(57)【要約】【課題】クリーニングブレードを備えない画像形成装置において長期的な使用によるブラシ部材の機能低下を抑制することである。【解決手段】感光体ドラム１上に残留した転写残トナーのうち、逆帯電トナーＴ１だけをブラシローラ４１で一時保持する。この逆帯電トナーは、画像形成時以外のときに感光体ドラム上に放出される。このとき、帯電ローラはアースされているので、逆帯電トナーはその接触領域をそのまま通過し、現像装置で回収される。ここで、ブラシローラは、一定の斜毛方向にブラシ先端が向くように、ブラシ基体表面の法線方向に対してブラシ部分を予め寝かせた状態に形成したものである。これにより、ブラシの毛倒れが生じにくくなる。【選択図】  図１
2004170530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体と、
該潜像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像を行う現像手段と、
該潜像担持体と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潜像担持体上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、
転写後に該潜像担持体上に残留した転写残トナーをブレード部材によって掻き取らずにクリーニングするブレードレス方式のクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、
転写後の潜像担持体表面部分に当接し、その当接部分がブラシ状であるブラシ部材を備え、
該ブラシ部材として、斜毛ブラシを用いた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、
上記クリーニング手段を、
上記ブラシ部材に上記所定極性と同じ極性の保持バイアスを印加することで、上記潜像担持体表面部分に残留した転写残トナーのうち、該所定極性とは逆極性に帯電した逆帯電トナーを該潜像担持体表面部分から回収して保持し、かつ、所定のタイミングで該所定極性とは逆極性の放出バイアスを印加することで、保持している逆帯電トナーを潜像担持体表面に戻す一時保持手段と、
該一時保持手段によって潜像担持体表面に戻された逆帯電トナーを該潜像担持体表面から回収する回収手段とで構成した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、
上記ブラシ部材として、上記潜像担持体表面を摺擦するように接触しながら回転駆動するブラシローラを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３の画像形成装置において、
上記潜像担持体表面との接触部分で該潜像担持体が表面移動する向きと同じ向きに上記ブラシローラが表面移動するように、該ブラシローラを回転駆動させる駆動手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３の画像形成装置において、
上記潜像担持体表面との接触部分で、該潜像担持体が表面移動する向きとは逆向きに上記ブラシローラが表面移動するように、該ブラシローラを回転駆動させる駆動手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５の画像形成装置において、
上記ブラシローラを、上記潜像担持体表面に対してブラシ先端側から接触する方向に回転駆動させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、
上記潜像担持体表面との接触部分で、上記潜像担持体の表面線速に対する上記ブラシローラの表面線速の比が１．２以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７の画像形成装置において、
上記潜像担持体表面との接触部分で、上記潜像担持体の表面線速に対する上記ブラシローラの表面線速の比が２．０以上である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の画像形成装置において、
画像形成装置本体に対して着脱可能であって、少なくとも上記潜像担持体と上記ブラシ部材とが一体になって構成されたプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の画像形成装置の本体に対して着脱可能に構成されるプロセスカートリッジであって、
少なくとも上記潜像担持体と上記ブラシ部材とを一体に構成し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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置は、感光体等の潜像担持体とこれに対向する中間転写体や記録材搬送部材等の表面移動部材との間に転写電界を形成することで、潜像担持体上のトナー像の転写を行う静電転写方式を採用するものがある。このような画像形成装置においては、トナー像を中間転写体や記録材等の被転写体上に転写した後、潜像担持体表面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、その潜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、その潜像担持体表面部分で帯電ムラ等の帯電不良などが生じ、画質劣化の原因となる。そのため、従来から、潜像担持体に対してクリーニング手段を設け、転写残トナーを除去している。このクリーニング手段としては、クリーニングブレードのエッジ部分を潜像担持体表面に当接させてクリーニングを行う方式（以下、「ブレード方式」という。）が主流となっている。
【０００３】
一方で、クリーニングブレードを用いないでクリーニングする方式（以下、「ブレードレス方式」という。）を採用する画像形成装置も知られている。このブレードレス方式としては、例えば、ブラシローラで転写残トナーを掻き取ることでクリーニングするものがある。また、例えば、潜像担持体表面に残留した転写残トナーを現像装置で回収するという現像同時クリーニング方式もある（特許文献１等参照）。このようなブレードレス方式は、ブレード方式に比べて潜像担持体表面を摺擦する摺擦力が小さく、潜像担持体の寿命が長いという長所がある。また、このようなブレードレス方式は、ブレード方式に比べて潜像担持体表面に加わる負荷が少ないため、潜像担持体の駆動系に加わる駆動負荷が少ないという長所もある。
特に、上述した現像同時クリーニング方式の画像形成装置によれば、潜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が不要となる。また、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も不要となる。したがって、ブレードレス方式の中でも現像同時クリーニング方式には、潜像担持体の寿命が長く、また駆動負荷が少ないという長所に加えて、画像形成装置を小型化できるという長所もある。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３０９１３２３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したブレードレス方式の場合、一般に、ブラシローラ等のブラシ部材を潜像担持体表面に押し付けてこれを摺擦する構成が採用される。例えば、上述したブラシローラで転写残トナーを掻き取る場合には、そのブラシ先端部分を潜像担持体表面に押し付けた状態にして、潜像担持体上の転写残トナーを除去する。また、例えば、上述した現像同時クリーニング方式の場合には、転写残トナーを回収しやすくするために、潜像担持体表面にブラシ部材を押し付けた状態にしてこれを摺擦し、転写残トナーの付着力を弱めた後に現像装置で回収を行う。
【０００６】
ところが、従来のブレードレス方式では、上述のようにブラシ部材を潜像担持体表面に押し付ける構成を採用しているため、長期的な使用の結果、潜像担持体表面に押し付けられるブラシ部分が毛倒れしてしまう。そのため、ブラシ部材の果たす機能が経時的に低下し、転写残トナーの掻き取り効果や転写残トナーの付着力を弱める効果などを長期的に維持することが困難であるという問題が生じていた。特に、ブレードレス方式の場合、ブレード方式の場合に比べて転写残トナーの処理に関してブラシ部材が果たす役割が大きい。そのため、ブレードレス方式で用いるブラシ部材の毛倒れによる機能低下は、ブレード方式で用いるブラシ部材の場合よりも、画質に与える悪影響が大きいものとなる。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ブレードレス方式の長所を生かしつつ、長期的な使用によるブラシ部材の機能低下を抑制することが可能な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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像を行う現像手段と、該潜像担持体と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潜像担持体上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、転写後に該潜像担持体上に残留した転写残トナーをブレード部材によって掻き取らずにクリーニングするブレードレス方式のクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、転写後の潜像担持体表面部分に当接し、その当接部分がブラシ状であるブラシ部材を備え、該ブラシ部材として、斜毛ブラシを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記クリーニング手段を、上記ブラシ部材に上記所定極性と同じ極性の保持バイアスを印加することで、上記潜像担持体表面部分に残留した転写残トナーのうち、該所定極性とは逆極性に帯電した逆帯電トナーを該潜像担持体表面部分から回収して保持し、かつ、所定のタイミングで該所定極性とは逆極性の放出バイアスを印加することで、保持している逆帯電トナーを潜像担持体表面に戻す一時保持手段と、該一時保持手段によって潜像担持体表面に戻された逆帯電トナーを該潜像担持体表面から回収する回収手段とで構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記ブラシ部材として、上記潜像担持体表面を摺擦するように接触しながら回転駆動するブラシローラを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の画像形成装置において、上記潜像担持体表面との接触部分で該潜像担持体が表面移動する向きと同じ向きに上記ブラシローラが表面移動するように、該ブラシローラを回転駆動させる駆動手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項３の画像形成装置において、上記潜像担持体表面との接触部分で、該潜像担持体が表面移動する向きとは逆向きに上記ブラシローラが表面移動するように、該ブラシローラを回転駆動させる駆動手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の画像形成装置において、上記ブラシローラを、上記潜像担持体表面に対してブラシ先端側から接触する方向に回転駆動させることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の画像形成装置において、上記潜像担持体表面との接触部分で、上記潜像担持体の表面線速に対する上記ブラシローラの表面線速の比が１．