JPH11316490A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 経時で発生する不良トナーによる異常画像が
少なく、トナーのリサイクル性を向上させることのでき
る画像形成装置を提供する。 【解決手段】 通常のプリント時には現像バイアスＢ
（Ｌ）を印加して現像を行う。クリーニングモード時
は、Ｂ（Ｌ）よりも現像能力の低い現像バイアスＢ
（Ｓ）を印加して黒ベタ画像を現像し、その黒ベタ画像
を転写紙Ｐに転写させ、定着後装置外に排出する。これ
により、現像器内の現像剤から帯電量の低い不良トナー
を分別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機，プリン
タ，ファクシミリ等の画像形成装置に関し、さらに詳し
くいえば、二成分現像装置を備える画像形成装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】二成分現像方法は電子写真その他の、粉
体トナーを用いた画像形成方法において、特に高速対応
性に優れた現像法式として知られている。近年では複写
機やレーザープリンタなどの商品分野において主流の技
術として使われている。

【０００３】二成分現像では、現像剤担持体である、内
部に磁石を設置した非磁性スリーブの表面に現像剤を搬
送し、現像剤をブラシ状(磁気ブラシ)に保持させて像担
持体に接触ないし近接させ、静電潜像が形成された像担
持体と電気的バイアスが印加されたスリーブとの間の電
界によってトナーが潜像面に選択的に付着することによ
り、現像が行われる。

【０００４】ところで、現像装置内のトナーの単位質量
あたりの帯電量：Ｑ／Ｍ［μｃ／ｇ］は、トナーやキャ
リアの表面特性や質量のバラツキによってある程度の幅
を持っている（ある程度の範囲に分布している）。ま
た、トナーはキャリアと接触することにより摩擦帯電さ
れるので、Ｑ／Ｍは現像剤の放置時間や攪拌時間によっ
ても大きく変動する。このため、トナーのＱ／Ｍが高い
場合はキャリアとの付着力が大きいために画像濃度が低
下し、また、トナーの帯電量が低いもしくは逆極性の場
合には感光体上画像部の地肌部に付着するという不具合
が生じていた。このような画質上の不具合を解決するた
めに、現像バイアスの直流成分に交流バイアスを重畳し
て印加するという方法が提案されている。

【０００５】従来より、現像バイアスとして交流バイア
スを印加すると現像能力が向上することが知られ、さら
には、現像剤のキャリアを低抵抗化することでドット均
一性などの画質が向上することも公知である。なお、現
像能力とは、現像剤担持体（現像スリーブ）上に搬送さ
れたトナーの量に対する現像後の像担持体（感光体）に
移動するトナー量の割合であると、ここでは定義する。

【０００６】この交流現像バイアスの現像能力の向上は
以下のように考えられる。直流バイアスの場合、帯電量
の高いトナーはそれだけ磁気ブラシのキャリアとの協働
力が大きくなり、現像に寄与しない。ここで交流バイア
スを印加することにより、トナーに瞬間的に働く静電気
力が繰り返し発生するので、トナーがキャリアから離れ
易くなる。よって帯電量の高いトナーも現像に寄与する
ことになり、結果として現像量が増加するということに
なる。

【０００７】この性質を生かし、トナーのＱ／Ｍがある
程度の分布をもっていても均一な現像を可能にするよう
な方式が従来より種々提案されている。例えば、特開平
７−３１１４９７号公報には、トナーの帯電量の分布を
考慮して、交流現像バイアスの波形のパラメータを設定
することが開示されている。これは、ハイライト部分に
おいて交流バイアスによるトナー帯電量についての選択
的な現像を避け、むらのない均一な現像を行おうとする
ものである。

【０００８】しかし、現像バイアスが交流であるため
に、現像電界としては感光体方向と現像スリーブ方向に
交互にトナーを動かす力が働くので、キャリアから離れ
易い弱帯電及び逆帯電トナーが現像される確率が高くな
る。一般的に、これらの弱帯電及び逆帯電トナーは不良
トナーであり、地肌汚れなどの異常画像を引き起こす。

【０００９】次に、不良トナーについて説明する。現像
器内のトナーは攪拌部材によりキャリアと攪拌され、摩
擦帯電される。しかし、現像剤は現像器内を循環するた
めに、時を経るに従って、攪拌部材による圧力などのた
めトナーが粉砕されたり押圧されたりして不良トナーが
発生する。ここで、不良トナーとは、粉砕されたトナー
や現像剤中の添加剤であるシリカ等が外部からの圧力に
よりトナーに埋め込まれたものをいう。これらの不良ト
ナーは正常なトナーに比べ帯電能力が低下し、弱帯電及
び逆帯電のトナーとなるので、トナー同士が付着して凝
集するトナーが多くなってくる。その結果、最終的な画
像品質は低下するようになる。具体的には、非画像部に
おける粒状の地肌汚れとなったり、画像部においては粒
状粒子が付着し、その周りが白く抜けるような異常画像
が発生することになる。このように、不良トナーによっ
て異常画像が発生することが多い。

