーＴの
搬送に磁気力を必要としないので、一成分トナーが非磁
性化されており、特にカラー画像形成には有利である。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の画像形成装置では、転写材（用紙）Ｐの詰まり
や転写材Ｐの搬送不良等が発生して画像形成動作を中断
したときに、多量のトナーが未転写状態のまま感光ドラ
ム１００表面の現像装置１０４からメモり除去部材１０
５まで残留することになる。

【００２１】そこで、ユーザが転写材（用紙）Ｐの詰ま
りや転写材Ｐの搬送不良等を解消した後、このような状
態のままで次の画像形成動作に入った場合には、メモリ
除去部材１０５の回収機能は大きく低下する。すなわ
ち、未転写トナーによるトナー残像を消去することがで
きず、次の画像形成において前の画像の影響がメモリと
なって画像に現れてしまう不具合が生じる。

【００２２】さらに、メモリ除去部材１０５から回収し
たトナーの一部があふれ落ちて、装置内を汚染する不具
合を生じる。

【００２３】また、長期間の使用によって、ブラシ形状
の永久変形等によりどうしてもメモリ除去部材１０５の
除去機能が低下してしまうことは避けられず、さらに、
画像形成が連続的に行われると、ブラシ状のメモリ除去
部材１０５ではメモリを除去する能力に限界があり、連
続的な画像形成には不向きな状態であった。

【００２４】そこで、本発明は、メモリ除去機能及びク
リーニング機能を確実なものにすることにより、高画質
画像を長期に渡って安定して出力することが可能な現像
同時クリーニング方式を用いた画像形成装置及び画像形
成方法を提供することを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、静電潜像を担持する回動自在な電子写真
感光体と、該電子写真感光体を帯電する帯電手段と、前
記電子写真感光体上を露光して静電潜像を形成する露光
手段と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現
像手段と、前記トナー像を転写部位において転写材へ転
写する転写手段とを備え、前記現像手段が、前記電子写
真感光体上に残留した残留トナーを回収するクリーニン
グ手段も兼ねる画像形成装置において、前記電子写真感
光体に接触して前記残留トナーを一旦回収して吐き出し
を行う回動自在なトナー回収・吐き出し部材を有し、ベ
タ画像出力時における前記電子写真感光体回動方向の前
記現像手段から前記転写手段までの前記電子写真感光体
上に担持される単位面積当たりのトナー量の最大値と比
較して、前記ベタ画像の後端が前記トナー回収・吐き出
し部材に回収されたときにおける前記トナー回収・吐き
出し部材上に担持される単位面積当たりのトナー量の最
大値が等しいか又は小さい、ことを特徴としている。

【００２６】また、静電潜像を担持する回動自在な電子
写真感光体と、該電子写真感光体を帯電する帯電手段
と、前記電子写真感光体上を露光して静電潜像を形成す
る露光手段と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成
する現像手段と、前記トナー像を転写部位において転写
材へ転写する転写手段とを備え、前記現像手段が、前記
電子写真感光体上に残留した残留トナーを回収するクリ
ーニング手段も兼ねる画像形成装置において、前記電子
写真感光体に接触して前記残留トナーを一旦回収して吐
き出しを行う回転自在なトナー回収・吐き出し部材を有
し、前記電子写真感光体と前記トナー回収・吐き出し部
材が以下の式を満たしている、ことを特徴としている。

【００２７】

【式３】ここで、（ｍａｘＭ／Ｓ）₁ ：前記電子写真感光体上に担持され
る単位面積当たりのトナー量の最大値（ｍａｘＭ／Ｓ）₂ ：前記トナー回収・吐き出し部材上
に担持される単位面積当たりのトナー量の最大値Ｖ１：前記電子写真感光体の周速Ｖ２：前記トナー回収・吐き出し部材の周速Ｌ１：前記電子写真感光体の外周に沿った前記現像手段
から前記転写手段までの距離Ｌ２：前記トナー回収・吐き出し部材の外周長ＲＯＵＮＤＵＰ（（Ｌ１／Ｖ１）×（Ｖ２／Ｌ２））：
（（Ｌ１／Ｖ１）×（Ｖ２／Ｌ２））内の数値を少数点
以下を切り上げて整数にする関数また、前記トナー回収・吐き出し部材にバイアスを印加
する電源と、該電源から前記トナー回収・吐き出し部材
へのバイアス印加を制御する制御手段を有し、前記制御
手段は、前記トナー回収・吐き出し部材が前記電子写真
感光体上の前記残留トナーの回収時には、前記トナー回
収・吐き出し部材に前記電子写真感光体表面電位により
帯電されたトナーと逆極性の電位を印加し、前記トナー
回収・吐き出し部材が前記電子写真感光体上の前記残留
トナーの吐き出し時には、前記トナー回収・吐き出し部
材に一旦前記電子写真感光体表面電位と同電位のバイア
スを印加した後、前記電子写真感光体表面電位により帯
電されたトナーと同極性の電位を印加するよう制御す
る、ことを特徴としている。

【００２８】また、前記帯電手段は、前記電子写真感光
体に当接して前記電子写真感光体を帯電する回動自在な
弾性層を有する帯電ローラであることを特徴としてい
る。

【００２９】また、前記転写手段は、前記電子写真感光
体に当接して前記トナー像を前記転写材へ転写する回動
自在な弾性層を有する転写ローラであることを特徴とし
ている。

【００３０】また、前記トナー回収・吐き出し部材は、
前記帯電手段の前記電子写真感光体回転方向上流側に設
けた前記電子写真感光体に当接する回動自在な弾性層を
有するローラ部材であることを特徴としている。

【００３１】また、前記トナー回収・吐き出し部材は前
記帯電ローラであることを特徴としている。

【００３２】また、前記トナー回収・吐き出し部材は前
記転写ローラであることを特徴としている。

【００３３】また、前記現像手段は、略球形の一成分系
現像剤で前記静電潜像を現像することを特徴としてい
る。

【００３４】また、前記一成分系現像剤は、形状係数Ｓ
Ｆ−１が１００〜１４０、球形係数ＳＦ−２が１００〜
１２０の範囲であることを特徴としている。

【００３５】また、前記（ｍａｘＭ／Ｓ）₂ は、０．８
ｍｇ／ｃｍ² 以下であることを特徴としている。

【００３６】また、静電潜像を担持する回動自在な電子
写真感光体と、該電子写真感光体を帯電する帯電手段
と、前記電子写真感光体上を露光して静電潜像を形成す
る露光手段と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成
する現像手段と、前記トナー像を転写部位において転写
材へ転写する転写手段とを備え、前記現像手段が、前記
電子写真感光体上に残留した残留トナーを回収するクリ
ーニング手段も兼ねる画像形成装置において、前記電子
写真感光体に接触して前記残留トナーを一旦回収して吐
き出しを行う回動自在なトナー回収・吐き出し部材を有
し、ベタ画像出力時における前記電子写真感光体回動方
向の前記現像手段から前記転写手段までの前記電子写真
感光体上に担持される単位面積当たりのトナー量の最大
値と比較して、前記ベタ画像の後端が前記トナー回収・
吐き出し部材に回収されたときにおける前記トナー回収
・吐き出し部材上に担持される単位面積当たりのトナー
量の最大値が等しいか又は小さくなるようにように前記
電子写真感光体と前記トナー回収・吐き出し部材が形成
され、前記トナー回収・吐き出し部材により前記残留ト
ナーを一旦回収して吐き出しを行う、ことを特徴として
いる。

【００３７】また、静電潜像を担持する回動自在な電子
写真感光体と、該電子写真感光体を帯電する帯電手段
と、前記電子写真感光体上を露光して静電潜像を形成す
る露光手段と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成
する現像手段と、前記トナー像を転写部位において転写
材へ転写する転写手段とを備え、前記現像手段が、前記
電子写真感光体上に残留した残留トナーを回収するクリ
ーニング手段も兼ねる画像形成装置において、前記電子
写真感光体に接触して前記残留トナーを一旦回収して吐
き出しを行う回転自在なトナー回収・吐き出し部材を有
し、前記電子写真感光体と前記トナー回収・吐き出し部
材が以下の式を満たすようにして、前記トナー回収・吐
き出し部材により前記残留トナーを一旦回収して吐き出
しを行う、ことを特徴としている。

【００３８】

【式４】ここで、（ｍａｘＭ／Ｓ）₁ ：前記電子写真感光体上に担持され
る単位面積当たりのトナー量の最大値（ｍａｘＭ／Ｓ）₂ ：前記トナー回収・吐き出し部材上
に担持される単位面積当たりのトナー量の最大値Ｖ１：前記電子写真感光体の周速Ｖ２：前記トナー回収・吐き出し部材の周速Ｌ１：前記電子写真感光体の外周に沿った前記現像手段
から前記転写手段までの距離Ｌ２：前記トナー回収・吐き出し部材の外周長ＲＯＵＮＤＵＰ（（Ｌ１／Ｖ１）×（Ｖ２／Ｌ２））：
（（Ｌ１／Ｖ１）×（Ｖ２／Ｌ２））内の数値を少数点
以下を切り上げて整数にする関数（作用）本発明の構成によれば、電子写真感光体とトナ
ー回収・吐き出し部材を前記式（１）を満たすようにす
ることにより、トナー回収・吐き出し部材に回収する単
位面積当たりのトナー量が適切に抑えられるため、画像
形成時に紙詰まり等が発生しても電子写真感光体上に残
留した残トナーをトナー回収・吐き出し部材により十分
回収でき、トナー飛散や回収不良を防止することができ
る。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、図面に参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００４０】〈実施の形態１〉図１は、本実施の形態に
係る画像形成装置を示す概略構成図である。

【００４１】この図において、１は静電潜像を担持する
電子写真感光体である感光ドラム、２は一次帯電器、３
は露光装置、４は現像装置、５は転写帯電器、６は定着
装置、１７はトナー回収・吐き出し部材であるメモリ除
去部材、１８は除電ランプ、２０は制御装置である。

【００４２】感光ドラム１は、本実施の形態では負帯電
の有機感光体でアルミニウム製のドラム基体上に感光層
を有しており、所定の回転速度（プロセススピード）で
矢印ａ方向に回転駆動され、その回転過程において一次
帯電器２により負極性の一様な帯電処理を受ける。本実
施の形態では、感光ドラム１の外径は直径φ３０ｍｍ
で、回転周速Ｖｘは２７ｍｍ／ｓｅｃである。

【００４３】一次帯電器２は、感光ドラム１表面を一様
に帯電するコロナ帯電器であり、帯電バイアス電源１２
から一次帯電器２に対して所定の帯電バイアスを印加し
て、画像形成動作中は、感光ドラム１表面を約−７００
Ｖに一様に帯電する。本実施の形態においては、非接触
の帯電手段（一次帯電器２）を用いているため、転写残
トナーによってこの帯電手段（一次帯電器２）を汚すこ
とはない。

