(57)【要約】【課題】  転写残トナーの現像手段への回収率を向上させた画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供する。【解決手段】  転写装置５による転写後に感光体１表面に残留した転写残トナーをクリーニングバイアスが印加されるクリーニングローラ９１に一時的に回収し、この回収したトナーを感光体１の次の潜像形成に影響のない非潜像形成領域に再付着させるトナー一時回収部９を備える画像形成装置において、トナー一時回収部９は、クリーニングローラ９１に回収したトナーを帯電バイアスと同じ極性に整極する電荷注入板９６と、少なくともクリーニングローラ９１上の回収トナーが感光体１に飛び移ることができる範囲内で、クリーニングローラ９１に印加されるバイアス電位と感光体１との電位差が大きくなるように感光体１を除電する除電ランプ９８とを備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、所定極性の帯電バイアスが印加される帯電部材により該像担持体表面を一様に帯電する帯電手段と、一様帯電された像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、上記帯電バイアスと同じ極性に帯電したトナーを該潜像に付着させて現像を行う現像手段と、該像担持体とこれに接触しつつ表面移動する被転写体との間に転写電界を形成して、該現像手段により該像担持体表面に形成されたトナー像を該被転写体上に転写する転写手段と、該転写手段による転写後に該像担持体表面に残留した転写残トナーが該転写手段から該帯電手段に到達する間に転写残トナーをクリーニングバイアスが印加されるクリーニング部材に一時的に回収し、この回収したトナーを該像担持体上の次の潜像形成に影響のない非潜像形成領域に再付着させるトナー一時回収手段とを備え、該像担持体に再付着したトナーを該現像手段により回収する画像形成装置において、
上記トナー一時回収手段は、上記クリーニング部材に回収したトナーを上記帯電バイアスと同じ極性に整極するトナー整極手段と、少なくとも該クリーニング部材上の回収トナーが上記像担持体に飛び移ることができる範囲で、該クリーニング部材に印加されるバイアス電位と該像担持体の表面電位との差が大きくなるように該像担持体を除電する除電手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記トナー整極手段は、上記クリーニング部材に接しているトナーに電荷を注入可能な電荷注入板であり、
該クリーニング部材により回収されたトナーを上記像担持体に再付着させる際には、該クリーニング部材に上記帯電バイアスと同極性のバイアスを印加し、該電荷注入板に該バイアスとは実質的に逆のバイアスを印加して該電荷注入板を通過したトナーが該帯電バイアスと同極性になるようにすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置において、
上記除電手段は、上記クリーニング部材と上記像担持体の非潜像形成領域とが接触するときに除電を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３の画像形成装置において、
上記除電手段は光除電手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２、３、又は４の画像形成装置において、
上記クリーニング部材が転写残トナーを回収する際には、直流バイアスに交流バイアスを重畳したクリーニングバイアスを該クリーニング部材に印加し、該クリーニング部材が回収したトナーを上記像担持体に再付着させる際には、帯電バイアスと同極性の直流バイアスを該クリーニング部材に印加するよう、バイアス電源を切り替えるバイアス電源切り替え手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４の画像形成装置において、
上記光除電手段は、上記クリーニング部材に印加されたバイアスによって帯電する上記像担持体の表面電位を減衰させることができる光量の２倍以下の光量を照射することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５、又は６の画像形成装置において、