２以上であることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の画像形成装置において、上記潜像担持体表面との接触部分で、上記潜像担持体の表面線速に対する上記ブラシローラの表面線速の比が２．０以上であることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の画像形成装置において、画像形成装置本体に対して着脱可能であって、少なくとも上記潜像担持体と上記ブラシ部材とが一体になって構成されたプロセスカートリッジを有することを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の画像形成装置の本体に対して着脱可能に構成されるプロセスカートリッジであって、少なくとも上記潜像担持体と上記ブラシ部材とを一体に構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
上記請求項１乃至９の画像形成装置及び上記請求項１０のプロセスカートリッジにおいては、潜像担持体に対するクリーニング手段としてブレードレス方式を採用する。そして、転写後の潜像担持体表面部分に当接し、その当接部分がブラシ状であるブラシ部材を備えている。本画像形成装置及び本プロセスカートリッジにおいては、このブラシ部材として斜毛ブラシを用いている。この斜毛ブラシとは、一定の方向（以下、「斜毛方向」という。）にブラシ先端が向くように、ブラシ基体表面の法線方向に対してブラシ部分を予め寝かせた状態に形成したものである。そして、長期的な使用により毛倒れする方向と斜毛方向とが一致するようにブラシ部材を使用すれば、潜像担持体表面との摺擦によりブラシが毛倒れしにくい。よって、毛倒れによるブラシ部材の機能低下を抑制することができる。この点について説明すると、従来、転写後の潜像担持体表面部分に当接するブラシ部材としては、ブラシ部分がブラシ基体表面から法線方向に延びた直毛ブラシと呼ばれるものが一般に使用されている。よって、本画像形成装置及び本プロセスカートリッジにおいては、斜毛ブラシをその斜毛方向と毛倒れ方向とが一致するように使用すれば、潜像担持体表面にブラシ部分を押し付けたときのブラシの撓み量は、直毛ブラシよりも少ない。したがって、斜毛ブラシを用いれば、直毛ブラシに比べて、撓みによりクセを付きにくくすることが可能となり、その結果、長期的に使用してもブラシ部分の状態が初期状態から変化しにくく、ブラシ部材の経時的な機能低下を抑制できる。
一方、本画像形成装置及び本プロセスカートリッジにおいて、斜毛ブラシをその斜毛方向が毛倒れ方向とは反対向きになるように使用してもよい。このように使用すれば、潜像担持体表面に接触した状態で放置されることで毛倒れが生じた場合でも、斜毛ブラシを斜毛方向が毛倒れ方向と一致する向きで使用したり、直毛ブラシを使用したりするときに比べてクセになりにくい。これは、斜毛ブラシをその斜毛方向が毛倒れ方向とは反対向きになるように使用した場合、接触時の変形量が大きいので、変形したブラシ部分が元の状態に戻りやすくなるからである。また、このように斜毛ブラシを使用すれば、潜像担持体表面に対しブラシ先端から接触するので、潜像担持体上に付着した転写残トナーを散らす効果が高くなる。更に、このように斜毛ブラシを使用すれば、ブラシが潜像担持体表面から離れる瞬間にブラシが大きく跳ね上がるので、ブラシの根元まで入り込んでしまったトナー等を吐き出させることができる。よって、ブラシ内部にトナー等が詰まることによる経時的なブラシローラの機能低下を抑制する効果もある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
〔実施形態１〕
以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真方式のプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）に適用した一実施形態（以下、本実施形態を「実施形態１」という。）について説明する。本プリンタは、イエロー（以下、「Ｙ」と記す。）、シアン（以下、「Ｃ」と記す。）、マゼンタ（以下、「Ｍ」と記す。）、ブラック（以下、「Ｋ」と記す。）の４色のトナーから、カラー画像を形成するものである。
【００１１】
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。
図２は、本実施形態１に係るプリンタの概略構成図である。本プリンタは、潜像担持体として４つの感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを備えている。なお、ここでは、ドラム状の感光体を例に挙げているが、ベルト状の感光体を採用することもできる。各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは、それぞれ表面移動部材としての無端移動部材である中間転写ベルト１０に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。本実施形態において、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは、それぞれ表面移動部材としての無端移動部材である中間転写ベルト１０に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは、比較的薄い円筒状の導電性基体上に感光層を形成し、更にその感光層の上に保護層を形成したもので、その外径が３０［ｍｍ］で、その内径が２８．５［ｍｍ］である。
【００１２】
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系感光体を用いている。有機系の感光体には、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）に代表される光導電性樹脂を用いたものが知られている。また、有機系の感光体には、ＰＶＫ−ＴＮＦ（２，４，７−トリニトロフルオレノン）に代表される電荷移動錯体型、フタロシアニン−バインダーに代表される顔料分散型、電荷発生物質と電荷輸送物質とを組み合わせた機能分離型などがある。この中でも、近年では、特に機能分離型の感光体が注目されている。
【００１３】
図３は、本実施形態で使用する感光体ドラム１の断面図である。この感光体ドラム１は、機能分離型の感光体であり、基体である導電性支持体５１上に、電荷発生層５２及び電荷輸送層５３を積層した上に更に保護層５４を積層したものである。この感光体ドラム１における静電潜像形成のメカニズムは、次のとおりである。すなわち、感光体ドラム１を帯電した後に光照射すると、光は透明な電荷輸送層５３を通過し、電荷発生層５２中の電荷発生物質により吸収される。光を吸収した電荷発生物質は電荷担体を発生し、この電荷担体は電荷輸送層５３に注入され、帯電によって生じている電界にしたがって電荷輸送層５３中を移動し、感光体ドラム表面の電荷を中和する。これにより、その中和部分が静電潜像となる。このような機能分離型の感光体は、主に紫外域で強い吸収特性を持つ電荷輸送物質と、主に可視域に強い吸収特性を持つ電荷発生物質とを組み合わせて用いるのが有用である。
【００１４】
上記保護層５４に使用される材料としては、ＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル樹脂、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアリルスルホン樹脂、ポリブチレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリスルホン樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢ樹脂、ＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂などが挙げられる。
【００１５】
また、保護層５４の耐摩耗性を向上するために、フィラーを添加してもよい。このフィラーの材料としては、ポリテトラフルオロエチレンのような弗素樹脂、シリコーン樹脂、これら樹脂に酸化チタン、酸化スズ、チタン酸カリウム、シリカ、アルミナ等の無機材料を分散したもの等が挙げられる。このフィラーの含有量は、重量基準で、１０［％］以上４０［％］以下、好ましくは２０［％］以上３０［％］以下とするのがよい。フィラーの含有量が１０［％］未満であると感光体ドラム１の表面削れに関連する感光体ドラム周辺の構成によっては、耐摩耗性が不十分となるおそれがあり、フィラーの含有量が４０［％］を越えると露光に対する感度が低下するおそれがある。また、フィラーの分散性を向上させるために分散助剤を添加してもよい。この分散助剤としては、塗料等に使用されるものが適宜利用でき、その添加量は、重量基準で、フィラーの含有量に対して０．５［％］以上４［％］以下、好ましくは１［％］以上２［％］以下とする。また、上記保護層５４には、電荷輸送材料を添加するのも有効である。また、酸化防止剤なども必要に応じて添加することができる。
【００１６】