【００４４】露光装置３は、半導体レーザを用いた走査
光学系（不図示）を有しており、入力される画像信号に
応じてレーザー光による露光Ｌを帯電処理された感光ド
ラム１上に行って、露光された感光ドラム１表面の表面
電位（約−２０Ｖ）と、非露光部の表面電位（約−７０
０Ｖ）との差により静電潜像を形成する。

【００４５】現像装置４は、矢印ｂ方向に回転周度Ｖｙ
で回転する現像ローラ７を有し、現像ローラ７は感光ド
ラム１は接触している。また、現像装置４は、トナー規
制部材としての現像ブレード９、矢印ｃ方向に回転する
供給ローラ８、収納したトナー（本実施の形態では非磁
性一成分トナー）Ｔを撹拌する撹拌部材１０を備えてい
る。感光ドラム１と現像ローラ７の回転周速の関係はＶ
ｙ＞Ｖｘである。本実施の形態では、Ｖｙは３４ｍｍ／
ｓｅｃである。

【００４６】現像ローラ７には現像バイアス電源１３が
接続されている。現像バイアス電源１３は負極性のＤＣ
電源であり、本実施の形態では、−３０５Ｖの電位を発
生する。

【００４７】現像ローラ７は、芯金上に弾性層を有す
る、いわゆる弾性現像ローラであり、本実施の形態で
は、直径φ１０ｍｍのステンレス製の芯金上に弾性層と
してシリコーンゴム層を４ｍｍ形成し、外径φ１８ｍｍ
の弾性ローラとしている。本実施の形態では、シリコー
ンゴムのみの単層からなる現像ローラを用いているが、
トナーへの電荷付与等の観点から、現像ローラ表面を高
電荷付与性の材料である被覆する、いわゆる複数層構成
の現像ローラでもよい。上記弾性層の材料としてシリコ
ーンゴムを用いたが、これ以外にもＮＢＲゴム、ＥＰＤ
Ｍゴム（エチレン・ブタジエン・ゴム）、ウレタンゴム
等、一般的に用いられるゴムも使用可能である。

【００４８】前記弾性層に使用されるゴムは、２０〜６
５度（ＪＩＳＡ）の硬度のものが好適に使用される。ゴ
ム硬度が６５度（ＪＩＳＡ）以上になると、ゴム弾性が
少なくなるため、感光ドラム１と現像ローラ７の接触部
の接触面積が小さくなるため、十分な現像を行うことが
困難である。さらに、ゴム高度が高いと現像ローラ７を
感光ドラム１に圧接するときに多少の侵入量の変動が圧
接力を大きく変えてしまうため、構成上も好ましくな
い。また、ゴム硬度が２０度（ＪＩＳＡ）以下になる
と、ゴム層の圧縮永久歪みが大きくなり、放置等により
ゴム弾性が失われる可能性があるため、あまり好ましく
はない。

【００４９】また、現像ローラ７の抵抗としては、摩擦
帯電によるトナーのチャージアップを防止するためにも
導電性が好ましい。例えば、感光ドラム１の表面にピン
ホール等があった場合に、過電流が流れる恐れがあるた
め、体積抵抗値で１ｅ３〜１ｅ９Ω・ｃｍ程度の範囲が
好ましい。

【００５０】現像ブレード９は、ステンレス製の薄板
（約０．１ｍｍｔ）の先端部から約２ｍｍの位置を現像
ローラ７と反対方向に折り曲げものであり、この折り曲
げ部が現像ローラ７に食い込む状態で接触する。このと
きの接触圧は、線圧約２０ｇ／ｃｍである。本実施の形
態では、現像ブレード９としてステンレス製の薄板を用
いたが、これ以外にも弾性部材を当接させる、いわゆる
弾性ブレードも使用可能である。

【００５１】現像装置４に収容されるトナー（非磁性一
成分トナー）Ｔは負帯電性のトナーであり、形状トナー
は、粉砕法等で作られる凸凹を有するトナーであって
も、重合法等で作られる略球形トナーであっても使用に
問題はない。この場合、略球形のトナーを使用すること
で、メモリ除去部材１６と感光ドラム１との接触部での
トナーの転がりが容易になるためトナーは均一に摩擦帯
電され、トナーの回収性が向上する。さらに、転写にお
ける転写残トナーの発生においても、粉砕法で作られる
トナーよりも略球形のトナーを使用することで、転写残
トナーの発生を抑制できることから、現像同時クリーニ
ング方式を用いる本発明の画像形成装置においては、略
球形のトナーを用いることが望ましい。

【００５２】そのため本発明においては、トナーＴとし
て転写性が向上する非磁性一成分の球形トナーを用い
た。

【００５３】トナーの球形度合は、トナーの形状係数Ｓ
Ｆ−１及びＳＦ−２を用いて示すことが可能である。Ｓ
Ｆ−１、ＳＦ−２とは、日立製作所ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−
８００）を用いてトナー像を無作為に１００個サンプリ
ングし、その画像情報をインタフェースを介してニコレ
社製の画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入し解析を行
い、下記式より算出し得られた値を定義している。

【００５４】

【式５】ただし、ＭＸＬＮＧは絶対最大長、ＡＲＥＡはトナー投
影面積、ＰＥＲＩは周長である。

【００５５】このトナーの形状係数ＳＦ−１は球形度合
を示し、１４０より大きいと球形から徐々に不定形とな
る。ＳＦ−２は凹凸度合を示し、１２０より大きいとト
ナーの表面の凹凸が顕著になる。

【００５６】球形トナーＴは重量平均粒径３〜１０μｍ
で、上述のＳＦ−１が１００〜１４０、ＳＦ−２が１０
０〜１２０の範囲のものを用いることが好ましい。ＳＦ
−１が１４０を超える場合またはＳＦ−２が１２０を超
える場合には、それぞれＳＦ−１は不定形となり、ＳＦ
−２は表面の凹凸が顕著になるため、転写特性が低下す
る。ここで、本実施の形態におけるトナーの帯電極性は
負極性である。

【００５７】トナーの重量平均粒径は、種々の方法によ
って測定できるが、本実施の形態においては、コールタ
ーカウンターのマルチサイザーを用いて行った。

【００５８】すなわち、測定装置としてはコールターカ
ウンタのマルチサイザーＩＩ型（コールター社製）を用
い、個数分布、体積分布を出力するインターフェース
（日科機製）及びＣＸ−１パーソナルコンピュータ（キ
ヤノン製）を接続し、電解液は特級または１級塩化ナト
リウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。測定法
としては、前記電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散
剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスル
ホン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、さらに測定試料を２〜
２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器
で約１〜３分間分散処理を行い、前記コールターカウン
タのマルチサイザーＩＩ型により、アパーチャーとし
て、トナー粒径を測定するときは、１００μｍアパーチ
ャーを用いて測定する。トナーの体積、個数を測定し
て、体積分布と個数分布とを算出した。それから本発明
に係る体積分布から求めた重量基準の重量平均粒径を体
積分布から求める。本実施の形態におけるトナーの重量
平均粒径は６μｍである。

【００５９】この球形トナー粒子は、重合法により形成
され、これにより、より球形に近いトナー粒子を得るこ
とができる。特に、トナー粒子表面のかかる部分を重合
法により形成されたトナー粒子については、分散媒体中
にプレトナー（モノマー組成物）粒子として存在させ必
要な部分を重合反応により生成するため、表面性につい
ては、かなり平滑化されたものを得ることができる。

【００６０】本発明では、同時に球形トナー粒子の製造
の容易化及び、省エネルギー化を目的としてトナー粒子
を低溶融点化するため、球形トナー粒子にコア／シェル
構造を持たせ、シェル部分を重合により形成することが
好ましい。コア／シェルの構造の作用は、トナー粒子の
優れた定着性を損なうことなく耐ブロッキング性を付与
できることは言うまでもなく、コアを有しないようなバ
ルクとしての重合トナー粒子に比較して、シェル部分の
みを重合するほうが、重合工程の後の後処理工程におい
て、残存モノマーの除去が容易に行われるからである。

【００６１】また、コア部の主たる成分としては低軟化
点物質が好ましく、ＡＳＴＭＤ３４１８−８に準拠し測
定された主体極大ピーク値が、４０〜９０℃を示す化合
物が好ましい。極大ピークが４０℃未満であると低軟化
点物質の自己凝集力が弱くなり、結果として耐高温オフ
セット性が弱くなり好ましくない。一方、極大ピークが
９０℃を超えると定着温度が高くなり好ましくない。さ
らに、直接重合法によりトナーを得る場合においては、
水系で造粒・重合を行うため極大ピーク値の温度が高い
と、主に造粒中に低軟化点物質が析出してきて懸濁系を
阻害するため好ましくない。

【００６２】上記極大ピーク値の温度測定には、例えば
パーキンエレマー社製ＤＳＣ−７を用いる。装置検出部
の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補
正についてはインジウムの融解熱を用いる。サンプル
は、アルミニウム製パンを用い、対照用に空パンをセッ
トし、昇温速度１０℃／ｍｉｎ．で測定を行った。

【００６３】上記低軟化点物質としては、具体的にはパ
ラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、フィシャ
ートロピッシュワックス、アミドワックス、高級脂肪
酸、エステルワックス、及びこれらの誘導体、またはこ
れらのグラフト／ブロック化合物等が利用できる。

【００６４】また、低軟化点物質はトナー粒子中へ２〜
３０重量％添加することが好ましい。仮に５重量％未満
の添加では先に述べた残存モノマーの除去に負担がかか
り、また３０重量％を超える場合は、重合法による製造
においても造粒時にトナー粒子同士の合一が起き易く、
粒度分布の広いものが生成しやすく、不適当であった。

【００６５】さらに、トナー粒子表面を外添剤により被
覆することにより、感光体帯電部材（一次帯電器２）に
よる影響をある部分外添剤に逃してやるような構成を取
ることが望ましく、その意味で、トナー粒子表面の外添
剤被覆率が５〜９９％、さらに好ましくは１０〜９９％
であることがよい。トナー粒子表面の外添剤被覆率は、
日立製作所製ＦＲ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用いトナー
像を１００個無作為にサンプリングし、その画像情報を
インターフェースを介してニコレ社製画像解析装置（Ｌ
ｕｚｅｘ３）に導入する。画像情報は、トナー粒子表面
部分と外添剤部と明度が異なるため、２値化して、外添
剤部分の面積Ｓ_G とトナー粒子部分の面積（外添剤部分
の面積も含む）Ｓ_T に分け、下記式により算出される。