上記現像手段は、上記像担持体に再付着したトナーを回収することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６又は７の画像形成装置において、
上記帯電手段、上記現像手段、上記トナー一時回収手段のうち少なくともひとつと、上記像担持体とが一体に構成され、画像形成装置本体に対して着脱可能としたプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の画像形成装置に用いられ、上記帯電手段と、上記現像手段と、上記トナー一時回収手段のうち少なくともひとつと、上記像担持体とが一体に構成され、該画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、及びこれに用いるプロセスカートリッジに関するものである。
に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置には、像担持体とこれに接触しつつ表面移動する被転写体との間に転写電界を形成することで、像担持体上のトナー像を被転写体上に転写する静電転写方式を採用するものがある。このような装置では、転写後の像担持体表面部分に転写残トナーが残留する。この転写残トナーが除去されないまま、その像担持体表面部分が次の画像形成工程に供されることになると、その像担持体表面部分で帯電ムラ等の帯電不良が生じ、画質劣化の原因となる。そのため、従来は、転写領域から帯電領域までの像担持体表面に対向する位置にクリーニング装置を設け、転写残トナーを除去していた。このようなクリーニング装置には、像担持体表面から回収した転写残トナーを収容する廃トナータンクや、回収した転写残トナーを再利用するためにその転写残トナーを搬送するリサイクルトナー搬送通路などを設けるスペースが必要になる。そのため、画像形成装置が大型化してしまう。特に、近年では、カラー画像の画像形成スピードの高速化が強く要求されているため、像担持体を各色毎に備えたいわゆるタンデム型の画像形成装置が主流になりつつある。このタンデム型の画像形成装置において、上記のようなクリーニング装置を利用する場合、そのクリーニング装置を複数ある像担持体のすべてに個別に設ける必要が生じる。そのため、タンデム型の画像形成装置では、装置の大型化の問題がより顕著なものとなる。
【０００３】
このような装置の大型化の問題に対処できるものとして、例えば、特許文献１に開示された画像形成装置がある。この画像形成装置は、トナー像転写後に像担持体表面に残留した転写残トナーを現像装置にて回収する方式（以下、「現像器回収方式」という。）を採用している。この現像器回収方式では、クリーニングとは別の目的で設置されている現像装置をクリーニング手段として利用するため、別個独立に上記のような廃トナータンクやリサイクルトナー搬送通路を設ける必要がない。よって、この現像器回収方式を採用すれば、装置の小型化に大きく貢献することができる。
【０００４】
また、特許文献１では、現像器回収方式の画像形成装置に搭載する帯電装置として、像担持体に帯電ローラを接触させて帯電を行う実施例が記載されている。従来から、像担持体表面を一様に帯電する方式には、その表面に帯電ローラ等の帯電部材を接触させて一様帯電する接触帯電方式と、コロナチャージャ等によって一様帯電するチャージャ帯電方式とが知られている。しかし、チャージャ帯電方式では、像担持体表面を所望の電位とするためには大量の放電を発生させる必要があるため、オゾンやＮＯｘ等の放電生成物が大量に発生し、環境面で問題がある。これに対し、接触帯電方式であれば、チャージャ帯電方式に比べて発生する放電量が少なく環境面で有利である。したがって、上記実施例に記載の画像形成装置によれば、装置の小型化を図りつつ、放電生成物の発生量が少なくて環境面で有利となるという効果が得られるものと考えられる。
【０００５】
ところが、転写残トナーには、帯電バイアスと同極性に帯電した正規帯電トナーと、正規帯電トナーとは逆極性の逆帯電トナーとが混在する。特許文献１のように現像器回収方式と接触帯電方式を併用した画像形成装置では、像担持体上の転写残トナーを現像領域まで搬送する間、その転写残トナーと帯電部材とが接触することになる。そのため、帯電部材に逆帯電トナーが付着することがある。帯電部材にトナーが付着すると、その付着したトナーによって像担持体の一様帯電が妨げられ、像担持体の表面電位を所望の電位に出来なかったり、帯電ムラ等の帯電不良が生じたりする。また、この画像形成装置では、像担持体表面に転写残トナーが付着したまま潜像形成手段によって像担持体表面に潜像画像が形成される。そのため、トナーが付着した部分や、トナーによって陰となった部分は露光されない。その結果、画像濃度の低下や地肌汚れなどが生じ、画質劣化が生じるという問題があった。
