JP2013222131A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間転写ベルト上の転写残トナーを複数の感光体ドラムのクリーナに回収する画像形成装置において、転写残トナー回収動作における逆転写電界形成時に、感光体ドラムを露光することで、長期の使用にわたって感光体ドラムの感度劣化が発生し、画像濃度の低下や転写残トナーの回収不良が発生する。
【解決手段】転写残トナー回収動作における逆転写電界形成時に、感光体ドラムの使用情報に基づいて、帯電バイアス電圧と、１次転写バイアスと、感光体ドラムへの露光パワーの少なくとも一つを制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般には、電子写真方式を利用した、例えば複写機、プリンタなどの画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を用いた画像形成装置として、電子写真感光体（感光体ドラム）に形成したトナー像を中間転写体に１次転写し、これを記録材（転写材）に２次転写して出力する中間転写方式の画像形成装置がある。

これらの中でも、インライン方式の画像形成装置は、高速で画像形成を行うことが可能であるため、様々な方式が提案されている。この方式の装置は、複数の異なる色のトナー像を形成する画像形成ユニットを、記録材搬送体（転写材担持体）としての転写ベルト又は中間転写体としての中間転写ベルトの移動方向に直列に並置する。そして、複数の感光体ドラムから記録材又は中間転写ベルトへトナー像を順次多重転写する構成である。

このような画像形成装置では、転写ベルトや中間転写ベルトの表面にトナーが残留したり、付着したりした場合、何らかの形でクリーニングを行わないと画像不良の原因となる。転写ベルトや中間転写ベルトの表面に残留、付着したトナー（転写残トナー）を、転写ベルトや中間転写ベルトに当接させてトナーを掻き取るブレード等のクリーニング装置を設ける。そして、掻き取って不要となったトナーを廃トナータンクに集めるクリーニング装置が提案されている。

また、上記クリーニング装置を設けずに、転写ベルト表面や中間転写ベルト表面の転写残トナーを１次転写部において転写残回収電界を形成し、感光体ドラムに静電的に逆転写して、感光体ドラムに設けられたクリーニング装置にて回収させる方式も提案されている。

この場合、トナーの正規の帯電極性が負極性（マイナス）である場合でも、転写残トナーは、カブリトナーや２次転写残トナーであるため、負極性に帯電されているものや正極性（プラス）に帯電されているものが存在する。そのため、１次転写部で形成する転写残回収電界としては、画像形成時と同方向の「転写電界」と、その逆方向の「逆転写電界」の両方が必要になる。

即ち、負極性に帯電した転写残トナーを回収する場合は、露光手段によって感光体ドラム表面電位を０Ｖ付近になるように制御し、且つ１次転写手段には、感光体ドラム表面よりも負極性側に大きい電圧を印加する。これにより、通常の画像形成時とは逆方向の「逆転写電界」を１次転写部に形成する。

一方、正極性に帯電した転写残トナーを回収する場合は、感光体ドラム表面の電位を通常の画像形成時と同様に負極性に帯電し、且つ１次転写手段には正極性側の転写電圧を印加する。これにより、通常の画像形成時の転写電界と同じ方向の「転写電界」を１次転写部に形成する。

さらに、複数の感光体ドラムと複数の１次転写部を形成するインライン画像形成装置においては、転写残トナーを効果的に除去する方法が提案されている（特許文献１）。これは、負極性に帯電した転写残トナーと、正極性に帯電した転写残トナーを、夫々回収する感光体ドラムを区別して回収制御するものである。

また、提案によると、各感光体ドラムに設けられた廃トナー容器に回収されるトナー量に偏りが発生しないように、廃トナー容器にセンサ等の検知手段を設け、その検知結果に応じて、転写残トナーの振り分け回収を行う制御も提案されている。この場合、正極性に帯電した転写残トナーを所定の感光体ドラムに回収せずに通過させる制御も必要となり、この場合、感光体ドラム表面を露光して通常の画像形成時とは逆方向の「逆転写電界」を１次転写部に形成する。

更には、転写残トナーを帯電する帯電手段を設けることで、予め転写残トナーを所定の極性に帯電することで、より正確に各感光体ドラムへ逆転写するトナー量を制御、把握することができる。

特開２０１０−１１７７３０号公報

本発明は上記の先行技術をさらに発展させたものである。その目的とするところは、斯かる画像形成装置における像担持体の表面電位の安定性の改良を図り、像担持体の長期の使用にわたって感度劣化を防止し、画像濃度の低下の発生なく、転写残トナーを良好に回収することができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するため本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、帯電手段によって表面を均一に帯電され、トナー像を担持する複数の回転可能な像担持体と、前記像担持体における残留トナーを回収するクリーニング装置と、前記像担持体に形成されたトナー像を１次転写するための循環移動可能な中間転写体と、前記中間転写体を介して前記複数の像担持体とそれぞれ転写部を形成し、前記転写部で前記像担持体から前記中間転写体にトナー像を１次転写する複数の１次転写手段と、を有し、前記中間転写体における残留トナーを前記像担持体に転写して前記クリーニング装置によって回収する残留トナー回収動作を実行可能な画像形成装置であって、前記像担持体に関する情報を格納した記憶手段と、前記残留トナー回収動作の実行時に、前記１次転写手段と前記像担持体との間に画像形成時と逆方向の電界を発生させる制御手段と、前記像担持体の表面に対して露光を行う露光手段と、を有し、前記転写残トナー回収動作の実行時において、前記制御手段は、前記像担持体と前記１次転写手段との間に所定の電位差を得るために、前記記憶手段に格納された情報に基づき、前記帯電手段と、前記１次転写手段と、前記露光手段のうち、少なくとも一つを制御することを特徴とする。

本発明によれば、像担持体の長期の使用にわたって感度劣化を防止し、画像濃度の低下の発生なく、中間転写体における残留トナーを良好に回収することができる画像形成装置を提供することができる。

実施例１に係るレーザパワー制御を説明するフローチャートである。 実施例１に係る画像形成装置の概略断面図である。 実施例１に係る、感光体ドラム使用初期の転写残トナー回収動作を説明するシーケンス図である。 実施例１に係る、感光体ドラムの感度特性を説明するグラフ、及び転写残トナー回収動作を説明するシーケンス図である。 実施例２に係る、転写残トナー回収動作を説明するシーケンス図である。 実施例３に係る、転写残トナー回収動作を説明するシーケンス図、及び感光体ドラムの感度特性を説明するグラフである。 帯電バイアス電圧と１次転写バイアス電圧を出力する電源回路を説明する概略図である。 実施例２係る、１次転写バイアス制御を説明するフローチャートである。 実施例３に係る、帯電バイアス制御を説明するフローチャートである。 実施例４に係る、感光体ドラムの感度特性を説明するグラフである。 実施例４に係る、帯電バイアス制御を説明するフローチャートである。 従来例に係る、転写残トナー回収動作を説明するシーケンス図、及び感光体ドラムの感度特性を説明するグラフである。 実施例５に係る画像形成装置の概略構成図である。

［実施例１］
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

（１−１）画像形成装置の全体的な概略構成の説明
図２において、画像形成装置１は、電子写真プロセスを用いた中間転写インライン方式のレーザービームプリンタである。図７は、この画像形成装置１における帯電バイアス、現像バイアス、一次転写バイアス，二次転写バイアスの印加系統の配線図である。図２と図７を参照して本実施例における画像形成装置１の全体的な概略構成の説明は説明する。

画像形成装置１はプリンタ制御部１００にインターフェース１０２を介して接続されているプリンタコントローラ２００から入力する画像データ（電気的な画像情報）に対応した画像を記録媒体である記録材（用紙、転写材）Ｐに形成して画像形成物を出力する。

プリンタ制御部（以下、制御部と記す）１００は画像形成装置の動作を制御する制御手段であり、プリンタコントローラ２００と各種の電気的情報信号の授受をする。また、各種のプロセス機器やセンサから入力する電気的情報信号の処理、各種のプロセス機器への指令信号の処理、所定のイニシャルシーケンス制御、所定の作像シーケンス制御を司る。制御部１００において、１０２はレーザパワー制御部、１０３は演算処理部である。

プリンタコントローラ２００は、ホストコンピュータ、ネットワーク、イメージリーダ、ファクシミリ等の外部ホスト装置である。記録材Ｐは記録紙、ＯＨＰシート、葉書、封筒、ラベル等である。

画像形成装置１は、４つの画像形成ユニット（プロセスカートリッジ）１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが横方向（略水平方向）に一定の間隔を置いて並列配置された所謂インライン型で構成されている。

