JP2003233253A

JP2003233253A - 画像形成方法、及びそれを用いた画像形成装置

Info

Publication number: JP2003233253A
Application number: JP2002033120A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Hama; 雅之浜
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-02-08
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2003-08-22

Abstract

(57)【要約】【課題】現像装置によって現像同時クリーニングを行
う画像形成装置において、転写残トナーの帯電量低下に
よる画像欠陥（ポジゴースト）を防止する。【解決手段】転写残トナー量に応じて現像バイアスを
制御する。転写残トナーの回収しにくい条件時には、現
像バイアスを低くし、又は感光ドラム１１の表面電位を
高くして、感光ドラム１１表面白地部に残ったトナーの
回収に作用する電位差を大きくする。これにより、転写
残トナーの回収効率を向上させて、回収不良によるゴー
スト画像を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ、複写
機、ファクシミリ等の画像形成装置、特にトナー像転写
後の像担持体上の残留トナーを現像と同時に回収して再
利用するクリーナレス方式（システム）の画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ
等の画像形成装置においては、一般に定期交換や補給が
必要な消耗品があり、その交換や補給の作業はサービス
マンやユーザが行い、これにより機能を維持している。
この定期交換が簡易であって、その回数が少ないことが
画像形成装置の品質及びサービス上の目標になってい
た。また、消耗品の再利用は経済性、環境保全の面から
も重要な課題であり、消耗品の廃棄はない方が好ましい
とされている。

【０００３】近年の画像形成装置の小型化・低コスト化
・メンテナンスフリー化の要請により、各ユニットの工
程簡素化・長寿命・高信頼性化が進められてきた。具体
的事例を挙げると、ａ−Ｓｉ感光体の採用によるドラム
無交換、潜像電位の安定化であり、一成分トナーを用い
たキャリヤ交換の不要な現像器であり、定着オイルや定
着クリーナの不要な球形磁性トナー等が挙げられる。

【０００４】特に、感光体上の残留トナーをクリーニン
グすることによって得られた転写残トナーを貯蔵する廃
トナーユニットの交換をなくすとともに、トナーの補給
回数及びその消費を低減させるためにトナー再利用装置
を備えた画像形成装置（以下「リユース型の画像形成装
置」という）が種々提案されている。特にリユース型の
画像形成装置として、転写残トナーのクリーニングの役
割を現像装置に持たせ、クリーニングと同時に現像を行
うという画像形成装置（以下「クリーナレス方式の画像
形成装置」という。）がある。

【０００５】このクリーナレス方式の画像形成装置は、
通常、転写部材と帯電部材との間に設けている、転写残
トナーを除去するための独立した専用のクリーニング装
置を具備していないので、スペース的利点が大きく画像
形成装置の大幅な小型化が可能になる。

【０００６】また現像装置において少量ずつリユースト
ナーを回収・混合していくため、リユース型の画像形成
装置でしばしば問題とされる画像不良、すなわち急激に
新トナーとリユーストナーとが混合されたときに起きる
コンタミと呼ばれるトナー帯電不良に起因する画像不良
が発生しにくい。

【０００７】図１０に従来のクリーナレス画像形成装置
の概略構成を示す。

【０００８】同図に示す画像形成装置は、像担持体とし
て感光ドラム１１を備えている。感光ドラム１１は表面
に有機光半導体（ＯＰＣ）、アモルファスシリコン（ａ
−Ｓｉ）等の光導電層を有しており、同図中の矢印Ｒ１
方向に回転駆動される。この感光ドラム１１の表面を、
コロナ帯電、ローラ接触帯電などの一次帯電器２によ
り、例えば−５００Ｖに一様帯電する。ついで、露光装
置３によって画像露光を行って、感光ドラム１１上に静
電潜像を形成する。画像露光には、例えばアナログ露光
や半導体レーザあるいはＬＥＤアレイが用いられる。

【０００９】次に、現像装置４により正規現像又は反転
現像して、静電潜像をトナー像として可視化する。この
トナー像は、その後、矢印方向（同図中の右方から左
方）に搬送される紙等の転写材Ｐに、転写帯電器５によ
り転写され、分離帯電器６によって感光ドラム１１表面
から分離されて定着器８に搬送される。転写材Ｐは、こ
こでトナー像が加熱、加圧されて表面に定着される。

【００１０】一方、転写時に転写材Ｐに転写されないで
感光ドラム１１表面に残ったトナー（転写残トナー）
は、現像装置４に印加される現像バイアスによって除去
され回収される。こうして現像装置４に回収された転写
残トナーは、再び現像装置４内で混合され、帯電付与さ
れて現像に供される。

【００１１】このような構成によると、転写部（転写帯
電器５）と帯電部（一次帯電器２）との間に専用のクリ
ーニング装置（クリーナ）を配設する必要がなく、した
がって専用のクリーニング装置で除去した転写残トナー
を廃棄することなく、画像形成を行うことができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような画像形成装置において、高濃度高画像比率の画像
を出力させたところ、画像のない部分に感光ドラム１１
の回転周期で前画像のポジゴーストが発生してしまっ
た。このポジゴーストは、前画像の転写残トナーが現像
領域において回収できなかったために、あるいは回収不
十分であったために、それが転写部に至り、転写材Ｐの
本来ならば白地部であるところに転写されて発生する現
象である。

【００１３】一次帯電器２として、接触帯電装置を使用
し、感光ドラム１１に接触させた接触帯電部材に直流電
圧を印加し、感光ドラム１１を所定の極性・電位に一次
帯電させるとともに、この帯電部を通る感光ドラム１１
上の転写残トナーを正規帯電極性に揃えて現像装置４に
至らせることにより、転写残トナーは現像装置４の現像
時のトナー回収性において有利となり、上述の画像欠陥
（ポジゴースト）が防止できるようになる。

【００１４】しかしこの場合も、高湿下での画像出力
や、多数枚の連続出力による接触帯電部材のトナー汚染
によってトナーを十分に正規帯電極性に揃えられなくな
り、出力画像の品位が低下する。すなわち転写残トナー
の帯電量によって、画質が左右されてしまう。

【００１５】本発明は上述事情に鑑みてなされたもので
あり、現像手段によって現像同時クリーニングを行う画
像形成装置において、転写残トナーの帯電量低下による
画像欠陥（ポジゴースト）を有効に防止できるようにし
た画像形成装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
像担持体表面を帯電手段により帯電し、帯電後の前記像
担持体表面を露光手段により露光して静電潜像を形成
し、現像手段により前記静電潜像にトナーを付着させて
トナー像として現像し、前記トナー像を転写手段により
他部材に転写し、転写時に前記他部材に転写されないで
前記像担持体表面に残った転写残トナーを前記現像手段
によって回収する画像形成方法において、前記転写残ト
ナーの帯電量を転写残トナー帯電量検知手段によって検
知し、前記転写残トナー帯電量検知手段の検知結果に基
づいて、前記現像手段の現像バイアスと前記像担持体の
表面電位とのうちの少なくとも一方を制御手段により制
御する、ことを特徴とする。

【００１７】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
画像形成方法において、前記転写残トナーの帯電量は、
前記像担持体上の電位を電位センサによって求める、こ
とを特徴とする。

【００１８】請求項３に係る発明は、請求項１に記載の
画像形成方法において、前記転写残トナーの帯電量は、
画像形成時に湿度を測定し、その検知結果から求める、
ことを特徴とする。