【００１０】特に最近では、トナー像を記録媒体に転写
した後の像担持体上の残留トナーをクリーニング装置で
回収し、この回収したトナーを例えば搬送スクリューや
コイル等の搬送手段を用いて現像器内に戻し、再度現像
に利用するというトナーリサイクルという方式が多く用
いられている。この工程においてはトナーが搬送される
距離が長くなるだけ、搬送手段によるトナーへのストレ
スが多くなり、前述の不良トナーの発生が多くなる。従
って異常画像の発生する確率も高くなることは自明であ
る。

【００１１】トナーリサイクルにおける不良トナーの分
離回収については、例えばメッシュを用いて分離するな
ど様々な方式が提案されているが、基本的に装置が大き
くなり、結果的にコストの上昇を招くことになる。

【００１２】例えば、特開平７−１０４６３号公報に記
載されたものは、トナーリサイクルを行う際に、数回使
用した回収トナーを現像器に戻さない構成にすること
で、経時での不良トナーによる異常画像の発生を防止す
ることが提案されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平７−１０４６３号公報に記載のものでは、トナーを
回数を限定して使用し、回収後破棄するという方式であ
り、不良トナーの分別を行っているわけではない。さら
には、リサイクルされたトナーを使っている際に発生し
た不良トナーによる異常画像については具体的な対策は
取ることができない。不良トナーによる異常画像の発生
を抑えるためにリサイクルの回数を減らすことは、回収
後トナーを破棄する回数が増え、トナーの交換サイクル
も早まることになり、結局はコスト高になってしまうと
いう問題がある。

【００１４】本発明は、従来技術における上記問題を解
決し、経時で発生する不良トナーによる異常画像が少な
く、トナーのリサイクル性を向上させることのできる画
像形成装置を提供することを課題とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記の課題は、本発明に
より、静電潜像を担持する像担持体と、トナーとキャリ
アからなる現像剤を現像剤担持体に保持しながら搬送し
前記像担持体上に形成された静電潜像をトナー像として
現像する現像装置と、前記現像剤担持体に現像バイアス
を印加する現像バイアス印加手段と、前記トナー像を転
写材に転写させる転写装置と、前記転写材上に転写され
たトナー像を定着させる定着装置とを有する画像形成装
置において、前記現像バイアス印加手段は、第一の現像
バイアスと、該第一の現像バイアスより現像能力の低い
第二の現像バイアスを印加可能に構成され、前記像担持
体上に形成された静電潜像を前記第一の現像バイアスに
より現像する通常の画像形成モードと、前記像担持体上
に所定の静電潜像を形成し、該所定の静電潜像を前記第
二の現像バイアスにより現像するクリーニングモードと
を有し、非画像形成時に前記クリーニングモードを実行
し、前記第二の現像バイアスにより現像したトナー像を
転写材に転写させることにより、弱帯電トナーを現像器
内の現像剤から分別可能なことことにより解決される。

【００１６】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記第一及び第二の現像バイアスは交流バイアスに
直流バイアスを重畳した現像バイアスであって、前記第
二の現像バイアスは前記第一の現像バイアスよりも小さ
い振幅の交流バイアスであることを提案する。

【００１７】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記クリーニングモードに際し、前記第二の現像バ
イアスにより現像され転写材に転写されたトナー像を前
記定着装置により転写材に定着し、該転写材を装置外部
に排出することを提案する。

【００１８】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記クリーニングモードに際し、前記第二の現像バ
イアスにより現像されたトナー像を転写するための専用
転写材を用いることを提案する。

【００１９】また、前記の課題を解決するため、前記専
用転写材を収納するための収納部と、該収納部から給送
され前記第二の現像バイアスにより現像されたトナー像
が転写された専用転写材を回収する回収部と、を有する
専用転写材トレイを備えることを提案する。

【００２０】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記転写装置は接触型転写装置であって、該転写装
置の表面に付着したトナーを回収するトナー回収装置を
設け、前記クリーニングモードに際し、前記転写装置を
前記像担持体に当接させ、前記第二の現像バイアスによ
り現像されたトナー像を前記転写装置の表面に転写さ
せ、該転写されたトナー像を前記トナー回収装置により
回収することを提案する。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態の画
像形成装置要部を示す概略構成図である。この実施形態
の具体的な説明を行う前に、現像剤の特性について説明
する。

【００２２】図２は、本願発明者が実施した実験におけ
る現像バイアスと現像能力の関係を示すグラフであり、
ここでは、現像バイアスとして直流バイアスのみを印加
した場合と、直流バイアスに交流バイアスを重畳した交
流バイアス印加時とにおいて像担持体上に現像されたト
ナーの付着量を測定している。このグラフの横軸は現像
ポテンシャルΔＶ［Ｖ］を、縦軸は単位面積当たりのト
ナー付着量：Ｍ／Ａ［ｍｇ／ｃｍ^２］をそれぞれあらわ
す。また、交流バイアスは電圧の振幅を２ｋＶ及び１ｋ
Ｖの２種類で測定した。