保護層５４の形成方法としては、浸漬塗工法、スプレーコート法、ビートコート法、ノズルコート法、スピナーコー法ト、リングコート法等の公知の方法を用いることができる。保護層の厚さは、０．５［μｍ］以上１０［μｍ］以下、好ましくは４［μｍ］以上６［μｍ］以下とする。
また、電荷発生層５２及び電荷輸送層５３からなる感光層と、保護層５４との間に中間層を設けてもよい。この中間層には、一般にバインダー樹脂を主成分として用いる。このバインダー樹脂としては、ポリアミド、アルコール可溶性ナイロン、水溶性ポリビニルブチラール、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。中間層の形成方法としては、上述した保護層の形成方法と同様に、公知の塗布法を用いることができる。なお、中間層の厚さは、０．０５［μｍ］以上２［μｍ］以下とするのがよい。
【００１７】
本実施形態１で使用する感光体ドラム１は、上述したように有機系感光体であるため、機械的、化学的な耐久性に乏しいという欠点がある。具体的に説明すると、電荷輸送物質の多くは低分子化合物として開発されているが、この低分子化合物は単独では製膜性がないため、通常、不活性高分子に分散・混合して利用されることになる。しかるに、電荷輸送物質である低分子化合物と不活性高分子とからなる電荷輸送層は一般に柔らかく、機械的耐久性に乏しい。そのため、その電荷輸送層を表面にもつ感光体ドラム１を繰り返し使用すると、その表面に接触する帯電ローラ３ａ、現像剤、中間転写ベルト１０、ブラシローラ４１などによる摺擦によって、膜削れを生じやすい。よって、感光体ドラム１として、特に有機系感光体を利用する場合には、その寿命を長くするために上記保護層５４を設けるのが有効である。
【００１８】
図４は、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ周りの概略構成を示す図である。なお、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ周りの構成はすべて同じであるため、１つの感光体ドラムについてのみ図示し、色分け用の符号Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋについては省略してある。
感光体ドラム１の周りには、その表面移動方向に沿って、一時保持手段としてのトナー保持装置４０、帯電手段としての帯電装置３、現像手段としての現像装置５の順に配置されている。帯電装置３と現像装置５との間には、潜像形成手段としての露光装置４から発せられる光が感光体ドラム１まで通過できるようにスペースが確保されている。
【００１９】
帯電装置３は、感光体ドラム１の表面を負極性に一様帯電する。本実施形態１における帯電装置３は、いわゆる接触・近接帯電方式で帯電処理を行う帯電部材としての帯電ローラ３ａを備えている。すなわち、この帯電装置３は、帯電ローラ３ａを感光体ドラム１の表面に接触させ、その帯電ローラ３ａに負極性バイアスを印加することで、感光体ドラム１の表面を一様帯電する。本実施形態１では、感光体ドラム１の表面電位が一様に−（マイナス）５００［Ｖ］となるような直流の帯電バイアスを帯電ローラ３ａに印加している。なお、帯電バイアスとして、直流バイアスに交流バイアスを重畳させたものを利用することもできる。しかし、この場合には、交流電源が必要となるため、装置が大型化することになり、装置の小型化の観点からは好ましくない。また、本実施形態の帯電装置３には、帯電ローラ３ａの表面をクリーニングするクリーニングブラシ３ｂが設けられている。本実施形態では、後述するように帯電ローラ３ａの表面にトナーが付着することはほとんどない。しかし、トナーが僅かに付着した場合でも、帯電ローラ３ａによる帯電ムラ等の帯電不良を引き起こす原因となる。よって、本実施形態では、帯電ローラ３ａの表面をクリーニングブラシ３ｂによってクリーニングする構成を採用している。
なお、上記帯電装置３として、帯電ローラ３ａの周面上の軸方向両端部分に薄いフィルムを巻き付け、これを感光体ドラム１の表面に当接するように設置してもよい。この構成においては、帯電ローラ３ａの表面と感光体ドラム１の表面との間は、フィルムの厚さ分だけ離間した極めて近接した状態となる。したがって、帯電ローラ３ａに印加される帯電バイアスによって、帯電ローラ３ａの表面と感光体ドラム１の表面との間に放電が発生し、その放電によって感光体ドラム１の表面が一様帯電される。
【００２０】
このようにして一様帯電した感光体ドラム１の表面には、露光装置４によって露光されて各色に対応した静電潜像が形成される。この露光装置４は、各色に対応した画像情報に基づき、感光体ドラム１に対して各色に対応した静電潜像を書き込む。なお、本実施形態１の露光装置４は、レーザ方式の露光装置であるが、ＬＥＤアレイと結像手段からなる露光装置などの他の方式の露光装置を採用することもできる。
【００２１】
また、現像装置５は、そのケーシングの開口から現像剤担持体としての現像ローラ５ａが部分的に露出している。本実施形態１で使用する現像装置５では、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を使用しているが、キャリアを含まない一成分現像剤を使用してもよい。現像装置５は、図２に示したトナーボトル３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋから、対応する色のトナーの補給を受けてこれを内部に収容している。このトナーボトル３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋは、それぞれが単体で交換できるように、プリンタ本体に対して着脱可能に構成されている。このような構成とすることで、トナーエンド時にはトナーボトル３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋだけを交換すればよい。したがって、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。
【００２２】
トナーボトル３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋから現像装置５内に補給されたトナーは、攪拌搬送スクリュー５ｂによってキャリアと撹拌されながら搬送され、現像ローラ５ａ上に担持されることになる。この現像ローラ５ａは、磁界発生手段としてのマグネットローラと、その周りを同軸回転する現像スリーブとから構成されている。現像剤中のキャリアは、マグネットローラが発生させる磁力により現像ローラ５ａ上に穂立ちした状態となって感光体ドラム１と対向する現像領域に搬送される。ここで、現像ローラ５ａは、現像領域において感光体ドラム１の表面よりも速い線速で同方向に表面移動する。そして、現像ローラ５ａ上に穂立ちしたキャリアは、感光体ドラム１の表面を摺擦しながら、キャリア表面に付着したトナーを感光体ドラム１の表面に供給する。このとき、現像ローラ５ａには、図示しない電源から−３００［Ｖ］の現像バイアスが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。そして、感光体ドラム１上の静電潜像と現像ローラ５ａとの間では、現像ローラ５ａ上のトナーに静電潜像側に向かう静電力が働くことになる。これにより、現像ローラ５ａ上のトナーは、感光体ドラム１上の静電潜像に付着することになる。この付着によって感光体ドラム１上の静電潜像は、それぞれ対応する色のトナー像に現像される。また、本実施形態１では、現像ローラ５ａは、クラッチを介して駆動装置に接続されており、そのクラッチによって、現像ローラ５ａの回転を一時停止することができる構成となっている。
【００２３】
上記中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１１，１２，１３に張架されており、図中矢印の方向に無端移動する構成となっている。この中間転写ベルト１０上には、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ上のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。静電転写方式には、転写チャージャを用いた構成もあるが、本実施形態１では転写チリの発生が少ない転写ローラを用いた構成を採用している。具体的には、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋと接触する中間転写ベルト１０の部分の裏面に、それぞれ転写手段としての１次転写ローラ１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋを配置している。本実施形態１では、各１次転写ローラ１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋにより押圧された中間転写ベルト１０の部分と各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋとによって、１次転写ニップ部が形成される。そして、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト１０上に転写する際には、各１次転写ローラ２０に正極性のバイアスが印加される。これにより、各１次転写ニップ部には転写電界が形成され、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト１０上に静電的に付着し、転写される。
【００２４】
中間転写ベルト１０の周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置１５が設けられている。このベルトクリーニング装置１５は、中間転写ベルト１０の表面に付着した不要なトナーをファーブラシ及びクリーニングブレードで回収する構成となっている。なお、回収した不要トナーは、ベルトクリーニング装置１５内から図示しない搬送手段により図示しない廃トナータンクまで搬送される。
【００２５】
また、支持ローラ１３に張架された中間転写ベルト１０の部分には、２次転写ローラ１６が接触して配置されている。この中間転写ベルト１０と２次転写ローラ１６との間には２次転写ニップ部が形成され、この部分に、所定のタイミングで記録材としての転写紙が送り込まれるようになっている。この転写紙は、露光装置４の図中下側にある給紙カセット２０内に収容されており、給紙ローラ２１、レジストローラ対２２等によって、２次転写ニップ部まで搬送される。そして、中間転写ベルト１０上に重ね合わされたトナー像は、２次転写ニップ部において、転写紙上に一括して転写される。この２次転写時には、２次転写ローラ１６に正極性のバイアスが印加され、これにより形成される転写電界によって中間転写ベルト１０上のトナー像が転写紙上に転写される。