【００１９】請求項４に係る発明は、請求項１に記載の
画像形成方法において、前記転写残トナーの帯電量は、
前記帯電手段の残留トナー汚れ度合いを検知し、その検
知結果から求める、ことを特徴とする。

【００２０】請求項５に係る発明は、請求項１に記載の
画像形成方法において、前記現像バイアスと前記像担持
体の表面電位とのうちの少なくとも一方を制御する際
に、現像バイアス交流成分の周波数又は波形のうちの少
なくとも一方を同時に制御する、ことを特徴とする。

【００２１】請求項６に係る発明は、請求項１に記載の
画像形成方法において、前記帯電手段が導電性部材と、
前記導電性部材表面に担持された導電粒子とを有し、前
記導電性部材に帯電バイアスを印加し前記導電粒子を介
して放電を伴なうことなく前記像担持体表面を帯電す
る、ことを特徴とする。

【００２２】請求項７に係る発明は、請求項１に記載の
画像形成方法において、前記像担持体は、導電性基体上
にシリコン原子を母体とする非単結晶材料で構成された
光導電層及び炭素原子を母体とする非単結晶材料で構成
された表面層からなる、ことを特徴とする。

【００２３】請求項８に係る発明は、請求項１に記載の
画像形成方法において、前記トナーは、少なくとも結着
樹脂と磁性体とを含有するトナー粒子と無機微粉体から
なり、平均円形度０．９５０以上の磁性トナーであっ
て、前記磁性トナーの７９．６ｋＡ／ｍ（１０００エル
ステッド）下における飽和磁化が１０Ａｍ^２／ｋｇ（ｅ
ｍｕ／ｇ）以上５０Ａｍ^２／ｋｇ以下である、ことを特
徴とする。

【００２４】請求項９に係る発明は、像担持体と、前記
像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担
持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前
記静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像す
る現像手段と、前記トナー像を他部材に転写する転写手
段と、を備え、転写時に前記他部材に転写されないで前
記像担持体表面に残った転写残トナーを前記現像手段に
よって回収する画像形成装置において、前記転写残トナ
ーの帯電量を検知する転写残トナー帯電量検知手段と、
前記転写残トナー帯電量検知手段の検知結果に基づい
て、前記現像手段の現像バイアスと前記像担持体の表面
電位とのうちの少なくとも一方を制御する制御手段と、
を備える、ことを特徴とする。

【００２５】請求項１０に係る発明は、請求項９に記載
の画像形成装置において、前記転写残トナー帯電量検知
手段は、前記像担持体上の電位を検知する電位センサを
有する、ことを特徴とする。

【００２６】請求項１１に係る発明は、請求項９に記載
の画像形成装置において、前記転写残トナー帯電量検知
手段は、画像形成時に湿度を測定する湿度センサを有す
る、ことを特徴とする。

【００２７】請求項１２に係る発明は、請求項９に記載
の画像形成装置において、前記転写残トナー帯電量検知
手段は、前記帯電手段の残留トナー汚れ度合いを検知す
る汚れ検知センサを有する、ことを特徴とする。

【００２８】請求項１３に係る発明は、請求項９に記載
の画像形成装置において、前記現像バイアスと前記像担
持体の表面電位とのうちの少なくとも一方を制御する際
に、現像バイアス交流成分の周波数又は波形のうちの少
なくとも一方を同時に制御する、ことを特徴とする。

【００２９】請求項１４に係る発明は、請求項９に記載
の画像形成装置において、前記帯電手段が導電性部材
と、前記導電性部材表面に担持された導電粒子とを有
し、前記導電性部材に帯電バイアスを印加し前記導電粒
子を介して放電を伴なうことなく前記像担持体表面を帯
電する、ことを特徴とする。

【００３０】請求項１５に係る発明は、請求項９に記載
の画像形成装置において、前記像担持体は、導電性基体
上にシリコン原子を母体とする非単結晶材料で構成され
た光導電層及び炭素原子を母体とする非単結晶材料で構
成された表面層からなる、ことを特徴とする。

【００３１】請求項１６に係る発明は、請求項９に記載
の画像形成装置において、前記トナーは、少なくとも結
着樹脂と磁性体とを含有するトナー粒子と無機微粉体か
らなり、平均円形度０．９５０以上の磁性トナーであっ
て、前記磁性トナーの７９．６ｋＡ／ｍ（１０００エル
ステッド）下における飽和磁化が１０Ａｍ^２／ｋｇ（ｅ
ｍｕ／ｇ）以上５０Ａｍ^２／ｋｇ以下である、ことを特
徴とする。

【００３２】〔作用〕上記構成による作用について説明
する。前述したように、転写残トナーの帯電量の増加は
転写残トナー回収不良につながる。そこで上記のような
構成をとり、転写残トナー量に応じて現像バイアスを制
御できるようにする。転写残トナーの回収しにくい条件
時には、現像バイアスを低くする、あるいは像担持体の
表面電位を高くするなどして像担持体上白地部に残った
トナーの回収に作用する電位差を大きくすることによ
り、転写残トナーの回収効率を向上させて、回収不良に
よるゴースト画像を防止する。転写残トナーの帯電量が
高い通常には、上記電位差を小さくしておくことによ
り、帯電部材への印加電圧、潜像書き込みの露光量を小
さくでき、必要以上の電圧・電流の使用によるリーク、
部材劣化、消費電力アップ等の弊害を防止できる。

【００３３】このように転写残トナーの帯電量によって
現像での電位差を制御することで、必要以上の電圧・電
流を使用せずに転写残トナークリーニング性を満足でき
るようになる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。なお、各図面において同一
の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすもの
であり、これらについての重複説明は適宜省略した。

【００３５】＜実施の形態１＞図１に本発明に係る画像
形成装置の一例を示す。なお、同図は、デジタル方式の
複写機の概略構成を示す縦断面図である。同図に示す複
写機（以下「画像形成装置」という。）は、像担持体と
してドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」と
いう。）１１を備えている。この感光ドラム１１は、駆
動手段（不図示）によって矢印方向に回転駆動される。
感光ドラム１１の周囲には、その回転方向（矢印Ｒ１方
向）に沿ってほぼ順に、一次帯電器（一次帯電手段）で
ある帯電ローラ１２、露光装置１３、現像装置（現像手
段）１４、転写帯電器（転写手段）１５、分離帯電器
（分離手段）１６が配設されている。さらに、他部材と
しての転写材（例えば紙、透明フィルム）Ｐの搬送方向
（矢印Ｋ方向）の分離帯電器１６の下流側（同図中の左
側）には、定着装置１８が配設されている。

【００３６】上述の感光ドラム１１表面は、帯電ローラ
１２により所定の極性・電位に一様帯電される。次い
で、露光装置１３から発せられるレーザ光により、イメ
ージ露光が行われ、レーザ光照射部分の電荷が除去され
て静電潜像が形成される。感光ドラム１１表面の静電潜
像は、現像装置１４の帯電したトナーによって現像され
る。現像された感光ドラム１１表面のトナー像は、矢印
Ｋ方向に搬送される転写材Ｐに、転写帯電器１５によっ
て転写される。トナー像転写後の転写材Ｐは、分離帯電
器１６によって感光ドラム１１表面から分離され、定着
装置１８に搬送される。転写材Ｐは、ここで加熱、加圧
を受けて、転写材表面にトナー像が定着される。