プロセスカートリッジ（以下、カートリッジと記す）１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、像担持体としての感光体ドラム１１（１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ）を有する。また、感光体ドラム（以下、ドラムと記す）１１の表面を所定電位で均一に帯電する帯電部材（帯電手段）としての帯電ローラ１２（１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ）を有する。

また、ドラム１１上に形成された静電潜像を現像するために、非磁性一成分トナー（マイナス帯電特性）を担持搬送する現像手段としての現像ローラ１３（１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ）を有する。また、現像ローラ１３上のトナー層を均一化するための現像ブレード１５（１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ）を有する。また、トナー像転写後のドラム１１の残留トナーを回収するクリーニング装置（クリーニング手段）、即ち、ドラム１１の表面を清掃するドラムクリーナ１４（１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ）を有する。

カートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、それぞれ、上記のドラム１１、帯電ローラ１２、現像ローラ１３、現像ブレード１５、ドラムクリーナ１４が一体として構成されている。各カートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋのドラム１１はそれぞれ不図示の駆動手段によって、図中の矢印方向に１２０（ｍｍ／ｓｅｃ）の表面移動速度で回転駆動される。

ここで、各カートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、現像容器１６（１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋ）に収納されたトナー（現像剤）を除いて、略同様に構成されている。

カートリッジ１０Ｙは現像容器１６Ｙにイエロー（Ｙ）色のトナーが収納されており、ドラム１１ＹにＹ色のトナー像を形成する。カートリッジ１０Ｍは現像容器１６Ｍにマゼンタ（Ｍ）色のトナーが収納されており、ドラム１１ＭにＭ色のトナー像を形成する。カートリッジ１０Ｃは現像容器１６Ｃにシアン（Ｃ）色のトナーが収納されており、ドラム１１ＣにＣ色のトナー像を形成する。カートリッジ１０Ｋは現像容器１６Ｋにブラック（Ｋ）色のトナーが収納されており、ドラム１１ＫにＫ色のトナー像を形成する。

各カートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、画像形成装置１の装置本体（画像形成装置本体）の装着部に取り外し可能（着脱可能）に装着されている。例えば現像器１３内のトナーが消費された場合には、各カートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ毎に交換することができるように構成されている。

また、各カートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋには、記憶手段としてメモリ１７（１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋ）が設けられている。メモリ１７としては、例えば、接触不揮発性メモリ、非接触不揮発性メモリ、電源を有する揮発性メモリなど、任意の形態を用いることができる。本実施例では、記憶手段として非接触不揮発性メモリ１７がカートリッジ１０に搭載されている。

非接触不揮発性メモリ１７は、メモリ側の情報伝達手段（通信手段）であるアンテナ（図示せず）を有し、無線で画像形成装置１の装置本体側の制御部１００と通信することで、情報の読み出し及び書き込みが可能である。即ち、制御部１００は装置本体側の情報伝達手段（通信手段）、メモリ１７に対する情報の読み書き手段の機能を備えている。図７において、１０１（１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｋ）が制御部１００と各メモリ１７との間の通信部である。

各メモリ１７には、それぞれ、対応する像担持体であるドラム１１に関する情報が格納されている。即ち、後述するように、ドラム１１の感光層の膜厚に関する情報（膜厚情報）、及び感度に関する情報（感度情報）が、ドラム１１あるいはカートリッジの製造時に記憶される。また、ドラム１１の使用に伴う、膜厚及び感度の変化量に関する情報や露光履歴情報などが随時書き込み及び読み出しが可能である。

現像手段としての現像ローラ１３は、芯金と、芯金周りに同心一体に形成された導電性弾性体層とを有し、ドラム１１に対してほぼ並行に配置される。現像ブレード１５は、ＳＵＳ製の金属薄板で構成されており、現像ローラ１３に所定の押圧力にて自由端を当接している。現像ローラ１３は、摩擦によって負極性（マイナス）に帯電されたトナーをドラム１１と対向する現像位置に担持搬送する。

各カートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおいて、現像ローラ１３、現像ブレード１５、現像容器１６を含む現像ユニットは、ドラム１１に対して揺動可能に配設されている。そして、現像ユニットは制御部１００で制御される接離機構(不図示)によって現像ローラ１３がドラム１１に対して所定の押圧力で当接した当接状態と現像ローラ１３がドラム１１から離れた離間状態とに状態転換される。

現像ユニットは画像形成工程時には現像ローラ１３がドラム１１に当接した状態に転換され、矢印方向に所定の速度で回転駆動される。また、現像ローラ１３の芯金に対して、制御部１００で制御される現像バイアス電源６０１（図７）から現像バイアス電圧として約−３００ＶのＤＣバイアス電圧が印加される。

本実施の形態の画像形成装置１では、ドラム１１の表面に対して露光を行う露光手段としての露光系として、各カートリッジ１０のそれぞれに配設されたドラム１１を露光するレーザ露光ユニット２０が設けられている。レーザ露光ユニット２０には、プリンタコントローラ２００からインターフェース２０１を介して制御部１００に入力し画像処理された画像情報の時系列電気デジタル画素信号が入力する。

レーザ露光ユニット２０は、図には省略したけれども、入力する時系列電気デジタル画素信号に対応して変調したレーザ光を出力するレーザ出力部を有する。また、回転多面鏡（ポリゴンミラー）、ｆθレンズ、反射鏡等を有している。

そして、レーザ露光ユニット２０はレーザ光Ｌでドラム１１の表面を主走査露光する。この主走査露光と、表面が帯電ローラ１２で均一に帯電されたドラム１１の回転による副走査により、画像情報に対応した静電潜像がドラム１１の表面に形成される。

また、レーザ露光ユニット２０は、後述する残留トナー回収動作を実行する時にも、ドラム１１を露光することで、ドラム表面電位を制御する。残留トナー回収動作は中間転写ベルト３０における残留トナーをドラム１１に転写してドラムクリーナ１４によって回収する転写残トナー回収動作である。

ここで、接触型の帯電手段としての帯電ローラ１２は、芯金と、芯金周りに同心一体に形成された導電性弾性体層とを有し、ドラム１１に対してほぼ並行に配列され、かつ導電性弾性体層の弾性に抗して所定の押圧力で当接している。芯金の両端部は回転可能に軸受け支持されており、帯電ローラ１２はドラム１１の回転に従動して回転する。本実施例においては、帯電ローラ１２の芯金に対して、制御部１００で制御される帯電バイアス電源６０２（図７）から帯電バイアス電圧として約−１０００ＶのＤＣバイアス電圧が印加される。

一方、本実施の形態の画像形成装置１では、各カートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋのドラム１１に当接するように、第２の像担持体である無端状の中間転写ベルト（以下、ベルトと記す）３０が配置されている。ベルト３０はドラム１１に形成されたトナー像を１次転写するための循環移動可能な中間転写体である。

ベルト３０は、一例として、必要に応じて抵抗調整がなされた、電気抵抗値（体積抵抗率）が１０^１１〜１０^１６（Ω・ｃｍ）程度の厚さ１００〜２００μｍの樹脂フィルムを無端状に形成したものである。樹脂フィルムはＰＶｄｆ（ポリフッ化ビニリデン）、ナイロン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）等である。

また、ベルト３０は、駆動ローラ３４、２次転写対向ローラ３３とで張架され、駆動ローラ３３が不図示のモーターにより回転することにより、プロセス速度で循環移動駆動される。１次転写ローラ３１（３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋ）は、軸上に導電性弾性層を設けたローラ状に構成され、それぞれドラム１１（１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ）に対してほぼ平行に配置されている。そして、それぞれ、ベルト３０を介してドラム１１に所定の押圧力で当接して、１次転写部Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４を形成している。

即ち、各１次転写ローラ３１はベルト３０を介して複数の像担持体である各ドラム１１と各々転写部Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４を形成し、各転写部でドラム１１からベルト３０にトナー像を１次転写する複数の１次転写手段である。

１次転写ローラ３１の軸には、画像形成工程時には、制御部１００で制御される一次転写バイアス電源７０１（図７）から１次転写バイアス電圧として正極性の約３００ＶのＤＣバイアス電圧が印加される。また、２次転写残トナー回収動作時には、逆転写電界形成用バイアスとして、負極性の約−５００ＶのＤＣバイアス電圧が印加される。即ち、制御部１００は、２次転写残トナー回収動作時に、一次転写バイアス電源７０１を制御して１次転写ローラ３１とドラム１１との間に画像形成時とは逆方向の電界を発生させる。

各ドラム１１上に現像された各色トナー像は、さらにドラム１１が矢印方向に回転することで１次転写部に送られ、１次転写ローラ３１とドラム１１との間に形成された転写電界によってベルト３０上に順次に１次転写される。このとき、４色の画像は順次に重畳的にベルト３０上に転写されるので、４色のトナー像の位置は一致している。ドラム１１上の１次転写残トナーはドラムクリーナ１４によりクリーニングされる。