【００２６】
２次転写ニップ部の転写紙搬送方向下流側には、定着手段としての加熱定着装置２３が配置されている。この加熱定着装置２３は、ヒータを内蔵した加熱ローラ２３ａと、圧力を加えるための加圧ローラ２３ｂとを備えている。２次転写ニップ部を通過した転写紙は、これらのローラ間に挟み込まれ、熱と圧力を受けることになる。これにより、転写紙上に載っていたトナーが溶融し、トナー像が転写紙に定着される。そして、定着後の転写紙は、排紙ローラ２４によって、装置上面の排紙トレイ上に排出される。
【００２７】
本実施形態１では、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ、その周囲に配置された現像装置等の部品、露光装置４、中間転写ベルト１０、ベルトクリーニング装置１５等を、一体化したプロセスカートリッジ３０として構成している。このプロセスカートリッジ３０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３０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３０を交換すればよく、利便性が向上する。なお、本実施形態１では、上述したトナーボトル３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋは、このプロセスカートリッジ３０とは別個にプリンタ本体に対して着脱自在な構成となっている。
【００２８】
次に、本発明の特徴部分である、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの表面に残留した転写残トナーのクリーニングについて説明する。
本実施形態１で使用するトナーは、いわゆる重合法によって形成されたトナーであり、その形状は真球に近い。一方、従来から用いられている粉砕法等によって形成されるトナーは、その表面にランダムな凹凸が存在するため、その平均円形度は低いものとなる。このように平均円形度の低いトナーは、一般に、その粒径分布がブロードになるため、各トナーの表面積のバラツキが大きくなる。よって、現像装置内での撹拌時やドクタ通過時における摩擦帯電による各トナーの帯電量が現像剤中のトナー間で大きく異なることになる。その結果、現像剤中におけるトナーの帯電分布が広がってしまい、感光体上に付着した全トナーに対して転写電界の作用が均一に働かず、転写率が低下してしまう。これに対し、本実施形態１においては、トナーの平均円形度が高いため、各トナーの形状が真球に近く、全トナーの形状を高い精度で制御できている。そのため、その粒径分布が狭く、各トナーの表面積のバラツキを小さくすることができる。よって、摩擦帯電によるトナーの帯電量の差が現像剤中のトナー間で小さくなる。その結果、トナーの帯電分布が狭くなり、転写率が向上し、感光体上に残留する転写残トナーの量を少なくすることができる。
【００２９】
また、現像領域においては良好に帯電されたトナーが優先的に感光体ドラム上の静電潜像に付着し、消費されることになる。そのため、経時使用するにつれて、現像装置５内には帯電状態が良好でないトナーの比率が上昇する。よって、粉砕法等によって形成されるトナーのように平均円形度が低い場合、上述のようにトナーの帯電分布がブロードになるため、経時使用により現像装置５内に残存する帯電状態が良好でないトナーの量は多い。このような帯電状態が良好でないトナーは、現像領域において現像電界を受けても感光体ドラム上の静電潜像部分に正確に付着されない。したがって、トナーの平均円形度が低い場合、経時使用により地肌汚れやドットのバラツキ等が発生するため、経時的に画像が劣化してしまう。
また、トナーの平均円形度が低い場合、キャリアとの接触面積が増える結果、スペントと呼ばれる現象が発生しやすくなる。スペントとは、トナーのキャリア表面へのフィルミング現象であり、経時的な使用によって悪化するものである。この現象が生じると、新規トナーを新たに補給しても、その新規トナーが摩擦帯電されにくくなり、この現象も経時的な画像劣化の原因であると考えられる。
【００３０】
これに対し、本実施形態１においては、トナーの平均円形度が高いため、トナーの帯電分布が狭く、トナーの平均円形度の低い場合に比べて、もともと帯電状態が良好でないトナーの量が少ない。よって、経時使用しても、地肌汚れやドットのバラツキ等が発生しにくい。また、トナーの平均円形度が高いためにキャリアとの接触面積が小さく、スペントと呼ばれる現象が発生しにくい。したがって、平均円形度の高いトナーを使用すれば、経時的な画像劣化が生じにくいという効果が得られる。
【００３１】
本発明者らは、トナーの平均円形度の好適値を得るために次のような実験を行った。この実験では、現像装置内に現像剤を充填した後、その現像装置を空駆動させて、スペントが観測されるまでの時間を測定した。その実験結果を、下記の表１に示す。そして、トナーの平均円形度が０．９３以上であれば、合格基準である１５万枚の画像形成を行うのに必要な時間に相当する４２００［分］以上経っても、スペントが観測されなかった。そこで、本実施形態１では、円形度の平均値が０．９３以上であるトナーを使用している。
【表１】
2004170530.tif 000003
【００３２】
ここで、トナーの平均円形度は、各トナーの円形度の平均値であり、次の方法により測定したものである。
各トナーの円形度の測定は、株式会社ＳＹＳＭＥＸ製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００を用いて行った。この測定では、まず、１級塩化ナトリウムを用いて、１［％］のＮａＣｌ水溶液を調整する。その後、このＮａＣｌ水溶液を０．４５のフィルターを通して５０〜１００［ｍｌ］の液を得て、これに分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５［ｍｌ］加え、更に試料を１〜１０［ｍｇ］加える。これを、超音波分散機で分散処理を１分間行い、粒子濃度を５０００〜１５０００［個／μｌ］に調整し、分散液を得る。この分散液をＣＣＤカメラで撮像し、トナーの２次元投影画像の面積と同じ面積をもつ円の円周長を、そのトナーの２次元投影画像の周囲長で割った値を、各トナーの円形度として用いた。なお、ＣＣＤの画素の精度から、トナーの２次元投影画像の面積と同じ面積をもつ円の直径（円相当径）が０．６［μｍ］以上であるトナーを有効なものとした。トナーの平均円形度は、各トナーの円形度を得た後、測定範囲内にある全トナーの円形度をすべて足し合わせ、それをトナー個数で割った値を用いたものである。
【００３３】
本実施形態１で用いるトナーは、モノマー、開始剤、着色剤等の原料を混合し、重合処理、洗浄分離処理、乾燥処理、後処理を経て得られる懸濁重合方式によって作成することができる。また、モノマー、開始剤、乳化剤、分散媒をモノマー重合し、凝集会合処理、洗浄分離処理、乾燥処理、後処理を経て得られる乳化重合方式等によって作成することもできる。このほか、塊状重合方式や溶液重合方式を用いてもよい。
【００３４】
図５（ａ）は、感光体ドラム１上に担持されたトナーの転写直前における帯電電位分布を示すグラフである。また、図５（ｂ）は、転写後に感光体ドラム１上に残留した転写残トナーの帯電電位分布を示すグラフである。図５（ａ）に示すように、転写直前におけるトナーの帯電量は、ほぼ−３０［μＣ／ｇ］を中心に分布しており、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、およそ−２［μＣ／ｇ］を中心に分布したものとなる。一般に、転写残トナーのほとんどは、トナーの組成不良などにより所望どおりの帯電特性が得られない不良トナーである。そのため、転写残トナーの一部は、１次転写ローラ１４に印加された正極性バイアスによる電荷注入を受けるなどして、トナーの帯電極性が正極性に反転する。その結果、転写残トナーの中には、図５（ｂ）中斜線部分で示すような正極性に反転してしまった逆帯電トナーが存在してしまう。
【００３５】
このような逆帯電トナーは、感光体ドラム１に付着したまま帯電装置３の帯電ローラ３ａとの対向位置まで搬送されると、正極性の帯電バイアスが印加された帯電ローラ３ａの表面に静電的に吸引されて付着してしまう。これは、帯電ローラ３ａを感光体ドラム１の表面に近接させて配置した上述した構成であっても、同様である。そして、帯電ローラ３ａの表面にトナーが付着すると、帯電ローラ３ａの抵抗値や表面状態が変化するため、感光体ドラム１の表面との間の帯電開始電圧にムラが生じる。これにより、逆帯電トナーが付着していない場合と同じ帯電バイアスを帯電ローラ３ａに印加しても、感光体ドラム１の表面が所望の電位（−５００［Ｖ］）に均一にならなくなる。その結果、画像濃度ムラも生じるおそれがある。また、帯電ローラ３ａの表面のごく一部にトナーが付着した場合、トナーが付着していない箇所に向けて帯電バイアスによる電流が集中することにある。これにより、逆帯電トナーが付着していない場合と同じ帯電バイアスを帯電ローラ３ａに印加すると、感光体ドラム表面の帯電電位が所望の電位よりも高くなる。その結果、露光装置４による露光を受けた部分すなわち静電潜像部分の電位が負極性側にシフトし、画像濃度が低下してしまう。また、帯電ローラ３ａの表面のほぼ全域にトナーが付着して、帯電ローラ３ａの表面にトナーがコーティングされた状態になると、帯電能力が低下し、感光体ドラムの表面電位が所望の電位よりも下がる。これにより、露光装置４による露光を受けない部分すなわち非静電潜像部分（地肌部分）の電位が、現像ローラ５ａに印加される現像バイアスに近づいてしまう。その結果、十分に帯電されていないトナーが感光体ドラム上の地肌部分に付着して、地肌汚れが発生してしまう。
【００３６】