【００３７】本発明に係る画像形成装置では転写材Ｐに
対するトナー像転写後の感光ドラム１１表面の転写残ト
ナーを除去する専用のクリーニング装置は具備させてお
らず、転写材Ｐに対するトナー像転写後の感光ドラム１
１表面は転写残トナーを付着したまま帯電ローラ１２と
の接触部Ａに到達し、ここで帯電ローラ１２の摺擦力と
帯電バイアスとにより転写残トナーが帯電ローラ１２上
に一時的に取り込まれて回収される。これによって感光
ドラム１１表面の転写残トナーパターンが掻き消され
て、さらに転写残トナーは帯電ローラ１２表面の帯電粒
子との摩擦帯電により帯電極性が反転したトナー電荷を
正規に揃えられて感光ドラム１１表面に徐々に吐き出さ
れていくことになる。吐き出されたトナー（以下「吐き
出し転写残トナー」という。）は現像装置１４によって
現像部に回収されて（現像同時クリーニング）、現像に
再利用される。

【００３８】以上の各部材とプロセスについて以下に詳
細に記述する。

【００３９】［像担持体（感光ドラム）］本実施の形態
においては、像担持体として、回転ドラム型の電子写真
感光体である感光ドラム１１を使用し、反転現像を行っ
ている。本実施の形態の複写機は反転現像を用いてお
り、感光ドラム１１は直径３０ｍｍの負極性ａ−Ｓｉ感
光体であり、矢印Ｒ１方向に２１０ｍｍ／ｓｅｃの周速
度をもって回転駆動される。感光ドラム１１は、その表
面に負極帯電性アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）で構
成された感光層を有する。さらにその最表面層にはａ−
Ｓｉよりもさらに硬度の高いアモルファスカーボン（ａ
−Ｃ）の保護膜を有している。ａ−Ｃの膜厚は表面層の
磨耗量と画像形成装置全体の寿命との関係から最適な膜
厚が決定できるが、一般的には０．０１〜１０μｍ、好
適には０．１〜１μｍの範囲が望ましい。表面層の膜厚
が０．０１μｍ以下だと機械的強度が損なわれ、逆に１
０μｍ以上になると残留電位が高くなる場合がある。ａ
−Ｓｉ感光ドラムは帯電ローラ１２などの感光ドラムに
当接する部材による磨耗に対して有機感光ドラムよりも
高い耐久性を示し、消耗品交換の必要がほとんどないた
め、クリーナレス方式のリユース型の画像形成装置のフ
リーメンテナンス、廃棄物レスというコンセプトと合致
する。さらにドラム削れによる削れ粉が少ないため、ク
リーナレス方式の課題である現像装置１４への異物混入
という観点からも有利である。

【００４０】［帯電］図１に示す画像形成装置は、一次
帯電手段として、感光ドラム１１に所定の押圧力をもっ
て接触させて配設した可撓性の接触帯電部材としての導
電性弾性ローラ（帯電ローラ）を備えている。同図中の
符号Ａは感光ドラム１１と帯電ローラ１２との帯電ニッ
プ部である。この帯電ローラ１２にはあらかじめその外
周面に帯電促進粒子（不図示）をコートして担持させて
あり、帯電ニップ部Ａには帯電促進粒子が存在してい
る。帯電ローラ１２は、本実施の形態においては、帯電
ニップ部Ａにおいて感光ドラム１１の回転方向と逆方向
（カウンタ方向）に１００％の周速で回転駆動され、感
光ドラム１１の面に対して速度差を持って接触する。そ
してこの帯電ローラ１２に帯電バイアス印加電源から所
定の帯電バイアスが印加される。これにより回転中の感
光ドラム１１の外周面が注入帯電方式で所定の極性・電
位に一様に接触帯電処理される。本実施の形態では帯電
ローラ１２には感光ドラム１１の外周面がほぼ−４００
Ｖに一様に帯電処理されるように、帯電バイアス印加電
源から帯電バイアスを印加する。

【００４１】クリーナレスシステムにおいては、転写残
トナーは、帯電ローラ１２が感光ドラム１１に対してカ
ウンタ方向に回転することで感光ドラム１１表面から一
時的に掻き取られる。これによって感光ドラム１１表面
の転写残トナーパターンが掻き消されて、さらに転写残
トナーは帯電促進粒子との摩擦帯電により帯電極性が反
転してトナー電荷を正規に揃えられて感光ドラム１１表
面に少しずつ吐き出されていくことこととなる。

【００４２】帯電ローラ１２、帯電促進粒子、注入帯電
等については以下に詳しく詳述する。

【００４３】（１）帯電ローラ本実施の形態における接触帯電部材としての帯電ローラ
１２は芯金上にゴム又は発泡体などにより中抵抗層を形
成することにより作製される。中抵抗層は樹脂（例えば
ウレタン）、導電性粒子（例えばカーボンブラック）、
硫化剤、発泡剤等により処方され、芯金上にローラ状に
形成した。その後、必要に応じて表面を研磨した。本実
施の形態の帯電ローラ１２のローラ抵抗を測定したとこ
ろ１００ｋΩであった。ローラ抵抗は、帯電ローラ１２
の芯金に総圧１ｋｇの加重がかかるよう直径３０ｍｍの
アルミ基体に帯電ローラ１２を圧着した状態で、芯金と
アルミ基体との間に１００Ｖを印加して計測した。

【００４４】ここで、接触帯電部材である帯電ローラ１
２は電極として機能することが重要である。つまり、弾
性を持たせて被帯電体としたの感光ドラム１１表面との
十分な接触状態を得ると同時に、移動する感光ドラム１
１表面を充電するために十分低い抵抗を有する必要があ
る。一方では感光ドラム１１表面にピンホールなどの低
耐圧欠陥部位が存在した場合に電圧のリークを防止する
必要がある。被帯電体として感光ドラム１１を用いた場
合、十分な帯電性と耐リークを得るには１０^４〜１０^７
Ωの抵抗が望ましい。さらに、帯電ローラ１２の表面は
帯電促進粒子を保持できるようにミクロな凹凸があるも
のが望ましい。帯電ローラ１２の硬度は、硬度が低すぎ
ると形状が安定しないために感光ドラム１１との接触性
が悪くなり、高すぎると感光ドラム１１との間に帯電ニ
ップ部Ａを確保できないだけでなく、感光ドラム１１表
面へのミクロな接触性が悪くなるので、アスカーＣ硬度
で２５度から５０度が好ましい範囲である。帯電ローラ
１２の材質としては、弾性発泡体に限定するものではな
く、弾性体の材料として、ＥＰＤＭ、ウレタン、ＮＢ
Ｒ、シリコーンゴムや、ＩＲ等に抵抗調整のためにカー
ボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散させた
ゴム材や、またこれらを発泡させたものがあげられる。
また、特に導電性物質を分散せずに、イオン導電性の材
料を用いて抵抗調整をすることも可能である。帯電ロー
ラ１２は被帯電体としての感光ドラム１１に対して弾性
に抗して所定の押圧力で圧接させて配設し、本実施の形
態では幅数ｍｍの帯電ニップ部Ａを形成するようになっ
ている。