なお、１次転写行程が常に高転写効率、低再転写率などの条件を満たし良好に行われるには、１次転写バイアス電源７０１から印加する正極性のバイアスを、環境やパーツの特性などを考慮した最適な値に常に制御する必要がある。制御部１００はこれを行っている。

ここで、本実施の形態の画像形成装置１には、用紙搬送系として、給紙側に、記録材（以下、用紙と記す）Ｐを収容する用紙カセット５０を有する。また、この用紙カセット５０に集積された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップローラ５１、ピックアップローラ５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ローラ５２を有する。また、画像形成動作に合わせて用紙Ｐを２次転写位置に送り出すレジストローラ５３を有する。

４色のトナー像がベルト３０上に１次転写されると、ベルト３０の回転と同期を取って、レジストローラ５３から用紙Ｐが搬送される。そして、１次転写ローラ３１と同様な構成から成る２次転写ローラ３２が用紙Ｐを介してベルト３０に当接し２次転写部（ニップ部）Ｎ３２を形成して用紙Ｐを挟持搬送する。２次転写ローラ３２には、２次転写対向ローラ３３を対向電極として、２次転写バイアス電源７０２（図７）から正極性の約１０００ＶのＤＣバイアス電圧が印加される。これにより、ベルト３０上の４色のトナー像は一括して用紙Ｐ上に２次転写される。

そして、２次転写部Ｎ３２を挟持搬送されて４色のトナー像が転写された用紙Ｐはベルト３０から分離されて搬送ローラ５３及び５４によって、従来公知の定着装置６０に搬送される。この定着装置６０において、用紙Ｐ上の未定着トナー像は、熱および圧力による定着処理を受けて用紙Ｐに定着される。そして、排紙ローラ５６及び５７により排紙口５８から装置本体上面の排紙トレイ５９上にカラー画像形成物として、排出される。

用紙Ｐに転写されないでベルト３０に残留した２次転写残トナーは、２次転写部Ｎ３２よりもベルト３０の移動方向下流側においてベルト３０に当接されたブラシローラ６１によって正極性に逆帯電される。即ち、ブラシローラ６１には、２次転写バイアス電源７０２（図７）から２次転写バイアスと同じ正極性の約１０００ＶのＤＣバイアス電圧が印加されている。このブラシローラ６１によって、ベルト３０に残留した２次転写残トナーが正極性に逆帯電される。

そして、その正極性に逆帯電された２次転写残トナーが１次転写部にてドラム１１側に逆転写されて、ドラムクリーナ１４によってかきとり回収される。即ち、ベルト３０における残留トナーを感光体ドラム１１に転写（逆転写）してドラムクリーナ（クリーニング装置）１４によって回収する転写残トナー回収動作を実行可能である。

（１−２）転写残トナー回収動作（残留トナー回収動作）に関する説明
<従来例>
ベルト３０における残留トナーをドラム１１に転写してドラムクリーナ１４によって回収する転写残トナー回収動作について、図１２の（ａ）及び（ｂ）に従って、シーケンス及びドラム電位特性から説明する。本実施例のドラム１１はアルミニウム製の円筒状基体と、その表面を覆うＯＰＣ（有機半導体）感光層とによって構成されており、感光層の初期膜厚が１８（μｍ）である。

画像形成工程が開始されると、帯電ローラ１２には約−１０００ＶのＤＣバイアス電圧が印加され、ドラム１１の表面に約−５００Ｖの暗部電位が形成される。画像データに基づき、レーザ露光ユニット２０は、帯電処理されたドラム表面をレーザパワー（露光パワー：露光レーザパワー）Ｌ１で露光して、−１００Ｖの明部電位を形成する。これにより、ドラム表面には暗部電位（約−５００Ｖ）と明部電位（−１００Ｖ）との静電コントラストにより画像データに対応した静電潜像が形成される。

その静電潜像が現像ローラ１３によりトナー像として現像される。ドラム上のトナー像は、１次転写バイアス３００ＶのＤＣバイアス電圧によって１次転写部Ｎ１〜Ｎ４にて形成された転写電界によって、ベルト３０上に転写される。そして、ベルト３０上のトナー像が２次転写部Ｎ３２にて用紙Ｐに対して２次転写される。

画像形成が終了すると、連続的にベルト３０上の２次転写残トナー回収動作が実行される。具体的には、ブラシローラ６１によって、正極性に帯電された２次転写残トナーがベルト３０上に放出され、回収するドラム（回収ステーション）の１次転写部へ搬送される。

例えば、カートリッジ１０Ｃのドラム１１Ｃに転写残トナーを回収する場合、搬送される過程で、回収せずに通過させたい非回収ステーションの１次転写部Ｎ１及びＮ２を通過する際に、図１２の（ａ）で示したシーケンスが実行される。

即ち、レーザ露光ユニット２０は、ドラム１１Ｙ，１１ＭをレーザパワーＬ１で露光を続け、１次転写ローラ３１Ｙ，３１Ｍには−４００Ｖの逆転写電界形成用のＤＣバイアスを印加する。これにより、１次転写部Ｎ１及びＮ２には３００Ｖの「逆転写電界」を形成する。この電位差によって、正極性（プラス）に帯電した転写残トナーは、確実に非回収ステーションの１次転写部Ｎ１及びＮ２を通過することができる。

更に、回収ステーションである１次転写部Ｎ３では、帯電ローラ１２Ｃは、ドラム１１Ｃを−５００Ｖに帯電し、１次転写ローラ３１Ｃには、−２００ＶのＤＣバイアスを印加することで、３００Ｖの「転写電界」を形成する。これにより、正極性（プラス）に帯電した２次転写残トナーを回収する。この時、回収ステーションでは、１次転写ローラ３１Ｃには、０Ｖ若しくは画像形成時と同じ３００Ｖの正極性のＤＣバイアス電圧を印加することで「転写電界」を形成することも可能である。

また、一方、ブラシローラ６１には、十分には正極性（プラス）に帯電しきれない転写残トナーが蓄積するため、ブラシローラ６１に負極性（マイナス）のＤＣバイアス電圧を印加する、いわゆる、ブラシローラクリーニングを行う場合もある。この場合、負極性に帯電された２次転写残トナーがベルト３０上に放出され、回収ステーションの１次転写部へ搬送され、回収ステーションのドラム１１に逆転写回収が行われる。

例えば、カートリッジ１０Ｋのドラム１１Ｋに、負極性（マイナス）に帯電した２次転写残トナーを回収する場合を説明する。この場合は、搬送される過程で、回収せずに通過させたい非回収ステーションの１次転写部Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３を通過する際は、帯電ローラ１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃはドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃを−５００Ｖに帯電する。そして、１次転写ローラ３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃには、−２００ＶのＤＣバイアスを印加する。これにより、３００Ｖの「転写電界」を形成することで、負極性（マイナス）に帯電した転写残トナーを回収せずに、通過させる。

また、回収ステーションの１次転写部Ｎ４では、図１２の（ａ）で示すように、レーザ露光ユニット２０はドラム１１ＫをレーザパワーＬ１で露光し、１次転写ローラ３１Ｋには−４００Ｖの逆転写電界形成用のＤＣバイアスを印加する。これにより、１次転写部Ｎ４には３００Ｖの「逆転写電界」を形成することで、負極性（マイナス）に帯電した転写残トナーを回収する。

上述したような、転写残トナー回収動作において、逆転写電界を形成する際、ドラムの表面電位を極力０Ｖに近づけて、１次転写バイアスの電圧出力値を低く抑えることが電源、装置の小型化に対して有効である。また、ドラムの膜厚変化に対して、電位変化を極力小さくする目的で、レーザパワーＬ１のように、強い露光量を用いることが一般的であった。

しかし、ドラム１１の長寿命化に伴い、強い露光を繰り返されたドラム１１には、感度劣化が生じてしまうことがあった。具体的には、図１２の（ｂ）に示すように、ドラム１１の膜厚１８μｍから１３μｍまで使用した場合、ドラム１１の電位特性が大きく変化してしまっている。即ち、レーザパワーＬ１で露光したときのドラム１１の明部電位が変化してしまい、その結果、画像形成中のコントラストの低下による画像濃度の低下や、転写残トナー回収動作時の「逆転写電界」の低下による通過、回収不良が発生してしまう。

即ち、転写残トナー回収動作は画像形成後に毎回行われる頻度の高いシーケンスであり、ドラム１１の画像形成領域のほぼ全域を露光するため、ドラム１１の感度劣化に対して支配的な要因となっていた。一方、「逆転写電界」形成時のドラム表面の露光量を低く設定した場合、ドラム１１の使用による磨耗によって膜厚変化が生じることで、ドラム表面電位が変化してしまい、所望の「逆転写電界」を得ることが困難となる。