【００６６】

【式６】本発明にて使用される外添剤としては、トナー粒子に添
加したときの耐久性の点から、トナー粒子の重量平均径
の１／１０以下の粒径であることが好ましい。この添加
剤の粒径とは、電子写真顕微鏡におけるトナー粒子の表
面観察により求めたその平均粒径を意味する。また外添
剤としては、例えば、金属酸化物（酸化アルミニウム、
酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、
酸化マグネシウム、酸化クロム、酸化錫、酸化亜鉛な
ど）・窒素化物（窒素化ケイ素など）・炭化物（炭化ケ
イ素など）・金属塩（硫酸カルシウム、硫酸バリウム、
炭酸カルシウムなど）・脂肪酸金属塩（ステアリン酸亜
鉛、ステアリン酸カルシウムなど）・カーボンブラック
・シリカなどが用いられる。

【００６７】これら外添剤は、トナー粒子１００重量部
に対し、０．０１〜１０重量部が用いられ、好ましく
は、０．０５〜５重量部が用いられる。これら外添剤
は、単独で用いても、複数併用しても良く、それぞれ疎
水化処理を行ったものが、より好ましい。

【００６８】外添剤の外添量が０．０１重量部未満の場
合には、一成分系現像剤の流動性が悪化し、転写及び現
像の効率が低下してしまう。その結果、画像の濃度ムラ
や画像部の周辺にトナーが飛び散ってしまう、いわゆる
トナー飛び散りが発生してしまう。１０重量部を超える
場合には、過多な外添剤が感光ドラム１や現像ローラ７
に付着してトナーへの帯電性を悪化させたり、画像を乱
したりする。

【００６９】現像装置４内に収容されたトナー（非磁性
一成分トナー）Ｔを現像ローラ７に付着させるには、ト
ナーＴを供給ローラ８と現像ローラ７で摩擦させ、電荷
付与を行わなければならない。供給ローラ８の材料とし
ては、発泡ウレタンゴム、発泡ＥＰＤＭゴム等の公知の
材料が用いられる。本実施の形態では、発泡ウレタンゴ
ムを現像ローラ７に対してカウンタ回転（回転方向矢印
ｃ）で、回転周速Ｖｚで回転させた。本実施の形態では
回転周速Ｖｚは２４ｍｍ／ｓｅｃである。供給ローラ８
には供給バイアス電源１４が接続されており、約−４６
０Ｖの電圧が供給ローラ８に印加され、負極性に帯電し
たトナーＴを供給ローラ８から現像ローラ７へ付勢す
る。

【００７０】転写帯電器５は、搬送ローラ１１により搬
送された転写材Ｐが感光ドラム１と転写帯電器５間の転
写部（転写ニップ部）に到達したとき、感光ドラム１表
面に形成されたトナー像を転写材Ｐの表面に転写する。
本実施の形態においては、転写手段はコロナ転写帯電器
である。また、転写帯電器５には転写バイアス電源１５
が接続されており、転写バイアス電源１５から転写帯電
器５に正極性の電圧が印加される。

【００７１】メモリ除去部材１６は感光ドラム１に当接
しており、矢印ｄ方向に回転する。メモリ除去部材１６
の回転周速は４０ｍｍ／ｓｅｃであり、感光ドラム１の
周速に対して約１２０％の周速比を有している。メモリ
除去部材１６にはメモリ除去バイアス電源１７が接続さ
れており、トナーを回収する場合には＋４００ＶのＤＣ
バイアス（以下、回収バイアス）を、トナーを感光ドラ
ム１へ吐き出す場合には−５０Ｖのバイアス（以下、吐
き出しバイアス）が印加される。

【００７２】帯電バイアス電源１２、現像バイアス電源
１３、供給バイアス電源１４、転写バイアス電源１５、
メモリ除去バイアス電源１７の各印加電圧については、
画像形成中の電圧を示した。これらの電源における印加
電圧の切換は、複数の電圧を発生できる電源を切り換え
る方法、その他、制御装置２０から低電圧を出力させ、
該低電圧出力をアンプ等により増幅することでも電圧を
切り換えることは可能である。そのとき、制御装置２０
は複数の低電圧を出力させるようにすることで、容易に
電圧が異なる出力が可能である。これらの電源によるそ
れぞれのバイアス印加は制御装置２０によって制御され
る。制御装置２０は、制御の中核をなすＣＰＵ２１、一
次記憶装置であるＲＡＭ２２及び制御に係るタイミング
を記憶しているＲＯＭ２３を有している。

【００７３】メモリ除去部材１７は、ステンレス製の直
径φ８ｍｍの芯金表面にソリッドのシリコーンゴム層を
５ｍｍ有し、外径φ１８ｍｍのローラ状に形成されてい
る。

【００７４】このゴム層のゴム材料としては、シリコー
ンゴムに限定されることはなく、上述した現像ローラ７
に使用される各種材料が使用可能である。現像ローラ７
と同様な材料を使用する理由として、以下の点が上げら
れる。

【００７５】すなわち、画像形成を行った場合、転写帯
電器５によりほとんどのトナーは転写材Ｐ上に転写され
るが、転写されない転写残トナーが発生する。この転写
残トナーは、転写帯電器５の影響によりトナーの帯電極
性である負帯電と逆極性である正極性に帯電している場
合がある。このような正極性に帯電した転写残トナーを
メモり除去部材１６で回収するためには、メモリ除去部
材１６と感光ドラム１との摺擦により負極性に帯電させ
ることが望ましい。転写残トナーを負極性に帯電しなお
すことにより、メモリ除去部材１６に転写残トナーを回
収することができる。

【００７６】また、トナーＴへの電荷付与等の観点か
ら、現像ローラ７表面を高電荷付与性の材料で被覆す
る、いわゆる複数層構成の現像ローラにおいても、何ら
問題はない。被覆する表層材料としては、ポリアミド樹
脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等多くのものが使用
可能である。弾性層の材料としては、シリコーンゴムを
示しているが、これに限定されることはなく、ＮＢＲゴ
ム、ＥＰＤＭゴム（エチレン・ブタジエン・ゴム）、ウ
レタンゴム等、一般的に用いられるゴムが使用可能であ
る。

【００７７】また本実施の形態では、ソリッドゴム層に
おけるメモリ除去部材１６を示したが、発泡ゴムを用い
ることで、低硬度にできるため、メモリ除去部材１６と
感光ドラム１との摺擦によるトナーのダメージが少なく
なる。また、転写残トナーをメカニカルに掻き取る能力
が向上する等の利点を有する。

【００７８】前記ゴム・エラストマーのゴム硬度として
は、ソリッドゴムはＪＩＳＡゴム硬度計により測定され
る。ゴム硬度としては、２０〜６５度（ＪＩＳＡ）の硬
度のものが好適に使用される。理由としては、上述した
現像ローラ７の場合と同様である。

【００７９】また、発泡ゴムを用いた場合には高分子計
器株式会社製のＡｓｋｅｒＣゴム硬度計により測定され
る。ゴム硬度としては、２５〜６０度のものが好適に使
用される。硬度が２５度以下であると、製造上の問題や
永久変形等の問題から困難である。硬度が６０度以上に
なると、感光ドラム１との当接ニップが少なくなるた
め、転写残トナーを正極性に帯電するための帯電機会が
少なくなる。

【００８０】発泡ゴムのセル径としては、２０〜５００
μｍのセル径のものが好適に用いることができる。２０
μｍ以下になると、所望のゴム硬度が得られなくくな
り、前述の発泡ゴムの利点が得られなくなる。５００μ
ｍ以上になると、回収したトナーが飛散しやすくなって
しまう。

【００８１】また、抵抗としては、感光ドラム１の表面
にピンホール等があった場合に、過電流が流れる恐れが
あるため、体積抵抗値で１ｅ３〜１ｅ９Ω・ｃｍ程度の
範囲が好ましい。

【００８２】体積平均粒径が約６μｍのトナーＴを用い
た場合、ベタ画像（画像形成域の全域に最大のトナー量
を現像した画像）形成時にメモリ除去部材１６における
トナーの回収は、メモリ除去部材１６上における単位面
積当たりのトナー量が０．８ｍｇ／ｃｍ² より大きくな
ると、回収不能が生じ、トナーがメモり除去部材１６に
回収されずにメモり除去部材１６を通過してしまう。さ
らに、画像形成装置の振動や外的ショックにより回収さ
れたトナーがメモり除去部材１６からこぼれ落ち、トナ
ー飛散が生じたりする。そのため、メモリ除去部材１６
上における単位面積当たりのトナー量が０．８ｍｇ／ｃ
ｍ² 以下にしなければならない。

【００８３】即ち、ベタ画像出力時における感光ドラム
１の回転方向の現像ローラ７から転写帯電器５までの感
光ドラム１に担持される単位面積当たりのトナー量の最
大値と比較して、前記ベタ画像の後端がメモリ除去部材
１６に回収されたときにおけるメモリ除去部材１６上に
担持される単位面積当たりのトナー量の最大値が等しい
か又は小さくしなければならない。

【００８４】次に、本実施の形態における感光ドラム１
と現像ローラ７の離間位置から転写帯電器５による転写
位置までの距離、メモリ除去部材１６の外周長、感光ド
ラム１とメモリ除去部材１６の周速差及び感光ドラム１
上における単位面積当たりのトナー量及びメモリ除去部
材１６における単位面積当たりのトナー量の関係につい
て、図２、図３を参照して述べる。

【００８５】図２は、感光ドラム１に対する現像ローラ
７とメモリ除去部材１６の位置関係を示す図である。

【００８６】上述したようにメモリ除去部材１６上に回
収できる単位面積当たりのトナー量は０．８ｍｇ／ｃｍ
² 以下にする必要がある。このため、本発明者の実験結
果から、メモリ除去部材１６によるトナー回収不良や、
メモリ除去部材１６からのトナー飛散を防止するために
は、下記式を満足しなければならないことが分かった。

【００８７】

【式７】ここで、（ｍａｘＭ／Ｓ）₁ ：感光ドラム１上における単位面積
当たりのトナー量の最大値（図３中のＴ１）（ｍａｘＭ／Ｓ）₂ ：メモリ除去部材１６上における単
位面積当たりのトナー量の最大値（図３中のＴ２）Ｖ１：感光ドラム１の回転周速Ｖ２：メモリ除去部材１６の回転周速Ｌ１：感光ドラム１上の現像ローラ７から転写帯電器５
までの距離Ｌ２：メモリ除去部材１６の外周長ＲＯＵＮＤＵＰ（（Ｌ１／Ｖ１）・（Ｖ２／Ｌ２））：
（（Ｌ１／Ｖ１））内の数値を少数点以下を切り上げて
整数にする関数である。

【００８８】この式において、（ｍａｘＭ／Ｓ）₁ は感
光ドラム１上における単位面積当たりのトナー量の最大
値、すなわち、べた画像を出力した場合の単位面積当た
りのトナー量に相当する。このトナー量は非磁性一成分
トナーの場合、約０．６ｍｇ／ｃｍ² 程度のトナー量を
必要とする。