【００４５】（２）帯電促進粒子について本実施の形態では、帯電促進粒子として、比抵抗が１０
^７Ω・ｃｍ、平均粒径１．５μｍの導電性酸化亜鉛粒子
を用いた。帯電促進粒子は、一次粒子の状態で存在する
ばかりでなく、二次粒子の凝集した状態で存在すること
もなんら問題はない。どのような凝集状態であっても、
凝集体として帯電促進粒子としての機能が実現できれば
その形態は重要ではない。粒径は粒子が凝集体を構成し
ている場合は、その凝集体としての平均粒径として定義
した。粒径の測定には、光学又は電子顕微鏡による観察
から、１００個以上抽出し、水平方向最大弦長をもって
体積粒度分布を算出し、その５０％平均粒径をもって決
定した。帯電促進粒子の抵抗値が２×１０^１２Ω・ｃｍ
以上であると帯電性が損なわれた。そのため、抵抗値が
１×１０^１２Ω・ｃｍ以下である必要があり、さらに好
ましくは１×１０^１ ^０Ω・ｃｍ以下であるとよい。本実
施の形態では１×１０^７Ω・ｃｍのものを用いた。抵抗
測定は、錠剤法により測定し正規化して求めた。すなわ
ち、底面積２．２６ｃｍ^２の円筒内に約０．５ｇの粉体
試料を入れ、上下電極に１５ｋｇの加圧を行うと同時に
１００Ｖの電圧を印加して抵抗値を計測し、その後正規
化して比抵抗を算出した。

【００４６】帯電促進粒子は、静電潜像の形成時、すな
わち露光装置１３による感光ドラム１１表面の露光時の
妨げにならないように、白色又は透明に近いことが望ま
しく、よって非磁性であることが好ましい。さらに、帯
電促進粒子が感光ドラム１１上から記録材Ｐに一部転写
されてしまうことを考えると黒以外の色トナーを使用す
る場合には、無色又は白色のものが望ましい。また、粒
径も現像剤の粒径に対して、１／２以下程度でないと画
像露光を遮ることがあった。そのため帯電促進粒子の粒
径は現像剤の粒径の１／２よりも小さいことが望まし
い。粒径の下限値としては、粒子として安定に得られる
ものとして１０ｎｍが限界と考えられる。帯電促進粒子
の材料としては、本実施の形態では酸化亜鉛を用いた
が、これに限るものではなく、その他、酸化チタンやア
ルミナなど他の金属酸化物の導電性無機粒子や有機物と
の混合物、又はこれらに表面処理を施したものなど各種
導電粒子が使用可能である。

【００４７】（３）注入帯電について像担持体である感光ドラム１１と接触帯電部材である帯
電ローラ１２との帯電ニップ部Ａに帯電促進粒子を介在
させることで、この帯電促進粒子の滑剤効果により、摩
擦抵抗が大きくてそのままでは感光ドラム１１に対して
速度差を持たせて接触させることが困難であった帯電ロ
ーラ１２であっても、それを感光ドラム１１面に対して
無理なく容易に効果的に速度差を持たせて接触させた状
態にすることが可能となるとともに、帯電ローラ１２が
帯電促進粒子を介して感光ドラム１１面に密に接触して
より高い頻度で感光ドラム１１面に接触する構成とな
る。

【００４８】帯電ローラ１２と感光ドラム１１との間に
十分な速度差を設けることにより、帯電ローラ１２と感
光ドラム１１との帯電ニップ部Ａにおいて帯電促進粒子
が感光ドラム１１に接触する機会を格段に増加させ、高
い接触性を得ることができ、帯電ローラ１２と感光ドラ
ム１１の帯電ニップ部Ａに存在する帯電促進粒子が感光
ドラム１１表面を隙間なく摺擦することで感光ドラム１
１に電荷を直接注入できるようになり、帯電ローラ１２
による感光ドラム１１の接触帯電は帯電促進粒子の介存
により注入帯電機構が支配的となる。

【００４９】速度差を設ける構成としては、帯電ローラ
１２を回転駆動又は固定して感光ドラム１１との間に速
度差を設けることになる。好ましくは、帯電ローラ１２
を回転駆動し、さらに、その表面の移動方向が感光ドラ
ム１１表面の移動方向とは逆方向となるように構成する
ことが望ましい。

【００５０】したがって、従来のローラ帯電等では得ら
れなかった高い帯電効率が得られ、帯電ローラ１２に印
加した電圧とほぼ同等の帯電電位を感光ドラム１１に与
えることができる。かくして、接触帯電部材として帯電
ローラ１２を用いた場合でも、帯電ローラ１２に対する
帯電に必要な印加バイアス（帯電バイアス）は感光ドラ
ム１１に必要な帯電電位相当の電圧で十分であり、放電
現象を用いない安定でかつ安全な接触帯電方式ないし接
触帯電装置を実現することができる。

【００５１】また、帯電ニップ部Ａや帯電ローラ１２の
表面に帯電促進粒子をあらかじめ担持させておくこと
で、画像形成装置使用の初期から上述の直接帯電性能を
支障なく発揮させることができる。

【００５２】（４）帯電ニップ部Ａや帯電ローラ１２に
対する帯電促進粒子の補給最初に、感光ドラム１１と帯電ローラ１２との帯電ニッ
プ部Ａに十分量の帯電促進粒子を介在させても、あるい
は帯電ローラ１２に十分量の帯電促進粒子を塗布してお
いても、画像形成装置の使用に伴い帯電促進粒子が帯電
ニップ部Ａや帯電ローラ１２から減少したり、帯電促進
粒子が劣化したりすることで、帯電性の低下が生じる。
このため帯電性の低下が生じた際には、帯電ニップ部Ａ
や帯電ローラ１２に対して帯電促進粒子を補給する必要
がある。

【００５３】帯電ローラ１２の表面に帯電促進粒子を供
給する帯電促進粒子供給手段を設けてもよいが、本実施
の形態では、現像装置１４内に供給することによって、
感光ドラム１１表面を介して帯電促進粒子を補給するよ
うにしてる。帯電促進粒子は、現像装置１４内ではトナ
ーに対する帯電補助剤としての外添剤であり、帯電部で
の帯電粒子であって、現像部で現像バイアスが印加され
て感光ドラム１１表面に供給され、感光ドラム１１の回
転によって帯電ローラ１２に到達するものである。

【００５４】［露光］露光装置１３としては、本実施の
形態では、レーザダイオード・ポリゴンミラー等を含む
レーザビームスキャナをしている。この露光装置１３
は、目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対
応して強度変調されたレーザ光を出力し、このレーザ光
によって感光ドラム１１の一様帯電面を走査露光する。
この走査露光により感光ドラム１１表面に目的の画像情
報に対応した静電潜像が形成される。

【００５５】なお、感光ドラム１１表面に静電潜像を形
成するための光源としては、ＬＥＤアレイであってもよ
く、この場合は、目的の画像情報に対応する位置のＬＥ
Ｄを点灯することで、感光ドラム１１表面に静電潜像を
形成する。

【００５６】また、本実施の形態の画像形成装置では、
感光ドラム１１表面を除電するための、除電装置は、設
けていない。

【００５７】上述の感光ドラム１１表面は、帯電ローラ
１２により−４００Ｖに一様帯電される。次いで、露光
装置１３の半導体レーザから発せられる波長６８０ｎｍ
のレーザ光により、６００ｄｐｉ（ｄｏｔ／ｉｎｃｈ）
でイメージ露光が行なわれ、レーザ光照射部分の電荷が
除去されて静電潜像が形成される。