＜実施例＞
そこで、本実施例においては、ドラム１１の感度劣化を抑える目的で、転写残トナー回収動作時における「逆転写電界」の形成時の感光体ドラムへの露光量を低く抑える。そして、ドラム１１の使用情報に基づき露光量を制御する。

即ち、制御部１００は、メモリ１７に格納された情報に基づきドラム１１と１次転写ローラ３１との間に所定の電位差を得るために、レーザ露光ユニット（露光手段）２０の露光パワーを制御することを特徴とする。

具体的に、図３、図４の（ａ）と（ｂ）に従って、シーケンス及びドラム電位特性から説明する。この場合、１８μｍの初期膜厚状態においては、図３及び図４の（ａ）で示すように、転写残トナー回収動作における「逆転写電界」形成時の露光量はレーザパワーＬ２で行う。レーザパワーＬ２はドラム表面電位（明部電位）が画像形成時の−１００Ｖに対して−２００Ｖとなるように画像形成時のレーザパワーＬ１よりもレーザ光量（露光量）を少なくしたものである。この時、１次転写バイアス電圧を−５００Ｖ印加することで３００Ｖの「逆転写電界」を形成することが可能である。

但し、ドラム１１の使用により１３μｍまで膜厚が変化した場合、ドラム１１の電位特性の変化により、レーザパワーＬ２で露光時のドラム電位が−３００Ｖに変化する。そのため、「逆転写電界」を確保するため、図４の（ｂ）に示すように、レーザパワーをＬ２ｎに切り替える制御を行う。即ち、ドラム表面電位（明部電位）が−２００Ｖに維持されるようにレーザパワーＬ２をそれよりもレーザ光量（露光量）を多くしたレーザパワーＬ２ｎ（Ｌ２＜Ｌ２ｎ＜Ｌ１）に切り替える制御を行う。

このように、ドラム１１の使用による膜厚変化に応じて、転写残トナー回収動作時の露光量（露光パワー）を制御することで、「逆転写電界」を安定に維持することができる。

この制御を行うために、制御部１００は、転写残トナー回収動作前に、メモリ１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋに格納された、初期膜厚に関する情報ｍｉ（μｍ）、膜厚変化量に関する情報ｍｊ（μｍ）、ドラムの感度に関する情報ｋｉ、を読み出す。この情報の読み出しは通信部１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｋ（図７）を介してなされる。そして、制御部１００は、予め設定した以下の式（式１）を用いて転写残トナー回収動作における「逆転写電界」形成時の露光レーザパワーＬ２を決定する。

Ｌ２＝｛０．５６−０．０２×（ｍｉ−ｍｊ）｝×ｋｉ・・・（式１）
ｍｊ＝ε×ｔ・・・（式２）
ε：係数
膜厚変化量に関する情報ｍｊ（μｍ）は、プリント枚数ｔ（枚）から算出されるものであり、随時、制御部１００からメモリ１７に書き込まれる情報である。また、係数εは、感光体及び画像形成装置の特性に応じて、任意に最適化される係数である。温湿度等の画像形成装置が使用される雰囲気状態を検知するセンサを有している場合は、検知した雰囲気状態に応じて、補正される構成にすることで、より詳細な制御を行うことが可能である。

尚、本実施例においては、（式１）及び（式２）は一次関数としたが、感光体特性に応じて適宜決定されるものであり、多項の式あるいは、複数の曲線からなる式であってもかまわない。また、予め膜厚に応じて、段階的にレーザパワーを切り替えるためのテーブルを、画像形成装置本体制御部に設けた場合でも制御可能である。

更に、感光層の膜厚変化量の算出に関しては、プリント枚数の他、帯電バイアス印加時間、ドラム回転時間のいずれかを選択、若しくは、組み合わせても可能である。更に、新品時におけるドラム１１の感度情報ｋｉを製造時にメモリ１７に格納することで、ドラム１１の電位特性からレーザパワーＬ２を補正することで、より詳細に「逆転写電界」を制御することが可能になる。

また、複数のドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの異なる初期膜厚設定を行う場合でも、本制御では複数のドラム毎に所定の「逆転写電界」を形成することできる。そのため、寿命の異なる複数種類のドラムが採用可能であるため、ユーザビリティーの向上につながる。

また、回収ステーションと非回収ステーションの区別に関しては、例えば、ドラム１１のクリーニング装置１４に回収トナー量を検知する光学センサ等の検知手段を設け、検知結果に基づいて転写残トナーを振り分ける。これにより、特定のクリーニング装置１４が回収トナーで満杯になり、プロセスカートリッジ１０を交換しなければならなくなるのを防止できる。

また、現像装置内の未使用トナーの残量を検知する検知手段を設け、検知結果に基づいて転写残トナーの回収ステーションを選択してもよい。これは、ドラム上の１次転写残トナーの回収量と、現像装置内の未使用トナー量の間の相関を予めとっておくことで可能になる。更には、各色のプリントされた画像データやプリント枚数から、使用されたトナー量を求め、それとクリーニング装置内の回収トナー量と相関を予めとっておくことで、回収ステーションを決定することも可能である。

尚、本発明では、転写残トナー回収動作時におけるドラム１１の露光手段として、画像形成時にドラム１１を走査露光するレーザ露光ユニット２０を用いたが、ＬＥＤ等を用いた別の露光手段を設けて制御する場合も適用可能である。

（１−３）高圧電源回路に関する概略構成の説明
本実施例における、各バイアス電源の接続について図７の配線図を用いて説明する。カートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの帯電ローラ１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋには、帯電バイアス電源６０２が接続されている。帯電ローラ１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋに対しては、同一の帯電バイアス電圧が印加されるように共通回路にて構成される。

また同様に、１次転写ローラ３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋには、１次転写バイアス電源７０１が接続されている。１次転写ローラ３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋに対しては、同一の１次転写バイアス電圧が印加されるように共通回路にて構成される。

このように、本実施の形態の画像形成装置１では、カートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの帯電ローラ１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋに対する電源及び、１次転写ローラ３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋに対する電源を各々共通化している。これにより、電源の数を低減化することで、画像形成装置１の小型化および低コスト化の実現を可能としている。

（１−４）転写残トナー回収動作における制御を説明するフローチャート
次に、図１のフローチャートを用いて、本実施例における、露光レーザパワー制御方法に関して説明する。プリントコントローラ（外部ホスト装置）２００からプリント信号が入力される（Ｓ１０１）と、制御部１００は通信部１０１を介して、各カートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに搭載されたメモリ１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋと通信を行う。そして、格納されている、ドラム１１に関する初期膜厚ｍｉ、初期感度ｋｉ、膜厚変化量ｍｊの情報を読み出す（Ｓ１０２〜Ｓ１０４）。

次に、制御部１００は、前記（式１）に基づいて、各カートリッジに対する、転写残トナー回収動作における露光レーザパワーＬ２を決定する（Ｓ１０５）。そして、画像形成動作を行い（Ｓ１０６）、転写残トナー回収動作を実行し（Ｓ１０７）、画像形成に伴うプリント枚数ｔを計測する（Ｓ１０８）。制御部１００は、計測結果から（式２）に基づいて、膜厚変化量ｍｊを算出し（Ｓ１０９）、算出結果を、通信部１０１を介して、各カートリッジのメモリ１７に書き込み（上書き）する（Ｓ１１０）。

実際に、帯電バイアス制御を行った画像形成装置において、転写残トナー回収動作時における逆転写電界形成時の帯電バイアスＶｐを−１０００（Ｖ）、１次転写バイアスＶｔを−５００（Ｖ）に固定した。そして、ドラム１１の膜厚が１８（μｍ）から１３（μｍ）に減少するまで、１００００（枚）のプリントテストを行った。この時、ドラム１１の露光レーザパワーＬ１＝０．５（μＪ／ｃｍ^２）、感光体感度係数ｋ＝１、係数ε＝５×１０^−４、として制御を行った。

その結果、図４の（ａ）に示すように、逆転写電界形成時の露光レーザパワーＬ２ｎ＝０．３（μＪ／ｃｍ^２）におけるドラム表面電位は−２００Ｖとなり、ドラムの感度劣化なく、転写残トナー回収動作を良好に行うことができた。

［実施例２］
本実施例における画像形成装置１、ドラム１１は、実施例１と同様である。本実施例においては、ドラム１１の膜厚に応じて、転写残トナー回収動作時における１次転写バイアスを制御することで「逆転写電界」を安定化させることを特徴とする。