【０００６】
そこで、例えば、特許文献２では、転写残トナーをクリーニングローラ及びブレードにより一時的に回収し、次いでこの回収トナーを像担持体の非画像形成領域に再付着させ、現像装置でこれを回収再使用する画像形成装置が開示されている。転写残トナーは、バイアスが印加されるクリーニングローラにより静電的に回収され、回収しきれなかったトナーはブレードにより捕獲される。次いで、クリーニングローラ、ブレード、帯電部材とがタイミングをとって接離動作し、回収したトナーを像担持体上の非画像形成領域に再付着させ、更に像担持体表面に再付着させたトナーを現像装置で回収する。この装置によれば、再付着したトナーが帯電領域を通過する間、帯電部材が像担持体から離間するので、転写残トナーが帯電部材に付着することがない。また、この装置によれば、クリーニングローラやブレードによって除去された転写残トナーが像担持体の非画像形成領域に戻されるため、転写残トナーによって潜像形成のための露光が妨げられることがない。
【特許文献１】特許第３０９１３２３号公報
【特許文献２】特開平９−２１２０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２の画像形成装置においては、クリーニングローラやブレード等のクリーニング部材によって回収されたトナーの電荷が均一に揃えられていない。そのため、回収されたトナーのうち正規極性のトナーを像担持体に再付着させようとすると、逆帯電トナーが像担持体表面に再付着しないでクリーニング部材上に堆積してしまうことがあった。その結果、転写残トナーの現像手段への回収率が悪くなっていた。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものである。その目的とするところは、転写残トナーの現像手段への回収率を向上させた画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の画像形成装置は、像担持体と、所定極性の帯電バイアスが印加される帯電部材により該像担持体表面を一様に帯電する帯電手段と、一様帯電された像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、上記帯電バイアスと同じ極性に帯電したトナーを該潜像に付着させて現像を行う現像手段と、該像担持体とこれに接触しつつ表面移動する被転写体との間に転写電界を形成して、該現像手段により該像担持体表面に形成されたトナー像を該被転写体上に転写する転写手段と、該転写手段による転写後に該像担持体表面に残留した転写残トナーが該転写手段から該帯電手段に到達する間に転写残トナーをクリーニングバイアスが印加されるクリーニング部材に一時的に回収し、この回収したトナーを該像担持体上の次の潜像形成に影響のない非潜像形成領域に再付着させるトナー一時回収手段とを備える画像形成装置において、上記トナー一時回収手段は、上記クリーニング部材に回収したトナーを上記帯電バイアスと同じ極性に整極するトナー整極手段と、少なくとも該クリーニング部材上の回収トナーが上記像担持体に飛び移ることができる範囲で、該クリーニング部材に印加されるバイアス電位と該像担持体の表面電位との差が大きくなるように該像担持体を除電する除電手段とを備えることを特徴とするものである。
請求項２の画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、上記トナー整極手段は、上記クリーニング部材に接しているトナーに電荷を注入可能な電荷注入板であり、該クリーニング部材により回収されたトナーを上記像担持体に再付着させる際には、該クリーニング部材に上記帯電バイアスと同極性のバイアスを印加し、該電荷注入板に該バイアスとは実質的に逆のバイアスを印加して該電荷注入板を通過したトナーが該帯電バイアスと同極性になるようにすることを特徴とするものである。
請求項３の画像形成装置は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記除電手段は、上記クリーニング部材と上記像担持体の非潜像形成領域とが接触するときに除電を行うことを特徴とするものである。