【００８９】そして、（ｍａｘＭ／Ｓ）₁ ・（Ｖ１／Ｖ
２）は、メモリ除去部材１６が感光ドラム１と１回摺擦
したときに回収される単位面積当たりのトナー量に相当
する。

【００９０】（Ｌ１／Ｖ１）・（Ｖ２／Ｌ２）は、感光
ドラム１上の現像ローラ７から転写帯電器５までの距離
Ｌ１がメモり除去部材１６を通過する間に、メモリ除去
部材１６が回転する回転数を示す。

【００９１】また、ＲＯＵＮＤＵＰ（（Ｌ１／Ｖ１）・
（Ｖ２／Ｌ２））は、（（Ｌ１／Ｖ１）・（Ｖ２／Ｌ
２））内の数値を小数点以下を切り上げて整数にする関
数であるが、前記回転数を切り上げて整数化すること
で、以下に述べるような不具合を防止している。

【００９２】図３は、感光ドラム１及びメモリ除去部材
１６を平面的に延ばした形状を示している。

【００９３】図３において、感光ドラム１上にはべた画
像を出力した場合、上述したように感光ドラム１上の現
像ローラ７から転写帯電器５までの距離Ｌ１には、（ｍ
ａｘＭ／Ｓ）₁ のトナー量Ｔ１が存在する。

【００９４】このトナーをメモリ除去部材１６で回収し
た場合、メモリ除去部材１６の外周長Ｌ２の１周目に
は、（（ｍａｘＭ／Ｓ）₁ ・（Ｖ１／Ｖ２））のトナー
Ｔ３が回収される。そして、回転数である（（Ｌ１／Ｖ
１・（Ｖ２／Ｌ２））が１より大きく２以下である場合
には、Ｌ２の２周目において感光ドラム１上のトナーが
回収されることになる（図３の斜線部）。

【００９５】このとき、メモリ除去部材１６の外周に
は、すでに１周目における（（ｍａｘＭ／Ｓ）₁ ・（Ｖ
１／Ｖ２））回収されており、２周目になると、（（ｍ
ａｘＭ／Ｓ）₁ ・（Ｖ１／Ｖ２））の２倍量のトナー量
を回収することになる。この２倍量のトナー量が仮にメ
モリ除去部材１６上における単位面積当たりのトナー量
の最大値（ｍａｘＭ／Ｓ）₂ を越える場合には、上述し
たトナー回収不良やトナー飛散を発生させることにな
る。

【００９６】このように、感光ドラム１とメモリ除去部
材１６に周速差をもたせ、メモリ除去部材１６を複数周
回転させることで、トナーを回収する場合にもこの回転
数を切り上げた前記式（８）を満たすようにすること
で、メモリ除去部材１６に回収するトナー量を所定量で
ある０．８ｍｇ／ｃｍ² 以下に抑えることができる。そ
の結果、トナー回収不良やトナー飛散を抑えることがで
きる。

【００９７】図２において、本実施の形態における感光
ドラム１と現像ローラ７の離間位置Ｅから転写帯電器５
による転写位置Ｆまでの感光ドラム１のなす角度θは８
０度である。よって、感光ドラム１は外径φ３０ｍｍな
ので、感光ドラム１と現像ローラ７の離間位置Ｅから転
写帯電器５による転写位置Ｆまでの感光ドラム１表面に
おける距離Ｌ１は約２１ｍｍになる。また、メモリ除去
部材１６は外径φ１８ｍｍなので、その外周長は約５
６．５ｍｍである。

【００９８】距離Ｌ１とメモリ除去部材１６の外周長に
周速比（感光ドラム１に対してメモリ除去部材１６が１
２０％）を考慮し、べた画像における感光ドラム１上の
単位面積当たのトナー量を０６ｍｇ／ｃｍ² とすると、
前記式（８）の左辺、すなわちメモリ除去部材１６に回
収されるトナー量は０．５ｍｇ／ｃｍ² となるため、メ
モリ除去部材１６に回収するトナー量（式（８）の右
辺）の所定量である０．８ｍｇ／ｃｍ² 以下に抑えるこ
とができる。

【００９９】なお、前記式（８）を満足できない場合に
おいては、メモリ除去部材１６が２回転以上する場合で
あっても、メモリ除去部材１６に回収するトナー量（式
（８）の右辺）の所定量である０．８ｍｇ／ｃｍ² 以下
に抑えることができない。このため、メモリ除去部材１
６上に単位面積当たり約０．８ｍｇ／ｃｍ² （トナー層
として４〜５層）以上のトナーを安定して回収・保持す
ることは難しく、メモリ除去部材１６の回転により従来
例で述べたような機内飛散や回収不良を生じることにな
る。

【０１００】これに対し、本発明の構成においては式
（８）を満足するため、トナー像をメモリ除去部材１６
が１周する間に感光ドラム１上に単位面積当たり約０．
６ｍｇ／ｃｍ² のトナーをメモリ除去部材１６に十分回
収することができる。

【０１０１】次に、上記した本実施の形態に係る画像形
成装置の画像形成動作を、図４に示すフロチャート、及
び図５、図６に示すタイムチャートを参照して説明す
る。なお、図５は通常画像時のタイムチャート、図６は
紙詰まり等が発生した場合の復帰モード時のタイムチャ
ートである。

【０１０２】まず、図４、図５を参照して通常の印字シ
ーケンスについて説明する。前回転動作前においては、
全てのバイアスは０Ｖとなっている。そして、画像信号
が入り、時刻ｔ１において感光ドラム１を回転駆動する
モータが回転し、前回転スタートして感光ドラム１が回
転を開始する（ステップＳ１）。このとき、一次帯電器
２、除電ランプ１８がオンされ、同時にメモリ除去部材
１６に吐き出しバイアス（−５０Ｖ）が印加されて、メ
モリ除去部材１６に保持された転写残トナーが感光ドラ
ム１上に吐き出される。

【０１０３】感光ドラム１の回転が定常回転に達する時
刻ｔ２において、露光装置３から露光（画像信号）さ
れ、現像装置４、転写帯電器５がオンされて、同時にメ
モリ除去部材１７に回収バイアス（＋４００Ｖ）が印加
される。そして、画像信号に基づいて感光ドラム１上に
静電潜像が形成され、現像装置４による現像によりトナ
ー像が形成される（ステップＳ２）。そして、転写帯電
器５により転写材Ｐ上にトナー像が転写される。感光ド
ラム１上は除電ランプ１８により除電される。

【０１０４】転写されずに感光ドラム１上に残った転写
残トナーは、メモリ除去部材１６と感光ドラム１との摺
擦により負帯電極性にされる。この際、感光ドラム１上
の電位は除電ランプ１８の除電によりほぼ０Ｖであり、
メモリ除去部材１６には＋４００Ｖの電位が印加される
ことでトナーはメモリ除去部材１６に回収され、感光ド
ラム１上はリフレッシュされる。

【０１０５】ジャムが発生することなく画像形成が終了
する時刻ｔ３になると（ステップＳ３）、露光（画像信
号）が終了する。

【０１０６】感光ドラム１上のトナー像が転写帯電器５
により転写材Ｐ上に全て転写されると、時刻ｔ４にて転
写帯電器５のバイアスはオフされる。そして、後回転時
にメモリ除去部材１６の回収バイアスがオフされると同
時に、今度はメモリ除去部材１６に回収した転写残トナ
ーを感光ドラム１上へ吐き出すように吐き出しバイアス
が印加される（ステップＳ４）。

【０１０７】感光ドラム１上に吐き出された転写残トナ
ーは、一次帯電器２により全て負帯電にされて現像装置
４の現像ローラ７によって回収される。回収される仕組
みとしては、感光ドラム１上は一次帯電器２により約−
７００Ｖに帯電されており、現像ローラ７には−３５０
Ｖのバイアスが印加されている。そして、トナーは負帯
電により、該トナーは感光ドラム１上から現像ローラ７
へ付勢されるため、現像ローラ７に回収可能である。こ
のトナー回収プロセスは画像形成中にもなされる。

【０１０８】すなわち、メモリ除去部材１６を通過する
トナーが僅かにあっても、一次帯電器２による放電及び
現像ローラ７と感光ドラム１との摺擦で再び負帯電にな
るので、現像同時クリーニングがなりたっている。

【０１０９】そして、時刻ｔ５でメモリ除去部材１６か
らの転写残トナーの回収が終了すると、モータ、一次帯
電器２、現像装置４、除電ランプ１８がオフされ、同時
にメモリ除去部材１７の吐き出しバイアスがオフされる
（ステップＳ５）。

【０１１０】次に、画像形成中に紙詰まりや紙の搬送不
良等が起きた場合の復帰モードについて説明する。図４
において、ステップＳ１からステップＳ３までは通常シ
ーケンスと同様であり、ステップＳ３において紙詰まり
が発生すると、公知の方法によりユーザに状態を知ら
せ、紙詰まりを解消する（ステップＳ６）。紙詰まりを
解消すると、復帰モードを開始する（ステップＳ７）。

【０１１１】復帰モードでは時刻ｔ６で感光ドラム１を
回転駆動するモータが回転し、一次帯電器２、除電ラン
プ１８がオンされ、同時にメモリ除去部材１６に回収バ
イアスが印加される（ステップＳ８）。このとき、上記
式（８）を満たしているため、例えば、感光ドラム１上
に残ったトナー像がべた画像であり、トナー量が多い場
合においてもメモリ除去部材１６が１回転する間に、メ
モリ除去部材１６に全て回収される。

【０１１２】そして、メモリ除去部材１６が１回転し、
感光ドラム１上に残ったトナーが全てメモリ除去部材１
６に回収されると、時刻ｔ７においてメモリ除去部材１
６に印加されるバイアスはオフされ、０Ｖ（アース）に
なる。同時にトナーを現像装置４にて回収するよう現像
装置４と転写帯電器５のバイアスがオンされる（ステッ
プＳ９）。

【０１１３】このとき、感光ドラム１上の電位は除電ラ
ンプ１８によりほぼ０Ｖであり、メモリ除去部材１６の
バイアスも０Ｖのため、メモリ除去部材１６に担持され
ている転写残トナーの半分が感光ドラム１に移動し、半
分がメモリ除去部材１６に残る。このトナーを半分吐き
出す工程を行わず、一度にメモリ除去部材１６のトナー
を吐き出すと、担持したトナー量が多い場合は一次帯電
器２による感光ドラム１上の帯電阻害を起こし、現像ロ
ーラ７でトナーを回収しづらくなって、逆に回収に多く
の時間を必要としたり、トナーが飛散してしまう。よっ
て、トナーを半分吐き出す工程を行うことにより、転写
残トナーを感光ドラム１上に少量づつ戻し、現像ローラ
７により確実に回収することで、結果的には回収する時
間が短時間で終了する。

【０１１４】ステップＳ９において、本実施の形態では
メモリ除去部材１６に０Ｖを印加したが、実質的には感
光ドラム１上の表面電位とほぼ同電位のバイアスを印加
することで、本実施の形態と同様の効果をもたせること
が可能である。