（２−１）転写残トナー回収動作に関する説明
本実施例においては、ドラム１１の感度劣化を抑える目的で、転写残トナー回収動作時における、「逆転写電界」の形成時のドラム１１への露光量を低く抑える。そして、ドラム１１の使用情報に基づき、転写残トナー回収動作時の１次転写バイアスを制御する。

即ち、制御部１００は、メモリ１７に格納された情報に基づきドラム１１と１次転写ローラ３１との間に所定の電位差を得るために、１次転写ローラ（１次転写手段）３１に印加する電圧値を制御することを特徴とする。

具体的には、図３、図４の（ａ）、図５に従って、シーケンス及びドラム電位特性から説明する。１８μｍの初期膜厚状態においては、実施例１と同様に、転写残トナー回収時における「逆転写電界」形成時のドラム露光量はレーザパワーＬ２＝０．２（μＪ／ｃｍ^２）で行い、ドラム表面電位を−２００Ｖに設定する。この時、１次転写バイアス電圧Ｖｔを−５００Ｖ印加することで３００Ｖの「逆転写電界」を形成することが可能である。

但し、ドラム１１の使用により１３μｍまで膜厚が変化した場合、ドラムの電位特性の変化により、レーザパワーＬ２で露光時のドラム電位が−３００Ｖに変化する。そのため、「逆転写電界」を確保するため、図５に示すように、１次転写バイアスＶｔを−６００Ｖに切り替える制御を行う。このように、ドラム１１の膜厚に応じて、転写残トナー回収動作時の１次転写バイアスＶｔを制御することで、「逆転写電界」を安定に維持することができる。

この制御を行うために、制御部１００は、転写残トナー回収動作において、メモリ１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋに格納された、初期膜厚に関する情報ｍｉ（μｍ）、膜厚変化量に関する情報ｍｊ（μｍ）、ドラム１１の感度に関する情報ｋｉ、を読み出す。そして、予め設定した以下の（式３）を用いて転写残トナー回収動作における逆転写電界形成時の１次転写バイアスＶｔを決定する。

Ｖｔ＝｛８６０−２０×（ｍｉ−ｍｊ）｝×ｋｉ・・・（式３）
尚、膜厚変化量に関する情報ｍｊ（μｍ）に関しては、実施例１と同様に、（式２）のようにプリント枚数ｔ（枚）から算出され、随時、メモリ１７に書き込まれる情報である。

また、本実施例においては、「逆転写電界」形成時の露光量Ｌ２を切り替える必要がないため、より感光体ドラムの長寿命化においても、感度劣化の発生を効果的に防止することができる。

（２−２）高圧電源回路に関する概略構成の説明
本実施例における、各バイアス電源の接続について図７の配線図を用いて説明する。図７に示す、カートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの帯電ローラ１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋには、帯電バイアス電源６０２が接続されている。そして、帯電バイアス電源６０２は、帯電ローラ１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋへ同一の帯電バイアス電圧を印加するように共通回路にて構成される。

一方、１次転写ローラ３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋには、１次転写バイアス電源７０１が接続されており、１次転写ローラ３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋに対しては、異なる１次転写バイアス電圧を印加可能に個別に構成されている。

このように、本実施の形態の画像形成装置１では、カートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの帯電ローラ１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋに対する電源を共通化して、電源の数を減らしている。これにより、画像形成装置１の小型化および低コスト化の実現を可能としている。

（２−３）転写残トナー回収動作における制御を説明するフローチャート
次に、図８のフローチャートを用いて、本実施例における、１次転写バイアス制御方法に関して説明する。プリントコントローラ（外部ホスト装置）２００からプリント信号が入力される（Ｓ８０１）と、制御部１００は通信部１０１を介して、各カートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに搭載されたメモリ１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋと通信を行う。そして、格納されている、ドラム１１に関する初期膜厚ｍｉ、初期感度ｋｉ、膜厚変化量ｍｊの情報を読み出す（Ｓ８０２〜Ｓ８０４）。

次に、制御部１００は、前記（式３）に基づいて、各カートリッジに対する、転写残トナー回収動作における１次転写バイアス出力値Ｖｔを決定し（Ｓ８０５）する。そして、画像形成動作を行い（Ｓ８０６）、転写残トナー回収動作を実行し（Ｓ８０７）、画像形成に伴うプリント枚数ｔを計測する（Ｓ８０８）。

制御部１００は、計測結果から前記（式２）に基づいて、膜厚変化量ｍｊを算出し（Ｓ８０９）、算出結果を、通信部１０１を介して、各カートリッジのメモリ１７に書き込み（上書き）する（Ｓ８１０）。

実際に、帯電バイアス制御を行った画像形成装置において、転写残トナー回収動作時における逆転写電界形成時の帯電バイアスＶｐを−１０００（Ｖ）、ドラム１１の露光レーザパワーＬ２を０．２（μＪ／ｃｍ^２）に固定する。そして、ドラム１１の膜厚が１８（μｍ）から１３（μｍ）に減少するまで、１００００（枚）のプリントテストを行った。この時、ドラム１１の露光レーザパワーＬ１＝０．５（μＪ／ｃｍ^２）、感光体感度係数ｋ＝１、係数ε＝５×１０^−４、として制御を行った。

その結果、図５に示すように、膜厚１３（μｍ）時のＬ２＝０．２（μＪ／ｃｍ^２）におけるドラム表面電位は−３００Ｖ、１次転写バイアスＶｔ＝−６００Ｖとなり、ドラムの感度劣化なく、転写残トナー回収動作を良好に行うことができた。

［実施例３］
本実施例における画像形成装置１、ドラム１１は、実施例１と同様である。本実施例においては、ドラム１１の膜厚に応じて、転写残トナー回収動作時における帯電バイアスを制御することで「逆転写電界」を安定化させることを特徴とする。

（３−１）転写残トナー回収動作に関する説明
本実施例においては、ドラム１１の感度劣化を抑える目的で、転写残トナー回収動作時における「逆転写電界」の形成時のドラム１１への露光量を低く抑える。そして、ドラム１１の使用情報に基づき転写残トナー回収動作時の帯電バイアスを制御する。

即ち、制御部１００は、メモリ１７に格納された情報に基づきドラム１１と１次転写ローラ３１との間に所定の電位差を得るために、帯電ローラ（帯電手段）１２に印加する電圧値を制御することを特徴とする。

具体的には、図３、図４の（ａ）、図６の（ａ）および（ｂ）に従って、シーケンス及びドラム電位特性から説明する。１８μｍの初期膜厚状態においては、実施例１と同様に、図３のように、転写残トナー回収時における「逆転写電界」形成時のドラム露光量はレーザパワーＬ２＝０．２（μＪ／ｃｍ^２）で行い、ドラム表面電位を−２００Ｖに設定する。この時、１次転写バイアス電圧を−５００Ｖ印加することで３００Ｖの「逆転写電界」を形成することが可能である。

但し、ドラム１１の使用により１３μｍまで膜厚が変化した場合、図４の（ａ）のように、ドラム１１の電位特性の変化により、レーザパワーＬ２＝０．２（μＪ／ｃｍ^２）で露光時のドラム電位が−３００Ｖに変化する。そのため、「逆転写電界」を確保するため、図６の（ａ）に示すように、帯電バイアスを−８５０Ｖに切り替える制御を行う。その結果、図６の（ｂ）に示すように、レーザパワーＬ２＝０．２（μＪ／ｃｍ^２）で露光時のドラム電位を−２００Ｖに維持することができ、「逆転写電界」を安定に維持することが可能になる。

この制御を行うために、制御部１００は、転写残トナー回収動作前に、メモリ１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋに格納された、初期膜厚に関する情報ｍｉ（μｍ）、膜厚変化量に関する情報ｍｊ（μｍ）、ドラムの感度に関する情報ｋｉ、を読み出す。そして、予め設定した以下の式（式４）を用いて転写残トナー回収動作における逆転写電界形成時の帯電バイアスＶｐを決定する。

Ｖｐ＝｛−４６０−３０×（ｍｉ−ｍｊ）｝×ｋｉ・・・（式４）
尚、膜厚変化量に関する情報ｍｊ（μｍ）に関しては、実施例１と同様に、（式２）のようにプリント枚数ｔ（枚）から算出され、随時、メモリ１７に書き込まれる情報である。

また、本実施例においても、実施例２と同様に、「逆転写電界」形成時の露光量Ｌ２を切り替える必要がないため、よりドラムの長寿命化においても、感度劣化の発生を効果的に防止することができる。また、「逆転写電界」形成時の１次転写バイアスを−５００Ｖから大きくする必要がなくなるため、電源の小型化および低コスト化の実現を可能としている
（３−２）高圧電源回路に関する概略構成の説明
本実施例における、各バイアス電源の接続について図７の配線図を用いて説明する。図７に示す、カートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの帯電ローラ１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋには、帯電バイアス電源６０２接続されている。帯電バイアス電源６０２は、帯電ローラ１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋに各々に対して、異なる帯電バイアス電圧を印加可能に構成されている。