一方で、転写残トナーの中には負極性のままの正規帯電トナーも存在する。しかし、この正規帯電トナーは、帯電装置３の帯電ローラ３ａとの対向位置まで搬送されても、帯電バイアスが印加されていれば、その帯電ローラ３ａの表面に付着することはない。しかも、正規帯電トナーは、現像領域に達することで、現像装置５の現像ローラ５ａ上のキャリアに付着して回収されるか、その画像形成工程のトナー像を構成することになる。すなわち、転写残トナーのうちの正規帯電トナーに関しては、画像形成工程にほとんど悪影響を与えることはない。したがって、転写残トナーのうちの逆帯電トナーをいかにして画像形成工程に悪影響を及ぼさないようにするかが重要となる。そのため、本実施形態１では、感光体ドラム１上の転写残トナーが帯電ローラ３ａとの対向位置に達する前に、その転写残トナーのうちの逆帯電トナーを感光体ドラム１から除去する構成を採用している。
【００３７】
次に、感光体ドラム１の表面に残留した転写残トナーのうちの逆帯電トナーＴ１をトナー保持装置４０で一時的に保持する一時保持工程について説明する。
図１は、トナー保持装置４０を示す概略構成図である。このトナー保持装置４０は、感光体ドラム１の表面に接触するブラシローラ４１を備えている。ブラシローラ４１は、ブラシ密度が比較的低くなるように形成されたものである。このようにブラシ密度が低ければ、回収したトナーを保持するための十分な空間をブラシ内部に確保することができる。よって、回収したトナーの収容能力が高まり、後述する逆帯電トナーの放出工程の頻度を少なくできる。また、ブラシ密度を低くすることで、回収したトナーをブラシローラ４１が保持したときの機械的な保持力が小さくなる。その結果、後述する逆帯電トナーの放出工程をスムーズに実行することができるようになる。
【００３８】
本実施形態１では、ブラシローラ４１の表面付近におけるブラシ密度が、１２０００［本／ｉｎｃｈ２］以上８５８０００［本／ｉｎｃｈ２］以下となるようにブラシローラ４１を形成した。また、ブラシローラ４１の軸部上に設けられるブラシの長さは、３［ｍｍ］であり、そのブラシのヤング率は３０［ｃＮ／ｄｔｅｘ］である。
【００３９】
本実施形態１では、ブラシローラ４１として、図１に示すように、一定の方向にブラシ先端が向くようにブラシ部分を予め寝かせた状態に形成した斜毛ブラシを用いている。そして、その斜毛方向は毛倒れする方向に一致している。すなわち、本実施形態１では、ブラシの根元側から感光体ドラム１の表面に近づくように、駆動装置４２によってブラシローラ４１を図中矢印の方向に回転駆動する。よって、長期的に使用しても、ブラシローラ４１に毛倒れが発生しにくく、感光体ドラム１上の転写残トナーのうちの逆帯電トナーの回収率を高く維持できる。
【００４０】
ブラシローラ４１には、第１電源４３又は第２電源４４のいずれか一方からバイアスが印加される構成になっている。具体的には、これらの電源４３，４４とブラシローラ４１との間に切替スイッチ４５を設け、この切替スイッチ４５の動作によってブラシローラ４１に接続される電源を選択する。この切替スイッチ４５の動作は、本プリンタの制御部によって制御されている。なお、本実施形態では、第１電源４３は、ブラシローラ４１の表面部分の電位が−７００［Ｖ］となるような保持バイアスを印加するものであり、第２電源４４は、その電位が＋２００［Ｖ］となるような放出バイアスを印加するものである。なお、本実施形態１では、各電源４３，４４として直流電源を用いているが、直流に交流を重畳させたバイアスを印加する電源を用いてもよい。
【００４１】
転写残トナーを付着させた感光体ドラム１の表面部分がブラシローラ４１と接触する領域（以下、「ブラシ接触領域」という。）に到達する前から、ブラシローラ４１には第１電源４３が接続されている。これにより、ブラシローラ４１にはその表面が−７００［Ｖ］となるような保持バイアスが印加されることになる。このような保持バイアスが印加されたブラシローラ４１が感光体ドラム１の表面に接触することで、その表面に付着した転写残トナーのうち、逆帯電トナーＴ１がブラシローラ４１に付着し、保持されることになる。
【００４２】
詳しく説明すると、感光体ドラム１は、帯電装置３によってその表面が一様に−５００［Ｖ］に帯電された後、露光装置４の露光を受けることにより潜像部分の電位は−５０［Ｖ］程度になる。そして、その潜像部分にトナーを付着させる現像工程を経て、次いで転写工程を終えると、その潜像部分の電位は更に０［Ｖ］に近づくことになる。転写残トナーのほとんどは、潜像部分であった感光体ドラム１の表面部分に付着している。よって、この表面部分に付着した正極性をもつ逆帯電トナーＴ１は、ブラシ接触領域において、−７００［Ｖ］のバイアスが印加されたブラシローラ４１側に向かう静電力を受けることになる。一方で、潜像部分以外の地肌部分の電位（−５００［Ｖ］）も転写工程を経ることで、その電位が０［Ｖ］側にシフトする。この地肌部分にも僅かながら転写残トナーが付着することがあるが、この地肌部分に付着する正極性をもつ逆帯電トナーＴ１にも、ブラシ接触領域においてブラシローラ４１側に向かう静電力が働くことになる。したがって、感光体ドラム１の表面に付着した転写残トナーのうち、逆帯電トナーＴ１に関しては、ブラシ接触領域においてブラシローラ４１に付着し、保持される。
【００４３】
一方、転写残トナーのうちの正規帯電トナーＴ０は、負極性に帯電しているため、ブラシ接触領域では感光体ドラム１側に向かう静電力を受けることになる。したがって、正規帯電トナーＴ０に関しては、ブラシローラ４１に保持されずに感光体ドラム１の表面に付着し続けることになる。しかし、正規帯電トナーＴ０が感光体ドラム１の表面に付着したままブラシ接触領域を通過しても、上述したように次の画像形成工程にほとんど悪影響はなく、次の画像形成工程のトナー像を構成するか、現像装置５に回収されることになる。
【００４４】
ここで、本実施形態１においては、ブラシローラ４１を、ブラシ接触領域において感光体ドラム１の表面移動方向とは逆方向（カウンタ方向）に表面移動させるように駆動装置４２によって駆動している。このようにブラシローラ４１を駆動することによって、多数のブラシ先端部分で感光体ドラム１の表面を摺擦することができる。これにより、感光体ドラム１の表面に付着した正規帯電トナーＴ０が拡散されることになる。このような拡散によって、感光体ドラム１の表面に対する正規帯電トナーＴ０の付着力を弱めることができる。その結果、ブラシ接触領域を通過した感光体ドラム１上の正規帯電トナーＴ０を現像装置５によって回収するのが容易になるという効果が得られる。
【００４５】
なお、上述した効果は、ブラシローラ４１を、ブラシ接触領域において感光体ドラム１の表面移動方向と同方向でかつ線速差が生じるように駆動すれば、同様にして得られるものである。しかも、このように駆動した場合、本実施形態１のようにカウンタ方向に駆動する場合に比べて、ブラシローラ４１及びこれに接触する感光体ドラム１の駆動負荷を小さくすることができる。よって、ブラシローラ４１及び感光体ドラム１の駆動装置に加わる負荷トルクが小さくなるため、比較的小型の駆動装置を利用することが可能となる。また、感光体ドラム１の駆動装置に加わる負荷トルクが小さくなることで、バンディング現象なども少なくなり、安定して高品質な画像を形成することも可能となる。
【００４６】
また、本実施形態１では、感光体ドラム１の表面にクリーニングブレードを当接させる構成を採用していない。したがって、クリーニングブレードが当接した構成に比べて、感光体ドラム１の駆動装置に加わる負荷トルクを大きく低減することができる。しかし、その一方で、感光体ドラム１の表面に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニング能力は劣る結果となる。そのため、経時使用することによって、感光体ドラム１の表面にはトナーから遊離した添加剤、本実施形態１ではシリカが、フィルム状になって強固に付着するフィルミング現象が発生するおそれがある。本実施形態１では、使用するトナーがいわゆる球形トナーなので、上述したように転写残トナーの量は比較的少ないが、それでも長期的に使用すればフィルミング現象が発生する可能性がある。しかし、本実施形態１では、上述したように、ブラシローラ４１を感光体ドラム１の表面に対してカウンタ方向に駆動する構成を採用している。そのため、ブラシローラ４１が感光体ドラム１の表面に対して連れ回る構成や、感光体ドラム１の表面に対して同方向に駆動する構成に比べて、感光体ドラム１の表面上に付着する転写残トナーを掻き起こす作用が強い。よって、本実施形態１のようにブラシローラ４１をカウンタ方向に駆動することで、ブラシ接触領域を通過する正規帯電トナーを分散させる効果を高めることができる。その結果、現像装置５による正規帯電トナーの回収率を高めることができ、かつ、フィルミング現象の発生を抑制することもできる。
【００４７】
また、ブラシローラ４１のブラシ先端は、感光体ドラム１の表面から離れる瞬間の跳ね上がるため、その跳ね上がりによって転写残トナーが飛ばされることがある。ここで、ブラシローラ４１が感光体ドラム１の表面に対して同方向に駆動する構成であると、その跳ね上がりによって、転写残トナーは、ブラシ接触領域より感光体ドラム１の表面移動方向下流側に飛ばされることになる。この場合、飛ばされた転写残トナーが逆帯電トナーであると、これが帯電ローラ３ａに付着し、帯電不良を引き起こす可能性がある。しかし、本実施形態１のようにブラシローラ４１をカウンタ方向に駆動すれば、その跳ね上がりによって、転写残トナーは、ブラシ接触領域よりも感光体ドラム１の表面移動方向上流側に飛ばされることになる。したがって、帯電トナーが飛ばされても、これが帯電ローラ３ａに付着することはなく、帯電不良を引き起こすことはない。
【００４８】
次に、ブラシローラ４１で保持した逆帯電トナーＴ１を感光体ドラム１の表面に放出する放出工程について説明する。
本実施形態１では、逆帯電トナーＴ１をブラシローラ４１で保持した後、その逆帯電トナーＴ１を所定のタイミングで感光体ドラム１の表面に放出する。本実施形態１では、本プリンタが画像形成を行わないとき、詳しくは一の画像形成を終えてから次の画像形成を行うまでの間に、逆帯電トナーＴ１を放出する。具体的には、一の画像形成工程において発生した逆帯電トナーＴ１をすべて保持した後、次の画像形成工程で帯電装置３により一様帯電が行われる感光体ドラム１の表面部分がブラシ接触領域に達する前に、逆帯電トナーＴ１を放出する。このようなタイミングで逆帯電トナーＴ１を放出することで、後述するように次の画像形成工程が悪影響を与えることなく逆帯電トナーＴ１を回収することが可能となる。なお、連続して画像形成を行う場合には、その連続中の最後の画像形成を終えた後に、その間に保持した逆帯電トナーＴ１を放出するようにしてもよい。この場合、後述する逆帯電トナーＴ１の回収工程の実行によって、連続画像形成を終えるまでの時間が長くなるのを防ぐことができる。
【００４９】
