(57)【要約】【課題】  接触帯電方式、クリーナレスシステムの画像形成装置において、装置の耐久後でも、接触帯電部材に転写残現像剤（トナー）が付着することを防止し、かつ像担持体が安定して均一に帯電されるようにする。【解決手段】  トナー帯電量制御手段７及び転写残トナー均一化手段８に印加する直流電圧の制御値を、トナー帯電量制御手段７及び転写残トナー均一化手段８に流れる直流電流の値がそれぞれ一定になるように変化させる制御を行うことにより、画像形成装置の長期使用後において、トナー帯電量制御手段７及び転写残トナー均一化手段８がトナー、外添剤などの蓄積により劣化した場合でも、転写残トナーの帯電量を制御することが可能となり、帯電ローラ２への転写残トナーの付着や現像装置４での転写残トナー回収不良を防止することができる。更には、帯電ローラ２が劣化した場合でも、感光ドラム１表面の帯電処理を均一・安定に行うことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体を接触部にて帯電する帯電手段と、該帯電手段により帯電処理された前記像担持体に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、前記像担持体に形成された静電潜像に現像材を供給して可視化する現像手段と、可視化した現像剤像を記録材に転写する転写手段と、転写後の前記像担持体に対して直流電圧が印加される１個以上の帯電補助手段を有し、且つ前記転写手段により転写されずに前記像担持体表面に残留した現像剤を前記現像装置で回収するクリーナレスシステムを用いた画像形成装置において、
前記帯電補助手段のうち少なくとも１個に流れる直流電流を検知する電流検知手段と、前記帯電補助手段のうち少なくとも１個に印加する直流電圧を可変制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記電流検知手段が検知した直流電流の値に基づいて、該直流電流の値が一定になるように、前記直流電圧を制御することを特徴とした請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像形成装置は、前記記録材上に形成される現像剤像の画像比率を算出する画像比率算出手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記画像比率算出手段が算出した画像比率に基づいて、前記直流電圧の制御値の上限を変化させることを特徴とする請求項１から請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記画像比率算出手段が算出した画像比率に基づいて、前記直流電圧の制御値の下限を変化させることを特徴とする請求項１から請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電補助手段を２個有することを特徴とする請求項１から請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記帯電補助手段に印加する直流電圧の極性がそれぞれ異なることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記帯電補助手段のうち、前記転写手段に最も近接して配設される前記帯電補助手段に印加される直流電圧の極性が前記帯電手段の印加する直流電圧と逆極性であり、且つ前記帯電手段に最も近接して配設される前期帯電補助手段に印加される直流電圧の極性が前記帯電手段の印加する直流電圧と同極性であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記帯電補助手段は、前記転写手段と前記帯電手段との間で前記像担持体に当接して配設されることを特徴とする請求項１から請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記帯電補助手段が、ブラシからなる部材であることを特徴とする請求項１から請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記帯電手段が、帯電ローラであることを特徴とする請求項１から請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記情報書き込み手段が、露光手段であることを特徴とする請求項１から請求項１１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に、複写機、プリンタ、Ｆａｘ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真を用いた複写機、プリンタ、Ｆａｘ等の画像形成装置は、一般に、回転ドラム型の像担持体である感光体、その感光体を所定の極性・電位に一様に帯電処理する帯電装置、帯電処理された感光体に静電潜像を形成する露光装置、感光体上に形成された静電潜像を現像剤（トナー）により現像剤像（トナー画像）として顕像化する現像装置、トナー画像を感光体の表面から紙などの記録材に転写する転写装置、転写後に感光体表面に多少ながら残留するトナー（転写残トナー）を除去して感光体表面を清掃するクリーニング装置、記録材上のトナー画像を定着させる定着装置等を備えており、感光体には上記のような作像プロセスが繰り返し適用され画像を形成する。
【０００３】
近年、画像形成装置は小型化が進んできたが、帯電・露光・現像・転写・クリーニング・定着等の作像プロセスの装置が各々小型化するだけでは画像形成装置全体の小型化には限界があった。また、転写後に感光体表面に残留する転写残トナーはクリーニング装置により感光体表面から除去され、回収されて廃トナーとなるが、この廃トナーは環境保護の面からも出ないことが好ましい。
【０００４】
そこで、クリーニング装置を取り外し、転写後に感光体表面に残留する転写残トナーを現像装置において「現像同時クリーニング」で感光体表面から回収し、再利用することを目的としたクリーナレス方式の画像形成装置が提案されている。
【０００５】
現像同時クリーニングは、転写後に感光体表面に残留した転写残トナーのうち、次工程以降で現像されるべきでない部分（非画像部）に存在する転写残トナーを、次工程以降の現像時にかぶり取りバイアス（現像装置に印加する直流電圧と感光体の表面電位との間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋ）によって現像装置で回収する方法である。
【０００６】
この方式によれば、転写残トナーは現像装置に回収されて次工程以降の静電潜像の現像に再利用されるため、廃トナーをなくし、メンテナンスが簡便になる。また、クリーナレスであることから、画像形成装置の小型化という観点からも有利である。
【０００７】
上記のような現像同時クリーニングを採用したクリーナレス方式の画像形成装置において、帯電装置として感光体に当接して感光体表面を帯電処理する接触式帯電装置を用いる場合、感光体表面に残留する転写残トナーが感光体と接触式帯電装置との接触ニップ部（帯電部）を通過する際に、転写残トナー中の、特に、帯電極性が正規極性とは逆極性に反転しているトナー（反転トナー）が接触式帯電装置に付着することがある。これにより、接触式帯電装置が許容以上にトナー汚染され、帯電不良を引き起こす虞がある。
