JP2003098829A - 画像形成方法およびその方法を用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 電子写真方式の画像形成装置において、高湿
環境における長期放置や、摺擦部材の耐久劣化などによ
るトナー帯電量の低下を抑止し、長期にわたって安定し
て作動する画像形成装置を提供する。 【解決手段】１次帯電器２１によって帯電された感光ド
ラム２８表面をレーザー２２によって露光することで、
感光ドラム２８上に静電潜像が形成される。この潜像
を、現像器１によって現像しトナー像を得る。このトナ
ー像は、転写帯電器２３によって転写紙２７の表面に静
電的に転写される。トナー像を転写した転写紙２７は定
着器２５による加熱をうけ、トナー像は転写紙２７に定
着し、永久画像を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機やプリンタな
どの、電子写真方式を用いた画像形成装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図８に、従来の電子写真方式の画像形成
装置の一例を示す。

【０００３】画像の形成は次のようにして行われる。

【０００４】１次帯電器１２１によって帯電された感光
ドラム１２８表面をレーザー１２２によって露光するこ
とで、感光ドラム１２８上に静電潜像が形成される。こ
の潜像を、現像器１０１によって現像しトナー像を得
る。このトナー像は、転写帯電器１２３によって転写紙
１２７の表面に静電的に転写される。トナー像を転写し
た転写紙１２７は定着器１２５に搬送され、定着器１２
５による加熱をうけ、トナー像は転写紙１２７に定着
し、永久画像を得る。また転写後に感光ドラム１２８上
に残った残トナーはクリーナー１２６により除去され
る。

【０００５】次に図９を用いて、現像器１０１について
詳しく説明する。

【０００６】現像器１０１は、ポリエステル、スチレン
アクリルなどの樹脂に着色料、荷電制御剤などを分散し
た数μｍ〜１０数μｍ程度の粉体であるトナーを収容
し、所定の帯電量に帯電させて現像スリーブ１０３表面
に保持させ、感光ドラム１２８へ供給する役割を持つ。

【０００７】トナーへの帯電は以下のように行われる。

【０００８】まず図９（１）にあるような現像器１０１
では、現像スリーブ１０３に対し規制部材１０４が接触
しており、この接触部をトナーが通過する際に現像スリ
ーブ１０３および規制部材１０４との摩擦帯電によって
トナーへの帯電が行われる。また図９（２）にあるよう
な現像器１０３では、現像容器１０２内にトナ−とキャ
リアからなる２成分現像剤を収容し、循環攪拌すること
でトナーをキャリアと摺擦し、摩擦帯電する。

【０００９】トナーの帯電量は一般に周囲の雰囲気中の
水分量などに依存し、一般に高湿環境では低い値を示
し、逆に低湿環境では高い値を示す。このようなさまざ
まな環境において高品質な画像形成を行うためには、ト
ナーの帯電量変化はある程度の範囲に収まっていること
が必要である。図９（２）におけるトナーの帯電量は通
常−１０〜−３０ｍＣ／ｋｇ程度である。逆に静電潜像
の電位や転写条件などの画像形成条件はこのようなトナ
ーの帯電特性変化の範囲で良好な画像が得られるように
工夫される。

【００１０】なおトナーの帯電量に関して、その極性は
プラスの場合とマイナスの場合があるが、以下の説明に
おいてトナーの帯電量の大小について述べた場合、それ
は絶対値の大小について述べているものとする。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、たとえ
ば画像形成装置が長期にわたって高湿環境で放置された
場合など、トナーの帯電量の絶対値が通常の範囲よりも
下がってしまい、画像濃度の過剰な上昇・低下や白地部
のかぶりなどの画像不良、機内飛散等の弊害を引き起こ
すことがあった。

【００１２】またこのような現象は、現像器１０１が画
像形成に供され、現像スリーブ１０３や規制部材１０
４、キャリアといった摺擦部材が徐々に劣化していった
場合でも発生する。

【００１３】そこで、本発明の目的は、電子写真方式の
画像形成装置において、高湿環境における長期放置や、
摺擦部材の耐久劣化などによるトナー帯電量の低下を抑
止し、それが引き起こすさまざまな弊害を起こすことな
く長期にわたって安定して作動する画像形成装置を提供
することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段および作用】上記の目的は
本発明による画像形成方法またはそれを使用した画像形
成装置によって達成される。

【００１５】本発明による画像形成方法の第１は、静電
潜像を担持する回動自在な潜像担持体と、潜像担持体を
帯電させる潜像担持体帯電手段と、潜像担持体上の静電
潜像にトナーを現像して可視像化する現像手段と、潜像
担持体上の可視像を転写材へ転写する転写手段とを用い
た作像プロセス手段にて画像形成を行う画像形成方法で
あって、現像手段によって潜像担持体に現像されたトナ
ーを潜像担持体上で再帯電し、再帯電されたトナーを再
び現像手段内に回収する動作を行うことを特徴とする画
像形成方法である。