【００５８】［現像］現像装置１４は、感光ドラム１１
に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像と
して現像するものである。現像装置１４は、表面にトナ
ーが薄層状に塗布される現像ローラ１４ａと現像容器内
のトナーを攪拌するとともに現像ローラ１４ａに向けて
移動させる攪拌部材と、現像ローラ１４ａ表面に塗布さ
れたトナーの層厚を規制する規制ブレード１４ｂとを有
している。現像ローラ１４ａと規制ブレード１４ｂとの
間のギャップは、２００μｍ程度に設定されている。現
像ローラ１４ａの表面はバインダーであるフェノール樹
脂と、ピグメントであるカーボン及びグラファイトから
なる樹脂によりコートされている。これらバインダーと
ピグメントとの組成重量比は、２．５：１．０に設定さ
れている。

【００５９】現像装置１４内のトナーは、現像ローラ１
４ａ表面に塗布され、現像ローラ１４ａ表面のコート樹
脂と摩擦帯電しながら規制ブレード１４ｂによってロー
ラ塗布量が約１．０ｍｇ／ｃｍ^２となるように層厚規制
される。層厚規制されたトナーは、現像ローラ１４ａの
表面に担持され、現像ローラ１４ａの矢印Ｒ４方向の回
転に伴って、感光ドラム１１表面に対向する現像位置に
搬送される。現像位置における現像ローラ１４ａと感光
ドラム１１との間のギャップ（以下「ＳＤギャップ」と
いう。）は、現像ローラ軸に回転可能に支持された感光
ドラム突き当てコロ（不図示）によって、１８０〜３０
０μｍに設定されている。トナーは負極性の磁性一成分
トナー（７μｍ）を用い、現像方式は、ジャンピング現
像とした。

【００６０】トナーは、結着樹脂と磁性体とを含有する
トナー粒子とそこに外添された無機微粉体からなり、平
均円形度０．９５０以上の球形トナーである。この磁性
トナーは、７９．６ｋＡ／ｍ（１０００エルステッド）
下における飽和磁化が１０Ａｍ^２／ｋｇ（ｅｍｕ／ｇ）
以上５０Ａｍ^２／ｋｇ以下である。外添された無機粉体
は主にトナーの帯電量を適正化する働きを持たせること
が可能であり、本実施の形態では、前述した酸化亜鉛等
の帯電粒子を使用する。本発明におけるトナーの平均円
形度は、粒子の形状を定量的に表現する簡便な方法とし
て用いたものであり、本発明では東亜医用電子製フロー
式粒子像分析装置「ＦＰＩＡ−１０００」を用いて測定
を行い、３μｍ以上の円相当径の粒子群について測定さ
れた各粒子の円形度（Ｃｉ）を、図３の式（１）により
それぞれ求め、同図の式（２）で示すように測定された
全粒子の円形度の総和を全粒子数（ｍ）で除した値を平
均円形度（ＡｖＣ）と定義する。

【００６１】本発明における平均円形度とは、トナーの
凹凸度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合
１．０００を示し、トナーの表面形状が複雑になるほど
平均円形度は小さな値となる。

【００６２】円形度の高い球形トナーはトナー相互又は
種々の部材とのひっかかりが少ないため帯電ローラ１２
での機械的シェアが小さく、表面の形状変化が軽微であ
る。また、トナー母体自体の流動性が高いため、外添さ
れた無機粉体の量が変化しても流動性が大きく変化しに
くい。このように球形トナーはトナーの劣化が少ない形
状因子を持っている。さらに、感光ドラム１１からの離
形性に優れるため転写効率が優れており、画像濃度を十
分に確保することができるとともに転写残トナーを少な
くすることができる。このような理由から、クリーナレ
ス方式のリユースシステムでは円形度の高いトナーを使
用することが望ましい。

【００６３】また、トナーの７９．６ｋＡ／ｍ（１００
０エルステッド）下における飽和磁化が１０Ａｍ^２／ｋ
ｇ（ｅｍｕ／ｇ）以上であると、リユーストナーであっ
ても現像ローラ１４ａ上で十分な搬送性を有し、また飛
散の程度も良好となる。また、トナーの７９．６ｋＡ／
ｍ下における飽和磁化が５０Ａｍ^２／ｋｇ以下である
と、現像ローラ１４ａ及びリユーストナー供給ローラ上
での磁気によるトナー穂の大きさも小さい状態を維持で
き、現像領域で凝集してしまって画質が粗くなることが
ない。

【００６４】本発明の画像形成方法においては、現像ロ
ーラ１４ａに印加される交番バイアス電圧の絶対値が５
００Ｖ以上、好ましくは感光ドラム１１へのリークを考
慮して、５００〜１５００Ｖとするのがよい。ただし、
このリークは、現像ローラ１４ａと感光ドラム１１との
ギャップ（間隙）の設定により変動する。また、本発明
において、交番バイアス周波数は、１０００〜５０００
Ｈｚの範囲とすることが好ましい。すなわち、交番バイ
アス周波数が１０００Ｈｚ未満になると、得られる画像
の階調性はよくなるものの、地カブリを解消するのが困
難となる。これは、トナーの往復運動回数が少ない低周
波数領域では、非画像部においても現像剤バイアス電界
による感光ドラム１１へのトナーの押しつけ力が強くな
り過ぎるので、逆現像側バイアス電界によるトナーの剥
ぎ取り力によっても、非画像部に付着したトナーを完全
には除去できないためであると考えられる。一方、周波
数が５０００Ｈｚを超えると、トナーが感光ドラム１１
に充分接触しないうちに、逆現像側のバイアス電界が印
加されることになるので、現像性が低下する。つまり、
トナー自身が高周波数電界に応答できなくなる。本出願
人らの検討によれば、本発明においては、交番バイアス
電界の周波数を１５００〜３０００Ｈｚとすると、最適
な画像性を示すことが確認された。

【００６５】上述の理由を考慮し、現像時の現像バイア
スとしては、２０００Ｈｚ、ピーク間電圧８００Ｖｐ
ｐ、Ｄｕｔｙ５０％の交流電圧に、−２５０Ｖの直流電
圧を重畳させた重畳バイアスを現像ローラ１４に印加す
る。これにより、感光ドラム１１表面の静電潜像は反転
現像されてトナーが付着されてトナー像として可視化さ
れる。なお、トナーの飛散を抑制するため、紙間（転写
材Ｐと転写材Ｐとの間）、前回転時等の非画像部での感
光ドラム１１、及び現像ローラ１４ａ駆動時には交流電
圧は印加されない。

【００６６】［転写］転写ローラ１５は、接触転写手段
としての中抵抗のローラであり、感光ドラム１１に所定
の当接力で当接されて感光ドラム１１との間に、転写ニ
ップ部を形成している。この転写ニップ部に給紙部（不
図示）から所定のタイミングで被記録体としての転写材
Ｐが給紙され、かつ転写ローラ１５に所定の転写バイア
スが印加されることで、感光ドラム１１表面のトナー像
が、転写ニップ部に給紙された転写材Ｐ表面に、静電気
力と押圧力とによって順次に転写されていく。トナー像
が転写された転写材Ｐは、分離帯電器１６によって感光
ドラム１１表面から分離される。