【００２３】図２に示すように、交流バイアス印加時の
トナー付着量は直流バイアス印加時に比べて多くなり、
また、電圧振幅を大きくするにつれてトナー付着量が多
くなることがわかる。すなわち、直流バイアスに比べ交
流バイアスのほうが現像能力が高く、交流バイアス印加
時には電圧振幅を大きくするにつれ現像能力が大きくな
る。

【００２４】次に、像担持体上に付与されたトナー、す
なわち現像されたトナーの単位質量当たりの帯電量Ｑ／
Ｍ［μｃ／ｇ］を測定したところ、図３のグラフのよう
になった。このグラフの横軸は現像ポテンシャルΔＶ
［Ｖ］を、縦軸は像担持体上に付与されたトナーの単位
質量当たりの帯電量Ｑ／Ｍ［μｃ／ｇ］をそれぞれ示
す。図３のグラフからも判るように、交流バイアス印加
時のトナーのＱ／Ｍは、直流バイアス印加時のＱ／Ｍに
比べて高い値を示している。なお、測定結果は現像され
たトナーのＱ／Ｍの平均値を表わしている。

【００２５】ところで、現像される前のトナーのＱ／Ｍ
は図４に示すような分布を持っているとする。ここで、
現像バイアスとして直流バイアスを印加した場合に現像
されるトナーは図４（ａ）のＡの部分であり、交流バイ
アスを印加した場合に現像されるトナーは、図４（ｂ）
のＢの部分であると仮定すると、交流バイアス印加時は
直流バイアス印加時に比べ平均的なＱ／Ｍが高く、付着
量も増加することが説明される。

【００２６】上記のように、現像バイアスとして交流バ
イアスを印加した場合は、直流バイアス印加時に比べ
て、よりＱ／Ｍの高いトナーが現像されるという知見が
得られた。従って、交流バイアスの振幅を大きくするこ
とにより、現像されにくい高Ｑ／Ｍのトナーも現像でき
ることが判る。

【００２７】さらに、不良トナーについて以下のような
測定を行った。図５は、経時（ランニング枚数）と地汚
れの関係を示すグラフである。このグラフの横軸はラン
ニング枚数を、縦軸は地肌汚れ面積率（非画像部の抽出
面積に対する付着トナーの面積率）で値が大きいほど地
肌汚れが多く発生していることになる。このグラフか
ら、ランニング枚数が増えるにつれて地肌汚れの発生が
多くなっていることが分かる。また、実際の地肌汚れの
画像を観察すると、ランニング枚数が多い場合、粒の大
きいトナー粒子がより多く非画像部に付着しているのが
判った。

【００２８】ここで、初期と経時（ランニング枚数：１
万枚）での現像剤のトナー帯電量分布を計測したとこ
ろ、それぞれ図６、図７に示すようになった。２つのグ
ラフを比較すると、図７の経時の現像剤は、Ｑ／Ｍが０
付近で小さな山ができており、Ｑ／Ｍ：０付近のトナー
が多くなっていることが判る。これは、つまり、経時に
おいて帯電能力が低下した不良トナーが増えていること
を示している。

【００２９】以上の実験結果から、経時において帯電能
力の低下したトナーが増加し、それらのトナーが現像さ
れることで地肌汚れが発生するものと考えられる。な
お、粒状の地肌汚れが多くなることから、これらの不良
トナーが凝集し易くなっていることもわかる。

【００３０】ここで、さらに次のような実験を行った。
図７に示すような帯電量分布を有する現像剤、すなわち
不良トナーの多い経時の現像剤を用いて、交流バイアス
及び直流バイアスを夫々印加して黒ベタ画像を１枚ずつ
計５枚出力した（現像を行った）。その際、トナーの補
給はせず、黒ベタの出力毎に一定時間現像剤を現像器内
で攪拌し、その後、現像スリーブ上のトナーの帯電量分
布をそれぞれ測定したところ、図８に示すようになっ
た。

【００３１】図８のグラフから判るように、経時の現像
剤を用いた場合でも、直流バイアス及び交流バイアスを
印加したとき共にＱ／Ｍ：０付近の小山が消えており、
さらには交流バイアスを印加した方がピークの位置が高
Ｑ／Ｍ側（絶対値の大きい方：この図では左方向）にシ
フトしているのが見られた。これは、前述した、交流バ
イアスにより高Ｑ／Ｍ側のトナーが消費されるという結
果を反映している。この高Ｑ／Ｍ側のトナーは不良トナ
ーが少ない正常なトナーであるので、不良トナーを多く
現像させることを目的とするならば、直流バイアスを印
加して現像を行うことが適していると言うことができ
る。

【００３２】もちろん、これらの不良トナーはすべて紙
上に転写されるわけではなく、クリーニング部分におい
て回収されるものも有る。しかし、転写効率の良い転写
材を用いることによって更に多くの不良トナーを転写さ
せて外部に排出させることが可能になる。