一方、１次転写ローラ３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋには、１次転写バイアス電源７０１が接続されており、１次転写ローラ３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋへは同一出力の１次転写バイアス電圧が印加されるように構成されている。

このように、本実施の形態の画像形成装置１では、１次転写ローラ３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋに対する電源を共通化して、電源の数を減らすることで、画像形成装置１の小型化および低コスト化の実現を可能としている。

（３−３）転写残トナー回収動作における制御を説明するフローチャート
次に、図９のフローチャートを用いて、本実施例における、帯電バイアス制御方法に関して説明する。プリントコントローラ（外部ホスト装置）２００からプリント信号が入力される（Ｓ９０１）と、制御部１００は通信部１０１を介して、各カートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに搭載されたメモリ１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋと通信を行う。そして、メモリ１７格納されている、ドラム１１に関する初期膜厚ｍｉ、初期感度ｋｉ、膜厚変化量ｍｊの情報を読み出す（Ｓ９０２〜Ｓ９０４）。

次に、制御部１００は、前記（式４）に基づいて、各カートリッジに対する、転写残トナー回収動作における帯電バイアス出力値Ｖｐを決定する（Ｓ９０５）。そして、画像形成動作を行い（Ｓ９０６）、転写残トナー回収動作を実行し（Ｓ９０７）、画像形成に伴うプリント枚数ｔを計測する（Ｓ９０８）。

制御部１００は、計測結果から前記（式２）に基づいて、膜厚変化量ｍｊを算出し（Ｓ９０９）、算出結果を、通信部１０１を介して、各カートリッジのメモリ１７に書き込み（上書き）する（Ｓ９１０）。

実際に、帯電バイアス制御を行った画像形成装置において、転写残トナー回収動作時における逆転写電界形成時の１次転写バイアスＶｔを−５００（Ｖ）、ドラムの露光レーザパワーＬ２を０．２（μＪ／ｃｍ^２）に固定した。そして、ドラム１１の膜厚が１８（μｍ）から１３（μｍ）に減少するまで、１００００（枚）のプリントテストを行った。この時、ドラム１１の露光レーザパワーＬ１＝０．５（μＪ／ｃｍ^２）、感光体感度係数ｋ＝１、係数ε＝５×１０^−４、として制御を行った。

その結果を、図６の（ｂ）に示すように、膜厚１３（μｍ）時のＬ２＝０．２（μＪ／ｃｍ^２）におけるドラム表面電位は−２００Ｖとなり、ドラムの感度劣化なく、転写残トナー回収動作を良好に行うことができた。

［実施例４］
本実施例における画像形成装置１、ドラム１１は、実施例１と同様である。本実施例においては、ドラム１１の膜厚に関する情報及び露光履歴に関する情報（露光履歴情報）に応じて、転写残トナー回収動作時における露光レーザパターンを制御することで「逆転写電界」を安定化させることを特徴とする。

（４−１）転写残トナー回収動作に関する説明
本実施例においては、ドラム１１の長期の使用によって、感度の変化が生じた場合でも、転写残トナー回収動作時における、「逆転写電界」を安定に維持する。そのために、ドラム１１の膜厚情報に加えて、メモリ１７に格納される露光履歴情報に基づいて、露光量を制御する。また、露光量の制御として、固定されたレーザパワーに対して、露光パターンを制御することで、ドラム表面電位を制御する。

即ち、制御部１００は、メモリ１７に格納された情報に基づきドラム１１と１次転写ローラ３１との間に所定の電位差を得るために、レーザ露光ユニット（露光手段）２０の露光パターンを制御することを特徴とする。

具体的には、図４の（ｂ）、図１０、図１２の（ａ）に従って、シーケンス及び感光体ドラム電位特性から説明する。１８μｍの初期膜厚状態においては、従来例と同様に、図１２の（ａ）のように、転写残トナー回収時における「逆転写電界」形成時のドラム露光量はレーザパワーＬ１で行なう。この時、全面露光ではなく、例えば４０％の面積率（露光面積Ｌａ（％））で露光を行うことで、図１０のように、ドラム表面電位を−２００Ｖに制御する。この時、１次転写バイアス電圧を−５００Ｖ印加（図４の（ｂ））することで３００Ｖの「逆転写電界」を形成することが可能である。

ここで、ドラム１１の使用により１３μｍまで膜厚が変化した場合、図１０のように、印字率履歴によって、ドラム１１の帯電特性に変化が起こる。これは、レーザパワーＬ１（図１２の（ａ））で画像形成を繰り返された場合に生じるドラム１１の感度変化である。従って、予め露光履歴と感度変化の相関づけておき、露光履歴に基づいて、画像パターンを補正することで、ドラム表面電位を詳細に制御することが可能となる。

具体的には、レーザパワーＬ１で画像形成が行われた画素数を計測し、その累積ピクセルカウント値に基づいて算出される露光履歴に関する情報（露光履歴情報）ｋｐをメモリ１７に格納する。

そして、制御部１００は、転写残トナー回収動作前に、メモリ１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋに格納された、ドラム１１の初期膜厚に関する情報ｍｉ（μｍ）、膜厚変化量に関する情報ｍｊ（μｍ）を読み出す。また、ドラム１１の感度に関する情報ｋｉと、露光履歴情報ｋｐを読み出す。そして、予め設定した以下の式（式５）を用いて転写残トナー回収動作における逆転写電界形成時の露光面積Ｌａ（％）を決定する。

Ｌａ＝｛１１２−４×（ｍｉ−ｍｊ）｝×ｋｉ×ｋｐ・・・（式５）
ｋｐ＝１＋α×ｐ・・・（式６）
α：係数
尚、膜厚変化量に関する情報ｍｊ（μｍ）に関しては、実施例１と同様に、前記（式２）のようにプリント枚数ｔ（枚）から算出され、随時、メモリ１７に書き込まれる情報である。

また、露光履歴に関する情報ｋｐは、画像形成時の画像データから計測された画素数ｐから計算される前記（式６）のように算出される。ここで、係数αは、画像形成装置１およびドラム１１の特性によって決定される係数であり、画素数ｐは、プリント毎の平均印字率％の累積値を用いることができる。

また、本実施例においても、実施例１と同様に、「逆転写電界」形成時の帯電バイアス及び１次転写バイアスを切り替える必要がないため、帯電バイアス電源と、１転写バイアス電源を各々共通化することができるため、低コスト化の実現を可能としている。また、更に、画像形成時にともした画素数ｐに加え、転写残トナー回収動作における、逆転写電界形成のための露光履歴も考慮して、制御することで、更なる詳細制御が可能になる。

（４−２）転写残トナー回収動作における制御を説明するフローチャート
次に、図１１のフローチャートを用いて、本実施例における、帯電バイアス制御方法に関して説明する。プリントコントローラ（外部ホスト装置）２００からプリント信号が入力される（Ｓ１１０１）と、制御部１００は通信部１０１を介して、各カートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに搭載されたメモリ１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋと通信を行う。そして、メモリ１７に格納されている、ドラム１１に関する初期膜厚ｍｉ、初期感度ｋｉ、膜厚変化量ｍｊ、露光履歴ｋｐ、を読み出す（Ｓ１１０２〜Ｓ１１０５）。

次に、制御部１００は、前記（式５）に基づいて、各カートリッジに対する、転写残トナー回収動作における露光面積Ｌａを決定する（Ｓ１１０６）。そして、画像形成動作を行い（Ｓ１１０７）、転写残トナー回収動作を実行し（Ｓ１１０８）、画像形成に伴うプリント枚数ｔを計測する（Ｓ１１０９）。

制御部１００は、計測結果から前記（式２）に基づいて、膜厚変化量ｍｊを算出し（Ｓ１１１０）、算出結果を、通信部１０１を介して、各カートリッジのメモリ１７に書き込み（上書き）する（Ｓ１１１１）。更に、制御部１００は、画像形成に伴う画素数ｐを計測して（Ｓ１１１２）、前記（式６）に基づいて、露光履歴ｋｐを算出し（Ｓ１１１３）、算出結果を、通信部１０１を介して、各カートリッジのメモリ１７に書き込み（上書き）する（Ｓ１１１４）。