【００６７】［定着］転写材搬送方向（矢印Ｋ方向）に
沿っての分離帯電器１６の下流側には、熱定着方式等の
定着装置１８が配設されている。感光ドラム１１上のト
ナー像の転写を受け、さらに感光ドラム１１表面から分
離された転写材Ｐは、定着装置１８に導入され、定着ロ
ーラと加圧ローラとの間を通過する際に、加熱及び加圧
を受けて表面にトナー像が定着される。トナー像定着後
の転写材Ｐは、画像形成物（プリント、コピー）として
画像形成装置本体の外部に排出され、これにより画像形
成が終了する。

【００６８】本実施の形態は、上述の構成にて画像出力
環境及び吐き出し転写残トナーへの帯電付与能力を検知
して、その検知結果から吐き出し転写残トナーの帯電量
を割り出す方式をとっている。感光ドラム１１の非画像
部上の吐き出し転写残トナーを回収するのに必要な電位
差Ｖｂａｃｋの制御は現像バイアスの値を変化させるこ
とにより行う。制御詳細は以下のとおりである。

【００６９】＜吐き出し転写残トナー帯電量検知方法＞
帯電ローラ１２からの吐き出し転写残トナー帯電量は、
画出し環境の温湿度、出力画像、転写条件、現像装置１
４内のトナーの劣化状態、帯電部でのトナーへの電荷付
与能力に依存するが、中でも画像形成中の湿度の影響と
帯電ローラ１２の吐き出し転写残トナーへの帯電付与能
力が特に大きい。そこで、画像形成装置中に湿度を検知
する湿度センサ（不図示）と、帯電ローラ１２の汚れを
検知する帯電ローラ汚れセンサ２０を設けており、帯電
ローラ汚れセンサ２０で検知された結果に基づいて帯電
量を求める。

【００７０】湿度環境の違いによる吐き出し転写残トナ
ー帯電量の変化量をあらかじめ画像形成装置中の記録装
置（不図示）に記憶させておき、湿度センサによって検
知された帯電量によって何段階かに帯電量のレベル分け
を行って、吐き出し転写残トナーの帯電量として出力さ
せる。さらに帯電ローラ１２の吐き出し転写残トナーへ
の帯電付与能力を検知するために帯電ローラ１２の汚れ
を検知する。帯電ローラ１２の汚れは帯電ローラ１２の
上方に設けられた反射濃度センサによって構成された帯
電ローラ汚れセンサ２０によって帯電ローラ１２上に付
着したトナーの量を測定しその濃度から汚れの量を見積
もるようにしている。汚れの度合いは反射濃度の数値よ
り帯電ローラ１２表面のトナー付着面積を求め、Ａ：トナー付着面積１０％未満Ｂ：トナー付着面積１０％以上３０％未満Ｃ：トナー付着面積３０％以上に分類する。この湿度、帯電ローラ汚れを種々に変化さ
せて吐き出し転写残トナーの帯電量の値を実際にブロー
オフ法にて測定し、Ｈ：−５μＣ／ｇ以上、Ｎ：−５〜−２μＣ／ｇ、Ｌ：−２μＣ／ｇ未満にレベル分けして電位差を変化させる際の指標とする。
湿度及び帯電ローラ汚れと吐き出し転写残トナーの関係
を図４に示す。この図に従って電位差を制御する。

【００７１】＜電位差制御方法＞上述の帯電量レベルに
応じて現像域での電位差を制御するようにする。感光ド
ラム１１上のネガトナーを現像ローラ１４ａに回収する
際に必要なバイアス電位差、すなわち感光ドラムベタ白
部電位と現像ローラ１４ａの電位との電位差Ｖｂａｃｋ
を、吐き出し転写残トナーの帯電量が大きいときには差
を小さく、帯電量が小さいときには電位差を大きく取る
ように制御する。電位差制御方法として、本実施の形態
では現像バイアスＶｄｃを変化させ、Ｖｂａｃｋを制御
する。Ｖｄｃを変化させることにより現像コントラスト
電位が変化してしまって画像濃度が大きく変化してしま
う場合には、静電潜像を書き込む露光装置１３の露光強
度を大きくしてベタ黒電位ＶＬを下げてコントラストを
確保する。本実施の形態での制御の値を図５に示す。

【００７２】本実施の形態を適用した場合での非画像部
の汚れの関係を示す評価結果を、本実施の形態１として
図６に示す。なお、図６には、本実施の形態１と比較す
べく従来例（バイアス変更を行わない場合）も示す。非
画像部の汚れはカブリ反射濃度計による反射光量測定に
よりカブリとして数値化して％で表し、そのレベルを５
段階評価（良好な順に○、△○、△、△×、×）で示し
た。カブリ数値が１．０％以下のときに○、１．０〜
１．５％で△○、１．５〜２．０％で△、２．０〜２．
５％で△×、２．５％以上で×とした。

【００７３】図６の結果によれば、従来例での画出しに
おいては吐き出し転写残トナー帯電量がＮ及びＬの場合
に未回収トナーによる非画像部での画像汚れが目視で確
認できるようになった。これは、転写残トナーは一旦帯
電ローラ１２に回収されて少しずつ均一に吐き出され
て、現像域に達して画像形成中又は非画像形成中に現像
装置１４にて回収されるが、転写残トナー量が大きくな
ってくると現像装置１４での回収能力を上回ってしまっ
て未回収トナーとなって画像上に転写されて画像の汚れ
となるためである。

【００７４】図６の結果で示されるように、実施の形態
１のような本発明を適用することによって、吐き出し転
写残トナーの帯電量が変化しても吐き出し転写残トナー
の回収性が良く、カブリレベルが悪化しなくなった。ま
た、湿度５％（温度２３℃）、５０％（温度２５℃）、
８０％（温度３０℃）の各環境下で高濃度画像を出力し
た際にも、吐き出し転写残トナー回収不良によるカブリ
の悪化がなく、安定した画像出力性能が確認できた。

【００７５】Ｖｄｃを変化させたことによって、現像コ
ントラストが変化するので、本実施の形態ではベタ黒部
の電位も制御しているが、そのほか、ＡＣバイアスのＶ
ｐｐを変化させたり周波数又は波形も制御してもよい。
また、形成するトナー像によっては、画像で現像ローラ
１４の長手方向の汚れの偏りが大きく、吐き出し転写残
トナー帯電量も不均一になる場合がある。この場合に
は、帯電ローラ１４を長手方向に振れる（往復移動可
能）構成や、ブラシなどで帯電ローラ汚れをあらかじめ
均一にならす構成にするとよい。

【００７６】以上、画像出力環境及び吐き出し転写残ト
ナーへの帯電付与能力を検知して、その検知結果から吐
き出し転写残トナーの帯電量を割り出して、その帯電量
に応じてドラム非画像部上の吐き出し転写残トナーを回
収するのに必要な電位差Ｖｂａｃｋの制御を現像バイア
スの値を変化させることにより行うことにより、簡単な
構成で、必要以上のバイアス、露光量を使用することな
く、吐き出し転写残トナー回収不良による画像不良を有
効に防止することができる。

【００７７】＜実施の形態２＞本実施の形態では、吐き
出し転写残トナー帯電量を測定する方法として、吐き出
し転写残トナーの電位とその量を検出し、トナー帯電量
Ｑ／Ｍを算出する。算出されたＱ／Ｍの値に応じてＶｄ
ｃ及び静電潜像書き込み時（形成時）の露光装置の露光
量を変化させる。