【００１６】また本発明による画像形成方法の第２は、
現像手段によって潜像担持体に現像されたトナーを潜像
担持体上で再帯電する方法として、現像手段によって前
記潜像担持体に現像されたトナーを、転写材に転写せず
に潜像担持体によって搬送し、潜像担持体帯電手段によ
ってそのトナーを再帯電する方法を用いたものである。

【００１７】また本発明による画像形成方法の第３は、
現像手段によって潜像担持体に現像されたトナーを潜像
担持体上で再帯電する方法として、現像手段によって潜
像担持体に現像されたトナーが転写手段によって転写材
に転写しないようにするとともに、転写手段によってそ
のトナーを再帯電する方法を用いたものである。

【００１８】また本発明による画像形成方法の第４は、
現像手段によって潜像担持体に現像されたトナーを潜像
担持体上で再帯電する方法として、潜像担持体上のトナ
ー、及び／または、潜像担持体の補助的な帯電を行うた
めの補助帯電部材によってそのトナーを再帯電する方法
を用いたものである。

【００１９】また本発明による画像形成方法の第５は、
転写材に対するトナー像転写後に潜像担持体に残留した
トナーを潜像担持体から除去するためのクリーニング装
置を備え、クリーニング装置は潜像担持体に対して着脱
可能とし、そのクリーニング装置を潜像担持体に対して
着脱させるためのクリーニング装置着脱手段を備え、現
像手段によって潜像担持体に現像されたトナーを再帯電
し、再帯電されたそのトナーを再び前像手段内に回収す
る動作を行う際に、クリーニング装置がクリーニング装
置着脱手段によって、潜像担持体に対して脱するような
画像形成方法である。

【００２０】また本発明による画像形成方法の第６は、
現像手段が、転写材に対するトナー像転写後に潜像担持
体に残留したトナーを回収するクリーニング手段を兼ね
るような画像形成方法である。

【００２１】また本発明による画像形成装置とは、上記
第１ないし第６の画像形成方法を用いた画像形成装置で
ある。

【００２２】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下におい
て、本発明による画像形成方法およびそれを用いた画像
形成装置の第１の実施形態を添付図面によって説明す
る。

【００２３】まず図１において画像形成装置全体の動作
について説明すると、１次帯電器２１によって帯電され
た感光ドラム２８表面をレーザー２２によって露光する
ことで、感光ドラム２８上に静電潜像が形成される。こ
の潜像を、現像器１によって現像しトナー像を得る。こ
のトナー像は、転写帯電器２３によって転写紙２７の表
面に静電的に転写される。トナー像を転写した転写紙２
７は定着器２５による加熱をうけ、トナー像は転写紙２
７に定着し、永久画像を得る。また転写後に感光ドラム
２８上に残った残トナーはクリーナー２６により除去さ
れる。

【００２４】次に現像器１について詳しく説明すると、
現像器１は、大きく分けてトナーを収容する現像容器２
と、収容されたトナーを担持搬送して感光ドラム２８表
面へと搬送する現像スリーブ３からなる。

【００２５】トナーはポリエステルを主体とした樹脂に
着色料、荷電制御剤などを分散し、粉砕分級することで
体積平均粒径９μｍ程度の粉体としたものである。

【００２６】現像スリーブ３は非磁性金属素管からな
り、規制部材４が接触している。この接触部をトナーが
通過する際に、現像スリーブ３および規制部材４との摩
擦帯電によってトナーへの帯電が行われる。帯電したト
ナーは静電気力によって現像スリーブ３表面に付着し、
均一な層となって感光ドラム２８との対向部（現像ニッ
プ）へと搬送される。

【００２７】次に現像動作時における現像ニップでのト
ナーの挙動について詳しく説明する。

【００２８】現像スリーブ３と感光ドラム２８との最近
接部の距離は約３００μｍである。

【００２９】また現像効率向上のため、現像スリーブ３
には直流成分電圧に交流成分電圧を重畳した現像バイア
スが、現像バイアス電源４２によって印加される。

【００３０】現像バイアスの直流成分電圧は静電潜像電
位との関係で決定され、周囲の雰囲気などによって可変
であるが、たとえば静電潜像の暗部電位（Ｖｄ）が−７
００Ｖ、明部電位（Ｖｌ）が−３００Ｖ、現像バイアス
の直流成分電圧（Ｖｄｅｖ）は−５００Ｖとして説明す
る。

【００３１】現像スリーブ３によって現像ニップへと搬
送されたトナーは静電潜像電位と現像バイアスとの電位
差によって電気力を受け、現像スリーブ３から感光ドラ
ム２８に向かって飛翔する。飛翔したトナーは現像バイ
アスの交流成分によって現像スリーブ３と感光ドラム２
８との間を往復する。このような往復運動をしながら、
マイナスの電荷をもつトナーはＶｄｅｖと潜像電位との
電位差に従って移動し、Ｖｄ部ではトナーが現像スリー
ブ３上に戻り、Ｖｌ部ではトナーが感光ドラム２８上に
付着する。