実際に、帯電バイアス制御を行った画像形成装置において、転写残トナー回収動作時における逆転写電界形成時の帯電バイアスＶｐを−１０００Ｖ、１次転写バイアスＶｔを−５００（Ｖ）に固定した。また、ドラムの露光レーザパワーＬ２を０．５（μＪ／ｃｍ^２）に固定した。そして、感光体の膜厚が１８（μｍ）から１３（μｍ）に減少するまで、１％及び５％の印字率で１００００（枚）のプリントテストを行った。この時、感光体感度係数ｋ＝１、係数ε＝５×１０^−４、α＝２×１０^−６として制御を行った。

その結果を、図１０に示すように、膜厚１３（μｍ）時の露光面積Ｌａ＝６１及び６６（％）に制御することで、ドラム表面電位はいずれの場合も−２００Ｖとなり、ドラ１１ムの感度劣化なく、転写残トナー回収動作を良好に行うことができた。

ここで、上記の実施例１ないし４の制御を適宜組み合わせて実施する画像形成装置構成にすることもできる。即ち、転写残トナー回収動作の実行時において制御部１００が次の制御する画像形成装置構成にすることができる。ドラム１１と１次転写ローラ３１との間に所定の電位差を得るために、メモリ１７に格納された情報に基づき、帯電手段１２と、１次転写手段３１と、露光手段２０のうち、少なくとも一つを制御する。

メモリ１７は、少なくとも、ドラムの膜厚に関する情報と、感度に関する情報と、露光履歴に関する情報を記憶している。制御部１００は、メモリ１７に記憶された上記の情報の少なくとも一つに基づいて前記制御を行う画像形成装置構成にすることができる。

制御部１００は、メモリ１７に格納された情報に基づき、ドラム１１と１次転写ローラ３１との間に所定の電位差を得るために、帯電手段１２に印加する電圧値を制御する画像形成装置構成にすることができる。

制御部１００は、メモリ１７に格納された情報に基づき、ドラム１１と１次転写ローラ３１との間に所定の電位差を得るために、１次転写ローラ３１に印加する電圧値を制御する画像形成装置構成にすることができる。

制御部１００は、メモリ１７に格納された情報に基づき、ドラム１１と１次転写ローラ３１との間に所定の電位差を得るために、露光手段２０の露光パターン、露光パワーのうち少なくとも一つを制御する画像形成装置構成にすることができる。

［実施例５］
図１３は本実施例における画像形成装置の要部の構成模式図である。この装置は、実施例１の中間転写インライン方式の電子写真レーザービームプリンタを、記録材搬送体を用いた直接転写インライン方式の装置構成にしたものである。実施例１の装置と共通する構成部材・部分には同じ符号を付して再度の説明を省略する。

４つの画像形成ユニット（プロセスカートリッジ）１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの構成は実施例１の装置と同じである。本実施例の装置においては、実施例１の装置における中間転写ベルト３０を、用紙（記録材）Ｐを担持して循環移動可能な記録材搬送体としての転写ベルト３０Ａとしてある。

用紙Ｐはピックアップローラ５１の駆動により用紙カセット５０から一枚分離給送され、搬送ローラ５２、レジストローラ５３を経由してガイド７０に案内されてローラ３３の側から転写ベルト３０Ａの上行側のベルト部分に所定の制御タイミングで給送される。そして、転写ベルト３０Ａに担持されてローラ３４の側へ搬送される。

この搬送により用紙Ｐはカートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの転写部Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４を順次に通過することによりＹ色，Ｍ色，Ｃ色，Ｋ色の各色トナー像の転写を順次に受ける。かくして、用紙Ｐ上にＹ色＋Ｍ色＋Ｃ色＋Ｋ色の４色フルカラーの未定着トナー像が直接転写インライン方式で合成形成される。そして、その用紙Ｐはローラ３４における記録材分離位置７１において転写ベルト３０Ａから分離されて定着装置６０に導入される。

記録材分離位置７１は転写ベルト３０Ａに担持されて搬送されて転写ベルト３０Ａの移動方向において最下流側に配置されているカートリッジ１０Ｋの転写部Ｎ４を通過した用紙Ｐの先端部が転写ベルト３０Ａから分離する位置である。用紙Ｐは転写ベルト３０Ａの表面から分離手段により或いは曲率分離により分離する。ブラシローラ６１はローラ３３のベルト掛け回し部において転写ベルト３０Ａに接触させて配設してある。

このような直接転写インライン方式の装置においても、転写ベルト３０Ａに残留、付着したトナーをカートリッジ１０の感光体ドラム１１に転写してクリーニング装置１４によって回収する残留トナー回収動作を実行可能である。

そして、その残留トナー回収動作の実行時に実施例１ないし４と同様の転写残トナー回収動作の制御を適用する。これにより、ドラム１１の長期の使用にわたって感度劣化を防止し、画像濃度の低下の発生なく、転写ベルト３０Ａに残留、付着したトナーを良好に回収することができる。

即ち、実施例１ないし４と同様に、ドラム１１と１次転写ローラ３１との間に所定の電位差を得るために、メモリ１７に格納された情報に基づき、帯電手段１２と、１次転写手段３１と、露光手段２０のうち、少なくとも一つを制御する。

メモリ１７は、少なくとも、ドラム１１の膜厚に関する情報と、感度に関する情報と、露光履歴に関する情報を記憶している。制御部１００は、メモリ１７に記憶された上記の情報の少なくとも一つに基づいて前記制御を行う画像形成装置構成にすることができる。

制御部１００は、メモリ１７に格納された情報に基づき、ドラム１１と１次転写ローラ３１との間に所定の電位差を得るために、帯電手段１２に印加する電圧値を制御する画像形成装置構成にすることができる。

制御部１００は、メモリ１７に格納された情報に基づき、ドラム１１と１次転写ローラ３１との間に所定の電位差を得るために、１次転写ローラ３１に印加する電圧値を制御する画像形成装置構成にすることができる。

制御部１００は、メモリ１７に格納された情報に基づき、ドラム１１と１次転写ローラ３１との間に所定の電位差を得るために、露光手段２０の露光パターン、露光パワーのうち少なくとも一つを制御する画像形成装置構成にすることができる。

１‥‥画像形成装置、１００‥‥制御部、１０１‥‥通信部、１０２‥‥レーザパワー制御部、１０３‥‥演算処理部、１０‥‥プロセスカートリッジ、２００‥‥プリンタコントローラ、２０‥‥レーザ露光ユニット、１１‥‥感光体ドラム、１３‥‥現像ローラ、１２‥‥帯電ローラ、１４‥‥クリーニングブレード、１５‥‥現像ブレード、１６‥‥トナー容器、１７‥‥メモリ、３０‥‥中間転写ベルト、３１‥‥１次転写ローラ、３２‥‥２次転写ローラ、３３‥‥２次転写対向ローラ、３４‥‥中間転写ベルト駆動ローラ、５０‥‥用紙カセット、５１‥‥ピックアップローラ、５２‥‥搬送ローラ、５３‥‥レジストローラ、６０‥‥定着装置、６１‥‥ブラシローラ、５８‥‥排出ローラ、６０１‥‥現像バイアス電源、６０２‥‥帯電バイアス電源、７０１‥‥１次転写バイアス電源、７０２‥‥２次転写バイアス電源

上記目的を達成するため本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、
記録材に画像を形成する画像形成装置において、
像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記像担持体に形成された現像剤像を中間転写体に転写させる転写手段と、前記像担持体に付着した現像剤を除去するクリーニング装置と、を各々が有する複数の画像形成ステーションと、
前記像担持体を露光して、前記像担持体に潜像を形成する露光手段と、
前記複数の像担持体に形成された現像剤像が転写され、循環移動する中間転写体と、
前記像担持体に関する情報を格納した記憶手段と、
前記中間転写体に付着した現像剤を前記像担持体に移動させて前記クリーニング装置によって回収させる現像剤回収動作を実行可能な制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記現像剤回収動作を実行する際に、前記複数の画像形成ステーションのうち少なくとも１つの画像形成ステーションにおいて、前記記憶手段に格納された情報に基づき、前記帯電手段と、前記転写手段と、前記露光手段のうち、少なくとも一つを制御することで、前記像担持体と前記転写手段との間に所定の電位差を設け、前記像担持体と前記転写手段の間に画像形成時とは逆方向の電界を形成させることを特徴とする。

本発明によれば、像担持体の長期の使用にわたって感度劣化を防止し、画像濃度の低下の発生なく、中間転写体における残留現像剤を良好に回収することができる画像形成装置を提供することができる。

（１−１）画像形成装置の全体的な概略構成の説明
図２において、画像形成装置１は、電子写真プロセスを用いた複数（本例では４つ）の画像形成ステーションを有する中間転写インライン方式のレーザービームプリンタである。図７は、この画像形成装置１における帯電バイアス、現像バイアス、一次転写バイアス，二次転写バイアスの印加系統の配線図である。図２と図７を参照して本実施例における画像形成装置１の全体的な概略構成の説明は説明する。