【０１１５】ステップＳ９で、メモリ除去部材１６が１
周すると（時刻ｔ８）、今度はメモリ除去部材１６に吐
き出しバイアスが印加される（ステップＳ１０）。吐き
出しバイアスを印加することで、メモリ除去部材１６上
の転写残トナーは全て感光ドラム１上に戻され、現像ロ
ーラ７で回収される。

【０１１６】ステップ１０で、メモリ除去部材１６が１
周すると（時刻ｔ９）、露光装置３から露光（画像信
号）が感光ドラム１上に付与され画像形成が始まる。同
時にメモリ除去部材１に回収バイアスが印加される。

【０１１７】本実施の形態の画像形成装置において、べ
た画像を出力中に強制停止させたところ、感光ドラム１
上の前記距離Ｌ１における単位面積当たりのトナー量は
約０．６０２ｍｇ／ｃｍ² であった。そして、上述した
復帰モードを実行し、感光ドラム１上のトナーを、前記
周速差を有し回収バイアス（＋４００Ｖ）を印加したメ
モリ除去部材１６を通過させたところ、トナーの回収不
良及びトナー飛散が発生せず、良好な状態であった。そ
して、復帰モードにおけるメモリ除去部材１６に回収し
たトナーの吐き出し工程を行ったところ、メモリ除去部
材１６の２周後に全てのトナーを吐き出すことができ、
吐き出したトナーを現像装置４に回収することができ
た。

【０１１８】また、比較例として、メモリ除去部材１６
を直径φ９ｍｍ（外周長２８．２６ｍｍ、前記式（８）
の左辺が１．０ｍｇ／ｃｍ² ）に形成し、その他の条件
を上記と同一条件で前記画像形成、及び前記復帰モード
を行ったところ、部分的に回収不良が生じてしまい、感
光ドラム１上のトナーを全て回収することはできなかっ
た。

【０１１９】ここで、単位面積当たりのトナー量の測定
は、例えば感光ドラム１上の単位面積当たりのトナー量
の測定であれば、感光ドラム１上のトナーを所定形状を
有する容器内に吸引し、この吸引する前後の容器の重さ
の差分と吸引した面積を測定し、容器の重量差を吸引し
た面積で除算することで求めることができる。

【０１２０】以上述べたように、現像同時クリーニング
を用いた画像形成装置において、メモリ除去部材１６を
ローラ形状とし、上記式（８）を満足するように、感光
ドラム１と現像ローラ７の離間位置から転写帯電器５に
よる転写位置までの距離Ｌ１、メモリ除去部材１６の外
周長Ｌ２、感光ドラム１とメモリ除去部材１６の周速差
Ｖ１／Ｖ２、感光ドラム１上における単位面積当たりの
トナー量（ｍａｘＭ／Ｓ）₁ 及びメモリ除去部材１６に
おける単位面積当たりのトナー量（ｍａｘＭ／Ｓ）₂ を
設定することにより、紙詰まりや紙の搬送不良が発生し
た場合でも、トナー飛散等を防止して、長期に渡って良
好な画像形成を行うことができる。

【０１２１】〈実施の形態２〉図７は、本実施の形態に
係る画像形成装置を示す概略構成図である。なお、図１
に示した実施の形態１の画像形成装置と同一部材には同
一符号を付し、重複する説明は省略する。

【０１２２】本実施の形態においては、転写手段として
感光ドラムに接する転写ローラ（接触転写手段）を用
い、感光ドラムと現像ローラの離間位置から転写ローラ
による転写位置までの距離、転写ローラの外周長、感光
ドラムと転写ローラの周速差の関係を好適な状態にする
ことにより、紙詰まりや紙の搬送不良が発生しても安定
した画像形成を行うことにある。すなわち、少なくとも
感光ドラム上に残留した残トナーの回収・吐き出しを行
う回転可能なトナー回収・吐き出し部材として転写ロー
ラを用いることで、紙詰まりや紙の搬送不良が発生して
も安定した画像形成を達成するものである。

【０１２３】図７において、現像ローラ７には画像形成
中に印加するバイアス（−３０５Ｖ）及び紙詰まり等の
場合にトナー回収のために印加するバイアス（＋４００
Ｖ）が、現像バイアス電源１３より印加される。

【０１２４】接触転写手段である転写ローラ５ａには転
写バイアス電源１５が接続されている。転写バイアス電
源１５の転写バイアスは、画像形成中においては、電圧
の極性としては正極性の電圧で、定電流制御され約１μ
Ａの電流が流される。紙詰まり等の復帰モードにおいて
は、回収バイアスとして＋８００Ｖ、吐き出しバイアス
として−１０００Ｖが印加される。

【０１２５】転写ローラ５ａは、直径φ１０ｍｍのステ
ンレス製の芯金上に弾性層としてＥＰＭＤゴム（エチレ
ン・ブタジエン・ゴム）層を４ｍｍ形成し、外径φ１８
ｍｍとしている。本実施の形態においては、ＥＰＤＭゴ
ムのみの単層からなる転写ローラを用いているが、転写
性等の観点から現像ローラ７表面を高電荷付与性の材料
で被覆する、いわゆる複数層構成の現像ローラでもよ
い。弾性層の材料としては、ＥＰＤＭゴムを用いたが、
これ以外にもＮＢＲゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴ
ム等、一般的に用いられるゴムも使用可能である。

【０１２６】ゴム・エラストマーのゴム硬度は、Ａｓｋ
ｅｒＣゴム硬度計により測定される。ゴム硬度として
は、２７〜３５°（ＡｓｋｅｒＣ）の硬度ものもが好適
に使用される。ゴム硬度が３５°（ＡｓｋｅｒＣ）以上
になると、画像が延びやすくなったり、紙搬送性が悪く
なるので構成上も好ましくない。また、ゴム硬度が２５
度（ＡｓｋｅｒＣ）以下になると、製造上困難であり、
永久歪みも大きくなる。

【０１２７】また、転写ローラ５ａの抵抗としては、体
積抵抗値で１ｅ８〜９ｅ９Ω・ｃｍ程度の範囲が好まし
い。

【０１２８】転写ローラ５ａの周速は、本実施の形態で
は約２７．８ｍｍ／ｓｅｃであり、感光ドラム１の周速
２７ｍｍ／ｓｅｃに対して約１０３％の周速を有する。
転写ローラ５ａの回転方向は感光ドラム１の接触位置に
おいて同方向に回転する。また、感光ドラム１と現像ロ
ーラ７の離間位置から転写ローラ５ａによる転写位置ま
での距離は、実施の形態１と同様約２１ｍｍである。

【０１２９】本実施の形態においても、転写ローラ５ａ
によるトナー回収不良や転写ローラ５ａからのトナー飛
散を防止するために、下記式（９）を満足するようにし
た。

【０１３０】

【式８】ここで、（ｍａｘＭ／Ｓ）₁ ：感光ドラム１上における単位面積
当たりのトナー量の最大値（ｍａｘＭ／Ｓ）₂ ：転写ローラ５ａ上における単位面
積当たりのトナー量の最大値Ｖ１：感光ドラム１の回転周速Ｖ２：転写ローラ５ａの回転周速Ｌ１：感光ドラム１上の現像ローラ７から転写ローラ５
ａまでの距離Ｌ２：転写ローラ５ａの外周長ＲＯＵＮＤＵＰ（（Ｌ１／Ｖ１）・（Ｖ２／Ｌ２））：
（（Ｌ１／Ｖ１））内の数値を少数点以下を切り上げて
整数にする関数である。

【０１３１】この式において、（ｍａｘＭ／Ｓ）₁ は感
光ドラム１上における単位面積当たりのトナー量の最大
値、すなわち、べた画像を出力した場合の単位面積当た
りのトナー量に相当する。このトナー量は非磁性一成分
トナーの場合、約０．６ｍｇ／ｃｍ² 程度のトナー量を
必要とする。

【０１３２】そして、（ｍａｘＭ／Ｓ）₁ ・（Ｖ１／Ｖ
２）は、転写ローラ５ａが感光ドラム１と１回摺擦した
ときに回収される単位面積当たりのトナー量に相当す
る。

【０１３３】（Ｌ１／Ｖ１）・（Ｖ２／Ｌ２）は、感光
ドラム１上の現像ローラ７から転写ローラ５ａまでの距
離Ｌ１が転写ローラ５ａを通過する間に、転写ローラ５
ａが回転する回転数を示す。

【０１３４】また、ＲＯＵＮＤＵＰ（（Ｌ１／Ｖ１）・
（Ｖ２／Ｌ２））は、（（Ｌ１／Ｖ１）・（Ｖ２／Ｌ
２））内の数値を小数点以下を切り上げて整数にする関
数であるが、前記回転数を切り上げて整数化すること
で、以下に述べるような不具合を防止している。

【０１３５】本実施の形態においても、（ｍａｘＭ／
Ｓ）₁ を０．６ｍｇ／ｃｍ² 、（ｍａｘＭ／Ｓ）₂ を
０．８ｍｇ／ｃｍ² とした場合において、上記式（９）
を満足することができる。そのため、実施の形態１と同
様、転写ローラ５ａによって、紙詰まり等が発生した場
合に感光ドラム１と現像ローラ７の離間位置から転写ロ
ーラ５ａによる転写位置までにある現像後のトナーを、
転写ローラ５ａで一旦回収することが可能である。

【０１３６】帯電バイアス電源１２、現像バイアス電源
１３、供給バイアス電源１４、転写バイアス電源１５に
おけるそれぞれのバイアス印加制御は、制御装置２０に
よって行われる。

【０１３７】次に、上記した本実施の形態に係る画像形
成装置の画像形成動作を、図８（ａ）、（ｂ）に示すタ
イムチャートを参照して説明する。なお、図８（ａ）は
通常のタイムチャート、図８（ｂ）は紙詰まり等が発生
した場合の復帰モード時のタイムチャートである。

【０１３８】まず、通常の印字シーケンスについて説明
する。前回転動作前においては、全てのバイアスは０Ｖ
となっている。そして、画像信号が入り、時刻ｔ１０に
おいて感光ドラム１を回転駆動するモータが回転し、前
回転スタートして感光ドラム１が回転を開始する。この
とき、一次帯電器２、除電ランプ１８がオンされ、同時
に転写ローラ（転写帯電器）５ａに吐き出しバイアス
（−１０００Ｖ）が印加されて、転写ローラ５ａのクリ
ーニングが行われる。

【０１３９】感光ドラム１の回転が定常回転に達する時
刻ｔ１１において、露光装置３から露光（画像信号）さ
れ、現像装置４がオンされて、同時に転写ローラ５ａが
定電流制御される。そして、画像信号に基づいて感光ド
ラム１上に静電潜像が形成され、現像装置４による現像
によりトナー像が形成される。そして、転写ローラ５ａ
により転写材Ｐ上にトナー像が転写される。感光ドラム
１上は除電ランプ１８により除電される。