【００３２】このように、現像スリーブ３を感光ドラム
２８に対して非接触に設け、交流電圧によって現像スリ
ーブ３からトナーを飛翔させて現像する方式を、非接触
ＡＣ現像方式と呼ぶ。

【００３３】次に、本実施形態の特徴的な部分について
説明する。

【００３４】本実施形態のトナーの帯電量は主として周
囲の雰囲気中の水分量に依存する。たとえば温度３０
℃、相対湿度８０％の環境下でのトナーの帯電量は−１
０ｍＣ／ｋｇであり、また温度１５℃、相対湿度１０％
の環境下では−３０ｍＣ／ｋｇである。トナーの帯電量
がこの範囲であれば画像形成装置は正常に動作し、良好
な画像が得られる。

【００３５】しかしながら、たとえば画像形成装置が長
期にわたって高湿環境で放置された場合など、トナーの
帯電量が通常の範囲よりも下がってしまう。本実施形態
の場合はトナーの帯電量が−１０ｍＣ／ｋｇをきり始め
ると、現像バイアスの交流成分による電気力にトナーが
追従しなくなり始め、トナーが感光ドラム２８まで到達
しにくくなり、結果として画像濃度の低下を引き起こ
す。またトナーの帯電量が−５ｍＣ／ｋｇをきり始める
と、トナーを現像スリーブ１０３に保持している静電気
力が失われ、現像スリーブ３からトナーが飛散する。こ
の状態で現像スリーブ３が回転を続けると大量のトナー
が飛散し、画像形成装置内を汚染してしまう。

【００３６】そこで本実施形態の画像形成装置は、現像
器１内のトナーの帯電量を速やかに上昇させるために以
下に説明するようなトナー再帯電動作を行う。

【００３７】図１に示すように、本実施形態の画像形成
装置は、画像形成装置の動作を制御するための制御装置
３１、制御装置３１内のメモリ機構３２、制御装置３１
内のタイマ機構３３、画像形成装置周囲の温湿度情報を
検知して制御装置３１へ検知信号を送るための環境セン
サ３４を備えている。

【００３８】また本実施形態の画像形成装置は、１次帯
電器２１に１次帯電バイアスを印加するための１次帯電
バイアス電源４１、現像器１に現像バイアスを印加する
ための現像バイアス電源４２、転写帯電器２３に転写バ
イアスを印加するための転写バイアス電源４３を備えて
いる。これらの１次帯電バイアス電源４１、現像バイア
ス電源４２、転写バイアス電源４３は制御装置３１によ
って出力するバイアスの値やタイミングを制御される。

【００３９】次に図２によって本実施形態におけるトナ
ー再帯電動作を説明する。

【００４０】図２において、制御装置３１は不図示のバ
ックアップ電池により、画像形成装置の電源が切断され
ている状態においてもメモリ機構３２、タイマ機構３
３、環境センサ３４を駆動し、電源切断中の画像形成装
置周囲の温湿度データを定期的にメモリ機構３２内に保
存している（ステップ１）。画像形成装置の使用者が電
源スイッチ（不図示）の投入や画像データの送信によっ
て画像形成装置の電源を投入すると（ステップＳ２）、
制御装置３１はメモリ機構３２から電源切断中の温湿度
データを読み込む（ステップＳ３）。その後制御装置３
２は読み込んだ温湿度データを絶対水分量に換算し、絶
対水分量が１７ｇ／ｍ^３以上であった時間Ｔ（時間）を
積算する（ステップＳ４）。絶対水分量１７ｇ／ｍ^３と
いう閾値は、本実施形態の画像形成装置において現像器
１を放置したとき、トナー帯電量が大きく低下をはじめ
る点である。次にＴが８（時間）以上であるかどうかを
判定し（ステップＳ５）、Ｔ≧８（時間）である場合に
はステップＳ８へと進み、後述するようなトナー再帯電
動作を行う。またＴ＜８（時間）の場合には通常の画像
形成準備動作を行い（ステップＳ６）、画像形成装置を
待機状態にする（ステップＳ７）。

【００４１】次に図３によってステップＳ８のトナー再
帯電動作を詳しく説明する。

【００４２】まず１次帯電器２１にて感光ドラム２８表
面を−７００Ｖに帯電する。１次帯電器２１は放電ワイ
ヤ２１ａおよびグリッド２１ｂを備えていて、放電ワイ
ヤ２１ａに−６０００Ｖの電圧を印加することでコロナ
放電させ、感光ドラム２８を帯電する。ここで、グリッ
ド２１ｂを−７５０Ｖとしておくことで、感光ドラム２
８の帯電量を−７００Ｖに制御している。放電ワイヤ２
１ａ、グリッド２１ｂに印加される電圧は、共に１次帯
電バイアス電源４１から供給される。次にレーザー２２
によって、感光ドラム２８表面の電位が−３００Ｖにな
るように露光する。この露光部分に対して現像器１によ
ってトナー像を現像する。このとき現像バイアス電源４
２によって現像スリーブ３に印加される現像バイアスの
直流成分電圧Ｖｄｅｖは−５００Ｖである。