【０００８】
現像剤としてのトナーには、量的には少ないながら、帯電極性がもともと正規極性とは逆極性に反転している反転トナーが混在している。また、帯電極性が正規極性のトナー（正規トナー）であっても、転写バイアス等に影響されて帯電極性が反転するものや、除電されて帯電量が少なくなるものがある。
【０００９】
そのため、転写残トナーには正規トナーだけでなく、逆極性の反転トナーや帯電量が少ないものが混在しており、そのうちの反転トナーや帯電量が少ないトナーが感光体と接触式帯電装置との接触ニップ部（帯電部）を通過する際に接触式帯電装置に付着してしまう。
【００１０】
また、感光体上の転写残トナーを現像同時クリーニングによって回収するためには、帯電部を通過して現像部に持ち運ばれる感光体上の転写残トナーの帯電極性が正規極性であり、且つ、その帯電量が現像装置によって感光体表面の静電潜像を現像できるトナーの帯電量であることが必要である。反転トナーなど、帯電量が適切でないトナーについては、感光体表面から現像装置に回収できず、不良画像の原因となってしまう虞がある。
【００１１】
接触式帯電装置へのトナーの付着を防止するために、転写部から帯電部へ持ち運ばれる正規トナー、反転トナー、帯電量が少ないトナーが混在している転写残トナーを正規極性へと帯電付与して帯電極性を正規極性に揃え、且つ、その帯電量を均一化する必要がある。
【００１２】
そこで、従来、帯電補助手段として、感光体の移動方向において接触式帯電装置より上流側、且つ、転写装置より下流側に位置していて転写残トナーを帯電するトナー帯電量制御手段と、このトナー帯電量制御手段より上流側、且つ、転写装置より下流側に位置していて転写残トナーを均一化する転写残トナー均一化手段と、を感光体表面に当接させて設け、これら転写残トナー均一化手段、トナー帯電量制御手段に一定の直流電圧を印加することにより、この問題を解決している（例えば、特許文献１、２を参照）。つまり、転写後に感光体表面に残留する転写残トナーを転写残トナー均一化手段で均一化し、その均一化された転写残トナーをトナー帯電量制御手段で正規極性に帯電処理し、現像装置において現像同時クリーニングで回収するのに適した正規トナーに戻している。
【００１３】
上記のようなクリーナレス方式の画像形成装置を長期にわたり使用した場合、転写残トナー均一化手段、トナー帯電量制御手段などの帯電補助手段にトナー、外添剤などが蓄積して汚染されることや、帯電補助手段自体が劣化することが発生し、接触式帯電装置による感光体表面の帯電能力が低下し、帯電不良を生じさせることがある。
【００１４】
そこで、従来、トナー帯電量制御手段や転写残トナー均一化手段などの帯電補助手段に印加する直流電圧の制御値を、画像形成装置の使用量を検知する手段により検知した情報（例えば、帯電補助手段に印加する電圧印加時間の積算値など）に従って、制御手段により変化させる制御を行うことにより、画像形成装置の長期使用後において、帯電補助手段が外添剤などの蓄積や通電劣化した場合でも、転写残トナーの帯電量を制御し、接触式帯電装置への転写残トナーの付着や現像装置での転写残トナー回収不良の問題を解決している（例えば、特許文献３を参照）。
【００１５】
上記のような制御手段では、帯電補助手段に印加される直流電圧の印加時間のみで画像形成装置の使用量を検知しており、実際に転写残トナーの帯電量を変化させる直流電流の値を考慮していない。また、実際に帯電補助手段を通過する転写残トナー量を考慮していない。
【００１６】
このため、画像比率が大きい画像を大量に形成した場合、電圧印加時間の積算値（画像形成枚数）に対する帯電補助部材の汚染量が大きくなり、制御している直流電圧では転写残トナーに流れ込む電流値が不足することから、転写残トナーの帯電量を均一化、あるいは、トナーの帯電量を制御できなくなる虞がある。
【特許文献１】特開２００１−２１５７９８号公報
【特許文献２】特開２００１−２１５７９９号公報
【特許文献３】特開２００４−１１７９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
そこで、実際に転写残トナーの帯電量を変化させている直流電流の値を一定に制御することによって、画像形成装置を長期間にわたって使用した後でも、帯電補助手段に流れる直流電流を確保し、転写残トナーを確実に正規の帯電量に制御することができると考えられる。
【００１８】
しかしながら、直流電流の値が一定になるように電圧制御しても、作像中の画像比率が急激に大きくなり転写残トナー量が多くなると、一時的に抵抗が大きくなるために電流値が足りなくなる虞がある。逆に、作像中の画像比率が急激に小さくなり転写残トナー量が少なくなると、一時的に抵抗が小さくなるために過電流が流れる虞がある。
【００１９】
本発明の目的は、画像形成装置を長期間にわたって使用した後でも、帯電補助手段に流れる直流電流を確保し転写残トナーを確実に正規の帯電量にすることによって、接触式帯電装置に転写残トナーが付着することを防止でき、且つ、画像比率にしたがって直流電圧の制御値に上下限を設け、転写残トナー量が多いときに電流不足になることや、転写残トナー量が少ないときに過電流になることを防止できる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、下記の構成を特徴とする画像形成装置である。
【００２１】
（１）像担持体と、該像担持体を接触部にて帯電する帯電手段と、該帯電手段により帯電処理された前記像担持体に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、前記像担持体に形成された静電潜像に現像材を供給して可視化する現像手段と、可視化した現像剤像を記録材に転写する転写手段と、転写後の前記像担持体に対して直流電圧が印加される１個以上の帯電補助手段を有し、且つ前記転写手段により転写されずに前記像担持体表面に残留した現像剤を前記現像装置で回収するクリーナレスシステムを用いた画像形成装置において、
前記帯電補助手段のうち少なくとも１個に流れる直流電流を検知する電流検知手段と、前記帯電補助手段のうち少なくとも１個に印加する直流電圧を可変制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【００２２】
（２）前記制御手段は、前記電流検知手段が検知した直流電流の値に基づいて、該直流電流の値が一定になるように、前記直流電圧を制御することを特徴とした（１）に記載の画像形成装置。
【００２３】
（３）前記画像形成装置は、前記記録材上に形成される現像剤像の画像比率を算出する画像比率算出手段を備えたことを特徴とする（１）から（２）に記載の画像形成装置。
【００２４】
（４）前記制御手段は、前記画像比率算出手段が算出した画像比率に基づいて、前記直流電圧の制御値の上限を変化させることを特徴とする（１）から（３）に記載の画像形成装置。