【０１４０】転写されずに感光ドラム１上に残った転写
残トナーは、一次帯電器２により負帯電極性にされて現
像ローラ７で回収される。

【０１４１】画像形成が終了する時刻ｔ１２になると、
露光（画像信号）が終了する。感光ドラム１上のトナー
像が転写ローラ５ａにより転写材Ｐ上に全て転写される
と、時刻ｔ１３にて転写ローラ５ａの定電流制御はオフ
される。それと同時に転写ローラ５ａに吐き出しバイア
スが印加されて、次の画像が来た場合に転写材Ｐの裏が
トナーで汚れないようにする。感光ドラム１上に吐き出
されたトナーは、上述したように一次帯電器２により全
て負帯電にされて現像装置４の現像ローラ７によって回
収される。

【０１４２】時刻ｔ１４でトナーの回収が終了すると、
モータ、一次帯電器２、現像装置４、除電ランプ１８を
オフし、同時に転写ローラ５ａへの吐き出しバイアスを
停止する。

【０１４３】次に、画像形成中に紙詰まりや紙の搬送不
良等が起きた場合の復帰モードについて説明する。な
お、図８（ｂ）において、時刻ｔ１０〜ｔ１１までは通
常シーケンスの時刻ｔ１０〜ｔ１１と同様である。

【０１４４】画像形成中に時刻ｔ１５にて紙詰まりが発
生すると、公知の方法によりユーザに状態を知らせ、紙
詰まりを解消する。紙詰まりを解消すると、復帰モード
を開始する。

【０１４５】復帰モードでは時刻ｔ１６で感光ドラム１
を回転駆動するモータが回転し、一次帯電器２、除電ラ
ンプ１８がオンされ、同時に転写ローラ５ａに回収バイ
アスが印加される。トナー回収のしくみとしては、詰ま
った紙（転写材Ｐ）の除去のために装置本体が開けられ
ると、感光ドラム１の表面電位は外光によりほぼ０Ｖに
なる。そして、転写ローラ５ａに＋８００Ｖのバイアス
が印加されることにより、感光ドラム１上の現像ローラ
７から転写ローラ５ａ間に存在する負帯電したトナー
は、転写ローラ５ａ側に付勢される。

【０１４６】このとき、前記式（９）を満たしているた
め、例えば、感光ドラム１上に残ったトナー像がべた画
像であり、トナー量が多い場合においても転写ローラ５
ａが１回転する間に、トナーは転写ローラ５ａに全て回
収される。

【０１４７】転写ローラ５ａが１回転し、感光ドラム１
上に残ったトナーが転写ローラ５ａに全て回収される
と、時刻ｔ１７において転写ローラ５ａに印加されるバ
イアスはオフされ、０Ｖ（アース）になる。同時にトナ
ーを現像装置４にて回収するよう現像ローラ７に現像装
置回収補助バイアスがオンされる。このとき、感光ドラ
ム１上の表面電位はほぼ０Ｖであり、転写ローラ５ａの
バイアスも０Ｖのため、転写ローラ５ａに担持されてい
るトナーの半分が感光ドラム１に移動し、半分が転写ロ
ーラ５ａに残る。そして、表面電位がほぼ０Ｖである感
光ドラム１上から＋４００Ｖが印加されている現像ロー
ラ７上にトナーは回収される。

【０１４８】転写ローラ５ａが１周以上回転すると（時
刻ｔ１８）、今度は転写ローラ５ａに吐き出しバイアス
が印加される。それと同時に一次帯電器２がオンされ、
現像装置４の現像ローラ７に現像バイアス（−３５０
Ｖ）が印加される。転写ローラ５ａに吐き出しバイアス
を印加することで、転写ローラ５ａ上の一旦回収したト
ナーは全て感光ドラム１上に戻され、現像ローラ７で回
収される。

【０１４９】転写ローラ５ａが１周以上回転し、回収し
たトナーが全て吐き出されると（時刻ｔ１９）、露光装
置３から露光（画像信号）が感光ドラム１上に付与され
て画像形成が始まる。同時に転写ローラ５ａのバイアス
は定電流制御される。

【０１５０】本実施の形態の画像形成装置において、べ
た画像を出力中に強制停止させたところ、感光ドラム１
上の前記距離Ｌ１における単位面積当たりのトナー量は
約０．６０８ｍｇ／ｃｍ² であった。そして、上述した
復帰モードを実行し、感光ドラム１上のトナーを、前記
周速差を有し回収バイアス（＋８００Ｖ）を印加した転
写ローラ５ａを通過させたところ、トナーの回収不良及
びトナー飛散が発生せず、良好な状態であった。そし
て、復帰モードにおける転写ローラ５ａに回収したトナ
ーの吐き出し工程を行ったところ、転写ローラ５ａの２
周後に全てのトナーを吐き出すことができ、吐き出した
トナーを現像装置４に回収することができた。

【０１５１】以上述べたように、現像同時クリーニング
を用いた画像形成装置において、転写手段をローラ転写
部材とし、上記式（９）を満足するように、感光ドラム
１と現像ローラ７の離間位置から転写ローラ５ａによる
転写位置までの距離Ｌ１、転写ローラ５ａの外周長Ｌ
２、感光ドラム１と転写ローラ５ａの周速差Ｖ１／Ｖ
２、感光ドラム１上における単位面積当たりのトナー量
（ｍａｘＭ／Ｓ）₁ 及び転写ローラ５ａにおける単位面
積当たりのトナー量（ｍａｘＭ／Ｓ）₂ を設定すること
により、紙詰まりや紙の搬送不良が発生した場合でも、
トナー飛散等を防止して、長期に渡って良好な画像形成
を行うことができる。

【０１５２】〈実施の形態３〉図９は、本実施の形態に
係る画像形成装置を示す概略構成図である。なお、上述
した実施の形態１、２の画像形成装置と同一部材には同
一符号を付し、重複する説明は省略する。

【０１５３】本実施の形態においては、帯電手段として
感光ドラムに接する帯電ローラ（接触帯電手段）を用
い、感光ドラムと現像ローラの離間位置から転写ローラ
による転写位置までの距離、帯電ローラの外周長、感光
ドラムと帯電ローラの周速差の関係を好適な状態にする
ことにより、紙詰まりや紙の搬送不良が発生しても安定
した画像形成を行うことにある。すなわち、少なくとも
感光ドラム上に残留した残トナーの回収・吐き出しを行
う回転可能なトナー回収・吐き出し部材として帯電ロー
ラを用いることで、紙詰まりや紙の搬送不良が発生して
も安定した画像形成を達成するものである。

【０１５４】図９において、帯電ローラ２ａには帯電バ
イアス電源１２が接続されており、後述する３種の電圧
が出力可能である。その電圧とは、画像形成時に印加す
る、すなわち感光ドラム１表面を帯電させる目的で印加
する帯電バイアス（−１３００Ｖ）、紙詰まり等が発生
した場合にはトナーを一旦帯電ローラ２ａに回収するた
めに印加する回収バイアス（＋４００Ｖ）、帯電ローラ
２ａに回収したトナーを感光体ドラム１に吐き出す吐き
出しバイアス（−５００Ｖ）である。

【０１５５】帯電ローラ２ａは、直径φ８ｍｍのステン
レス製の芯金上に弾性層として発砲性シリコーンゴム層
を５ｍｍ形成し、外径φ１８ｍｍとしている。そして、
最表層にはアクリル樹脂をコーティングした。本実施の
形態においては、シリコーンゴムのみの単層からなる帯
電ローラを用いているが、帯電均一性等の観点から複数
層構成の帯電ローラでもよい。弾性層の材料として、発
砲性シリコーンゴムを用いたが、これ以外にもＮＢＲゴ
ム、ヒドリンゴム、ウレタンゴム、ＥＰＤＭ等、一般的
に用いられるゴムも使用可能である。また、最表層には
トナーに対する離型性を上げるために、フッ素樹脂等を
分散させてもよい。

【０１５６】ゴム・エラストマーのゴム硬度は、Ａｓｋ
ｅｒＣゴム硬度計により測定される。ゴム硬度として
は、２７〜６３°（ＡｓｋｅｒＣ）の硬度のものが好適
に使用される。ゴム硬度が６３°（ＡｓｋｅｒＣ）以上
になると、帯電均一性等の問題で構成上も好ましくな
い。また、ゴム硬度が２５度（ＡｓｋｅｒＣ）以下にな
ると、製造上困難であり、永久歪みも大きくなる。

【０１５７】また、帯電ローラ２ａの抵抗としては、体
積抵抗値で１ｅ５〜９ｅ６Ω・ｃｍ程度の範囲が好まし
い。

【０１５８】帯電ローラ２ａの周速は、本実施の形態で
は約４０ｍｍ／ｓｅｃであり、感光ドラム１の周速２７
ｍｍ／ｓｅｃに対して約１４８％の周速を有する。帯電
ローラ２ａの回転方向は感光ドラム１の接触位置におい
て同方向に回転する。また、感光ドラム１と現像ローラ
７の離間位置から転写ローラ５ａによる転写位置までの
距離は、実施の形態１、２と同様約２１ｍｍである。

【０１５９】本実施の形態では、帯電ローラ２ａによる
トナー回収不良や帯電ローラ２ａからのトナー飛散を防
止するために、下記式（１０）を満足するようにした。

【０１６０】

【式９】ここで、（ｍａｘＭ／Ｓ）₁ ：感光ドラム１上における単位面積
当たりのトナー量の最大値（ｍａｘＭ／Ｓ）₂ ：帯電ローラ２ａ上における単位面
積当たりのトナー量の最大値Ｖ１：感光ドラム１の回転周速Ｖ２：帯電ローラ２ａの回転周速Ｌ１：感光ドラム１上の現像ローラ７から転写帯電器５
までの距離Ｌ２：帯電ローラ２ａの外周長ＲＯＵＮＤＵＰ（（Ｌ１／Ｖ１）・（Ｖ２／Ｌ２））：
（（Ｌ１／Ｖ１））内の数値を少数点以下を切り上げて
整数にする関数である。

【０１６１】この式において、（ｍａｘＭ／Ｓ）₁ は感
光ドラム１上における単位面積当たりのトナー量の最大
値、すなわち、べた画像を出力した場合の単位面積当た
りのトナー量に相当する。このトナー量は非磁性一成分
トナーの場合、約０．６ｍｇ／ｃｍ² 程度のトナー量を
必要とする。

【０１６２】そして、（ｍａｘＭ／Ｓ）₁ ・（Ｖ１／Ｖ
２）は、帯電ローラ２ａが感光ドラム１と１回摺擦した
ときに回収される単位面積当たりのトナー量に相当す
る。

【０１６３】（Ｌ１／Ｖ１）・（Ｖ２／Ｌ２）は、感光
ドラム１上の現像ローラ７から転写帯電器５までの距離
Ｌ１が帯電ローラ２ａを通過する間に、帯電ローラ２ａ
が回転する回転数を示す。