請求項４の画像形成装置は、請求項１、２又は３の画像形成装置において、上記除電手段は光除電手段であることを特徴とするものである。
請求項５の画像形成装置は、請求項１、２、３、又は４の画像形成装置において、上記クリーニング部材が転写残トナーを回収する際には、直流バイアスに交流バイアスを重畳したクリーニングバイアスを該クリーニング部材に印加し、該クリーニング部材が回収したトナーを上記像担持体に再付着させる際には、帯電バイアスと同極性の直流バイアスを該クリーニング部材に印加するよう、バイアス電源を切り替えるバイアス電源切り替え手段を備えていることを特徴とするものである。
請求項６の画像形成装置は、請求項４の画像形成装置において、上記光除電手段は、上記クリーニング部材に印加されたバイアスによって帯電する上記像担持体の表面電位を減衰させることができる光量の２倍以下の光量を照射することを特徴とするものである。
請求項７の画像形成装置は、請求項１、２、３、４、５、又は６の画像形成装置において、上記現像手段は、上記像担持体に再付着したトナーを回収することを特徴とするものである。
請求項８の画像形成装置は、請求項１、２、３、４、５、６又は７の画像形成装置において、上記帯電手段、上記現像手段、上記トナー一時回収手段のうち少なくともひとつと、上記像担持体とが一体に構成され、画像形成装置本体に対して着脱可能としたプロセスカートリッジを備えたことを特徴とするものである。
請求項９のプロセスカートリッジは、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の画像形成装置に用いられ、上記帯電手段と、上記現像手段と、上記トナー一時回収手段のうち少なくともひとつと、上記像担持体とが一体に構成され、該画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、転写残トナーの現像手段への回収率を向上させた画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供できるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真方式のプリンタに適用した実施形態について説明する。まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図１は、本プリンタ全体の構成を示す概略構成図である。図２は、このプリンタに着脱可能に構成されるプロセスカートリッジの構成を示す概略構成図である。このプリンタは、像担持体であるドラム状感光体１を備えている。感光体１には有機感光体、アモルファス等、既存の感光体を用いることが出来る。本実施形態では、低コスト化、感光体設計の自由度、無公害性等の観点から有機感光体を用いている。この感光体１の周囲には、図中矢印で示す回転方向に沿って、帯電手段である帯電装置２、潜像形成手段である露光装置３、現像手段である現像装置４、転写手段である転写装置５が配置されている。
【００１２】
上記帯電装置２は、いわゆる接触帯電方式で帯電処理を行う帯電部材である帯電ローラ２１と、この帯電ローラ２１に負電圧印加する負極性電源２２を備えている。この帯電ローラ２１は、アルミ芯金上に発泡スポンジ層・導電層・リーク発生防止用の保護層からなる３層構造で構成され、スプリング２３により所定の押圧力で感光体１に押圧されている。この帯電装置２によって、例えば、感光体ドラム１の表面電位は一様に負極性（マイナス）５００［Ｖ］に帯電される。
【００１３】
上記露光装置３は、感光体１の帯電面に対して画像情報に基づいた光書き込み走査を行って静電潜像を形成する。この画像情報は、ポリゴンモータ３１でレーザ光をスキャンさせミラー３２で反射した画像信号である。本実施形態の露光装置は、レーザ光学装置としているが、ＬＥＤアレイと結像手段からなる露光装置など、種々の方式の露光手段を用いることができる。
【００１４】
現像装置４は、感光体１上に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する。現像装置４は、感光体１に対向した部分が開口するケーシング内に、開口部から一部を露出させて感光体１上の静電潜像にトナー像を付着させて現像する現像ローラ４１と、ケーシング内の現像剤を攪拌搬送する攪拌パドル４２等を備えている。本実施形態の現像装置４は、Ｎ／Ｐ現像方式を採用し、トナーとキャリアからなる２成分現像方式である。使用するトナーは、キャリアとの摩擦により、感光体１の帯電極性と同極性の負極性に帯電される。