放出工程について更に詳しく説明すると、上記タイミングで放出される逆帯電トナーＴ１が付着する感光体ドラム１の表面部分には、前回の画像形成工程における残留電位が存在する。本実施形態１においては、この残留電位はおよそ−５０［Ｖ］程度である。この放出時には、ブラシローラ４１に接続される電源が第１電源４３から第２電源４４に切り替えられる。これにより、ブラシローラ４１にはその表面が＋２００［Ｖ］となるような放出バイアスが印加される。このような放出バイアスが印加されると、ブラシローラ４１に保持されていた逆帯電トナーＴ１には、表面電位が−５０［Ｖ］である感光体ドラム１側に向かう静電力が働くことになる。したがって、ブラシローラ４１に保持されていた逆帯電トナーＴ１は、ブラシ接触領域において感光体ドラム１の表面に付着する。
【００５０】
次に、ブラシローラ４１から放出されて感光体ドラム１の表面に付着した逆帯電トナーＴ１を回収する回収工程について説明する。
本実施形態１では、感光体ドラム１の表面に付着した逆帯電トナーＴ１が帯電ローラ３ａとの接触領域に到達する前に、帯電ローラ３ａに印加されている帯電バイアスを停止させる。具体的には、本プリンタの制御部がバイアス停止手段として機能し、帯電ローラ３ａへの帯電バイアスの印加を停止する。これにより、帯電ローラ３ａはアースされ、その表面電位はほぼ０［Ｖ］になる。一方、逆帯電トナーＴ１が付着した感光体ドラム１の表面は、上述したようにおよそ−５０［Ｖ］であるため、帯電ローラ３ａとの接触領域では、逆帯電トナーＴ１には感光体ドラム１側に向かう静電力が働くことになる。したがって、逆帯電トナーＴ１は帯電ローラ３ａに付着することなく、その接触領域を通過することができる。
【００５１】
このようにして帯電ローラ３ａとの接触領域を通過した逆帯電トナーＴ１は、次に現像領域に搬送される。本実施形態１では、感光体ドラム１の表面に付着した逆帯電トナーＴ１が現像領域に到達する前に、現像ローラ５ａの回転をクラッチにより一時停止させる。これにより、現像装置５内のトナーが感光体ドラム１の表面に付着して無駄なトナー消費を抑えることができる。また、逆帯電トナーＴ１が現像領域に到達する前に、回収手段としての現像装置５の現像ローラ５ａには、上述した現像バイアスと同じバイアスすなわち−３００［Ｖ］のバイアスが印加される。これにより、逆帯電トナーＴ１が付着した感光体ドラム１の表面（−５０［Ｖ］）と現像ローラ５ａとの間では、逆帯電トナーＴ１に現像ローラ５ａ側に向かう静電力が働くことになる。したがって、逆帯電トナーＴ１は現像ローラ５ａに付着することになる。その後、次の画像形成時に現像ローラ５ａの駆動が開始されると、現像ローラ５ａに付着した逆帯電トナーＴ１は現像装置５の内部に搬送される。そして、現像装置５の内部で撹拌搬送され、正規の極性に帯電し直された後、再度現像に寄与することになる。
【００５２】
以上、本実施形態１によれば、感光体ドラム１の表面に残留した転写残トナーのうちの逆帯電トナーＴ１をブラシローラ４１によって一時的に保持することで、その逆帯電トナーＴ１が帯電ローラ３ａに付着するのを防止することができる。これにより、帯電ローラ３ａと感光体ドラム１の表面との間の帯電開始電圧が変化することはなく、画像濃度の低下、地肌汚れの発生、画像濃度ムラの発生を防止することができる。
また、本実施形態１では、ブラシローラ４１から放出した逆帯電トナーＴ１を現像装置５によって回収するので、逆帯電トナーＴ１をリサイクルすることができる。また、感光体ドラム１の表面上から回収したトナーを収容する廃トナータンクを個別に設ける必要もなくなり、装置の小型化を図ることができる。特に、本プリンタは、４つの感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを備えるいわゆるタンデム型の画像形成装置であるため、各感光体ドラムごとに個別に廃トナータンクを設ける場合に比べて大幅に装置の小型化を図ることができる。
また、本実施形態１では、ブラシローラ４１として斜毛ブラシを用い、その斜毛方向と毛倒れする方向とが一致するようにブラシローラ４１を回転駆動しているので、経時的に使用しても毛倒れしにくく、ブラシローラ４１の経時的な機能低下が生じにくい。よって、ブラシローラ４１を長期間使用しても、正規帯電トナーを拡散してこれを感光体ドラム上から回収しやすくする効果や、感光体ドラム１上にフィルミングしたシリカを掻き取ってフィルミング現象の発生を抑制する効果などを持続させることができる。
【００５３】
なお、本実施形態１に係るプリンタにおいて、転写紙が給紙中にジャムしたときなど画像形成動作が中断されたとき、感光体ドラム１の表面に大量に付着した不要トナーをクリーニングしなければならない。本実施形態１では、感光体ドラム１の表面上のトナーをクリーニングするクリーニングブレードをもったクリーニング装置が存在しないため、このような大量の不要トナーを回収することは困難である。そこで、本実施形態１では、その中断事由が解決した後、その感光体ドラム１の表面上に残った不要トナーを、通常の画像形成動作と同じように中間転写ベルト１０上に転写する。そして、中間転写ベルト１０上に転写された不要トナーをベルトクリーニング装置１５によって回収する。ベルトクリーニング装置１５は、上述のようにファーブラシ及びクリーニングブレードを備えた構成であるため、大量の不要トナーであっても回収することができる。一方、不要トナーを中間転写ベルト１０上に転写した後に感光体ドラム１の表面に残留したトナーは、通常の画像形成動作時と同じように処理される。
【００５４】
〔変形例１〕
次に、上記実施形態１におけるプリンタとは回収工程が異なる変形例（以下、本変形例を「変形例１」という。）について説明する。本変形例１は、ブラシローラ４１から放出した逆帯電トナーＴ１を、中間転写ベルト１０をクリーニングするベルトクリーニング装置１５によって回収する点で、上記実施形態１とは異なっている。なお、他の構成については、上記実施形態１と同様であるので説明を省略する。
【００５５】
図６は、本変形例１における逆転写トナーＴ１の回収に関わる１次転写ニップ部周辺の概略構成図である。なお、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋに関する１次転写ニップ部周辺の構成はすべて同じであるため、１つの感光体ドラムについてのみ図示し、色分け用の符号Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋについては省略する。
本変形例１では、感光体ドラム１の表面に付着した逆帯電トナーＴ１が帯電ローラ３ａとの接触領域に到達する前に、上記実施形態１と同様に、帯電ローラ３ａに印加されている帯電バイアスを停止させる。よって、上記実施形態１と同じように、逆帯電トナーＴ１は帯電ローラ３ａに付着することなく、その接触領域を通過することができる。また、逆帯電トナーＴ１が現像領域に到達する前に、現像ローラ５ａに印加されている現像バイアスも停止させる。これにより、現像ローラ５ａはアースされ、その表面電位はほぼ０［Ｖ］になる。一方、逆帯電トナーＴ１が付着した感光体ドラム１の表面は、上述したようにおよそ−５０［Ｖ］であるため、現像領域では、逆帯電トナーＴ１には感光体ドラム１側に向かう静電力が働くことになる。したがって、逆帯電トナーＴ１は現像ローラ５ａに付着することなく、現像領域を通過することができる。
【００５６】
このようにして現像領域を通過した逆帯電トナーＴ１は、次に中間転写ベルト１０と接触する１次転写ニップ部に搬送される。本変形例１では、感光体ドラム１の表面に付着した逆帯電トナーＴ１が１次転写ニップ部に到達する前に、１次転写ローラ１４には、通常の画像形成時とは異なる極性のバイアスが印加される。具体的に説明すると、１次転写ローラ１４には、第１転写電源１１７又は第２転写電源１１８のいずれか一方からバイアスが印加される構成になっている。これらの転写電源１１７，１１８と１次転写ローラ１４との間には切替スイッチ１１９が設けられており、この切替スイッチ１１９の動作によって１次転写ローラ１４に接続される転写電源が選択される。この切替スイッチ１１９の動作は、本プリンタの制御部によって制御されている。なお、第１転写電源１１７は、−３００［Ｖ］の転写バイアスを印加するものである。一方、第２転写電源１１８は、各１次転写ローラ１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋについてそれぞれ印加するバイアスが異なり、＋４００［Ｖ］以上でかつ＋２０００［Ｖ］以下の範囲の転写バイアスを印加する。そして、通常の画像形成時における転写工程では、第２転写電源１１８が１次転写ローラ１４に接続され、逆帯電トナーＴ１を感光体ドラム１の表面から回収する際には、第１転写電源１１７が１次転写ローラ１４に接続される。
【００５７】
回収工程において１次転写ローラ１４に負極性バイアスが印加されることで、逆帯電トナーＴ１が付着した感光体ドラム１の表面（−５０［Ｖ］）と、中間転写ベルト１０との間には転写電界が形成される。そして、この転写電界によって、逆帯電トナーＴ１には中間転写ベルト１０側に向かう静電力が働くことになる。したがって、逆帯電トナーＴ１は中間転写ベルト１０上に転写されることになる。その後、中間転写ベルト１０上に転写された逆帯電トナーＴ１は、２次転写ローラ１６と接触する２次転写ニップ部に搬送される。ここで、逆帯電トナーＴ１が２次転写ニップ部に到達する前に、２次転写ローラ１６には通常の画像形成時に印加される転写バイアスと同じ転写バイアスが印加される。すなわち、２次転写ローラ１６には正極性のバイアスが印加される。一方、逆帯電トナーＴ１が付着した中間転写ベルト１０の表面電位は、２次転写ニップ部においてほぼ０［Ｖ］であるため、２次転写ニップ部では、逆帯電トナーＴ１に中間転写ベルト１０側に向かう静電力が働くことになる。したがって、逆帯電トナーＴ１は２次転写ローラ１６に付着することなく、２次転写ニップ部を通過することができる。
なお、本変形例１では、逆帯電トナーＴ１が２次転写ニップ部を通過する際に２次転写ローラ１６にバイアスを印加することで、２次転写ローラ１６への逆帯電トナーＴ１の付着を防止しているが、他の手段を採用してもよい。例えば、２次転写ローラ１６を接離可能とし、逆帯電トナーＴ１が２次転写ニップ部を通過する際には２次転写ローラ１６を中間転写ベルト１０から離間させる構成としてもよい。
【００５８】