【００２５】
（５）前記制御手段は、前記画像比率算出手段が算出した画像比率に基づいて、前記直流電圧の制御値の下限を変化させることを特徴とする（１）から（４）に記載の画像形成装置。
【００２６】
（６）前記帯電補助手段を２個有することを特徴とする（１）から（５）に記載の画像形成装置。
【００２７】
（７）前記帯電補助手段に印加する直流電圧の極性がそれぞれ異なることを特徴とする（６）に記載の画像形成装置。
【００２８】
（８）前記帯電補助手段のうち、前記転写手段に最も近接して配設される前記帯電補助手段に印加される直流電圧の極性が前記帯電手段の印加する直流電圧と逆極性であり、且つ前記帯電手段に最も近接して配設される前期帯電補助手段に印加される直流電圧の極性が前記帯電手段の印加する直流電圧と同極性であることを特徴とする（７）に記載の画像形成装置。
【００２９】
（９）前記帯電補助手段は、前記転写手段と前記帯電手段との間で前記像担持体に当接して配設されることを特徴とする（１）から（８）に記載の画像形成装置。
【００３０】
（１０）前記帯電補助手段が、ブラシからなる部材であることを特徴とする（１）から（９）に記載の画像形成装置。
【００３１】
（１１）前記帯電手段が、帯電ローラであることを特徴とする（１）から（１０）に記載の画像形成装置。
【００３２】
（１２）前記情報書き込み手段が、露光手段であることを特徴とする（１）から（１１）に記載の画像形成装置。
【００３３】
（作用）
トナー帯電量制御手段や転写残トナー均一化手段などの帯電補助手段に印加する直流電圧の制御値を帯電補助手段に流れる直流電流を検知する手段により検知した結果に基づいて直流電流の値が一定になるように制御手段により変化させる制御を行い、帯電補助手段に流れる直流電流を一定に確保し転写残トナーを確実に正規の帯電量にすることによって、接触式帯電装置に転写残トナーが付着することを防止できる。また、画像比率にしたがって直流電圧の制御値に上下限を設け、転写残トナー量が多いときに電流不足になることや、転写残トナー量が少ないときに過電流になることを防止できる。
【発明の効果】
【００３４】
以上説明したように、トナー帯電量制御手段や転写残トナー均一化手段などの帯電補助手段に印加する直流電圧の制御値を、帯電補助手段に流れる直流電流の値がそれぞれ一定になるように変化させる制御を行うことにより、画像形成装置の長期使用後において、帯電補助手段がトナー、外添剤などの蓄積により劣化した場合でも、転写残トナーの帯電量を制御することが可能となり、帯電ローラへの転写残トナーの付着や現像装置での転写残トナー回収不良を防止することができる。更には、帯電ローラが劣化した場合でも、感光ドラム表面の帯電処理を均一・安定に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【実施例１】
【００３６】
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す。本実施例の画像形成装置１００は、接触帯電方式、２成分接触現像方式、クリーナレス方式を採用した電子写真方式のレーザビームプリンタ（プリンタ）である。
【００３７】
（１）プリンタの全体構成
先ず、図１を参照して、本実施例のプリンタ１００の全体構成について説明する。
【００３８】
（ａ）像担持体
プリンタ１００は、像担持体として、回転ドラム型の電子写真感光体１（以下、「感光ドラム」と呼ぶ）を有する。本実施例において、感光ドラム１は、帯電特性が負帯電性の有機光導電体（ＯＰＣ）であり、外径３０ｍｍ、中心支軸を中心に１３０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって矢示の反時計方向に回転駆動される。
【００３９】
感光ドラム１は、図２に示すように、アルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基体）１ａの表面に、光の干渉を抑えて上層の接着性を向上させる下引き層１ｂと、光電荷発生層１ｃと、電荷輸送層１ｄ（厚さ約２０μｍ）との３層を下から順に塗り重ねた構成をしている。
【００４０】
（ｂ）帯電手段
プリンタ１００は、感光ドラム１表面を一様に帯電処理する帯電手段として、接触帯電装置（接触帯電器）２を有する。本実施例において、接触帯電装置２は、帯電ローラ（ローラ帯電器）であり、感光ドラム１との間の微小ギャップにて生じる放電現象を利用して帯電する。
【００４１】
帯電ローラ２は、芯金（支持部材）２ａの両端部をそれぞれ軸受け部材（図示せず）により回転自在に保持されると共に、押圧ばね２ｅによって感光ドラム１に向かって付勢して、感光ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもって圧接させている。これにより、帯電ローラ２は、感光ドラム１の回転に従動して回転する。感光ドラム１と帯電ローラ２との圧接部が帯電部（帯電ニップ部、接触部）ａである。
【００４２】
帯電ローラ２の芯金２ａには、電源Ｓ１より所定の条件の帯電バイアス電圧が印加される。これにより、回転する感光ドラム１表面は、所定の極性・電位に接触帯電処理される。本実施例において、帯電ローラ２に対する帯電バイアス電圧は、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、−５００Ｖの直流電圧と、周波数１．３ｋＨｚ、ピーク間電圧Ｖｐｐ１．５ｋＶ、正弦波の交流電圧とを重畳した振動電圧である。この帯電バイアス電圧により、感光ドラム１表面は帯電ローラ２に印加した直流電圧と同じ−５００Ｖ（暗電位Ｖｄ）に一様に接触帯電処理される。
【００４３】
帯電ローラ２は長手長さ３２０ｍｍ、直径１４ｍｍである。また、図２の層構成模型図に示すように、芯金２ａの外回りに、下層２ｂと、中間層２ｃと、表層２ｄとを下から順次に積層した３層構成である。下層２ｂは帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、表層２ｄは感光ドラム１上にピンホールなどの欠陥がある場合にもリークが発生するのを防止するために設けられた保護層である。より具体的には、本実施例の帯電ローラ２の仕様は下記の通りである。
【００４４】
芯金２ａ：直径６ｍｍのステンレス丸棒
下層２ｂ：カーボン分散の発泡ＥＰＤＭ、比重０．５ｇ／ｃｍ3
体積抵抗値１０2〜１０9Ωｃｍ、層厚約３．５ｍｍ
中間層２ｃ：カーボン分散のＮＢＲ系ゴム、体積抵抗値１０2〜１０5Ωｃｍ
層厚約５００μｍ
表層２ｄ：フッ素化合物のトレジン樹脂に酸化錫、カーボンを分散
体積抵抗値１０7〜１０10Ωｃｍ
表面粗さ（ＪＩＳ規格１０点平均表面粗さＲｚ）１．５μｍ
層厚約５μｍ。
【００４５】
図２に示すように、帯電ローラクリーニング部材２ｆが設けられている。本実施例では、帯電ローラクリーニング部材２ｆは、可撓勢を持つクリーニングフィルムであり、具体的には厚さ２５μｍのポリイミドのフィルムである。この帯電ローラクリーニング部材２ｆは、帯電ローラ２の長手方向に対し平行に配置され、且つ、同長手方向に対し一定量の往復運動をする支持部材２ｇに一端を固定され、自由端側近傍の面において帯電ローラ２と接触ニップを形成するように配置されている。