【００１５】
トナー画像が形成されることで消費されるトナーは、プリンタ装置本体に対して着脱可能に構成されたトナーボトルから現像装置４に供給されるようになっている。このように、トナーボトルをプリンタ装置本体に対して着脱可能に構成することで、トナーが無くなったときはトナーボトルだけを交換すればよい。従って、トナーエンド時にまだ寿命になっていない他の構成部材はそのまま利用でき、ユーザーの出費を抑えることができる。
【００１６】
転写装置５は、現像装置４によって現像された感光体１上のトナー像を被転写体である転写紙上に静電転写する。この転写装置５は、金属ローラ５１に中抵抗ゴム層を設けた転写ローラ５２と、金属ローラ５１に正極性の転写バイアスを印加する図示しない電源とを備え、転写ローラ５２が感光体１と接触して所定の転写ニップを形成している。
【００１７】
この転写装置５の下方には、転写紙を複数枚重ねて収容する複数の給紙カセット１０１、１０６が配設されている。これら給紙カセット１０１、１０６は、一番上の転写紙に押し当てているそれぞれの給紙ローラ１０２、１０７を所定のタイミングで回転駆動させ、その転写紙を給紙搬送路に給紙する。給紙搬送路内では、送り出された転写紙が複数の搬送ローラ対１０３を経た後、レジストローラ対１０４のローラ間に挟まれて止まる。レジストローラ対１０４は、挟み込んだ転写紙を、感光体１上に形成されたトナー像に重ね合わせ得るタイミングで転写ローラ５２と感光体１との間の転写ニップに向けて送り出す。これにより、感光体１上のトナー像とレジストローラ対１０４によって送り出された転写紙とが転写ニップで同期して密着される。そして、感光体１上のトナー像が上記転写バイアスの影響によって転写紙上に静電転写される。転写後の感光体表面電位は約−５０Ｖと計測される。
【００１８】
また、この転写ローラ５２の図中左側方には、紙搬送ベルト５３が２本のローラ５４、５５に張架されて図中反時計回りに無端移動されている。この紙搬送ベルト５３の更に左側方には、定着装置７、排紙ローラ対１０５が順次配設されている。トナー像が静電転写された転写紙は、感光体１や転写ローラ５２の回転に伴って転写ニップから紙搬送ベルト５３上に送られた後、定着装置７内に入る。この定着装置７は、互いに当接しながら等速で回転する定着ローラ７１と加圧ローラ７２を対にして定着ニップを形成している。定着ローラ７１及び加圧ローラ７２の内部にはハロゲンランプ等の熱源７３、７４をそれぞれ有しており、定着ローラ７１及び加圧ローラ７２を所定温度に制御している。定着装置７内に入った転写紙は、この定着ニップに挟まれて加熱処理及び加圧処理が施される。これにより、トナーが圧力を受けながら熱溶融して転写紙にトナー像が定着せしめられる。そして、転写紙は定着装置７内から排紙ローラ対１０５を経て機外へと排出される。本実施形態では、加圧ローラ７２にも熱源７３を内蔵しているので、トナーの定着時間を短縮することができ、プリンタの速度を高速化することができる。
【００１９】
ところで、上記転写ニップで転写紙上に静電転写されずに感光体１表面に残留した転写残トナーは、正極性の転写バイアスの影響を受けて一部が正極性に転極されるため、負極性トナーと正極性トナーとが混在している。例えば、転写直前（現像装置４通過後）におけるトナーの帯電量は、ほぼ−３０［μＣ／ｇ］と計測され、そのほとんどが負極性に正規帯電している。一方、転写残トナーの帯電量は、平均で−２［μＣ／ｇ］と計測された。一般に、転写残トナーは、帯電が不安定であったり、転写ローラ５２に印加される正極性の転写バイアスによる電荷注入や放電により逆極性になったりして所望どおりの帯電特性が得られないトナーである。
【００２０】
次に、この感光体ドラム１の表面に残留した転写残トナーを一時的に回収するトナー一時回収手段であるトナー一時回収部９について説明する。このトナー一時回収部９は、転写残トナーが帯電ローラ２１に到達する前にトナーをクリーニング部材であるクリーニングローラ９１に付着させて一時的に回収する。そして、回収したトナーを感光体１の次の潜像形成に影響のない非潜像形成領域に再付着させる。その後、トナー一時回収部９によって感光体１上に再付着させたトナーを現像装置４において回収し、再度利用する。