このようにして２次転写ニップ部を通過した逆帯電トナーＴ１は、次に、ベルトクリーニング装置１５との対向するクリーニング領域に搬送される。このクリーニング領域おいて、中間転写ベルト１０上の逆帯電トナーＴ１は、ファーブラシによって拡散された後、クリーニングブレードによって掻き取られる。これにより、中間転写ベルト１０上の逆帯電トナーＴ１はベルトクリーニング装置１５に回収されることになる。
【００５９】
以上、本変形例１によれば、ブラシローラ４１から放出した逆帯電トナーＴ１を、中間転写ベルト１０上に転写することで、感光体ドラム１の表面から回収する。よって、感光体ドラム１の表面上から回収したトナーを収容する廃トナータンクを個別に設ける必要もなくなり、装置の小型化を図ることができる。特に、本プリンタは、４つの感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを備えるいわゆるタンデム型の画像形成装置であるため、各感光体ドラムごとに個別に廃トナータンクを設ける場合に比べて大幅に装置の小型化を図ることができる。
【００６０】
なお、逆帯電トナーＴ１を中間転写ベルト１０上に転写して回収するという本変形例１の構成と、現像装置５によって回収するという上記実施形態１の構成とを併用してもよい。このように構成すれば、現像装置５によって回収しきれずに現像領域を通過した逆帯電トナーＴ１を１次転写ニップ部で中間転写ベルト１０上に回収することができる。このように感光体ドラム１上の逆帯電トナーＴ１を２段階で回収する構成とすれば、感光体ドラム１上の逆帯電トナーの回収能力が高まり、より確実に回収することができる。また、このように逆帯電トナーの回収能力が高まれば、ブラシローラ４１から一度に大量の逆帯電トナーＴ１を放出しても、これを十分に回収することができる。その結果、ブラシローラ４１から逆帯電トナーＴ１を放出する頻度を少なくすることができるという効果が得られる。
また、本変形例１では、中間転写ベルト１０上に転写した逆帯電トナーＴ１をベルトクリーニング装置１５によって回収する構成について説明したが、他の構成であってもよい。例えば、中間転写ベルト１０上の逆帯電トナーＴ１が２次転写ニップ部に到達する前に、２次転写ローラ１６に通常の画像形成時とは逆極性のバイアスを印加する。これにより、２次転写ニップ部において逆帯電トナーＴ１は２次転写ローラ１６側に付着し、回収することができる。なお、この場合、２次転写ローラ１６の表面をクリーニングするクリーニング手段を設ける必要がある。
【００６１】
〔変形例２〕
次に、上記実施形態１におけるプリンタとはブラシローラの設置方法が異なる変形例（以下、本変形例を「変形例２」という。）について説明する。本変形例２におけるブラシローラ１４１は、上記実施形態１と同様に斜毛ブラシであるが、その斜毛方向と毛倒れする方向とが互いに反対になるように回転駆動する点で、上記実施形態１とは異なっている。なお、他の構成については、上記実施形態１と同様であるので説明を省略する。
【００６２】
図７は、本変形例２におけるブラシローラ１４１を備えたトナー保持装置１４０を示す概略構成図である。このトナー保持装置１４０は、上記実施形態１における構成において、ブラシローラの軸を逆にして取り付けたものである。これにより、ブラシローラ１４１は、その斜毛方向と毛倒れする方向とが互いに反対向きとなるように回転駆動する。すなわち、本変形例２では、ブラシの先端側から感光体ドラム１の表面に近づくように、駆動装置４２によってブラシローラ１４１を図中矢印の方向に回転駆動している。これにより、ブラシローラ１４１が感光体ドラム表面に接触した状態で放置された場合でも、その接触による変形量が大きいので、変形した部分が元の状態に戻りやすい。そのため、放置中におけるブラシ部分の変形がクセになりにくい。また、本変形例２によれば、感光体ドラム上に付着した転写残トナーを散らす効果を高めることもできる。更に、本変形例２によれば、ブラシローラ１４１が感光体ドラム表面から離れる瞬間にブラシが大きく跳ね上がるので、ブラシの根元まで入り込んでしまったトナー等を吐き出させることができ、経時的なブラシローラの機能低下を抑制する効果もある。
【００６３】
また、本変形例２では、ブラシ接触領域において感光体ドラム１の表面線速に対するブラシローラ１４１の表面線速の比が１．２以上、好ましくは２．０以上となるように、ブラシローラ１４１をカウンタ方向に駆動している。これにより、ブラシローラ１４１による逆帯電トナーの回収率を高くでき、かつ、フィルミング現象の発生を十分に抑制できるという効果が得られる。この点については後述の実験例１にて説明する。
【００６４】
〔実施形態２〕
次に、本発明を、上記実施形態１と同様に、画像形成装置としてのプリンタに適用した他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態２」という。）について説明する。
本実施形態２のプリンタは、上記実施形態１のプリンタとは帯電装置の構成が異なる。詳しくは、本実施形態２における帯電装置は、感光体ドラム１の表面を接触・近接帯電方式で一様帯電する点では上記実施形態１と共通するが、感光体ドラム１の表面に対して帯電ローラを接離動作させる接離機構を備える点で上記実施形態１とは異なる。なお、他の構成については、上記実施形態１と同様であるので説明を省略する。
【００６５】
図８は、本実施形態２における帯電装置２０３を示す概略構成図である。
本実施形態２では、ブラシローラ４１から放出されて感光体ドラム１の表面に付着した逆帯電トナーＴ１が帯電ローラ３ａとの接触領域に到達する前に、離間手段としての接離機構２０３ｃによって帯電ローラ３ａを感光体ドラム１の表面から離間させる。この接離機構２０３ｃとしては、感光体ドラム１の表面に対して帯電ローラ３ａを接離させることが可能な公知の手段を用いることができる。このような構成により、逆帯電トナーＴ１は帯電ローラ３ａに接触することなく、帯電ローラ３ａとの対向領域を通過することができる。よって、逆帯電トナーＴ１が帯電ローラ３ａに付着するのを防止することができる。したがって、帯電ローラ３ａと感光体ドラム１の表面との間の帯電開始電圧が変化することはなく、画像濃度の低下、地肌汚れの発生、画像濃度ムラの発生を防止することができる。
【００６６】
なお、上記実施形態１の説明の中で挙げた上述した変形例１の構成などを本実施形態２の構成に適用しても、同様の効果を得ることができる。
【００６７】
〔実験例１〕
次に、上記変形例２におけるプリンタを用いて、本発明者らが行った実験例（本実験例を「実験例１」という。）について説明する。
本発明者らは、トナーから遊離したシリカにより発生するフィルミング現象について鋭意研究し、その結果、次のような結論に達した。
帯電領域や転写領域などではオゾンやＮＯｘ等の放電生成物が発生するが、これは感光体ドラム表面に付着しやすい性質をもっている。また、トナーから遊離したシリカは、その放電生成物との親和性が高い。そのため、シリカは、その放電生成物とともに感光体ドラム表面に付着してしまう。このように付着したシリカは、現像領域での現像剤による圧力や、ブラシローラによる圧力などを受けることで、感光体ドラム表面に押し付けられ、感光体ドラム表面に強固に付着する。その結果、感光体ドラム１上にフィルミング現象が発生する。
一方で、このように付着したシリカは、感光体ドラム表面から機械的に掻き取るなどして除去することが可能である。実際、従来では、クリーニングブレードによる強い掻き取り効果により、フィルミング現象の発生を抑制することができていた。しかし、上述した実施形態のように、ブレードレス方式では、クリーニングブレードほどの強い掻き取り効果を得られない。
【００６８】
ここで、本発明者らは、クリーニングブレードほどの強い掻き取り効果について研究した結果、ブレードの先端にシリカが溜まっている状態であるときに、強い掻き取り効果が得られることを解明した。そして、このことは、ブラシローラによる掻き取り効果についても同様であることを確認した。すなわち、ある程度の量のシリカが付着したブラシローラを用いれば、感光体ドラム上のシリカを良好に掻き取ることができることを発見した。これは、シリカは、ブラシローラ等に押し付けられることでフィルミングの原因となる一方、シリカを掻き取るための研磨剤的な役割も果たすことを意味する。そして、本発明者らは、この研究の結果に加えて、感光体ドラム１の表面線速に対するブラシローラの表面線速の比がフィルミング現象の発生の抑制に重要な役割を果たすことを解明した。以下、この観点で行った実験例１について説明する。
【００６９】
図９は、本実験例１による実験結果を示すグラフである。本実験例１において、感光体ドラム１の表面線速をｖｐとし、ブラシローラ１４１の表面線速をｖＢとし、その線速比をｖＢ／ｖｐで表す。本実験例１では、上記変形例２に係るプリンタにおけるブラシローラ１４１の回転速度を種々変化させ、各回転速度時において画像を３００００枚プリントしたときのフィルミングランクを評価した。この評価では、ランク５が最も良い評価となり、ランク１が最も悪い評価となる。この評価は、次のようにして行った。すなわち、感光体ドラム表面から一定距離離間した位置にフォトセンサを固定配置し、感光体ドラム表面からの反射光をフォトセンサで受光する。そして、その受光量が一定量となるように発光素子に流す発光電流を調節する。フィルミングランクは、新品の感光体ドラムについての発光電流を基準としたとき、その基準値に対する発光電流の増加分が少ないほど良い評価となり、その増加分が多いほど悪い評価となる。この増加分が１［ｍＡ］であるときのフィルミングランクは２．５であり、これ以上のランクであれば、フィルミングが発生していても、その影響が像流れなど画質に影響が出ない。よって、フィルミングランクが２．５以上である場合を許容範囲とした。
【００７０】
本プリンタは、ブラシローラ１４１を、ブラシ接触領域において感光体ドラム１の表面移動方向に対してカウンタ方向に表面移動させ、かつ、その斜毛方向が毛倒れ方向と逆向きになるように、駆動装置４２によって駆動している。少なくともこの条件においては、３００００枚の画像をプリントしたときにフィルミングランクが２．５以上となるためには、線速比ｖＢ／ｖｐが１．２以上である必要がある。そして、本プリンタにおいて最も高い評価となるフィルミングランクが４．０以上とするには、線速比ｖＢ／ｖｐを２．０以上としなければならない。
【００７１】
このように、線速比ｖＢ／ｖｐを高めれば、ブラシローラ４１に付着しているシリカによって感光体ドラム上のシリカを掻き取る効果を高めることができ、フィルミング現象の発生を抑制できる。