【００４６】
支持部材２ｇは、プリンタ１００の駆動モーター（図示せず）により、ギア列を介して長手方向に対し一定量の往復運動駆動されて、帯電ローラ２の表層２ｄがクリーニングフィルム２ｆで摺擦される。これにより、帯電ローラ２の表面の付着物汚染（微粉トナー、外添剤など）の除去がなされる。
【００４７】
（ｃ）情報書き込み手段
プリンタ１００は、帯電処理された感光ドラム１の面に静電潜像を形成する情報書き込み手段として露光手段たる露光装置３を有する。本実施例において、露光装置３は半導体レーザを用いたレーザビームスキャナである。レーザビームスキャナ３は、画像読み取り装置（図示せず）などのホスト処理装置からプリンタ側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光Ｌを出力して、一様に帯電処理された回転する感光ドラム１の表面を、露光位置（露光部）ｂにおいてレーザ走査露光（イメージ露光）する。このレーザ走査露光により、感光ドラム１の表面のレーザ光Ｌで照射されたところの電位が低下し、回転する感光ドラム１の表面には、画像情報に対応した静電潜像が順次に形成されていく。
【００４８】
（ｄ）現像手段
プリンタ１００は、感光ドラム１上の静電潜像に従ってトナーを供給し、静電潜像をトナー画像（現像剤像）として反転現像する現像手段として、現像装置（現像器）４を有する。本実施例においては、現像装置４はトナーとキャリアからなる二成分現像剤による磁気ブラシを、感光ドラムに接触させながら現像を行う二成分接触現像方式を採用した現像装置である。
【００４９】
現像装置４は、現像容器４ａ、現像剤担持体としての非磁性の現像スリーブ４ｂを備えている。現像スリーブ４ｂは、その外周面の一部を現像装置４の外部に露呈させて、現像容器４ａ内に回転可能に配置してある。現像スリーブ４ｂ内には、非回転に固定してマグネットローラ４ｃが挿設されている。現像スリーブ４ｂに対向して、現像剤コーティングブレード４ｄが設けられている。現像容器４ａは、二成分現像剤４ｅを収容しており、現像容器４ａ内の底部側には現像剤攪拌部材４ｆが配設されている。また、補給用トナーがトナーホッパー４ｇに収容されている。
【００５０】
現像容器４ａ内の二成分現像剤（現像剤）４ｅは主に非磁性トナーと磁性キャリアとの混合物であり、現像剤攪拌部材４ｆにより攪拌される。本実施例において磁性キャリアの抵抗は約１０１３Ωｃｍ、粒径（体積平均粒径：レーザ回折式粒度分布測定装置ＨＥＲＯＳ（日本電子製）を用いて、０．５〜３５０μｍの範囲を３２対数分割して測定し、体積５０％メジアン径をもって体積平均粒径とする）は約４０μｍである。トナーは磁性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。
【００５１】
現像スリーブ４ｂは、感光ドラム１との最近接距離（Ｓ−Ｄｇａｐ）を３５０μｍに保持して感光ドラム１に近接対向配設される。この感光ドラム１と現像スリーブ４ｂとの対向部が現像部ｃである。
【００５２】
現像スリーブ４ｂは、現像部ｃにおいて感光ドラム１の進行方向とは逆方向に回転駆動される。現像スリーブ４ｂ内のマグネットローラ４ｃの磁気により、現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅの一部が現像スリーブ４ｂの外周面に磁気ブラシ層として吸着保持される。この磁気ブラシ層は、現像スリーブ４ｂの回転に伴い回転搬送され、現像剤コーティングブレード４ｄにより所定の薄層に整層され、現像部ｃにおいて感光ドラム１の面に対して接触して感光ドラム面を適度に摺擦する。
【００５３】
現像スリーブ４ｂには、電源Ｓ２から所定の現像バイアスが印加される。本実施例において、現像スリーブ４ｂに対する現像バイアス電圧は、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、−３５０Ｖの直流電圧と、周波数８．０ｋＨｚ、ピーク間電圧１．８ｋＶ、矩形波の交流電圧とを重畳した振動電圧である。
【００５４】
而して、回転する現像スリーブ４ｂの面に薄層としてコーティングされ、現像部ｃに搬送された現像剤４ｅ中のトナーが、現像バイアスによる電界によって感光ドラム１の表面に静電潜像に対応して選択的に付着し、静電潜像がトナー画像として現像される。本実施例の場合、感光ドラム１の表面の露光明部にトナーが付着して静電潜像が反転現像される。
【００５５】
このとき、感光ドラム１上に現像されたトナーの帯電量は、温度２３℃、絶対水分量１０．６ｇ／ｍ３の環境下では、凡そ−２５μＣ／ｇである。
【００５６】
現像部ｃを通過した現像スリーブ４ｂ上の現像剤薄層は、引き続く現像スリーブ４ｂの回転に伴い現像容器４ａ内の現像剤溜り部に戻される。
【００５７】
現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅのトナー濃度を、略一定の範囲内に維持するために、現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅのトナー濃度を、例えば、光学式トナー濃度センサーによって検知し、その検知情報に応じてトナーホッパー４ｇを駆動制御して、トナーホッパー４ｇ内のトナーが現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅに補給される。二成分現像剤４ｅに補給されたトナーは、攪拌部材４ｆにより攪拌される。
【００５８】
（ｅ）転写手段・定着手段
プリンタ１００は、転写手段として転写装置５を有する。本実施例においては、転写装置５は転写ローラである。転写ローラ５は、感光ドラム１に所定の押圧力をもって圧接され、その圧接ニップ部が転写部ｄである。この転写部ｄに絵紙機構部（図示せず）から所定の制御タイミングにて記録材Ｐが給送される。
【００５９】
転写部ｄに給送された記録材Ｐは、回転する感光ドラム１と転写ローラ５との間に挟持されて搬送される。その間、転写ローラ５には電源Ｓ３からトナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バイアス、本実施例では＋２ｋＶが印加される。これにより、転写部ｄを挟持搬送されていく記録材Ｐの表面に感光ドラム１の表面側のトナー画像が順次に静電転写されていく。
【００６０】
転写部ｄを通ってトナー画像の転写を受けた記録材Ｐは、感光ドラム１の表面から順次に分離されて定着装置６へ搬送される。本実施例では、定着装置６は熱ローラ定着装置であり、この定着装置６により記録材Ｐはトナー画像の定着処理を受けて画像形成物（プリント、コピー）として出力される。
【００６１】
（ｆ）クリーナレスシステム、帯電補助手段および印加電圧制御
本実施例のプリンタ１００は、所謂、クリーナレスシステムを採用しており、記録材Ｐに対するトナー画像転写後の感光ドラム１の表面に若干量残留する転写残トナーを除去する専用のクリーニング装置を具備していない。