【０１６４】本実施の形態においても、（ｍａｘＭ／
Ｓ）₁ を０．６ｍｇ／ｃｍ² 、（ｍａｘＭ／Ｓ）₂ を
０．８ｍｇ／ｃｍ² とした場合において、前記式（１
０）を満足することができる。そのため、実施の形態
１、２と同様、帯電ローラ２ａによって、紙詰まり等が
発生した場合に感光ドラム１と現像ローラ７の離間位置
から転写ローラ５ａによる転写位置までにある現像後の
トナーを、帯電ローラ２ａで一旦回収することが可能で
ある。

【０１６５】現像ローラ７には、画像形成中に印加する
バイアス（−３０５Ｖ）及び紙詰まり等の場合にトナー
回収のために印加する現像補助回収バイアス（＋４００
Ｖ）が現像バイアス電源１３より印加される。

【０１６６】転写ローラ５ａには転写バイアス電源１５
が接続されている。転写バイアス電源１５の転写バイア
スは、画像形成中においては、電圧の極性としては正極
性の電圧で、定電流制御され約１μＡの電流が流され
る。また、画像形成の前後の、いわゆる前回転、後回転
及び画像形成後の転写材Ｐと次回に画像形成が行われる
転写紙との間に相当する、いわゆる紙間では、転写ロー
ラ５ａにトナーが付着しないようクリーニングバイアス
（−４００Ｖ）が印加される。

【０１６７】帯電バイアス電源１２、現像バイアス電源
１３、供給バイアス電源１４、転写バイアス電源１５に
おけるそれぞれのバイアス印加制御は、制御装置２０に
よって行われる。

【０１６８】次に、上記した本実施の形態に係る画像形
成装置の画像形成動作を、図１０（ａ）、（ｂ）に示す
タイムチャートを参照して説明する。なお、図１０
（ａ）は通常のタイムチャート、図１０（ｂ）は紙詰ま
り等が発生した場合の復帰モード時のタイムチャートで
ある。

【０１６９】まず、通常の印字シーケンスについて説明
する。前回転動作前においては、全てのバイアスは０Ｖ
となっている。そして、画像信号が入り、時刻ｔ２０に
おいて感光ドラム１を回転駆動するモータが回転し、前
回転スタートして感光ドラム１が回転を開始する。この
とき、帯電ローラ２ａに帯電バイアスが印加され、同時
に転写ローラ５ａにクリーニングバイアス（−４００
Ｖ）が印加されて、転写ローラ５ａのクリーニングが行
われる。

【０１７０】感光ドラム１の回転が定常回転に達する時
刻ｔ２１において、露光装置３から露光（画像信号）さ
れ、現像装置４がオンされて、同時に転写ローラ５ａが
定電流制御される。そして、画像信号に基づいて感光ド
ラム１上に静電潜像が形成され、現像装置４による現像
によりトナー像が形成された後、、転写ローラ５ａによ
り転写材Ｐ上にトナー像が転写される。

【０１７１】転写されずに感光ドラム１上に残った転写
残トナーは、帯電ローラ２ａと感光ドラム１との摺擦に
より負帯電極性にされて現像ローラ７で回収される。こ
のとき、一部のトナーが帯電ローラ２ａに付着するが、
負帯電トナーに対しては帯電ローラ２ａから感光ドラム
１へ付着される方向に電界が働くので、付着量は極少量
であり、帯電均一性を阻害することはない。

【０１７２】画像形成が終了する時刻ｔ２２になると、
露光（画像信号）が終了する。感光ドラム１上のトナー
像が転写ローラ５ａにより転写材Ｐ上に全て転写される
と、時刻ｔ２３にて転写ローラ５ａの定電流制御はオフ
される。それと同時に転写ローラ５ａにクリーニングバ
イアスが印加されて、次の画像が来た場合に転写材Ｐの
裏がトナーで汚れないようにする。感光ドラム１上に吐
き出されたトナーは、上述したように帯電ローラ２ａに
より全て負帯電にされて現像装置４の現像ローラ７によ
って回収される。

【０１７３】時刻ｔ２４でトナーの回収が終了すると、
モータ、帯電ローラ２ａ、現像装置４をオフし、同時に
転写ローラ５ａへのクリーニングバイアスをオフする。

【０１７４】次に、画像形成中に紙詰まりや紙の搬送不
良等が起きた場合の復帰モードについて説明する。な
お、図１０（ｂ）において、時刻ｔ２０〜ｔ２１までは
通常シーケンスの時刻ｔ２０〜ｔ２１と同様である。

【０１７５】画像形成中に時刻ｔ２５にて紙詰まりが発
生すると、公知の方法によりユーザに状態を知らせ、紙
詰まりを解消する。紙詰まりを解消すると、復帰モード
を開始する。

【０１７６】復帰モードでは時刻ｔ２６で感光ドラム１
を回転駆動するモータが回転し、帯電ローラ２ａには回
収バイアス（＋４００Ｖ）が、現像ローラ７には現像装
置補助回収バイアス（＋４００Ｖ）、転写ローラ５ａに
はクリーニングバイアス（−４００Ｖ）が印加される。

【０１７７】トナー回収のしくみとしては、詰まった紙
（転写材Ｐ）の除去のために装置本体が開けられると、
感光ドラム１の表面電位は外光によりほぼ０Ｖになる。
そして、装置本体が閉められ、画像形成が可能になるよ
う感光ドラム１が回転を始める。そのとき、転写ローラ
５ａに−４００Ｖのクリーニングバイアスが印加される
ので、トナーは転写ローラ５ａ側には転移しない。そし
て、帯電ローラ２ａとの接触部において、帯電ローラ２
ａには回収バイアス（＋４００Ｖ）が印加されるため、
感光ドラム１上の現像ローラ７から転写ローラ５ａ間に
存在する負帯電したトナーは、帯電ローラ２ａ側に付勢
される。

【０１７８】このとき、前記式（１０）を満たしている
ため、例えば、感光ドラム１上に残ったトナー像がべた
画像であり、トナー量が多い場合においても転写ローラ
５ａが１回転する間に、トナーは帯電ローラ２ａに全て
回収される。

【０１７９】帯電ローラ２ａが１回転し、感光ドラム１
上に残ったトナーが帯電ローラ２ａに全て回収される
と、時刻ｔ２７において帯電ローラ２ａに印加される帯
電バイアスはオフされ、０Ｖ（アース）になる。同時に
トナーを現像装置４にて回収するよう現像ローラ７に現
像装置回収補助バイアスがオンされる。このとき、感光
ドラム１上の表面電位はほぼ０Ｖであり、帯電ローラ２
ａのバイアスも０Ｖのため、帯電ローラ２ａに担持され
ているトナーの半分が感光ドラム１に移動し、半分が帯
電ローラ２ａに残る。そして、表面電位がほぼ０Ｖであ
る感光ドラム１上から＋４００Ｖのバイアスが印加され
ている現像ローラ７上にトナーは回収される。

【０１８０】帯電ローラ２ａが１周以上回転すると（時
刻ｔ２８）、今度は帯電ローラ２ａに吐き出しバイアス
が印加される。それと同時に現像装置４の現像ローラ７
に現像バイアス（−３０５Ｖ）が印加される。帯電ロー
ラ２ａに吐き出しバイアスを印加することで、帯電ロー
ラ２ａ上の一旦回収したトナーは全て感光ドラム１上に
戻され、現像ローラ７で回収される。

【０１８１】帯電ローラ２ａが１周以上回転し、回収し
たトナーが全て吐き出されると（時刻ｔ２９）、帯電ロ
ーラ２ａには吐き出しバイアスに代わって帯電バイアス
が印加され、現像ローラ７には現像装置補助回収バイア
スに代わって現像バイアスが印加される。

【０１８２】そして、画像形成の準備が終了（時刻ｔ３
０）し、露光装置３から露光（画像信号）Ｌが付与され
画像形成が始まり、同時に転写ローラ５ａのバイアスは
定電流制御に変更される。

【０１８３】本実施の形態の画像形成装置において、べ
た画像を出力中に強制停止させたところ、感光ドラム１
上の前記距離Ｌ１における単位面積当たりのトナー量は
約０．５９８ｍｇ／ｃｍ² であった。そして、上述した
復帰モードを実行し、感光ドラム１上のトナーを、前記
周速差を有し回収バイアス（＋４００Ｖ）を印加した帯
電ローラ２ａを通過させたところ、トナーの回収不良及
びトナー飛散が発生せず、良好な状態であった。

【０１８４】そして、復帰モードにおける帯電ローラ２
ａに回収したトナーの吐き出し工程を行ったところ、帯
電ローラ２ａの２周後に全てのトナーを吐き出すことが
でき、吐き出したトナーを現像装置４に回収することが
できた。

【０１８５】以上述べたように、現像同時クリーニング
を用いた画像形成装置において、帯電手段をローラ帯電
部材とし、上記式（１０）を満足するように、感光ドラ
ム１上の現像ローラ７の離間位置から転写ローラ５ａに
よる転写位置までの距離Ｌ１、帯電ローラ２ａの外周長
Ｌ２、感光ドラム１と帯電ローラ２ａの周速差Ｖ１／Ｖ
２、感光ドラム１上における単位面積当たりのトナー量
（ｍａｘＭ／Ｓ）₁ 及び帯電ローラ２ａにおける単位面
積当たりのトナー量（ｍａｘＭ／Ｓ）₂ を設定すること
により、紙詰まりや紙の搬送不良が発生した場合でも、
トナー飛散等を防止して、長期に渡って良好な画像形成
を行うことができる。

【０１８６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子写真感光体とトナー回収・吐き出し部材を式（１）を
満たすようにすることにより、トナー回収・吐き出し部
材に回収する単位面積当たりのトナー量が適切に抑えら
れるため、画像形成時に紙詰まり等が発生しても電子写
真感光体上に残ったトナーをトナー回収・吐き出し部材
により十分回収でき、トナー飛散や回収不良を防止でき
る。

【０１８７】その結果、帯電手段の汚れや、トナーの装
置内飛散等の不具合を防止することができるので、長期
に渡って高画質画像を安定して出力できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示
す概略構成図。

【図２】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の感
光ドラムに対する現像ローラと転写帯電器の位置関係を
示す図。

【図３】（ａ）は感光ドラム上における単位面積当たり
のトナー量の最大値を示す図。（ｂ）はメモり除去部材
の１周目におけるトナー回収量を示す図。

【図４】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の通
常画像形成時と復帰モード時のフロチャートを示す図。