【００２１】
上記クリーニングローラ９１は、帯電ローラ２１と同じくアルミ芯金上に発泡スポンジ層・導電層・リーク発生防止用の保護層からなる３層構造で構成され、スプリング９２によって感光体１方向に押圧されている。クリーニングローラ９１の駆動は図示しないが、本体から駆動されており感光体１と逆方向に２倍の線速差で回転させられている。また、このクリーニングローラ９１の芯金には、スイッチ９３を介して直流負電源９４と直流負バイアスに交流バイアスを重畳するＡＣ＋ＤＣ電源９５とが接続され、電源９４、９５の他端は画像形成装置本体にアースされている。スプリング９２の押圧力は、バイアスされたクリーニングローラ９１と感光体１との接触部をすり抜けるトナーの量を単位平方センチメートル当たり０．１ｍｇ以下、好ましくは０．０５ｍｇ以下にする。これにより、実質的にすり抜けたトナーがあってもこのトナーの大半は負極性であるから帯電ローラ２１に付着することなく、量も少ないから潜像形成に悪影響を及ぼすこともない。
【００２２】
また、このクリーニングローラ９１には、トナー整極手段である電荷注入板９６がトナーの通過量を制限すべくクリーニングローラ９１に加圧されて当接されている。この電荷注入板９６はステンレス等の金属板で構成され、その一端はスイッチ９７に接続され通常はフロート状態であるが、電荷注入時は本体にアース接続される。電荷注入板９６には、電荷注入板９６通過後のトナーが帯電バイアスと同極性になるように、クリーニングローラ９１に印加されるバイアスとは実質的に逆極性のバイアスが印加されることになる。
【００２３】
また、クリーニングローラ９１と感光体１の接触部近傍には、除電手段である除電ランプ９８が配置されている。この除電ランプ９８は、クリーニングローラ９１上のトナーが飛び移ることが可能な範囲にある感光体１表面部分の表面電位がクリーニングローラ９１に印加されるバイアス電位よりも低くなるように光を照射する。例えば、クリーニングローラ９１にバイアスが印加された時、有機感光体１の表面電位は感光体１とクリーニングローラ９１との接触部近傍で、約―６５０Ｖとなるが、除電ランプ９８を動作させることにより感光体１の表面電位が照射面で約―４０Ｖとなった。この電位は十分に減衰した電位であって、この時の除電ランプ９８の光量は感光体１表面で約１．２μＪ／ｃｍ２であった。よって、本実施形態では、除電ランプ９８の光量を１．２倍の約１．４μＪ／ｃｍ２に設定した。除電ランプ９８の光量は、感光体１がバイアスされたクリーニングローラ９１によって帯電する電位を減衰させることが出来る光量の２倍以下に設定されている。除電ランプ９８が劣化したり感光体１の感度が劣化したりしても、感光体１表面の十分に電位を減衰させることが出来、かつ、除電ランプ９８よって感光体１の光疲労を防止することが出来る。プロセスカートリッジ１００の寿命を決定する程に悪化しない。なお、除電ランプ９８は、感光体１とクリーニングローラ９８の接触部よりも感光体１の回転方向上流側も照射する様配置されても主たる効果を損なうものではない。しかし、本実施形態の除電ランプ９８は、クリーニングローラ９１と感光体１の接触部よりも感光体１の回転方向下流側であって、接触部にごく近い位置を効率的に除電できるよう配置される。
【００２４】
本実施形態では、上述したクリーニングローラ９１、スプリング９２、電荷注入板９６、除電ランプ９８は、トナー一次回収部９のワク体に一体的に取り付けられている。更に感光体１と、トナー一時回収部９、帯電装置２、現像装置４とが一体化されたプロセスカートリッジ１００として構成されている。このプロセスカートリッジ１００は、プリンタ本体に対して着脱自在となっている。よって、プロセスカートリッジ１００内に収容された部品に寿命が到来したり、メンテナンスが必要になったりしたときには、そのプロセスカートリッジ１００を交換すればよく、利便性が向上する。
【００２５】
上記構成のトナー一時回収部９において、まず、感光体１上の転写残トナーをクリーニングローラ９１に回収するには、クリーニングローラ９１に接続されるスイッチ９３を―４００Ｖの直流電圧に６００Ｖの交流電圧を重畳した電源９５に切り替える。交流電圧を重畳した電源９５を用いることで、転写装置５を通過後負極性に正規帯電している転写残トナーや転写の影響で逆極性になったトナーが効果的に静電的に吸引されて回収される。直流電圧の極性は転写残トナーの電荷量割合で決定される。一般に転写残トナーには逆帯電量トナーが多いので、負の直流電圧を印加した方が効率的である。クリーニングローラ９１に回収されたトナーは、スイッチ９７がＯＦＦにされフロート状態にある電荷注入板９３に囲まれる領域で一時保持される。