【００３３】本発明は、このこと（不良トナーを転写材
に転写させて外部に排出させること）を利用して、非画
像形成時のある一定期間毎に、ベタ画像をより低い現像
能力（通常の画像形成時よりも低い現像能力）の現像バ
イアスを印加して感光体上にトナーを付着させて転写材
に転写させるというクリーニングモードを設け、定期的
に帯電量の低い不良トナーを現像器の外部に排出するよ
うにしている。これにより、経時で発生する不良トナー
による異常画像の発生を防止し、さらにはトナーのリサ
イクル性を向上させることで現像剤の耐久性を高めるよ
うにしている。

【００３４】以下、本発明の実施の形態を具体的に説明
する。図１にその要部を示す画像形成装置において、有
機感光体（ＯＰＣ）ドラム１を中心に備え、図示矢印の
如く図中で時計回りに回転駆動される感光体ドラム１の
周囲にはその回転方向に沿って、感光体ドラム１の表面
を一様に帯電するための帯電装置２、感光体ドラム１の
帯電処理面に潜像を形成するための書き込みレーザ系
３、感光体ドラム１上の潜像にトナーを付与して顕像化
する現像装置４、感光体ドラム１上に形成されたトナー
像を転写材Ｐ（転写紙等）に転写させる転写装置５、転
写後の感光体ドラム１上に残ったトナーを除去するクリ
ーニング装置６等が配設されている。

【００３５】感光体ドラム１の周囲に配設された作像プ
ロセス手段の他、定着装置７、現像バイアス発生装置
８、現像バイアス切換装置９、制御部１０、クリーニン
グモードの実施が必要であることをユーザに表示するた
めのクリーニングボタン（ランプ）１１等が設けられて
いる。

【００３６】現像装置４内にはトナーとキャリアからな
る現像剤が収納されており、内部に磁石が配置された現
像スリーブ（現像ローラ）４ａの表面に現像剤を保持し
て磁気ブラシを形成し搬送する。現像スリーブ４ａに保
持・搬送される磁気ブラシが感光体ドラム１に接触する
ように現像装置４は配置されている。

【００３７】現像バイアス発生装置８は、２種類の現像
バイアス、Ｂ（Ｌ）及びＢ（Ｓ）を発生可能に設けられ
ている。本実施形態では、現像バイアスＢ（Ｌ）の方が
現像バイアスＢ（Ｓ）よりも現像能力が高いように設定
されている。例えば、現像バイアスＢ（Ｌ）は、交流バ
イアスに直流バイアスを重畳したバイアスを用い、非対
称矩形波、ピーク・ツゥ・ピーク電圧：Ｖｐｐ＝２［ｋ
Ｖ］、周波数：ｆ＝５［ｋＨｚ］、デューティ比：２０
％、積分平均電圧：Ｖａ＝−６００［Ｖ］とする。ま
た、現像バイアスＢ（Ｓ）は、交流バイアスに直流バイ
アスを重畳したバイアスを用い、非対称矩形波、ピーク
・ツゥ・ピーク電圧：Ｖｐｐ＝１［ｋＶ］、周波数：ｆ
＝５［ｋＨｚ］、デューティ比：２０％、積分平均電
圧：Ｖａ＝−６００［Ｖ］とする。すなわち、現像バイ
アスＢ（Ｓ）の方が振幅の小さい交流バイアス（交流バ
イアスに直流バイアスを重畳したバイアス）を用いてい
る。

【００３８】そして、現像バイアス切換装置９は、現像
バイアス発生装置８が発生する２種類の現像バイアスＢ
（Ｌ）及びＢ（Ｓ）のうち、どちらか一方を現像装置４
のスリーブ４ａに供給するように切り換えることができ
る。その切換えは、制御部１０からの制御信号により行
われる。

【００３９】制御部１０は、現像バイアス切換装置９を
制御するとともに、クリーニングボタン（ランプ）１１
の点灯と消灯を制御する。クリーニングボタン１１は、
クリーニングモードの実施が必要であることをユーザに
知らせる表示手段（ランプ）であるとともに、クリーニ
ングモードの実行を指示する入力手段でもある。

【００４０】ここで、現像バイアスの各パラメータにつ
いて図９を参照して説明する。図９において、波形図の
横軸は時間、縦軸はトナーが感光体ドラム１に向かう力
を受ける方向を上にとった電圧値である。この図におい
て、トナーが感光体ドラム１に向かう最大の力を受ける
ときの電圧値をＶ_１，トナーが現像スリーブ４ａに向か
う最大の力を受けるときの電圧値をＶ_０とし、Ｖ_１が持
続する時間をｔ _１、Ｖ_０が持続する時間をｔ_２とする。
すると各パラメータは、