【図５】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の通
常画像形成時のタイムチャートを示す図。

【図６】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の復
帰モード時のタイムチャートを示す図。

【図７】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置を示
す概略構成図。

【図８】（ａ）は本発明の実施の形態２に係る画像形成
装置の通常画像形成時のタイムチャートを示す図。
（ｂ）は本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の復
帰モード時のタイムチャートを示す図。

【図９】本発明の実施の形態３に係る画像形成装置を示
す概略構成図。

【図１０】（ａ）は本発明の実施の形態３に係る画像形
成装置の通常画像形成時のタイムチャートを示す図。
（ｂ）は本発明の実施の形態３に係る画像形成装置の復
帰モード時のタイムチャートを示す図。

【図１１】従来例における画像形成装置を示す概略構成
図。

【符号の説明】

１感光ドラム（電子写真感光体）２一次帯電器（帯電手段、トナー回収・吐き
出し部材）２ａ帯電ローラ（帯電手段、トナー回収・吐き
出し部材）３露光装置（露光手段）４現像装置（現像手段）５転写帯電器（転写手段、トナー回収・吐き
出し部材）５ａ転写ローラ（転写手段、トナー回収・吐き
出し部材）６定着装置７現像ローラ１２帯電バイアス電源１３現像バイアス電源１５転写バイアス電源１６メモリ除去部材（トナー回収・吐き出し部
材）１７メモリ除去バイアス電源１８除電ランプ２０制御装置（制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像を担持する回動自在な電子写真
感光体と、該電子写真感光体を帯電する帯電手段と、前
記電子写真感光体上を露光して静電潜像を形成する露光
手段と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現
像手段と、前記トナー像を転写部位において転写材へ転
写する転写手段とを備え、前記現像手段が、前記電子写
真感光体上に残留した残留トナーを回収するクリーニン
グ手段も兼ねる画像形成装置において、前記電子写真感光体に接触して前記残留トナーを一旦回
収して吐き出しを行う回動自在なトナー回収・吐き出し
部材を有し、ベタ画像出力時における前記電子写真感光体回動方向の
前記現像手段から前記転写手段までの前記電子写真感光
体上に担持される単位面積当たりのトナー量の最大値と
比較して、前記ベタ画像の後端が前記トナー回収・吐き
出し部材に回収されたときにおける前記トナー回収・吐
き出し部材上に担持される単位面積当たりのトナー量の
最大値が等しいか又は小さい、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】静電潜像を担持する回動自在な電子写真
感光体と、該電子写真感光体を帯電する帯電手段と、前
記電子写真感光体上を露光して静電潜像を形成する露光
手段と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現
像手段と、前記トナー像を転写部位において転写材へ転
写する転写手段とを備え、前記現像手段が、前記電子写
真感光体上に残留した残留トナーを回収するクリーニン
グ手段も兼ねる画像形成装置において、前記電子写真感光体に接触して前記残留トナーを一旦回
収して吐き出しを行う回転自在なトナー回収・吐き出し
部材を有し、前記電子写真感光体と前記トナー回収・吐き出し部材が
以下の式を満たしている、ことを特徴とする画像形成装置。【式１】ここで、（ｍａｘＭ／Ｓ）₁ ：前記電子写真感光体上に担持され
る単位面積当たりのトナー量の最大値（ｍａｘＭ／Ｓ）₂ ：前記トナー回収・吐き出し部材上
に担持される単位面積当たりのトナー量の最大値Ｖ１：前記電子写真感光体の周速Ｖ２：前記トナー回収・吐き出し部材の周速Ｌ１：前記電子写真感光体の外周に沿った前記現像手段
から前記転写手段までの距離Ｌ２：前記トナー回収・吐き出し部材の外周長ＲＯＵＮＤＵＰ（（Ｌ１／Ｖ１）×（Ｖ２／Ｌ２））：
（（Ｌ１／Ｖ１）×（Ｖ２／Ｌ２））内の数値を少数点
以下を切り上げて整数にする関数
【請求項３】前記トナー回収・吐き出し部材にバイア
スを印加する電源と、該電源から前記トナー回収・吐き
出し部材へのバイアス印加を制御する制御手段を有し、前記制御手段は、前記トナー回収・吐き出し部材が前記
電子写真感光体上の前記残留トナーの回収時には、前記
トナー回収・吐き出し部材に前記電子写真感光体表面電
位により帯電されたトナーと逆極性の電位を印加し、前
記トナー回収・吐き出し部材が前記電子写真感光体上の
前記残留トナーの吐き出し時には、前記トナー回収・吐
き出し部材に一旦前記電子写真感光体表面電位と同電位
のバイアスを印加した後、前記電子写真感光体表面電位
により帯電されたトナーと同極性の電位を印加するよう
制御する、請求項１及び２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記帯電手段は、前記電子写真感光体に
当接して前記電子写真感光体を帯電する回動自在な弾性
層を有する帯電ローラである、請求項１及び２記載の画像形成装置。
【請求項５】前記転写手段は、前記電子写真感光体に
当接して前記トナー像を前記転写材へ転写する回動自在
な弾性層を有する転写ローラである、請求項１及び２記載の画像形成装置。
【請求項６】前記トナー回収・吐き出し部材は、前記
帯電手段の前記電子写真感光体回動方向上流側に設けた
前記電子写真感光体に当接する回動自在な弾性層を有す
るローラ部材である、請求項１及び２記載の画像形成装置。
【請求項７】前記トナー回収・吐き出し部材は前記帯
電ローラである、請求項１及び２または４記載の画像形成装置。
【請求項８】前記トナー回収・吐き出し部材は前記転
写ローラである、請求項１及び２または５記載の画像形成装置。
【請求項９】前記現像手段は、略球形の一成分系現像
剤で前記静電潜像を現像する、請求項１及び２記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記一成分系現像剤は、形状係数ＳＦ
−１が１００〜１４０、球形係数ＳＦ−２が１００〜１
２０の範囲である、請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】前記（ｍａｘＭ／Ｓ）₂ は、０．８ｍ
ｇ／ｃｍ² 以下である、請求項１及び２記載の画像形成装置。
【請求項１２】静電潜像を担持する回動自在な電子写
真感光体と、該電子写真感光体を帯電する帯電手段と、
前記電子写真感光体上を露光して静電潜像を形成する露
光手段と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する
現像手段と、前記トナー像を転写部位において転写材へ
転写する転写手段とを備え、前記現像手段が、前記電子
写真感光体上に残留した残留トナーを回収するクリーニ
ング手段も兼ねる画像形成装置において、前記電子写真感光体に接触して前記残留トナーを一旦回
収して吐き出しを行う回動自在なトナー回収・吐き出し
部材を有し、ベタ画像出力時における前記電子写真感光体回動方向の
前記現像手段から前記転写手段までの前記電子写真感光
体上に担持される単位面積当たりのトナー量の最大値と
比較して、前記ベタ画像の後端が前記トナー回収・吐き
出し部材に回収されたときにおける前記トナー回収・吐
き出し部材上に担持される単位面積当たりのトナー量の
最大値が等しいか又は小さくなるようにように前記電子
写真感光体と前記トナー回収・吐き出し部材が形成さ
れ、前記トナー回収・吐き出し部材により前記残留トナ
ーを一旦回収して吐き出しを行う、ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１３】静電潜像を担持する回動自在な電子写
真感光体と、該電子写真感光体を帯電する帯電手段と、
前記電子写真感光体上を露光して静電潜像を形成する露
光手段と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する
現像手段と、前記トナー像を転写部位において転写材へ
転写する転写手段とを備え、前記現像手段が、前記電子
写真感光体上に残留した残留トナーを回収するクリーニ
ング手段も兼ねる画像形成装置において、前記電子写真感光体に接触して前記残留トナーを一旦回
収して吐き出しを行う回転自在なトナー回収・吐き出し
部材を有し、前記電子写真感光体と前記トナー回収・吐き出し部材が
以下の式を満たすようにして、前記トナー回収・吐き出
し部材により前記残留トナーを一旦回収して吐き出しを
行う、ことを特徴とする画像形成方法。【式２】ここで、（ｍａｘＭ／Ｓ）₁ ：前記電子写真感光体上に担持され
る単位面積当たりのトナー量の最大値（ｍａｘＭ／Ｓ）₂ ：前記トナー回収・吐き出し部材上
に担持される単位面積当たりのトナー量の最大値Ｖ１：前記電子写真感光体の周速Ｖ２：前記トナー回収・吐き出し部材の周速Ｌ１：前記電子写真感光体の外周に沿った前記現像手段
から前記転写手段までの距離Ｌ２：前記トナー回収・吐き出し部材の外周長ＲＯＵＮＤＵＰ（（Ｌ１／Ｖ１）×（Ｖ２／Ｌ２））：
（（Ｌ１／Ｖ１）×（Ｖ２／Ｌ２））内の数値を少数点
以下を切り上げて整数にする関数
【請求項１４】前記トナー回収・吐き出し部材が前記
電子写真感光体上の前記残留トナーの回収時には、前記
トナー回収・吐き出し部材に前記電子写真感光体表面電
位により帯電されたトナーと逆極性の電位を印加し、前
記トナー回収・吐き出し部材が前記電子写真感光体上の
前記残留トナーの吐き出し時には、前記トナー回収・吐
き出し部材に一旦前記電子写真感光体表面電位と同電位
のバイアスを印加した後、前記電子写真感光体表面電位
により帯電されたトナーと同極性の電位を印加する、請求項１２及び１３記載の画像形成方法。
【請求項１５】前記帯電手段は、前記電子写真感光体
に当接して前記電子写真感光体を帯電する回動自在な弾
性層を有する帯電ローラである、請求項１２及び１３記載の画像形成方法。
【請求項１６】前記転写手段は、前記電子写真感光体
に当接して前記トナー像を前記転写材へ転写する回動自
在な弾性層を有する転写ローラである、請求項１２及び１３記載の画像形成方法。
【請求項１７】前記トナー回収・吐き出し部材は、前
記帯電手段の前記電子写真感光体回動方向上流側に設け
た前記電子写真感光体に当接する回動自在な弾性層を有
するローラ部材である、請求項１２及び１３記載の画像形成方法。
【請求項１８】前記トナー回収・吐き出し部材は前記
帯電ローラである、請求項１２及び１３または１５記載の画像形成方法。
【請求項１９】前記トナー回収・吐き出し部材は前記
転写ローラである、請求項１２及び１３または１６記載の画像形成方法。
【請求項２０】前記現像手段は、略球形の一成分系現
像剤で前記静電潜像を現像する、請求項１２及び１３記載の画像形成方法。
【請求項２１】前記一成分系現像剤は、形状係数ＳＦ
−１が１００〜１４０、球形係数ＳＦ−２が１００〜１
２０の範囲である、請求項２０記載の画像形成方法。
【請求項２２】前記（ｍａｘＭ／Ｓ）₂ は、０．８ｍ
ｇ／ｃｍ² 以下である、請求項１２及び１３記載の画像形成装置。