【００７８】本実施の形態では、吐き出し転写残トナー
量とトナーの電位とを検知して、帯電ローラ１２から吐
き出されてくる吐き出し転写残トナーの帯電量を測定
し、その帯電量の大きさにより現像バイアス及び静電潜
像書き込みの露光量を制御するものである。

【００７９】画像形成装置本体の構成は実施の形態１と
ほぼ同様であるが、本実施の形態２においては、図２に
示すように、帯電ローラ１２と露光装置１３との間に、
トナー量検知センサ２１と電位センサ２２が設けられて
いる点が異なる。トナー量検知センサ２１はドラム上の
反射濃度を測定するものであり、画像形成装置本体のＣ
ＰＵ（不図示）に記録された反射濃度とトナー重量のテ
ーブルを参照してトナーの重量を割り出す。一方、電位
センサ２２は先端に音叉を利用した振動容量型電位セン
サであり、その分解能は０．１〜５Ｖである。

【００８０】＜吐き出し転写残トナー帯電量検知方法＞
まず、画像形成装置本体立ち上げ時や前回転、紙間等の
非画像形成領域で、吐き出し転写残トナーがないことを
検知するために感光ドラム１１表面の反射光量を測定す
る。そのときの感光ドラム１１の表面電位を測定し、こ
れをレファレンス電位とする。つづいて、画像形成後の
吐き出し転写残トナーが感光ドラム１１上にのっている
ときに吐き出し転写残トナー量を感光ドラム１１表面の
反射光量測定により算出し、単位面積当たりのトナー重
量Ｍ／Ｓを求める。なお、Ｍ／Ｓは画像形成装置本体の
ＣＰＵに記録された反射光量と単位面積当たりのトナー
重量Ｍ／Ｓの関係を表すテーブルとにより求められる。
吐き出し転写残トナー量の検知は、本実施の形態のよう
に感光ドラム１１上に反射型光のトナー量検知センサ２
１を設けてその反射光量からトナー量を求める以外に、
ＣＣＤカメラによる検知、トルクコンバータを設けたロ
ーラを感光ドラム１１と従動回転するように接触させて
そのトルク測定による吐き出し転写残トナー量検知、ス
キャナにて読み取られた出力画像の画素数に基づいて消
費トナー量を算出し、あらかじめ画像形成装置本体のＣ
ＰＵに記録しておいた転写効率とトナー消費量から算出
することによる検知等の方法にしてもよい。

【００８１】さらに、このときの感光ドラム１１上電位
を電位センサ２２により測定し、その電位からレファレ
ンス電位を差し引き、その電位差をトナー層の電位とす
る。この電位差ΔＶの値は、感光ドラム１１上にのって
いる吐き出し転写残トナーの電荷による電位により生じ
る差であり、このとき吐き出し転写残トナーの帯電量Ｑ
はΔＶと相関がある。

【００８２】一般に、帯電量と電位の関係はＱ＝Ｃ×Ｖ＝（εＳ／ｄ）×Ｖの式で表される。ここで、εはトナー層の比誘電率であ
り、Ｓはトナー層の面積、ｄはトナー層厚である。

【００８３】この式からＱ／ＳはＱ／Ｓ＝（ε／ｄ）×Ｖと表されるが、実際には帯電ローラ１２で吐き出しトナ
ーの層厚規制を受けるため吐き出しトナー層厚は大きく
変化せず、また、トナー層の比誘電率はあらかじめ測定
しておき画像形成装置本体のＣＰＵの記憶装置に記録し
た数値を用いればよいことから、εとｄはほぼ一定の定
数として扱える。

【００８４】以上の過程から単位面積当たりの帯電量Ｑ
／Ｓを算出して、Ｑ／Ｍを前述のＭ／Ｓで除することに
より単位重量当たりのトナー粒子の帯電量Ｑ／Ｍを算出
することができる。

【００８５】算出されたＱ／Ｍに対して感光ドラム１１
の白地部電位と現像ローラ１４ａの電位との差を調節す
る。

【００８６】＜電位差制御方法＞本実施の形態では吐き
出し転写残トナーの実際の帯電量が測定できるため、図
７に示すテーブルに従って、細かく現像バイアスを変化
させることが可能であり、より効率的な制御が可能にな
る。このときに、同じように現像バイアスに追随させて
静電潜像を書き込む露光装置１３の光量も変化させて同
一の現像コントラストを得られるようにしている。

【００８７】本実施の形態を適用した画像形成装置で画
像出力した場合のカブリと濃度を図７に示す。カブリレ
ベルは実施の形態１と同じ基準で評価した。

【００８８】図７に示すように、吐き出し転写残トナー
帯電量が変化した場合にも、吐き出し転写残トナー回収
性が良好でカブリレベルが悪化しない。

【００８９】以上示したように、トナー量検知センサ２
１及び電位センサ２２により検知・算出して吐き出し転
写残トナー帯電量を求めて、そのトナー帯電量に応じて
Ｖｄｃを変化させて回収電位差Ｖｂａｃｋを制御するこ
とによって、必要以上のバイアス、露光量を使用するこ
となく、吐き出し転写残トナー量が増大したときの吐き
出しトナー回収不良によるカブリを防止できる。

【００９０】本実施の形態ではより精度の高い吐き出し
転写残トナー帯電量が検知できるので、細かく現像バイ
アスを変化させることができ、より効率的な回収性の制
御が可能で、吐き出し転写残トナー帯電量が変化した場
合にも充分な回収能力を与えることが可能になる。

【００９１】＜実施の形態３＞本実施の形態では、実施
の形態１と同様、吐き出し転写残トナー帯電量を湿度及
び帯電ローラ１２の汚れの検知結果から求めて、その帯
電量に応じて帯電ローラ１２への印加電圧を制御して感
光ドラム１１のベタ白部電位を変化させる。ベタ白部電
位を変化させることでＶｂａｃｋ電位差を変化させるこ
とができ、トナーの回収性を制御できる。

【００９２】＜吐き出し転写残トナー帯電量検知方法＞
実施の形態１と同じであるので省略する。

【００９３】＜電位差制御方法＞吐き出し転写残トナー
回収に寄与する電位差Ｖｂａｃｋの制御は帯電ローラ１
２に印加するバイアスを変化させることにより行う。本
実施の形態における電位制御設定条件を図８に示す。

【００９４】上述の設定において、湿度５％（温度２３
℃）、５０％（温度２５℃）、８０％（温度３０℃）の
環境下で画出し確認を行ったところ、図９に示すよう
に、吐き出し転写残トナーの回収性が良く、カブリが良
好で、また各環境下で高濃度画像を出力した際にも、吐
き出し転写残トナー回収不良によるカブリの悪化がな
く、安定した画像出力性能が確認できた。

【００９５】以上、画像出力環境及び吐き出し転写残ト
ナーへの帯電付与能力を検知して、その検知結果から吐
き出し転写残トナーの帯電量を割り出して、その帯電量
に応じて感光ドラム１１の非画像部上の吐き出し転写残
トナーを回収するのに必要な電位差Ｖｂａｃｋの制御を
帯電ローラ１２の印加電圧を変えて感光ドラム１１電位
ＶＤの値を変化させることにより、簡単な構成で、必要
以上のバイアスを印加することなく、吐き出し転写残ト
ナー回収不良による画像不良を防止することができる。