【数式１】 となる。

【００４１】さて、本実施形態の画像形成装置は、通常
のプリントを行う画像形成モードと、不良トナーを転写
材に転写させるクリーニングモードとを有している。画
像形成モードでは、図１において、感光体ドラム１が図
示矢印方向に回転され、帯電装置２により感光体１の表
面が帯電される。そして、画像情報に基づいて書き込み
レーザ系３による光照射が行われ、出力すべき画像の静
電潜像が感光体１上に形成される。その静電潜像は現像
装置４によりトナー像として顕像化される。その際、制
御部１０は現像バイアス切換装置９を切り換え、現像バ
イアス発生装置８からは現像バイアスＢ（Ｌ）すなわち
現像能力の高い方の現像バイアスが現像スリーブ４ａに
印加されている。そして、感光体ドラム１上のトナー像
は転写手段５により転写材Ｐに転写され、定着装置７に
送られて転写材上にトナー像が定着され、転写材Ｐは装
置外部に排出される。

【００４２】一方、クリーニングモードでは、感光体ド
ラム１が図示矢印方向に回転され、帯電装置２により感
光体１の表面が帯電される。そして、書き込みレーザ系
３による光照射で全面黒ベタ画像の静電潜像を形成す
る。その静電潜像を現像装置４によりトナー像として顕
像化する。その際、制御部１０は現像バイアス切換装置
９を切り換え、現像バイアス発生装置８から現像バイア
スＢ（Ｓ）すなわち現像能力の低い方の現像バイアスを
現像スリーブ４ａに印加する。感光体ドラム１上のトナ
ー像は転写手段５により転写材Ｐに転写され、定着装置
７に送られて転写材上にトナー像が定着され、転写材Ｐ
は装置外部に排出される。

【００４３】クリーニングモードでは、画像形成モード
時よりも現像能力の低い現像バイアスが印加されている
ので、先に述べたように、通常よりも多い不良トナーが
現像されたことになる。従って、クリーニングモードを
実行することによって、不良トナーを現像器の外部に排
出することができる。本実施形態では、クリーニングモ
ードでプリントされた画像は実際には黒ベタ画像として
出力されるが、この転写材上のトナー像（黒ベタ画像）
には帯電量の低いトナーと凝集が起こっている不良トナ
ーが多く現像されており、これらの不良トナーを外部に
排出したことになる。なお、本実施形態では、クリーニ
ングモード時に使用する転写材は画像形成モードで使用
するものと同じである。

【００４４】また、黒ベタ画像の出力が１枚だけでは現
像装置の一部分の現像剤だけしか不良トナーの分別を行
っていないことになるので、現像剤全体について不良ト
ナーの排出を行うために、現像装置４の現像剤を攪拌し
ながら数回のクリーニングを行う方が効果的である。こ
こで、クリーニング１回とは、現像バイアスＢ（Ｓ）で
の黒ベタ画像の出力１枚のこととする。

【００４５】本実施形態のクリーニングモードにおいて
は、クリーニング１回につき現像剤を１分間攪拌し、計
５回のクリーニング（５枚の黒ベタ画像の出力）を行う
ものとする。このクリーニングモードの実行により、現
像剤全体について不良トナーの排出を効率的に行うこと
ができ、経時で発生する不良トナーによる異常画像の発
生を防ぎ、また、トナーのリサイクル性を向上させるこ
とが可能となる。なお、図１では、トナーリサイクルに
係る構成については図示を省略している。

【００４６】本実施形態におけるクリーニングモードの
処理手順を図１０に示すフローチャートを参照して説明
する。制御部１０（図１）はクリーニングの回数をカウ
ントするためのクリーニングカウンタ（Ｃ．Ｃ．）を備
えており、クリーニングモードがスタートするとまずこ
のカウンタを初期化する（Ｓ１）。次に、バイアス切換
装置９を切り換えて現像バイアス発生装置８から現像バ
イアスＢ（Ｓ）すなわち現像能力の低い方の現像バイア
スを現像スリーブ４ａに印加する（Ｓ２）。そして、黒
ベタ画像を１枚出力し（Ｓ３）、現像装置４の攪拌部材
（図示せず）を駆動して現像剤を１分間攪拌する（Ｓ
４）。その後、クリーニングカウンタ（Ｃ．Ｃ．）をイ
ンクリメントし（Ｓ５）、クリーニングカウンタが５よ
り大きいか否かを判断する（Ｓ６）。ここでの判断が
「Ｙｅｓ」となれば、現像バイアスを通常のバイアスＢ
（Ｌ）に切り換えて（Ｓ７）、クリーニングモードを終
了する。

【００４７】ところで、クリーニングモードでは基本的
に黒ベタ画像を出力するためにトナーの消費が多い。従
って、画像形成モードの前に毎回クリーニングモードを
実施することは現実的ではない。そこで、地肌汚れの発
生は経時による不良トナーの影響が大きいことに注目し
てクリーニングモードを実施する間隔について設定して
やればよい。具体的には、通常の画像形成モードにおけ
るプリント枚数（コピー枚数等）５００枚につき一度の
クリーニングモードを実施するようにすればよい。

【００４８】しかしながら、単純にプリント枚数（コピ
ー枚数等）５００枚につき一度のクリーニングモードを
実施した場合には、一連の画像を出力している最中にク
リーニングモードが実施され、正規の出力画像中に破棄
すべき黒ベタ画像が混じる可能性がある。