【００４３】現像スリーブ３上のトナーの帯電量は高湿
環境での放置により低下しており、その低下する程度は
放置環境の絶対水分量や放置時間に依存するが、ここで
は説明のため−７ｍＣ／ｋｇ程度であるとしておく。正
常なトナーの帯電量よりも若干下がっているため、出力
画像として求められる付着量よりは少ない量のトナーが
付着するが、本発明の目的を達成するには十分な量のト
ナーが感光ドラム２８に付着する。

【００４４】現像直後のトナー層表面電位（Ｖｔ）は、
本実施形態のような非接触ＡＣ現像方式の場合には、露
光部電位と現像バイアスの直流成分電圧Ｖｄｅｖとの間
になる場合が多い。本実施形態の場合はトナー層表面電
位Ｖｔが−４００Ｖである。このとき感光ドラム２８上
表面の電位が−３００Ｖであるから、トナー層により１
００Ｖ分の電位差が生じていることになる。トナーが現
像された直後の感光ドラム２８、トナー層表面電位Ｖｔ
などの電位の関係を表したものが図３（１）である。

【００４５】感光ドラム２８の回転に伴いトナー付着部
は順次転写帯電器２３、クリーナー２６との対向部を通
過する。しかし本実施形態の転写帯電器２３はコロナ帯
電方式であり、感光ドラム２８に接触していないため、
転写バイアス電源４３からのバイアス印加を行わないこ
とで、トナー付着部のトナーはそのまま転写帯電器２３
との対向部を通過する。また、クリーナー２６は通常の
画像形成動作時は感光ドラム２８と接触しているが、ト
ナー再帯電動作中はクリーナー２６を感光ドラム２８に
対して着脱するためのクリーナー着脱機構２９によって
クリーナー２６を感光ドラム２８に対して接触しない位
置まで退避させる。これによってトナー付着部のトナー
はそのままクリーナー２６との対向部を通過する。

【００４６】転写帯電器２３、クリーナー２６との対向
部を通過したトナーは、ふたたび１次帯電器２１との対
向部に搬送される。このとき１次帯電バイアス電源４１
は感光ドラム２８を帯電する際と同様の出力を１次帯電
器２１に与える。再び１次帯電器２１との対向部を通過
することによって、トナーおよび感光ドラム２８表面は
それぞれ再帯電を受け、−４００Ｖであったトナー層表
面電位Ｖｔが−７００Ｖ、−３００Ｖであった感光ドラ
ム表面電位が−５００Ｖとなる。つまり、トナー層とし
てはその表層と感光ドラム２８側で２００Ｖの電位差を
持っていることになる。これがトナーのもつ電荷による
電位差であり、図３（１）の状態と比較するとトナー層
による電位差は２倍になっている。

【００４７】つまり、再帯電によってトナーの帯電量が
約２倍となったことを示しており、実際のトナーの帯電
量も−１３〜１４ｍＣ／ｋｇ程度となる。この、トナー
再帯電を行った後の感光ドラム２８、トナー層表面電位
などの電位の関係を表したものが図３（２）である。

【００４８】このようにして再帯電されたトナー付着部
が再び現像器１との対向部を通過する際に、現像バイア
ス電源４２による現像スリーブ３の直流成分電圧を−３
００Ｖとする。図３（２）を参照してわかるように、こ
のときの感光ドラム２８の表面電位は最帯電前の−３０
０Ｖから１００Ｖ分移動して−４００Ｖとなっているの
で、感光ドラム２８表面と現像スリーブ３の間の電位差
によって最帯電されたトナーは感光ドラム２８から現像
スリーブ３へと向かう向きに電気力をうけ、感光ドラム
２８から現像スリーブ３に移動する。その後最帯電され
たトナーは現像スリーブ３の回転によって現像容器２内
に回収される。

【００４９】この再帯電動作を適宜行うことで、現像器
１内のトナーの帯電量を適正な値まで復帰させることが
可能となる。本実施形態では、直径８０ｍｍ（周方向長
さ２５１ｍｍ）の感光ドラム２８上に、周方向に２００
ｍｍ、回転軸方向に２９０ｍｍのトナー像を形成してト
ナー再帯電動作を行い、回収したのち再びトナー像を形
成、という動作を繰り返す。この繰り返しを２０回、つ
まり周方向に計ったトナー付着部の長さが合計４０００
ｍｍとなるまで行う。本実施形態の感光ドラム２８の線
速度は８０ｍｍ／ｓｅｃであり、トナーの現像に計５０
ｓｅｃ、回収に計５０ｓｅｃの時間を要する。その他動
作の開始、終了や、現像バイアス電源４２の出力切り替
え時間などを含めて合計で１５０ｓｅｃ程度の動作とな
る。