【００２６】
次に感光体への再付着プロセスだが、その前にトナーを整極する為の電荷注入について説明する。クリーニングローラ９１に回収されたトナーは、帯電が不安定であったり転写での電荷注入や放電により逆極性になったりして、所望の帯電特性が得られないトナーである。よって、クリーニングローラ９１に付着させて回収したトナーを感光体１へ再付着する前に、電荷注入板９６によって電荷注入を行う。例えば、クリーニングローラ９１に−７００Ｖの負電圧が印加されるようスイッチ９３を切り替え、同時にスイッチ９７をＯＮにして電荷注入板９６をアースに接続する。すると、電荷注入板９６の電位は０Ｖとなり、クリーニングローラ９１と電荷注入板９６間に大きな電圧差が生じトナーを通して電流が流れることでトナーに電荷が注入される。電流は電荷注入板９６からクリーニングローラ９１へ流れる様にバイアスされているので、クリーニングローラ９１に回収されたトナーは全て負極性の電荷を持ったトナーで整極されることになる。
【００２７】
次に電荷注入されたトナーが感光体へ再付着するプロセスについて説明する。負電荷に整極されたトナーは、クリーニングローラ９１が−７００Ｖでバイアスされている間、感光体１も略同一な電位（約−６５０Ｖ）に帯電している。そのため、クリーニングローラ９１と感光体１間の電位差は小さく（−７００Ｖ→約−６５０Ｖ≒−５０Ｖ）感光体に再付着することははない。しかし、除電ランプ９８がＯＮされると感光体１表面が除電されて感光体１電位が下がり（約−６５０Ｖ→−４０Ｖ）、クリーニングローラ９１と感光体１間との電位差は約６６０Ｖとなる。そのため、クリーニングローラ９１上にある負帯電トナーは、感光体１へ再付着することになる。
【００２８】
本実施形態では、次の潜像形成に影響がない非潜像形成領域がクリーニングローラ９１を通過する時、電荷注入のタイミングと併せて除電ランプ９８をＯＮする。そのため、潜像形成領域では回収トナーが感光体１へ再付着することがなく、非潜像形成領域のみで回収トナーが感光体１へ再付着され現像装置４へ運ばれることになる。そして、再付着したトナーは、現像装置４の現像ローラ４１上のキャリアに付着して現像装置４に回収され、再度画像形成工程に必要なトナーとして使用することになる。本実施形態では、回収された負帯電トナーが現像ローラ４１に到達してから通過するまでの間の回収効率を上げる為、現像ローラ４１には、作像に必要な現像バイアスとは逆のバイアス、例えば＋２００Ｖのバイアスが印加される。これにより、感光体１の表面と現像ローラ４１との間では、負帯電トナーが現像ローラ４１側に向かう静電力がより強く働くことになる。よって、回収される負帯電トナーは、現像ローラ４１によって効果的に回収され、現像装置４の内部で撹拌搬送された後、再度現像に寄与することになる。
【００２９】
以上、本実施形態によれば、トナー整極手段がクリーニング部材であるクリーニングローラ９１に回収したトナーの極性を帯電バイアスと同極性に整極する。そのため、回収したトナーがクリーニングローラ９１上に堆積することなく、感光体１へ再付着させることが可能となる。また、除電手段である除電ランプ９８が感光体１とクリーニングローラ９１との接触部において感光体１の表面電位がクリーニングローラ９１に印加されるバイアス電位よりも低くなるように、光を照射する。よって、クリーニングローラ９１上の回収トナーは、感光体１上へ飛び移りやすくなり、クリーニングローラ９１上に堆積することがなく感光体１へ再付着する。その結果、現像領域に搬送されるトナーは、すべて正規帯電トナーとすることができ、確実に現像装置に回収することができる。また、感光体１に再付着したトナーは帯電極性と同極性に整極されているため、帯電ローラ２１が感光体１に常時接触している状態であっても、帯電ローラ２１に付着することがない。その結果、帯電電位の均一性の向上、帯電ローラ２１の長寿命化を図ることが可能となる。