【００４９】そこで、本実施形態では、基本的にはプリ
ント枚数（コピー枚数等）５００枚につき一度のクリー
ニングモードを実施するように設定し、クリーニングモ
ードを実施すべきプリント枚数：５００枚になるとクリ
ーニングボタン（ランプ）１１（図１）を点灯させるよ
うに構成した。このクリーニングボタン１１は操作パネ
ル上に設けられ、ユーザがランプの点灯を視認すること
でクリーニングモードの実施が必要となったことを認知
することができる。そして、表示手段であるとともに入
力手段でもあるクリーニングボタン１１をユーザが押下
することによって、クリーニングモードが実行されるよ
うに構成してある。すなわち、ユーザは、クリーニング
ボタン１１が点灯したら、一連の画像形成（プリント、
コピー等）が終了した時点でクリーニングボタン１１を
押下し、これによりクリーニングモードが実行される。

【００５０】本実施形態における、プリント枚数による
クリーニングモード実施の処理手順を図１１のフローチ
ャートに示す。なお、本実施形態の画像形成装置には、
画像形成モードにおけるプリント枚数をカウントするプ
リントカウンタ（Ｐ.Ｃ.）が備えられている。

【００５１】図１１のフローチャートにおいて、まず上
記プリントカウンタが初期化され（Ｓ１）、画像形成モ
ードに入る（Ｓ２）。そして、画像形成モードでプリン
トを１回行う度にプリントカウンタ（Ｐ.Ｃ.）がインク
リメントされる。次いで、プリントカウンタ（Ｐ.Ｃ.）
が５００より大きくなったか否かを判断し（Ｓ４）、５
００以下の場合にはＳ２の前に戻り通常の画像形成モー
ドを続行する。もちろん、指定されたプリント枚数が終
了した場合には画像形成モードが終了するわけである
が、このフローチャートではその部分については省略す
る。Ｓ４でプリントカウンタ（Ｐ.Ｃ.）が５００より大
きくなった場合には、クリーニングモードの実施が必要
であることを示すクリーニングボタン１１を点灯させる
（Ｓ５）。そして、クリーニングボタン１１が押された
か否かを判断し（Ｓ６）、クリーニングボタン１１が押
下された場合には図１０に示したクリーニングモードに
入る（Ｓ７）。なお、クリーニングボタン１１が押され
ていない場合はＳ２の前に戻る。そして、クリーニング
モードが終了すればクリーニングボタン１１を消灯させ
（Ｓ８）、処理は終了してスタートに戻る。

【００５２】このように、本実施形態の画像形成装置に
おいては、所定のプリント枚数でクリーニングモードを
実行して不良トナーの排出を行うので、経時により発生
する不良トナーによる異常画像を防ぎ、また、トナーの
リサイクル性を高めることができる。なお、本実施形態
では、トナーリサイクルに関わる構成と作用については
説明を省略する。

【００５３】また、従来技術においては、不良トナーを
回収する際は、粉体のままのトナーが入った回収ボトル
を破棄していた。その場合、トナーが粉体であるために
周囲の汚染や火気による危険などを考慮せねばならず、
取り扱いに注意が必要で面倒であった。しかし、本実施
形態では、回収されるトナーは記録材（紙）に定着され
ているので、面倒な注意は必要とせず、破棄の際の取り
扱いが容易で安全性も向上する。

【００５４】本実施形態におけるクリーニングモードを
実施した場合と実施しない場合の、経時における地肌汚
れの状態を図１２のグラフに示した。クリーニングモー
ドを実施した場合には、実施しない場合に比べ地肌汚れ
が低減され、特にランニング枚数が増えるに連れその差
が明確となった。

【００５５】なお、本実施形態では、現像バイアスとし
て画像形成モード及びクリーニングモード共に交流バイ
アスに直流バイアスを重畳させたものを印加している
が、画像形成モードの現像バイアスとして交流バイアス
に直流バイアスを重畳させたものを用い、クリーニング
モードの現像バイアスとして直流バイアス（交流バイア
スの電圧振幅が０）を、それぞれ用いても良い。

【００５６】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。前記実施形態では、クリーニングモードの際に黒
ベタ画像を通常の記録紙（転写紙等）に転写して装置外
部に排出していたのに対し、本実施形態では、不良トナ
ー回収用のクリーニング専用転写材を用いる。クリーニ
ング専用転写材としては、通常の画像形成モードで使用
する転写材（転写紙等）よりも転写率の高いような部材
を用いたり、感光体や定着装置を損傷しない程度の粘着
性を有する部材を用いることができる。

【００５７】図１３は、本実施形態の画像形成装置要部
を示す概略構成図である。図１に示した前記実施形態と
異なるのは、クリーニング専用転写材ＳＰを収納する専
用トレイ１２が設けられていることである。専用トレイ
１２は、上部の専用転写材格納部１２ａと、下部の専用
転写材回収部１２ｂから構成されている。