【００６２】
転写後の感光ドラム１面上の転写残トナーは、引き続く感光ドラム１の回転に伴い帯電部ａ、露光部ｂを通って現像部ｃに搬送されて、現像装置４により現像同時クリーニングにて除去・回収される（クリーナレスシステム）。
【００６３】
本実施例において、現像装置４の現像スリーブ４ｂは、上述のように現像部ｃにおいて感光ドラム１の表面の進行方向とは逆方向に回転させている。このような現像スリーブ４ｂの回転は、感光ドラム１上の転写残トナーの回収に有利である。
【００６４】
感光ドラム１上の転写残トナーは露光部ｂを通るので、露光工程はその転写残トナー上からなされる。通常は、転写残トナーの量は少ないため、転写残トナー上から露光工程を行うことによる大きな影響は現れない。
【００６５】
但し、上述したように、転写残トナーには帯電極性が正規極性のもの、逆極性のもの（反転トナー）、帯電量が少ないものが混在しており、その内の反転トナーや帯電量が少ないトナーが、帯電部ａを通過する際に帯電ローラ２に付着すると、帯電ローラ２が許容以上にトナーにより汚染してしまい帯電不良を生じることがある（図３領域(1)参照）。
【００６６】
又、感光ドラム１上の転写残トナーを、現像装置４により現像動作と同時に効果的に除去・回収するためには転写残トナーの帯電量が重要な因子となってくる。即ち、現像部ｃに持ち運ばれる感光ドラム１上の転写残トナーは、その帯電極性が正規極性であり、且つ、その帯電量が現像装置によって感光ドラム１の静電潜像を現像できるトナーの帯電量であることが好ましい。転写残トナーの帯電極性が反転している場合や帯電量が適切でない場合には、感光ドラム１上から現像装置４に除去・回収できず、不良画像の原因となる虞がある。
【００６７】
そこで、帯電補助手段として、転写部ｄよりも感光ドラム１の回転方向下流側の位置において、感光ドラム１上の転写残トナーを均一化するための、転写残トナー均一化手段（転写残現像剤像均一化手段）８を設け、この転写残トナー均一化手段８よりも感光ドラム１の回転方向下流側、且つ、帯電部ａよりも感光ドラム１の回転方向上流側の位置において、転写残トナーの帯電極性を正規極性である負極性に揃えるためのトナー帯電量制御手段（現像剤帯電量制御手段）７を設ける。
【００６８】
一般的に、転写部ｄで記録材Ｐに転写されずに感光ドラム１上に残留した転写残トナーは、反転トナーや帯電量が適切でないトナーが混在している。そこで、転写残トナー均一化手段８により一度転写残トナーを除電し、次いでトナー帯電量制御手段７で再度転写残トナーを正規極性に帯電処理する。これにより、帯電ローラ２への転写残トナーの付着防止を効果的に成すと共に、現像装置４での転写残トナーの除去・回収を完全に行うことができる。そのため、転写残トナー像パターンのゴースト像の発生も厳に防止される。
【００６９】
本実施例では、転写残トナー均一化手段８及びトナー帯電量制御手段７は、適度の導電性を持ったブラシ状部材であり、ブラシ部を感光ドラム１の表面に接触させて配設されている。それぞれ転写残トナー均一化手段８と感光ドラム１の表面との接触部ｆ、トナー帯電量制御手段７と感光ドラム１の表面との接触部ｅを形成している。
【００７０】
転写残トナー均一化手段８には、電源Ｓ５より正極性の直流電圧が印加されており、トナー帯電量制御手段７には、電源Ｓ４より負極性の直流電圧が印加される。それぞれに印加される直流電圧の大きさは、装置内に設置した温湿度センサーにより検知した温度及び相対湿度より計算される絶対水分量により、図４（ａ），（ｂ）に示すごとく変化させている。例えば、温度２３℃、絶対水分量１０．６ｇ／ｍ３の環境下においては、転写残トナー均一化手段８には＋２５０Ｖ、トナー帯電量制御手段７には−７５０Ｖの直流電圧がそれぞれ印加される。
【００７１】
転写部ｄにおいて、記録材Ｐへのトナー画像の転写後に感光ドラム１上に残留する転写残トナーは、転写残トナー均一化手段８と感光ドラム１との接触部ｆに至り、転写残トナー均一化手段８によりその電荷量が０μＣ／ｇ近傍で均一化される（図３領域(2)参照）。更に、転写残トナー均一化手段８で均一化された感光ドラム１の表面上の転写残トナーは、トナー帯電量制御手段７と感光ドラム１との接触部ｅに至り、トナー帯電量制御手段７により、その帯電極性が正規極性である負極性に揃えられる（図３領域(3)参照）。
【００７２】
転写残トナーの帯電極性を正規極性である負極性に揃えることにより、帯電ローラ２と感光ドラム１との接触部（帯電部）ａで転写残トナーの上から感光ドラム１の表面上を帯電処理する際に、転写残トナーの感光ドラム１への鏡映力を大きくし、転写残トナーが帯電ローラ２へ付着するのを防止する。この為にトナー帯電量制御手段７により転写残トナーに与える帯電量は、現像時のトナー帯電量と比較すると約２倍以上であるのが好ましくし温度２３℃、絶対水分量１０．６ｇ／ｍ３の環境下では凡そ−５０μＣ／ｇである。
【００７３】
次に、現像工程における転写残トナーの回収について説明する。現像装置４は上述のように、現像と同時に転写残トナーを回収、清掃する。感光ドラム１上の静電潜像の現像に使用されるトナー帯電量（平均値）は、温度２３℃、絶対水分量１０．６ｇ／ｍ３の環境下においては凡そ−２５μＣ／ｇである。
【００７４】
感光ドラム１上の転写残トナーが現像装置４に十分に回収されるためには、現像装置４に到達する転写残トナーの帯電量が凡そ１５〜３５μＣ／ｇの範囲であることが好ましい。しかし、上述のように、帯電ローラ２へのトナー付着を防止するためにトナー帯電量制御手段７によって、−５０μＣ／ｇと負極性に大きく帯電された転写残トナーは、現像装置４において回収させるためには除電を行う必要がある。
【００７５】
ここで、帯電ローラ２には感光ドラム１表面を帯電処理するために、交流電圧（周波数１．３ｋＨｚ、ピーク間電圧Ｖｐｐ＝１．５ｋＶ）が印加されている。この時、帯電ローラ２が感光ドラム１表面を帯電処理すると同時に、感光ドラム１上の転写残トナーが交流除電される。斯かる交流電圧条件において、凡そ−５０μＣ／ｇであった転写残トナーの帯電量は、帯電部ａの通過後に凡そ−３０μＣ／ｇとなる。これにより、現像工程において、感光ドラム１上のトナーが付着されるべきではない部分（非画像部）に付着した転写残トナーは、現像装置４に回収される（図３領域(4)参照）。
【００７６】
かくして、（ｉ）感光ドラム１の回動に伴って転写部ｄから帯電部ａへ搬送される転写残トナーの電荷量を、トナー帯電量制御手段７で正規極性である負極性に揃えて帯電処理して転写残トナーの帯電ローラ２への付着を防止し、（ｉｉ）帯電ローラ２で感光ドラム１を所定の電位に帯電すると同時に、トナー帯電量制御手段７で正規極性である負極性に帯電処理された転写残トナーの帯電量を、現像装置４で感光ドラム上の静電潜像を現像するのと同程度の帯電量に制御する。これにより、現像装置４での転写残トナーの回収が効率的に行われる。
【００７７】
上述のようなクリーナレスシステム、特に現像同時クリーニング方式によれば、従来一般に用いられているようなクリーニング装置を特別に設ける必要がなく、又廃トナーを出さずに再利用することができ、メンテナンスの煩わしさ、装置の小型化に大きく貢献するばかりでなく、環境保全や資源の有効利用などの点で好ましい。