【００５０】この再帯電動作を行うことで、現像スリー
ブ３上のトナーの帯電量は−１１ｍＣ／ｋｇ程度とな
り、正常な画像形成を行うことができる。

【００５１】この再帯電動作を終了した後、もしくは一
部並行して通常の画像形成準備動作を行い（ステップＳ
６）、画像形成装置を待機状態にする（ステップＳ
７）。以上のようにして、高湿環境における長期放置よ
るトナー帯電量の低下を抑止し、それが引き起こす画像
濃度の過剰な低下や白地部のかぶりなどの画像不良、機
内飛散等の弊害を起こすことなく長期にわたって安定し
て作動する画像形成装置を提供するという、本発明の目
的が達成される。

【００５２】なお、本実施形態の１次帯電器２１は非接
触のコロナ帯電方式を用いているがこの構成にとらわれ
るものではない。たとえば接触式の導電性ゴムローラ
ー、スポンジローラー、磁気ブラシなどを１次帯電器２
１として用いても同様の効果が得られる。

【００５３】（第２の実施形態）実施形態の画像形成装
置は、図４に示したように、第１の実施形態における画
像形成装置とほぼ同様の構成であるが、転写帯電器２３
が感光ドラム２８に接触する弾性体のローラーである点
が異なっている。

【００５４】この構成において、再帯電するために感光
ドラム２８上に形成したトナー像が転写位置を通過する
ためには、転写帯電器２３が感光ドラム２８から着脱可
能な構成にしてもよいが、本実施形態では画像転写時と
は逆極性のバイアスを印加することでトナー像が転写さ
れずに感光ドラム２８上に残る。画像転写時には転写帯
電器２３にプラスの電圧を印加するが、逆にマイナスの
電圧を印加すればよい。

【００５５】この際、マイナス電圧の値を−１３００Ｖ
としておくことでトナー表層の電位を−７００Ｖ程度ま
で持ち上げることができ、実施形態１の場合と同様に、
トナーを再帯電させ、本発明の目的を達成することがで
きる。

【００５６】また、本実施形態のように転写帯電器２３
が着脱を要しない構成は、中間転写体を用いた画像形成
装置で、中間転写体を感光ドラム２８から着脱しない構
成としたときなどに特に有効である。

【００５７】なお、本実施形態では転写帯電器２３を接
触式のものとして説明したが、もちろん実施形態１のよ
うな非接触式の転写帯電器２３であってもトナーを再帯
電することが可能である。また、現像器１と転写帯電器
２３、転写帯電器２３と１次帯電器２１間に補助的な帯
電手段がある場合にも、補助的帯電手段を用いてトナー
を再帯電することが可能である。

【００５８】（第３の実施形態）以下において、本発明
による画像形成装置の第３の実施形態を添付図面によっ
て説明する図５で示したように、本実施形態の画像形成
装置の大きな特徴は、第１、第２の実施形態で示したク
リーナー２６を設けず、転写残トナーを再帯電して現像
器１にて回収するというクリーナーレス方式を採用した
点である。

【００５９】本実施形態の画像形成装置のその他の特徴
を挙げると、１次帯電器２１として導電性の弾性体ロー
ラーを用いている。この方式は、第１、第２の実施形態
で挙げたコロナ帯電方式の１次帯電器に比べコンパクト
な設計が可能であるため、本実施形態のようなクリーナ
ーレス方式と組み合わせることで装置をよりコンパクト
に設計することが可能となる。

【００６０】また本実施形態で用いられているトナー
は、スチレンアクリルモノマーに着色剤および荷電制御
剤を添加したモノマー組成物を水系の媒体中で懸濁重合
を行う懸濁重合法によって製造された球形状のトナー
（重合トナー）を用いた。このトナーは、第１および第
２の実施形態で用いた粉砕分級によって製造された不定
形のトナーに比べ、転写残トナー量を大きく減少させる
ことが可能となる。このようなトナーを用い、転写残ト
ナーを極力少なくすることで、クリーナーレス方式の実
現を容易にすることができる。

【００６１】また本実施形態では、感光ドラム２８に非
接触の現像スリーブ３に代わる現像剤担持体として、導
電性ゴムからなる現像ローラー３を感光ドラム２８に対
して接触させている。この方式は、第１および第２の実
施形態で述べた非接触ＡＣ現像方式のように、現像バイ
アスに交流成分を印加する必要がない。また現像ローラ
ー３が感光ドラム２８に接触しているため、感光ドラム
２８上の転写残トナーの回収がより確実に行われる。