【００５８】そして、クリーニングモードを実施する際
に、専用トレイ１２から搬送部１３を介してクリーニン
グ専用転写材ＳＰを転写装置５まで搬送し、現像バイア
スＢ（Ｓ）で感光体ドラム１上に形成した黒ベタ画像を
専用転写材ＳＰに転写する。その専用転写材ＳＰは、定
着装置７により黒ベタ画像が定着された後、回収搬送部
１４を通って専用トレイ１２に回収される。

【００５９】本実施形態では、不良トナーを転写して排
出するための転写材としてクリーニング専用転写材を用
いることにより、不良トナーの回収率を向上させ、クリ
ーニング性を高めることができる。また、クリーニング
モードでトナー画像を転写・定着した転写材を専用トレ
イに回収することにより、そのトレイに回収した転写材
を一括して破棄することができ、クリーニングモードを
実施するたびに転写材を破棄する必要がなく、手間を省
くことができる。

【００６０】次に、本発明のさらに他の実施形態につい
て説明する。前記２つの実施形態では、クリーニングモ
ードの際に黒ベタ画像を通常の記録紙（転写紙等）また
はクリーニング専用転写材に転写して装置外部に排出し
ていたのに対し、本実施形態では転写材を用いず、転写
ベルト上に黒ベタトナー像を転写させ、これを回収装置
により回収する構成とした。

【００６１】図１４は、本実施形態の画像形成装置要部
を示す概略構成図である。この図に示すように、感光体
ドラム１上に形成されたトナー像を転写材（図示せず）
に転写させるための転写装置として、本実施形態ではベ
ルト転写装置１５を備えている。このベルト転写装置１
５は、感光体ドラム１に当接可能に設けられている。ベ
ルト転写装置１５の、感光体ドラム１に当接する側と反
対側（図では下側）に、不良トナー回収装置１６が設け
られている。不良トナー回収装置１６は、回収ブレード
１７と回収ボトル１８とから構成される。

【００６２】画像形成モードでは、通常のベルト転写装
置と同様、ベルト転写装置１５は転写材（記録紙）を挟
んで感光体ドラム１に当接され、転写バイアスが印加さ
れて感光体ドラム１上に形成されたトナー像を転写材
（図示せず）に転写する。転写バイアスを印加する機構
等については説明及び図示を省略する。

【００６３】クリーニングモードでは、感光体ドラム１
に直接ベルト転写装置１５を当接させ、現像バイアスＢ
（Ｓ）を印加して形成した黒ベタ画像を転写ベルト表面
に転写する。そして、転写ベルトの回動に伴い、転写ベ
ルト表面に転写された黒ベタ画像は不良トナー回収装置
１６へと搬送され、回収ブレード１７によりベルト表面
から掻き取られて回収ボトル１８内に回収される。ユー
ザ又はサービスマンは、適当な時期に回収ボトル１８を
取り外し、回収した不良トナーを破棄する。

【００６４】本実施形態においては、不良トナーを回収
するために転写材を用いないので、転写紙や専用転写材
等を消費することがなく、クリーニングにかかるコスト
を低減させることができる。また、転写材の搬送動作が
ないため、クリーニングの処理を高速に行うことができ
る。

【００６５】なお、本実施形態では、接触型転写手段と
してベルト転写装置を採用したが、転写ローラを用いる
ことも可能である。また、本発明は前記各実施形態に限
定されるものではなく、画像形成装置としてはプリンタ
に限らず、複写装置やファクシミリ等任意の画像形成装
置に適用できるものである。また、像担持体としては感
光体ドラムではなく、ベルト状の感光体を用いることも
できる。又、現像装置の構成も適宜採用できるものであ
る。あるいは、画像形成モードで印加する現像バイアス
とクリーニングモードで印加する現像バイアスのパラメ
ータ等も任意に設定できるものである。また、現像バイ
アス切換装置の構成や、クリーニングモードを実施する
ランニング枚数等も任意に設定することができる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置によれば、クリーニングモードにおいて通常の画像
形成モード時よりも現像能力の低い現像バイアスで所定
の画像を現像することにより、現像器内の現像剤から帯
電量の低いトナー（弱帯電トナー）を分別することがで
き、経時により発生する不良トナーによる異常画像を防
ぎ、また、トナーのリサイクル性を高めることができ
る。

【００６７】また、クリーニングモード時の現像バイア
スを画像形成モード時の現像バイアスよりも小さい振幅
の交流バイアスとすることにより、クリーニングモード
においてトナーを現像剤担持体（現像スリーブ）から像
担持体（感光体）方向に移動させる電界を弱くすること
ができ、現像器内の現像剤から帯電量の低いトナーを分
別することができる。

【００６８】また、帯電量の低いトナーを分別した後に
転写材に定着させて排出することにより、トナー破棄の
際の取り扱いが容易で安全性も向上する。また、クリー
ニング専用転写材を用いることにより、不良トナーの回
収率を向上させ、クリーニング性を高めることができ
る。