なお、ブラシローラ１４１の回転速度を落とすことで、フィルミングランクを多少高めることも可能である。しかし、この場合、ブラシローラ１４１に付着したシリカによる研磨作用と、ブラシローラ１４１によるシリカの押し付けによるフィルミングの発生との間のバランスがフィルミングの発生側にシフトするものと考えられる。そのため、ブラシローラ１４１の回転速度を落とすことで、フィルミングランクを高めるには限界があるものと推測される。
また、後述する実験例２で説明するように、線速比ｖＢ／ｖｐが１．２付近では逆帯電トナーの回収率が若干落ちるものの、この回収率が低いことによる弊害よりもフィルミングによる弊害の方が大きい。
【００７２】
〔実験例２〕
次に、上記実験例１と同様に、上記変形例２におけるプリンタを用いて本発明者らが行った実験例（本実験例を「実験例２」という。）について説明する。
本プリンタにおけるブラシローラ１４１は、本来は転写残トナーのうちの逆帯電トナーを一時的に保持した後、これを感光体ドラム上に戻す機能を果たすものである。よって、ブラシローラ１４１は、感光体ドラム上の逆帯電トナーをなるべく多く回収できる構成である必要がある。そこで、本発明者らは、この回収率と上述した線速比との関係を確認する実験を行った。以下、この実験を行った実験例２について説明する。
【００７３】
図１０は、本実験例２による実験結果を示すグラフである。本実験例２では、上記変形例２に係るプリンタにおけるブラシローラ１４１の回転速度を種々変化させ、各回転速度時における逆帯電トナーの回収率を評価した。このトナーの回収率は、転写後であってブラシ接触領域に到達する前における感光体ドラム１上に付着する逆帯電トナーの量に対して、ブラシローラ４１に付着したトナーの量の割合を示すものである。
【００７４】
図１０に示すように、逆帯電トナーの回収率は、線速比が１．０のときが最も悪く、これより速くしても遅くしても回収率が上昇する結果となった。ここで、逆帯電トナーによる不具合が画質に現れない範囲とするためには、回収率を少なくとも５０％以上を確保する必要がある。この条件を満たすには、線速比ｖＢ／ｖｐは、１．４以上であることが必要がある。
【００７５】
以上、上記実施形態１及び上記実施形態２のプリンタは、潜像担持体としての感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを備えている。また、トナーの帯電極性（負極性）と同極性の帯電バイアスが印加される帯電部材としての帯電ローラ３ａを感光体ドラム表面に接触又は近接させて感光体ドラム表面を一様に帯電する帯電装置３を備えている。更に、潜像形成手段としての露光装置４、現像手段としての現像装置５、転写手段としての１次転写ローラ１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋも備えている。そして、本プリンタでは、転写後の感光体ドラム１の表面部分に当接し、その当接部分がブラシ状であるブラシ部材としてのブラシローラ４１を備えている。このブラシローラ４１は、斜毛ブラシであるため、その斜毛方向と毛倒れ方向とを一致させるように配置することで、経時的に毛倒れしにくくなる。これにより、ブラシローラ４１を長期間使用しても、正規帯電トナーを拡散してこれを感光体ドラム上から回収しやすくする効果や、感光体ドラム１上にフィルミングしたシリカを掻き取ってフィルミング現象の発生を抑制する効果などを持続させることができる。
特に、上記実施形態１及び上記実施形態２のプリンタは、転写残トナーのうち上記所定極性とは逆極性（正極性）に帯電した逆帯電トナーＴ１は、負極性の保持バイアスが印加されたブラシローラ４１，１４１を備える一時保持手段としてのトナー保持装置４０に一時的に保持される。その保持した逆帯電トナーＴ１は、所定のタイミングで正極性の放出バイアスをブラシローラ４１に印加することで、感光体ドラム表面に放出されこれに付着する。そして、感光体ドラム表面に戻された逆帯電トナーは、回収手段としての現像装置５や、中間転写ベルト１０及び１次転写ローラ１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋによって、感光体ドラム表面から回収される。このように、本プリンタによれば、感光体ドラム１の表面に残留した転写残トナーのうちの逆帯電トナーＴ１をトナー保持装置４０によって一時的に保持するため、その逆帯電トナーＴ１が帯電ローラ３ａに付着するのを防止することができる。また、トナー保持装置４０から放出された逆帯電トナーが帯電ローラ３ａとの接触領域を通過する際には、帯電バイアスの印加が停止したり、帯電ローラ３ａを感光体ドラム表面から遠ざけたりすることで、その逆帯電トナーが帯電ローラ３ａに付着するのを防ぐことができる。したがって、帯電ローラ３ａに逆帯電トナーが付着して帯電ローラ３ａと感光体ドラム１の表面との間の帯電開始電圧が変化することはなく、画像濃度の低下、地肌汚れの発生、画像濃度ムラの発生を防止することが可能となる。
また、上記実施形態１及び上記実施形態２におけるブラシローラ４１，１４１は、感光体ドラム表面を摺擦するように接触しながら回転駆動するものである。このようにブラシローラ４１，１４１を駆動させることで、感光体ドラム１の表面に付着した正規帯電トナーＴ０を拡散することができる。これにより、感光体ドラム１の表面に対する正規帯電トナーＴ０の付着力を弱め、その正規帯電トナーＴ０の回収を容易にすることができる。
特に、上記実施形態１及び上記実施形態２のプリンタでは、駆動手段としての駆動装置４２により、感光体ドラム表面との接触部分で感光体ドラムが表面移動する向きとは逆向きにブラシローラ４１，１４１が表面移動するように、ブラシローラ４１，１４１を回転駆動させる。これにより、上記実施形態１で説明したように、同方向に回転駆動させる場合に比べて、感光体ドラム１の表面上に付着する転写残トナーを掻き起こす作用を強めることができる。これにより、正規帯電トナーの回収率を高めることができ、かつ、フィルミング現象の発生を抑制することができる。更に、上記実施形態１で説明したように、ブラシローラ４１の跳ね上がりによる飛ばされる逆帯電トナーが帯電ローラ３ａに付着する心配もない。
なお、逆に、駆動手段としての駆動装置４２により、感光体ドラム表面との接触部分で感光体ドラムが表面移動する向きと同じ向きにブラシローラ４１が表面移動するように、ブラシローラ４１を回転駆動させてもよい。この場合、上記実施形態１で説明したように、カウンタ方向に回転駆動する場合に比べて、ブラシローラ４１及びこれに接触する感光体ドラム１の駆動負荷を小さくすることができる。よって、比較的小型の駆動装置を利用することが可能となるとともに、バンディング現象なども少なくなり、安定して高品質な画像を形成することも可能となる。
また、上記変形例２のプリンタでは、ブラシローラ１４１を、感光体ドラム表面に対してブラシ先端側から接触する方向に回転駆動させている。これにより、上記変形例２で説明したように、ブラシローラ１４１が感光体ドラム表面に接触した状態で放置された場合でも、ブラシ部分の変形がクセになりにくい。しかも、感光体ドラム上に付着した転写残トナーを散らす効果を高めたり、経時的なブラシローラの機能低下を抑制したりする効果も得られる。
特に、感光体ドラム表面との接触部分において感光体ドラムの表面線速に対するブラシローラ１４１の表面線速の比ｖＢ／ｖｐを１．２以上、好ましくは２．０以上とすることで、上記実験例１で説明したように、フィルミングの発生を十分に抑制することが可能できる。
また、上記実施形態１及び上記実施形態２のプリンタでは、プリンタ本体に対して着脱可能であって、少なくとも感光体ドラム１とトナー保持装置４０とが一体になって構成されたプロセスカートリッジを有している。よって、プロセスカートリッジ３０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３０を交換すればよく、利便性を向上させることができる。
【００７６】
【発明の効果】
請求項１乃至１０の発明によれば、ブレードレスブラシ方式の長所を生かしつつ、長期的な使用によるブラシ部材の機能低下を抑制することが可能となるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係るプリンタのトナー保持装置を示す概略構成図。
【図２】同プリンタの概略構成図。
【図３】同プリンタの感光体ドラムの断面図。
【図４】同感光体ドラムの周りの構成を示す概略構成図。
【図５】（ａ）は、同感光体ドラム上に担持されたトナーの転写直前における帯電電位分布を示すグラフ。
（ｂ）は、転写後に感光体ドラム上に残留した転写残トナーの帯電電位分布を示すグラフ。
【図６】変形例１において、逆転写トナーの回収に関わる１次転写ニップ部周辺の概略構成図。
【図７】変形例２におけるブラシローラを備えたトナー保持装置を示す概略構成図。
【図８】実施形態２に係るプリンタの帯電装置を示す概略構成図。
【図９】実験例１による実験結果を示すグラフ。
【図１０】実験例２による実験結果を示すグラフ。
【符号の説明】
１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ  各感光体ドラム
３ａ  帯電ローラ
３，２０３  帯電装置
４  露光装置
５  現像装置
１０  中間転写ベルト
１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋ  １次転写ローラ
１５  ベルトクリーニング装置
１６  ２次転写ローラ
３０  プロセスカートリッジ
３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋ  トナーボトル
４０  トナー保持装置
４１，１４１  ブラシローラ
４２  駆動装置
４３  第１電源
４４  第２電源
４５，１１９  切替スイッチ
１１７  第１転写電源
１１８  第２転写電源
２０３ｃ  接離機構
【図１】
2004170530.tif 000004
【図２】
2004170530.tif 000005
【図３】
2004170530.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
2004170530.tif 000009
【図７】
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【図８】
2004170530.tif 000011
【図９】
2004170530.tif 000012
【図１０】
2004170530.tif 000013