【００６２】本実施形態におけるクリーナーレス方式を
詳しく説明すると、以下のようである。

【００６３】本実施形態の現像工程においては、第１の
実施形態のように、非接触に設けられた現像スリーブ３
からトナーを飛翔させる必要がない。このため、第１の
実施形態の現像工程から交流バイアス成分を除いたもの
と考えればよい。

【００６４】現像時に現像器１から感光ドラム２８表面
に付着されたトナーは、マイナスに帯電している。この
トナーは、転写時に転写帯電器２３に印加されたプラス
極性のバイアスを受けて転写紙２７上に転写される。感
光ドラム２８表面に残った転写残トナーは、転写時のプ
ラス極性バイアスの影響によりプラスに帯電する。この
ようにプラスに帯電している転写残トナーを、１次帯電
器２１によって感光ドラム２８表面を帯電するのと同時
に、マイナスに帯電する。こうして帯電特性がマイナス
となったトナーは、感光ドラム２８の非画像部電位と、
現像器１に印加された現像バイアスとの間の電気力によ
り、現像器１内に回収される。

【００６５】以上が通常画像形成時におけるクリーナー
レス方式の説明である。

【００６６】次に、本発明の特徴部分であるトナー再帯
電について説明する。

【００６７】まず、１次帯電バイアス電源４１によって
１次帯電器２１に−１３００Ｖの直流電圧成分のみを含
む１次帯電バイアスを印加し、感光ドラム２８表層電位
Ｖｄを−７００Ｖに帯電する。次にレーザー２２によっ
て、感光ドラム２８表面の電位が−３００Ｖになるよう
に露光する。この露光部分に対して現像器１によってト
ナー像を現像する。このとき現像バイアス電源４２によ
って現像スリーブ３に印加される現像バイアスの直流成
分電圧は−５００Ｖである。

【００６８】本実施形態の現像方式は接触ＤＣ現像方式
であり、現像直後のトナー層表面電位Ｖｔは−４００Ｖ
となる。

【００６９】本実施形態では、転写帯電器２３として導
電性のブラシを用いており、この転写帯電器２３は転写
紙搬送ベルト２４を介して感光ドラム２８に転写紙２７
を圧接するが、トナー再帯電動作時は感光ドラム２８方
向への加圧が解除され、転写紙搬送ベルト２４は感光ド
ラム２８から離間する。この状態で再帯電されるべきト
ナー像を現像し、転写部を通過させて１次帯電器２１へ
と搬送する。

【００７０】転写帯電器２３との対向部を通過したトナ
ーは、ふたたび１次帯電器２１との対向部に搬送され
る。このとき１次帯電バイアス電源４１は感光ドラム２
８を帯電する際と同様に−１３００Ｖの電圧を１次帯電
器２１に印加する。このことによって、−４００Ｖであ
ったトナー層表面電位Ｖｔが−７００Ｖとなる。その
後、第１の実施形態で説明したものと同様に、再帯電さ
れたトナーが現像器１に回収され、本発明の目的が達成
される。

【００７１】（第４の実施形態）本発明による第４の実
施形態による画像形成装置は、第３の実施形態の画像形
成装置の現像方式を、２成分現像方式としたものであ
る。

【００７２】図６に示したように、本実施形態の画像形
成装置における２成分現像装置は、現像剤担持体として
現像器１に固定配置されたマグネット５を内包した非磁
性の現像スリーブ３を用いる。現像剤としては、非磁性
トナーと磁性キャリアを混合した２成分現像剤が用いら
れる。本実施形態での非磁性トナーは、第３の実施形態
と同様重合によって球状に形成されたトナーである。ま
た、キャリアとしては、４０μｍ程度の体積平均粒径を
持つフェライトコアを、シリコーン樹脂で被覆したもの
を用いる。

【００７３】本実施形態では、２成分現像剤中に占める
トナーの割合（トナー濃度）は、重量百分率で７％であ
る。画像形成によって２成分現像剤から失われたトナー
は、不図示のトナー濃度センサーによる検知信号に従っ
て不図示のトナー補給層から補給されるため、画像形成
中のトナー濃度は７％前後でほぼ一定となる。

【００７４】本実施形態におけるクリーナーレス方式
は、第３の実施形態で述べたものと同様である。

【００７５】次にトナー再帯電に関して説明する。

【００７６】本実施形態では２成分現像方式を採用して
いるため、再帯電されたトナーの回収時に、プラスに帯
電したキャリアが感光ドラム２８表面に付着することが
ないような電位設定とすることが重要である。

【００７７】トナーの回収に関しては、画像形成時のか
ぶり保証電位と同じ電位差を保持するように潜像電位、
現像バイアスの直流成分Ｖｄｅｖを設定すればよい。本
実施形態の場合、現像バイアスの直流成分が、潜像の暗
部電位に対してプラス側に１００Ｖであれば、画像形成
時に白地部のかぶりを起こすことがなく、また再帯電し
たトナーの回収性も十分となる。