【００７８】
しかしながら、本実施例で示したような画像形成装置を長時間使用した後には、転写残トナー均一化手段８及びトナー帯電量制御手段７の表面への外添剤などが付着・蓄積や、直流電圧の長時間印加による通電劣化により抵抗が上昇してしまうため、転写残トナーヘのそれぞれの効果が低減し、転写残トナーの帯電量コントロールが不十分になってしまう。その結果、転写残トナーが帯電ローラ２表面に付着して帯電不良となったり、現像装置４に回収されずに感光ドラム１上を連れ回る虞がある。
【００７９】
図５（ａ）は、絶対水分量１０．６ｇ／ｍ３環境下における転写残トナー均一化手段８に印加する電圧値と転写残トナー均一化手段８から感光ドラム１に流れる電流量の関係について示したものである。図中点線で示した電流量（２μＡ）以上の電流が流れている場合には、転写残トナーを十分に除電することが可能であるが、点線で示した電流量（２μＡ）未満の場合には転写残トナーの除電が不安定になる。
【００８０】
ここで、転写残トナー均一化手段８に印加している電圧値は＋２５０Ｖであり、画像形成装置使用初期においては、転写残トナー均一化手段８から感光ドラム１に流れる電流量は約２μＡであるが、長期使用後（具体的には、画像比率５％で４００００枚作像した後）には、転写残トナー均一化手段８の表面へのトナー、外添剤の付着により抵抗が上昇するため、約１．３μＡしか流れない。従って、長期使用後には転写残トナー均一化手段８による転写残トナーの除電が不安定となる。
【００８１】
なお、転写残トナー均一化手段８に印加する電圧値を初期から十分に大きくした場合には、転写残トナー均一化手段８から感光ドラム１に流れ込む電流量が非常に大きくなりすぎるため、ドラムメモリーになる虞がある。
【００８２】
同様に、図５（ｂ）は、絶対水分量１０．６ｇ／ｍ３環境下における転写残トナー均一化手段８に印加する電圧値とトナー帯電量制御手段７から感光ドラム１に流れる電流量の関係について示したものである。図中点線で示した電流量（−３．５μＡ）以上の電流が流れている場合には、転写残トナーが帯電ローラ２に付着することを防止するのに十分な帯電量を付与することが可能であるが、点線で示した電流値（−３．５μＡ）未満の場合には転写残トナーに帯電量を十分付与することが不可能となり、転写残トナーの一部が帯電ローラ２表面に付着してしまう。
【００８３】
ここで、トナー帯電量制御手段７に印加している電圧値は−７００Ｖであり、画像形成装置使用初期においては、トナー帯電量制御手段７から感光ドラム１に流れる電流量は約−５μＡであるが、長期使用後（具体的には、画像比率５％で４００００枚作像した後）には、トナー帯電量制御手段７の表面へのトナー、外添剤の付着により抵抗が上昇するため、約−２．５μＡしか流れない。従って、長期使用後にはトナー帯電量制御手段７による転写残トナーへの帯電量付与が充分でなくなる。
【００８４】
なお、トナー帯電量制御手段７に印加する電圧値を初期から十分に大きくした場合には、トナー帯電量制御手段７から感光ドラム１に流れ込む電流量が非常に大きくなりすぎるため、転写残トナーの帯電量が必要以上に大きくなり、帯電ローラ２で除電した後も現像装置４で回収不能な帯電量の転写残トナーが残ってしまう虞がある。
【００８５】
図６は、絶対水分量１０．６ｇ／ｍ３環境下における帯電補助手段通過後の転写残トナー帯電量分布である。（ａ）は初期の転写残トナー帯電量分布であり、（ｂ）は画像比率５％で４００００枚作像した後の転写残トナー帯電量分布である。（ａ）では転写残トナー帯電量分布は−３０〜−４０μＣ／ｇを中心としてある程度シャープな形状をしているのに対し、（ｂ）では−３０〜−４０μＣ／ｇ付近の帯電量のトナーの占める割合が低下しており、かつ帯電量が小さい（０〜−１０μＣ／ｇ）トナーや極性が反転しているトナーの占める割合が増加していることがわかる。その結果、画像形成装置の長期使用後では、転写残トナー中に反転トナーや帯電量の小さいトナーが初期に比べて増加してしまうことがわかる。
【００８６】
そこで、本発明者は鋭意検討した結果、以下に示すような制御を行うことにより、上述のような画像形成装置を長期間にわたり使用する場合においても、転写残トナーの帯電量の適正なコントロールを行い、帯電ローラ２への付着、蓄積を防止し、転写残トナーを効率良く現像装置４により除去・回収することができると共に、帯電ローラ２により感光ドラム１を安定して帯電できることを見出した。
【００８７】
つまり、本実施例においては、トナー帯電量制御手段７及び転写残トナー均一化手段８に印加する直流電圧の制御値を、トナー帯電量制御手段７及び転写残トナー均一化手段８に流れる直流電流の値がそれぞれ一定になるように変化させる制御を行った。
【００８８】
ここで、直流電流の値は、トナー帯電量制御手段７及び転写残トナー均一化手段８に流れる直流電流を検知する電流検知手段１０で検知する。
【００８９】
図７（ａ）は、画像形成装置使用初期において、画像比率２０％の画像を形成したときにトナー帯電量制御手段７に流れる直流電流値が−３．５μＡ、且つ、転写残トナー均一化手段８に流れる直流電流値が２μＡ、になるように各々の帯電補助手段に直流電圧を印加したときの、絶対水分量１０．６ｇ／ｍ３環境下における、帯電補助手段通過後の転写残トナー帯電量分布である。また、（ｂ）は画像比率５％で４００００枚作像した後に、同様の制御を行ったときの転写残トナー帯電量分布である。
【００９０】
これら２つのグラフは転写残トナーの帯電量、分布ともに良く一致している。つまり、このような制御を行うことによって耐久後においても、転写残トナーを確実に正規の帯電量にできることがわかる。
【００９１】
なお、トナー帯電量制御手段７に印加する直流電圧の極性は、帯電ローラ２に印加する直流電圧の極性、つまり感光ドラム１表面を帯電処理する極性と同じであることから、トナー帯電量制御手段７は感光ドラム１表面の帯電前処理を行う役目も果たしている。実際絶対水分量１０．６ｇ／ｍ３環境下で、トナー帯電量制御手段７に流れる直流電流の値が−３．５μＡになるように直流電圧を印加した場合、トナー帯電量制御手段７によって感光ドラム１表面は凡そ−３５０Ｖに帯電される。
【００９２】
このため、画像形成装置を長期にわたり使用した後に、トナーや外添剤の付着により帯電ローラ２の抵抗値が上昇し帯電ローラ２の感光ドラム１への帯電処理能力が低下した場合にも、トナー帯電量制御手段７に流れる直流電流を一定に保持することで、感光ドラム１表面の安定した帯電処理を行うことも可能になる。
【００９３】
以上、本実施例によれば、トナー帯電量制御手段７及び転写残トナー均一化手段８に印加する直流電圧の制御値を、トナー帯電量制御手段７及び転写残トナー均一化手段８に流れる直流電流の値がそれぞれ一定になるように変化させる制御を行うことにより、画像形成装置の長期使用後において、トナー帯電量制御手段７及び転写残トナー均一化手段８がトナー、外添剤などの蓄積により劣化した場合でも、転写残トナーの帯電量を制御することが可能となり、帯電ローラ２への転写残トナーの付着や現像装置４での転写残トナー回収不良を防止することができる。更には、帯電ローラ２が劣化した場合でも、感光ドラム１表面の帯電処理を均一・安定に行うことができる。