また、本実施形態によれば、クリーニングローラ９１に回収された回収トナーが電荷注入板９６によって帯電極性と同極性に均一に整極される。よって、回収トナーはクリーニングローラ９１上に堆積することなく、感光体１へ再付着することができる。その結果、現像領域に搬送されるトナーは、すべて正規帯電トナーとすることができ、確実に現像装置に回収することができる。また、感光体１に再付着したトナーは帯電極性と同極性に整極されているため、帯電ローラ２１が感光体１に常時接触している状態であっても、帯電ローラ２１に付着することがない。その結果、帯電電位の均一性の向上、帯電ローラ２１の長寿命化を図ることが可能となる。
また、本実施形態によれば、クリーニングローラ９１と感光体１の非潜像形成領域とが接触するときに、除電ランプ９８が光を照射するため、感光体１の潜像形成領域にはトナーが付着しにくい。よって、潜像形成（露光）時に光がトナーによって遮断されることによる、ベタ部での濃度ムラ、白ポチ等の発生を防止することが可能である。
また、本実施形態によれば、転写残トナーをクリーニングローラ９１に回収する際には、直流バイアスに交流バイアスを重畳したバイアスをクリーニングローラ９１に印加する。そのため、転写残トナーの極性や電荷量が異なっている場合でも回収が可能である。また、回収したトナーを感光体１に再付着させる際には、帯電バイアスと同極性の直流バイアスがクリーニングローラに印加される。そのため、クリーニングローラ９１上のトナーへの電荷注入が容易となり、感光体へ再付着しやすいトナーを得ることができる。
また、本実施形態によれば、除電ランプ９８が照射する光量をクリーニングローラ９１に印加されたバイアスによって帯電する感光体１の電位を減衰させることができる光量の２倍以下にしている。これにより、除電ランプ９８の光照射によって感光体１の光疲労を防止することができる。
また、本実施形態によれば、感光体１に再付着したトナーは、現像装置４によって回収される。そのため、別個独立に廃トナータンクを設ける必要がなく、またトナー搬送通路を設けないでトナーを再利用することができ、装置の小型化、トナーのリサイクルが可能となる。
また、本実施形態によれば、プロセスカートリッジ化することにより、プロセスカートリッジ１００内に収容された部品に寿命が到来したり、メンテナンスが必要になったりしたときには、そのプロセスカートリッジ１００を交換すればよく、利便性が向上する。
【００３０】
なお、上述の実施形態においては、感光体１に再付着したトナーを現像装置４にて回収したが、中間転写ベルトや紙搬送ベルトを感光体に対向させるものであれば、これらに転写し、その後にこれらベルトに併設されたベルトクリーニング手段で回収してもよい。前者の中間転写ベルトの場合、これに代え、あるいは加えて、転写紙に転写させてもよい。
【００３１】
また、上述の実施形態においては、ひとつの感光体１及びひとつの現像装置４を有するモノクロ画像形成装置を例に説明したがこれに限られない。例えば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色それぞれのトナー像を形成可能な複数の感光体と現像装置を備えたカラー画像形成装置にも適用することが可能である。この場合、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色それぞれの画像形成プロセス手段に上述の実施形態を用いることができる。その結果、各色ごとに個別の廃タンクやクリーニング装置を設ける必要がなくなるので、大幅に装置の小型化を図ることができる。また、このカラー画像形成装置の場合、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色それぞれの画像形成プロセス手段をプロセスカートリッジとして装置本体から着脱可能に構成することができる。また、これに加えて中間転写ベルト・中間転写ベルトクリーニング等を一体化したプロセスカートリッジとすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態に係るプリンタの構成を示す概略構成図。
【図２】同プリンタに着脱可能に構成されるプロセスカートリッジの構成を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００３３】
１    感光体
２    帯電装置
３    露光装置
４    現像装置
５    転写装置
９    トナー一時回収部
９１    クリーニングローラ
９６    電荷注入板
９８    除電ランプ
【図１】
2006184473.tif 000003
【図２】
2006184473.tif 000004