また、ドラム１１上に形成された静電潜像を現像するために、現像剤である非磁性一成分トナー（マイナス帯電特性）を担持搬送する現像手段としての現像ローラ１３（１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ）を有する。また、現像ローラ１３上のトナー層を均一化するための現像ブレード１５（１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ）を有する。また、トナー像転写後のドラム１１の残留トナーを回収（除去）するクリーニング装置（クリーニング手段）、即ち、ドラム１１の表面を清掃するドラムクリーナ１４（１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ）を有する。

カートリッジ１０Ｙは現像容器１６Ｙにイエロー（Ｙ）色のトナーが収納されており、ドラム１１ＹにＹ色のトナー像（現像剤像）を形成する。カートリッジ１０Ｍは現像容器１６Ｍにマゼンタ（Ｍ）色のトナーが収納されており、ドラム１１ＭにＭ色のトナー像を形成する。カートリッジ１０Ｃは現像容器１６Ｃにシアン（Ｃ）色のトナーが収納されており、ドラム１１ＣにＣ色のトナー像を形成する。カートリッジ１０Ｋは現像容器１６Ｋにブラック（Ｋ）色のトナーが収納されており、ドラム１１ＫにＫ色のトナー像を形成する。

用紙Ｐに転写されないでベルト３０に残留した２次転写残トナーは、２次転写部Ｎ３２よりもベルト３０の移動方向下流側においてベルト３０に当接されたブラシローラ６１（現像剤帯電部材）によって正極性に逆帯電される。即ち、ブラシローラ６１には、２次転写バイアス電源７０２（図７）から２次転写バイアスと同じ正極性の約１０００ＶのＤＣバイアス電圧が印加されている。このブラシローラ６１によって、ベルト３０に残留した２次転写残トナーが正極性に逆帯電される。

＜実施例＞
そこで、本実施例においては、ドラム１１の感度劣化を抑える目的で、転写残トナー回収動作（現像剤回収動作）の実行時における「逆転写電界」の形成時の感光体ドラムへの露光量を低く抑える。そして、ドラム１１の使用情報に基づき露光量を制御する。

但し、ドラム１１の使用により１８μｍから１３μｍまで膜厚が変化した場合、ドラム１１の電位特性の変化により、レーザパワーＬ２で露光時のドラム電位が−３００Ｖに変化する。そのため、「逆転写電界」を確保するため、図４の（ｂ）に示すように、レーザパワーをＬ２ｎに切り替える制御を行う。即ち、ドラム表面電位（明部電位）が−２００Ｖに維持されるように、レーザパワーＬ２をそれよりもレーザ光量（露光量）を多くしたレーザパワーＬ２ｎ（Ｌ２＜Ｌ２ｎ＜Ｌ１）に切り替える制御を行う。

但し、ドラム１１の使用により１８μｍから１３μｍまで膜厚が変化した場合、ドラムの電位特性の変化により、レーザパワーＬ２で露光時のドラム電位が−３００Ｖに変化する。そのため、「逆転写電界」を確保するため、図５に示すように、１次転写バイアスＶｔを−５００Ｖから−６００Ｖに切り替える制御を行う。このように、ドラム１１の膜厚に応じて、転写残トナー回収動作時の１次転写バイアスＶｔを制御することで、「逆転写電界」を安定に維持することができる。

但し、ドラム１１の使用により１８μｍから１３μｍまで膜厚が変化した場合、図４の（ａ）のように、ドラム１１の電位特性の変化により、レーザパワーＬ２＝０．２（μＪ／ｃｍ^２）で露光時のドラム電位が−３００Ｖに変化する。そのため、「逆転写電界」を確保するため、図６の（ａ）に示すように、帯電バイアスを−１０００Ｖから、−８５０Ｖに切り替える制御を行う。その結果、図６の（ｂ）に示すように、レーザパワーＬ２＝０．２（μＪ／ｃｍ^２）で露光時のドラム電位を−２００Ｖに維持することができ、「逆転写電界」を安定に維持することが可能になる。

Claims (12)

1. 帯電手段によって表面を均一に帯電され、トナー像を担持する複数の回転可能な像担持体と、前記像担持体における残留トナーを回収するクリーニング装置と、前記像担持体に形成されたトナー像を１次転写するための循環移動可能な中間転写体と、前記中間転写体を介して前記複数の像担持体とそれぞれ転写部を形成し、前記転写部で前記像担持体から前記中間転写体にトナー像を１次転写する複数の１次転写手段と、を有し、前記中間転写体における残留トナーを前記像担持体に転写して前記クリーニング装置によって回収する残留トナー回収動作を実行可能な画像形成装置であって、
   前記像担持体に関する情報を格納した記憶手段と、
   前記残留トナー回収動作の実行時に、前記１次転写手段と前記像担持体との間に画像形成時と逆方向の電界を発生させる制御手段と、
   前記像担持体の表面に対して露光を行う露光手段と、
   を有し、前記残留トナー回収動作の実行時において、前記制御手段は、前記像担持体と前記１次転写手段との間に所定の電位差を得るために、前記記憶手段に格納された情報に基づき、前記帯電手段と、前記１次転写手段と、前記露光手段のうち、少なくとも一つを制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記憶手段は、少なくとも、前記像担持体の膜厚に関する情報と、前記像担持体の感度に関する情報と、前記像担持体に対する露光履歴に関する情報を記憶しており、前記制御手段は、前記膜厚に関する情報と、前記感度に関する情報と、前記露光履歴に関する情報の少なくとも一つに基づいて前記所定の電位差を得るための制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記記憶手段に格納された情報に基づき、前記像担持体と前記１次転写手段との間に所定の電位差を得るために、前記帯電手段に印加する電圧値を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記記憶手段に格納された情報に基づき、前記像担持体と前記１次転写手段との間に所定の電位差を得るために、前記１次転写手段に印加する電圧値を制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記記憶手段に格納された情報に基づき、前記像担持体と前記１次転写手段との間に所定の電位差を得るために、前記露光手段の露光パターン、露光パワーのうち少なくとも一つを制御することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 少なくとも、前記像担持体と、前記クリーニング装置と、前記記憶手段とは一体に構成され、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとされていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 帯電手段によって表面を均一に帯電され、トナー像を担持する複数の回転可能な像担持体と、前記像担持体における残留トナーを回収するクリーニング装置と、記録材を担持して循環移動可能な記録材搬送体と、前記記録材搬送体を介して前記複数の像担持体とそれぞれ転写部を形成し、前記転写部で前記像担持体から前記記録材搬送体に担持されて搬送される記録材にトナー像を転写する複数の１次転写手段と、を有し、前記記録材搬送体における残留トナーを前記像担持体に転写して前記クリーニング装置によって回収する残留トナー回収動作を実行可能な画像形成装置であって、
   前記像担持体に関する情報を格納した記憶手段と、
   前記残留トナー回収動作の実行時に、前記１次転写手段と前記像担持体との間に画像形成時と逆方向の電界を発生させる制御手段と、
   前記像担持体の表面に対して露光を行う露光手段と、
   を有し、前記残留トナー回収動作の実行時において、前記制御手段は、前記像担持体と前記１次転写手段との間に所定の電位差を得るために、前記記憶手段に格納された情報に基づき、前記帯電手段と、前記１次転写手段と、前記露光手段のうち、少なくとも一つを制御することを特徴とする画像形成装置。
8. 前記記憶手段は、少なくとも、前記像担持体の膜厚に関する情報と、前記像担持体の感度に関する情報と、前記像担持体に対する露光履歴に関する情報を記憶しており、前記制御手段は、前記膜厚に関する情報と、前記感度に関する情報と、前記露光履歴に関する情報の少なくとも一つに基づいて前記所定の電位差を得るための制御を行うことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、前記記憶手段に格納された情報に基づき、前記像担持体と前記１次転写手段との間に所定の電位差を得るために、前記帯電手段に印加する電圧値を制御することを特徴とする請求項７または８に記載の画像形成装置。
10. 前記制御手段は、前記記憶手段に格納された情報に基づき、前記像担持体と前記１次転写手段との間に所定の電位差を得るために、前記１次転写手段に印加する電圧値を制御することを特徴とする請求項７ないし９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
11. 前記制御手段は、前記記憶手段に格納された情報に基づき、前記像担持体と前記１次転写手段との間に所定の電位差を得るために、前記露光手段の露光パターン、露光パワーのうち少なくとも一つを制御することを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
12. 少なくとも、前記像担持体と、前記クリーニング装置と、前記記憶手段とは一体に構成され、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとされていることを特徴とする請求項７ないし１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。