【００６９】また、専用転写材を収納・回収する専用転
写材トレイを備え、クリーニングモードでトナー画像を
転写・定着した専用転写材を専用トレイに回収すること
により、そのトレイに回収した転写材を一括して破棄す
ることができ、クリーニングモードを実施するたびに転
写材を破棄する必要がなく、手間を省くことができる。

【００７０】また、クリーニングモードで分別したトナ
ーを転写装置上に直接転写させて回収することにより、
不良トナーを回収するために転写材を用いる必要がな
く、クリーニングにかかるコストを低減させることがで
きる。また、転写材の搬送動作がないため、クリーニン
グの処理を高速に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の画像形成装置の要部を示
す概略構成図である。

【図２】本願発明者が実施した実験における現像バイア
スと現像能力の関係を示すグラフである。

【図３】本願発明者が実施した実験における、現像され
たトナーのＱ／Ｍを示すグラフである。

【図４】本願発明者が実施した実験における、現像され
る前のトナーのＱ／Ｍの分布を示すグラフで、（ａ）は
直流バイアスを（ｂ）は交流バイアスを印加した場合で
ある。

【図５】本願発明者が実施した実験における、経時（ラ
ンニング枚数）と地汚れの関係を示すグラフである。

【図６】初期（ランニング枚数が少ない状態）での現像
剤のトナー帯電量分布を示すグラフである。

【図７】経時（ランニング枚数が多い状態）での現像剤
のトナー帯電量分布を示すグラフである。

【図８】不良トナーの多い経時の現像剤における現像ス
リーブ上のトナーの帯電量分布を示すグラフである。

【図９】現像バイアスの各パラメータについて説明する
波形図である。

【図１０】本実施形態におけるクリーニングモードの処
理手順を示すフローチャートである。

【図１１】本実施形態における、プリント枚数によるク
リーニングモード実施の処理手順を示すフローチャート
である。

【図１２】本実施形態において、クリーニングモードを
実施した場合と実施しない場合の、経時における地肌汚
れの状態を示すグラフである。

【図１３】本発明の他の実施形態の画像形成装置の要部
を示す概略構成図である。

【図１４】本発明のさらに他の実施形態の画像形成装置
の要部を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム(像担持体) ４ 現像装置 ４ａ 現像スリーブ(現像剤担持体) ５ 転写装置 ７ 定着装置 ８ 現像バイアス発生装置 ９ 現像バイアス切換装置 １０ 制御部 １１ クリーニングボタン（ランプ） １２ 専用トレイ １２ａ 専用転写材格納部 １２ｂ 専用転写材回収部 １５ ベルト転写装置 １６ 不良トナー回収装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像を担持する像担持体と、トナー
   とキャリアからなる現像剤を現像剤担持体に保持しなが
   ら搬送し前記像担持体上に形成された静電潜像をトナー
   像として現像する現像装置と、前記現像剤担持体に現像
   バイアスを印加する現像バイアス印加手段と、前記トナ
   ー像を転写材に転写させる転写装置と、前記転写材上に
   転写されたトナー像を定着させる定着装置とを有する画
   像形成装置において、 前記現像バイアス印加手段は、第一の現像バイアスと、
   該第一の現像バイアスより現像能力の低い第二の現像バ
   イアスを印加可能に構成され、 前記像担持体上に形成された静電潜像を前記第一の現像
   バイアスにより現像する通常の画像形成モードと、 前記像担持体上に所定の静電潜像を形成し、該所定の静
   電潜像を前記第二の現像バイアスにより現像するクリー
   ニングモードとを有し、 非画像形成時に前記クリーニングモードを実行し、前記
   第二の現像バイアスにより現像したトナー像を転写材に
   転写させることにより、弱帯電トナーを現像器内の現像
   剤から分別可能なことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記第一及び第二の現像バイアスは交流
   バイアスに直流バイアスを重畳した現像バイアスであっ
   て、前記第二の現像バイアスは前記第一の現像バイアス
   よりも小さい振幅の交流バイアスであることを特徴とす
   る、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記クリーニングモードに際し、前記第
   二の現像バイアスにより現像され転写材に転写されたト
   ナー像を前記定着装置により転写材に定着し、該転写材
   を装置外部に排出することを特徴とする、請求項１に記
   載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記クリーニングモードに際し、前記第
   二の現像バイアスにより現像されたトナー像を転写する
   ための専用転写材を用いることを特徴とする、請求項１
   に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記専用転写材を収納するための収納部
   と、該収納部から給送され前記第二の現像バイアスによ
   り現像されたトナー像が転写された専用転写材を回収す
   る回収部と、を有する専用転写材トレイを備えることを
   特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記転写装置は接触型転写装置であっ
   て、 該転写装置の表面に付着したトナーを回収するトナー回
   収装置を設け、 前記クリーニングモードに際し、前記転写装置を前記像
   担持体に当接させ、前記第二の現像バイアスにより現像
   されたトナー像を前記転写装置の表面に転写させ、該転
   写されたトナー像を前記トナー回収装置により回収する
   ことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。