【００９６】以上の説明では、本発明に係る画像形成装
置が、単色の電子写真方式の画像形成装置である場合を
例に説明したが、本発明はこれに限らず、複数色の画像
を形成するカラーの画像形成装置に対して適応すること
ができる。この場合には、他部材として上述の転写材に
代えて、中間転写体（中間転写ベルトや中間転写ドラ
ム）を使用することになる。

【００９７】さらに、電子写真方式に限らず、静電記録
方式の画像形成装置にも適用することが可能である。こ
の場合には、帯電ローラ（帯電手段）１２及び露光装置
（露光手段）１３に代えて、像担持体表面に直接、静電
潜像を記録（形成）することになる。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
転写残トナーの帯電量を検知し、そのトナー帯電量に応
じて現像域でのカブリ取り電位差を制御することによっ
て、転写残トナー回収不良によるカブリと耐久出力時の
画像濃度の低下を同時に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示す
縦断面図である。

【図２】実施の形態２の画像形成装置の概略構成を示す
縦断面図である。

【図３】円形度と、平均円形度との定義を示す図であ
る。

【図４】湿度と帯電ローラ及び吐き出し転写残トナー帯
電レベルの関係を示す図である。

【図５】帯電量レベルに対するドラム電位設定変更値を
示す図である。

【図６】実施の形態１及び従来例の吐き出し転写残トナ
ー帯電量と画質の関係を示す図である。

【図７】実施の形態２の吐き出し転写残トナーと画質の
関係を示す図である。

【図８】実施の形態３における電位制御値を示す図であ
る。

【図９】実施の形態３及び従来例の吐き出し転写残トナ
ー帯電量と画質の関係を示す図である。

【図１０】従来の画像形成装置の概略構成を示す縦断面
図である。

【符号の説明】

１１像担持体（感光ドラム）１２帯電手段（導電性部材、帯電ローラ）１３露光手段（露光装置）１４現像手段（現像装置）１５転写手段（転写帯電器）２０転写残トナー帯電量検知手段（帯電ローラ
汚れセンサ）２１転写残トナー帯電量検知手段（トナー量検
知センサ）２２転写残トナー帯電量検知手段（電位セン
サ）Ｐ他部材（転写材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/00 ３０３Ｇ０３Ｇ 15/06 １０１２Ｈ１３４ 15/02 １０１ 21/00 ２Ｈ２００ 15/06 １０１ 15/08 ５０７Ｂ 21/00 9/08 １０１Ｆターム(参考） 2H005 AA08 AA15 EA02 EA10 FA06 2H027 DA02 DA14 DA50 DE05 DE07 EA01 EA05 EC06 EC19 2H068 CA03 DA12 DA21 2H073 AA03 AA09 BA04 BA13 BA25 CA02 CA14 2H077 AA37 AB01 AB14 AB15 AC01 AC16 AD02 AD06 AD13 AD31 AD36 DA01 DA18 DA57 DB08 EA13 EA16 GA03 2H134 GA01 GB02 HF13 JA11 KG03 KH01 MA04 2H200 FA02 GA23 GA34 GA44 GA56 GB37 HA02 HA21 HA28 HB12 HB22 HB45 HB46 JA02 MA03 MA05 MA08 MA13 MA14 MA20 MB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体表面を帯電手段により帯電し、
帯電後の前記像担持体表面を露光手段により露光して静
電潜像を形成し、現像手段により前記静電潜像にトナー
を付着させてトナー像として現像し、前記トナー像を転
写手段により他部材に転写し、転写時に前記他部材に転
写されないで前記像担持体表面に残った転写残トナーを
前記現像手段によって回収する画像形成方法において、前記転写残トナーの帯電量を転写残トナー帯電量検知手
段によって検知し、前記転写残トナー帯電量検知手段の検知結果に基づい
て、前記現像手段の現像バイアスと前記像担持体の表面
電位とのうちの少なくとも一方を制御手段により制御す
る、ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】前記転写残トナーの帯電量は、前記像担
持体上の電位を電位センサによって求める、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項３】前記転写残トナーの帯電量は、画像形成
時に湿度を測定し、その検知結果から求める、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項４】前記転写残トナーの帯電量は、前記帯電
手段の残留トナー汚れ度合いを検知し、その検知結果か
ら求める、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項５】前記現像バイアスと前記像担持体の表面
電位とのうちの少なくとも一方を制御する際に、現像バ
イアス交流成分の周波数又は波形のうちの少なくとも一
方を同時に制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項６】前記帯電手段が導電性部材と、前記導電
性部材表面に担持された導電粒子とを有し、前記導電性部材に帯電バイアスを印加し前記導電粒子を
介して放電を伴なうことなく前記像担持体表面を帯電す
る、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項７】前記像担持体は、導電性基体上にシリコ
ン原子を母体とする非単結晶材料で構成された光導電層
及び炭素原子を母体とする非単結晶材料で構成された表
面層からなる、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項８】前記トナーは、少なくとも結着樹脂と磁
性体とを含有するトナー粒子と無機微粉体からなり、平
均円形度０．９５０以上の磁性トナーであって、前記磁
性トナーの７９．６ｋＡ／ｍ（１０００エルステッド）
下における飽和磁化が１０Ａｍ^２／ｋｇ（ｅｍｕ／ｇ）
以上５０Ａｍ^２／ｋｇ以下である、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項９】像担持体と、前記像担持体表面を帯電す
る帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面を露光して静
電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを
付着させてトナー像として現像する現像手段と、前記ト
ナー像を他部材に転写する転写手段と、を備え、転写時
に前記他部材に転写されないで前記像担持体表面に残っ
た転写残トナーを前記現像手段によって回収する画像形
成装置において、前記転写残トナーの帯電量を検知する転写残トナー帯電
量検知手段と、前記転写残トナー帯電量検知手段の検知結果に基づい
て、前記現像手段の現像バイアスと前記像担持体の表面
電位とのうちの少なくとも一方を制御する制御手段と、
を備える、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】前記転写残トナー帯電量検知手段は、
前記像担持体上の電位を検知する電位センサを有する、ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】前記転写残トナー帯電量検知手段は、
画像形成時に湿度を測定する湿度センサを有する、ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記転写残トナー帯電量検知手段は、
前記帯電手段の残留トナー汚れ度合いを検知する汚れ検
知センサを有する、ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１３】前記現像バイアスと前記像担持体の表
面電位とのうちの少なくとも一方を制御する際に、現像
バイアス交流成分の周波数又は波形のうちの少なくとも
一方を同時に制御する、ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１４】前記帯電手段が導電性部材と、前記導
電性部材表面に担持された導電粒子とを有し、前記導電性部材に帯電バイアスを印加し前記導電粒子を
介して放電を伴なうことなく前記像担持体表面を帯電す
る、ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１５】前記像担持体は、導電性基体上にシリ
コン原子を母体とする非単結晶材料で構成された光導電
層及び炭素原子を母体とする非単結晶材料で構成された
表面層からなる、ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１６】前記トナーは、少なくとも結着樹脂と
磁性体とを含有するトナー粒子と無機微粉体からなり、
平均円形度０．９５０以上の磁性トナーであって、前記
磁性トナーの７９．６ｋＡ／ｍ（１０００エルステッ
ド）下における飽和磁化が１０Ａｍ^２／ｋｇ（ｅｍｕ／
ｇ）以上５０Ａｍ^２／ｋｇ以下である、ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。