【００９４】
なお、本実施例で示したように、トナー帯電量制御手段トナー７及び転写残トナー均一化手段８の両方について上記の制御を行うことが最も好ましいが、どちらか片側のみについて実施するだけでも良い。
【００９５】
トナー帯電量制御手段トナー７及び転写残トナー均一化手段８は、固定のブラシ状部材に限定されるものではなく、ブラシ回転体、弾性ローラ、シート状部材など任意の形態の部材であっても良い。
【００９６】
接触帯電部材２は、帯電ローラの他に、ファーブラシ、フェルトなどの形状・材質のものも使用可能である。また、各種材質のものの組み合わせでより適切な弾性、導電性、表面性、耐久性のものを得ることができる。
【００９７】
像担持体は、表面の体積抵抗が１０９〜１０１４Ωｃｍの電荷注入層を設けた直接注入帯電性のものであっても良い。電荷注入層を用いていない場合でも、例えば電荷輸送層が上記の抵抗範囲にある場合も同等の効果が得られる。表層の体積抵抗が１０１３Ωｃｍであるアモルファスシリコン感光体でも良い。
【実施例２】
【００９８】
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置（プリンタ）の基本構成は実施例１のものと同様である。従って、実施例１のプリンタ１００と同一の機能、構成を有する要素には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００９９】
実施例１では、トナー帯電量制御手段７及び転写残トナー均一化手段８に流れる直流電流の値がそれぞれ一定になるように変化させる制御を行った。
【０１００】
しかし実施例１の形態においては、トナー帯電量制御手段７及び転写残トナー均一化手段８に流れる直流電流の値がそれぞれ一定になるように変化させるため、写真画像等の高印字率（高画像比率）画像の連続形成時など一度に多量の転写残トナーが発生した場合には、帯電補助手段の抵抗が急激に大きくなる。したがって、転写残トナー均一化手段８に流れる電流量が小さくなることにより転写残トナーの除電が不安定になったり、トナー帯電量制御手段７に流れる電流量が小さくなることにより転写残トナーに帯電量を十分付与することが不可能となったりする。
【０１０１】
また逆に、多量の転写残トナーが発生している状態（ジャム復帰時など）で同様の制御を行い、極端に画像比率の低い画像を連続形成して転写残トナーが急激に少なくなる場合には、帯電補助手段の抵抗が急激に小さくなる。したがって、電流量が大きくなることにより帯電補助手段の耐電流を超える過電流が流れる虞がある。
【０１０２】
そこで、本実施例では、トナー帯電量制御手段７及び転写残トナー均一化手段８が印加する制御電圧値に、以下のようにして上下限を設け、形成する画像の画像比率に基づいて制御電圧値の上下限を変化させる。
【０１０３】
本実施例においては、ある一定の画像比率の画像を形成したときに流れる電流値が一定になるように制御した制御電圧を基準電圧として、トナー帯電量制御手段７及び転写残トナー均一化手段８に印加する直流電圧の制御値の上下限を、基準電圧に基づいて設定する。
【０１０４】
ここで、画像比率は、画像比率算出手段（ビデオカウンタ）１１で算出する（図８参照）。
【０１０５】
具体的には、本実施例では、画像比率が５０％である画像を形成したときに転写残トナー均一化手段８に流れる電流値が２μＡになるように制御したときの制御電圧を基準電圧（Ｖｄｃ１）とする。このときの制御値の上限Ｖｄｃ１＋、下限Ｖｄｃ１−は、画像形成時には、形成する画像の画像比率Ｒ（％）として、
Ｖｄｃ１＋＝Ｖｄｃ１＋（Ｒ−５０）＋５…（式１）
Ｖｄｃ１−＝Ｖｄｃ１＋（Ｒ−５０）−５…（式２）
で表すことができる。つまり、制御値の上下限は図９に示すように、画像比率によって決定される。
【０１０６】
例えば、制御を行ったときの基準電圧Ｖｄｃ１が２５０Ｖのときに、画像比率２０％の画像を形成する場合には、制御値の上限Ｖｄｃ１＋＝２２５Ｖ、下限Ｖｄｃ１−＝２１５Ｖであるから、制御電圧が２５０Ｖであっても、実際に転写残トナー均一化手段８に印加される電圧は制御値の上限２２５Ｖとなる。
【０１０７】
図１０（ａ）は、画像形成装置の使用初期において、絶対水分量１０．６ｇ／ｍ３環境下における転写残トナー均一化手段８に印加する電圧値と転写残トナー均一化手段８から感光ドラム１に流れる電流量の関係について示したものである。
【０１０８】
本実施例の制御にしたがうと、画像比率５０％の画像を形成するときに転写残トナー均一化手段８に流れる電流値が２μＡになるように制御したときの基準電圧は約２６０Ｖとなる。
【０１０９】
このときに画像比率０％の画像を形成すると、上記制御により印加電圧は上限Ｖｄｃ１＋によって制限され２１５Ｖとなり、転写残トナー均一化手段８には約１．８５μＡの直流電流が流れる。一方、画像比率１００％の画像を形成すると、同様に印加電圧は下限Ｖｄｃ１−によって制限され３０５Ｖとなり、転写残トナー均一化手段８には約１．９８μＡの電流が流れる。
【０１１０】
図１０（ｂ）は、画像形成装置の耐久後において（具体的には、画像比率５％で４００００枚作像した後）、絶対水分量１０．６ｇ／ｍ３環境下における転写残トナー均一化手段８に印加する電圧値と転写残トナー均一化手段８から感光ドラム１に流れる電流量の関係について示したものである。
【０１１１】
本実施例の制御にしたがうと、画像比率５０％の画像を形成するときに転写残トナー均一化手段８に流れる電流値が２μＡになるように制御したときの基準電圧は３１５Ｖとなる。
【０１１２】
このときに画像比率０％の画像を形成すると、上記制御により印加電圧は上限Ｖｄｃ１＋によって制限され２７０Ｖとなり、転写残トナー均一化手段８には約１．８２μＡの直流電流が流れる。一方、画像比率１００％の画像を形成すると、同様に印加電圧は下限Ｖｄｃ１−によって制限され３６０Ｖとなり、転写残トナー均一化手段８には約１．９４μＡの電流が流れる。
【０１１３】
このように、転写残トナー均一化手段８に印加する直流電圧の制御値に、上記のように上下限を設けることによって、転写残トナー均一化手段８の抵抗が変化することに伴う過電流や電流不足を防ぐことができ、長期使用後にも安定に２μＡ程度の直流電流を確保できるので、転写残トナー均一化手段８による転写残トナーの除電が充分に行われる。
【０１１４】
また同様に、画像比率が５０％である画像を形成したときにトナー帯電量制御手段７に流れる電流値が−３．５μＡになるように制御したときの制御電圧を基準電圧（Ｖｄｃ２）とする。このときの制御値の上限Ｖｄｃ２＋、下限Ｖｄｃ２−は、画像形成時には、形成する画像の画像比率Ｒ（％）として、
Ｖｄｃ２＋＝Ｖｄｃ２＋２×（５０−Ｒ）＋５…（式３）
Ｖｄｃ２−＝Ｖｄｃ２＋２×（５０−Ｒ）−５…（式４）
で表すことができる。つまり、制御値の上下限は図１１に示すように、画像比率によって決定される。
【０１１５】