【００７８】またキャリア付着の防止に関しては、本実
施形態の場合には、現像バイアスの直流成分Ｖｄｅｖか
ら見た静電潜像の暗部電位が、マイナス側に２５０Ｖを
超えないようにすればよい。

【００７９】まず、１次帯電バイアス電源４１によって
１次帯電器２１に−１３００Ｖの１次帯電バイアスを印
加する。これによって第３の実施形態と同様に、感光ド
ラム２８表面は−７００Ｖに帯電する。次にレーザー２
２によって、感光ドラム２８表面の電位が−５００Ｖに
なるように露光する。この露光部分に対して現像器１に
よってトナー像を現像する。このとき現像バイアス電源
４２によって現像スリーブ３に印加される現像バイアス
の直流成分電圧Ｖｄｅｖは−６００Ｖである。このとき
の潜像電位、トナー表層電位Ｖｔ、現像バイアス直流成
分電圧Ｖｄｅｖの関係を示したものが図７（１）であ
る。

【００８０】本実施形態の現像方式は２成分接触ＡＣ現
像方式であるため、現像直後のトナー層表面電位は現像
バイアスの直流成分と略等しくなり、−６００Ｖとな
る。

【００８１】第３の実施形態と同様な転写部構成をとる
ことで転写帯電器２３との対向部を通過したトナーは、
ふたたび１次帯電器２１との対向部に搬送される。この
とき１次帯電バイアス電源４１は感光ドラム２８を帯電
する際と同様に−１３００Ｖの電圧を１次帯電器２１に
印加する。このことによって、−６００Ｖであったトナ
ー層表面電位Ｖｔが−７００Ｖとなる。トナー表層電位
が１００Ｖ変化したことになるが、そのうち５０Ｖはト
ナー層の下の感光ドラム２８表面の電位が変化して−５
５０Ｖとなった分であり、残りの５０Ｖはトナーの帯電
量が増加した分である。

【００８２】その後、現像バイアスの直流成分Ｖｄｅｖ
を−４５０Ｖとする。再帯電トナーが付着した部分で
は、感光ドラム２８と現像スリーブ３の電位差は１００
Ｖであり、再帯電トナーは現像器１に確実に回収され
る。一方レーザー２２による露光を受けていない部分で
は、感光ドラム２８と現像スリーブ３の電位差は２５０
Ｖであり、キャリア付着は生じない。このときの潜像電
位、トナー表層電位Ｖｔ、現像バイアス直流成分電圧Ｖ
ｄｅｖの関係を示したものが図７（２）である。

【００８３】本実施形態においては、感光ドラム２８に
付着させるトナー量や、再帯電動作を行った後のトナー
の帯電量の増加分が第１の実施形態に対して少ないが、
再帯電するトナーの感光ドラム２８周方向に図った長さ
の合計が８０００ｍｍとなるようにすることで、第１の
実施形態と同様の効果を得ることができる。

【００８４】以上のようにして本発明の目的が達成でき
る。

【００８５】以上、本発明の４つの実施形態を説明した
が、本発明の効果を得るための構成は必ずしも上記の構
成に限られるものではなく、各バイアス電源が出力する
バイアス、再帯電動作開始までのシーケンス、再帯電動
作の詳細タイミングなどは本発明の効果が得られる範囲
内において適宜選択することができる。

【００８６】たとえば再帯電動作開始は、環境センサ３
５による温湿度データで判断する代わりに、感光ドラム
２８上のトナー付着量を検知する光学センサの信号値に
よって判断するなどしても良い。また現像器１や２成分
現像剤の劣化度合いを使用枚数を積算するなどして判定
し、たとえばある枚数を超えたら定期的に再帯電動作を
行うなどの方法をとってもよい。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、静電潜
像を担持する回動自在な潜像担持体と、潜像担持体を帯
電させる潜像担持体帯電手段と、潜像担持体上の静電潜
像にトナーを現像して可視像化する現像手段と、潜像担
持体上の可視像を転写材へ転写する転写手段とを用いた
作像プロセス手段にて画像形成を行う画像形成方法であ
って、現像手段によって潜像担持体に現像されたトナー
を潜像担持体上で再帯電し、再帯電されたトナーを再び
現像手段内に回収する動作を行うことを特徴とする画像
形成方法、ないしはその方法を用いた画像形成装置であ
る。

【００８８】上記の画像形成方法、ないしはその方法を
用いた画像形成装置によって、高湿環境における長期放
置や、摺擦部材の耐久劣化などによるトナー帯電量の低
下を抑止し、それが引き起こすさまざまな弊害を起こす
ことなく長期にわたって安定して作動する画像形成装置
を提供するという、本発明の目的を達成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による画像形成装置を説
明する図。