例えば、制御を行ったときの基準電圧Ｖｄｃ２が−７５０Ｖのときに、画像比率２０％の画像を形成する場合には、制御値の上限Ｖｄｃ２＋＝−６８５Ｖ、下限Ｖｄｃ１−＝−６９５Ｖであるから、制御電圧が−７５０Ｖであっても、実際にトナー帯電量制御手段７に印加される電圧は制御値の下限−６９５Ｖとなる。
【０１１６】
図１２（ａ）は、画像形成装置の使用初期において、絶対水分量１０．６ｇ／ｍ３環境下におけるトナー帯電量制御手段７に印加する電圧値とトナー帯電量制御手段７から感光ドラム１に流れる電流量の関係について示したものである。
【０１１７】
本実施例の制御にしたがうと、画像比率５０％の画像を形成するときにトナー帯電量制御手段７に流れる電流値が−３．５μＡになるように制御したときの基準電圧は約−６８５Ｖとなる。
【０１１８】
このときに画像比率０％の画像を形成すると、上記制御により印加電圧は下限Ｖｄｃ２−によって制限され−５９０Ｖとなり、トナー帯電量制御手段７には約３．４８μＡの直流電流が流れる。一方、画像比率１００％の画像を形成すると、同様に印加電圧は上限Ｖｄｃ２＋によって制限され−７８０Ｖとなり、トナー帯電量制御手段７には約−３．３５μＡの電流が流れる。
【０１１９】
図１２（ｂ）は、画像形成装置の耐久後において（具体的には、画像比率５％で４００００枚作像した後）、絶対水分量１０．６ｇ／ｍ３環境下におけるトナー帯電量制御手段７に印加する電圧値とトナー帯電量制御手段７から感光ドラム１に流れる電流量の関係について示したものである。
【０１２０】
本実施例の制御にしたがうと、画像比率５０％の画像を形成するときにトナー帯電量制御手段７に流れる電流値が−３．５μＡになるように制御したときの基準電圧は約−８００Ｖとなる。
【０１２１】
このときに画像比率０％の画像を形成すると、上記制御により印加電圧は下限Ｖｄｃ２−によって制限され−７０５Ｖとなり、トナー帯電量制御手段７には約−３．２３μＡの直流電流が流れる。一方、画像比率１００％の画像を形成すると、同様に印加電圧は上限Ｖｄｃ２＋によって制限され−８９５Ｖとなり、トナー帯電量制御手段７には約−３．６０μＡの電流が流れる。
【０１２２】
このように、トナー帯電量制御手段７に印加する直流電圧の制御値に、上記のように上下限を設けることによって、トナー帯電量制御手段７の抵抗が変化することに伴う過電流や電流不足を防ぐことができ、長期使用後にも安定に−３．５μＡ程度の直流電流を確保できるので、トナー帯電量制御手段７による転写残トナーへの帯電量付与が充分に行われる。
【０１２３】
なお、本実施例では基準電圧を決定する際に、画像比率５０％である画像を形成したときに帯電補助手段に流れる電流値を基に電圧を制御したが、基準とする画像比率は任意の値であっても良い。
【０１２４】
（その他）
１）本発明の実施例における、トナーの電荷量μＣ／ｇは、所謂ブローオフ法により測定した。
【０１２５】
２）情報書き込み手段としての露光手段３は、実施例のレーザビームスキャナに限られず、ＬＥＤアレイ、蛍光灯等の光源と液晶シャッターとの組み合わせ等の他のデジタル露光装置であってもよいし、原稿画像を結像投影するアナログ露光装置であってもよい。
【０１２６】
３）像担持体１は、静電記録誘電体であってもよい。この場合は該誘電体面を所定の極性・電位に一様に帯電した後、除電針アレイ・電子銃等の除電手段（情報書き込み手段）で選択的に除電して画像情報の静電潜像を書き込み形成する。
【０１２７】
４）受像部材として記録材Ｐは、中間転写ドラムや中間転写ベルト等の中間転写体であってもよい。この場合、中間転写体からシートのような記録材へ再度像転写が行なわれる。
【０１２８】
５）接触帯電装置２や現像装置４に印加するバイアスの交流電圧の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等的義使用可能である。交流バイアスは、例えば直流電源を周期的にＯＮ、ＯＦＦすることによって形成された矩形波の電圧を含む。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す模型図である。
【図２】図１の画像形成装置が備える感光ドラム及び帯電ローラの層構成を示す模型図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置のクリーナレスシステムについて説明するための図である。
【図４】（ａ）は転写残トナー均一化手段の絶対水分量に対する印加電圧の関係を示す関係図である。（ｂ）はトナー帯電量制御手段の絶対水分量に対する印加電圧の関係を示す関係図である。
【図５】（ａ）は転写残トナー均一化手段の印加電圧と感光ドラムに流れ込む電流量の関係を示す関係図である。（ｂ）はトナー帯電量制御手段の印加電圧と感光ドラムに流れ込む電流量の関係を示す関係図である。
【図６】（ａ）は本発明に係る画像形成装置において、使用初期に画像形成したときの転写残トナーの帯電量分布を示す関係図である。（ｂ）は本発明に係る画像形成装置において、長期使用後に画像形成したときの転写残トナーの帯電量分布を示す関係図である。
【図７】（ａ）は実施例１の画像形成装置において、使用初期に画像形成したときの転写残トナーの帯電量分布を示す関係図である。（ｂ）は実施例１の画像形成装置において、長期使用後に画像形成したときの転写残トナーの帯電量分布を示す関係図である。
【図８】実施例２に係る画像形成装置の概略構成を示す模型図である。
【図９】実施例２の画像形成装置において、形成する画像の画像比率と転写残トナー均一化手段に印加する電圧の上下限の関係を示す関係図である。
【図１０】（ａ）は実施例２の画像形成装置において、使用初期の転写残トナー均一化手段の印加電圧と感光ドラムに流れ込む電流量の関係を示す関係図である。（ｂ）は実施例２の画像形成装置において、長期使用後の転写残トナー均一化手段の印加電圧と感光ドラムに流れ込む電流量の関係を示す関係図である。
【図１１】実施例２の画像形成装置において、形成する画像の画像比率とトナー帯電量制御手段に印加する電圧の上下限の関係を示す関係図である。
【図１２】（ａ）は実施例２の画像形成装置において、使用初期のトナー帯電量制御手段の印加電圧と感光ドラムに流れ込む電流量の関係を示す関係図である。（ｂ）は実施例２の画像形成装置において、長期使用後のトナー帯電量制御手段の印加電圧と感光ドラムに流れ込む電流量の関係を示す関係図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１  感光ドラム（像担持体）
２  帯電ローラ（帯電手段）
３  レーザビームスキャナ（露光手段）
４  現像装置（現像手段）
５  転写ローラ（転写手段）
６  定着装置
７  トナー帯電量制御手段（帯電補助手段）
８  転写残トナー均一化手段（帯電補助手段）
１０  ＣＰＵ（直流電流検知手段および制御手段）
１１  ビデオカウンタ（画像比率算出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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