【図２】本発明の第１実施形態による画像形成装置の動
作を説明する図。

【図３】本発明の第１実施形態による再帯電動作を説明
する図。

【図４】本発明の第２実施形態による画像形成装置を説
明する図。

【図５】本発明の第３実施形態による画像形成装置の動
作を説明する図。

【図６】本発明の第４実施形態による画像形成装置の動
作を説明する図。

【図７】本発明の第４実施形態による画像形成装置の動
作を説明する図。

【図８】従来例による画像形成装置を説明する図。

【図９】従来例による画像形成装置の現像器を説明する
図。

【符号の説明】

１ 現像器 ２ 現像容器 ３ 現像スリーブまたは現像ローラー ４ 規制部材 ５ マグネット ２１ １次帯電器 ２２ レーザー ２３ 転写帯電器 ２４ 搬送ベルト ２５ 定着器 ２６ クリーナー ２７ 転写紙 ２８ 感光ドラム ３１ 制御装置 ３２ メモリ機構 ３３ タイマ機構 ３４ 環境センサ ４１ １次帯電バイアス電源 ４２ 現像バイアス電源 ４３ 転写バイアス電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H077 AD06 AD13 AD35 AD36 AE03 AE06 AE09 AE10 DA03 DA18 DA20 DA22 DA57 DA62 DA78 DA82 DB25 EA03 EA15 EA16 GA02 GA03 GA04 2H134 GA01 GB02 HD05 HD08 HF13 JA11 KB07 KC01 KC03 KG01 KG03 KG04 KG07 KH04 2H200 FA01 FA02 GA23 GA44 GA45 GA46 GA53 GA54 GA56 GA57 GB12 GB14 GB37 HA02 HA12 HA29 HB03 HB12 HB22 HB29 JA02 JA29 JB10 PA10 PB28 PB33 PB38

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像を担持する回動自在な潜像担持
   体と、前記潜像担持体を帯電させる潜像担持体帯電手段
   と、前記潜像担持体上の静電潜像にトナーを現像して可
   視像化する現像手段と、前記潜像担持体上の可視像を転
   写材へ転写する転写手段とを用いた作像プロセス手段に
   て画像形成を行う画像形成方法であって、 前記現像手段によって前記潜像担持体に現像されたトナ
   ーを前記潜像担持体上で再帯電し、再帯電されたトナー
   を再び前記現像手段内に回収する動作を行うことを特徴
   とする画像形成方法。
2. 【請求項２】 前記現像手段によって前記潜像担持体に
   現像されたトナーを、前記転写材に転写せずに前記潜像
   担持体によって搬送し、前記潜像担持体帯電手段によっ
   てそのトナーを再帯電し、再帯電されたトナーを再び前
   記現像手段内に回収する動作を行うことを特徴とする請
   求項１の画像形成方法。
3. 【請求項３】 前記現像手段によって前記潜像担持体に
   現像されたトナーが前記転写手段によって前記転写材に
   転写しないようにするとともに、前記転写手段によって
   そのトナーを再帯電し、再帯電されたトナーを再び前記
   現像手段内に回収する動作を行うことを特徴とする請求
   項１の画像形成方法。
4. 【請求項４】 前記潜像担持体上のトナー、及び／また
   は、前記潜像担持体の補助的な帯電を行うための補助帯
   電部材を用いた請求項１の画像形成方法において、 前記現像手段によって前記潜像担持体に現像されたトナ
   ーを前記補助帯電手段によって再帯電し、前記潜像担持
   体によって搬送して再び前記現像手段内に回収する動作
   を行うことを特徴とする請求項１の画像形成方法。
5. 【請求項５】 前記転写材に対するトナー像転写後に前
   記潜像担持体に残留したトナーを前記潜像担持体から除
   去するための、前記潜像担持体の回転方向に関して、前
   記転写手段よりも下流側で、前記潜像担持体帯電手段よ
   りも上流側に、前記潜像担持体に対向して配置されたク
   リーニング装置を備え、 前記クリーニング装置は前記潜像担持体に対して着脱可
   能であり、 前記クリーニング装置を前記潜像担持体に対して着脱さ
   せるためのクリーニング装置着脱手段を備え、 前記現像手段によって前記潜像担持体に現像されたトナ
   ーを再帯電し、再帯電されたそのトナーを再び前記現像
   手段内に回収する動作を行う際に、前記クリーニング装
   置が前記クリーニング装置着脱手段によって、前記潜像
   担持体に対して脱することを特徴とする請求項１ないし
   ４の画像形成方法。
6. 【請求項６】 前記現像手段が、前記転写材に対するト
   ナー像転写後に前記潜像担持体に残留したトナーを回収
   するクリーニング手段を兼ねる請求項１ないし４の画像
   形成方法。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６の画像形成方法を用い
   た画像形成装置。