(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、該帯電装置により帯電せしめられた該像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、該像担持体上の静電潜像を現像して可視トナー像とする現像装置と、該像担持体上の可視トナー像を被転写体に転写する転写装置と、該像担持体の表面移動方向において該帯電装置より上流側且つ該転写装置より下流側に設けられたトナー回収部材を含み、画像形成中に該像担持体上の転写残トナーの少なくとも一部を回収するトナー回収モードにおいて、該像担持体上の転写残トナーを該トナー回収部材に回収させ、画像形成に支障のないタイミングで回収トナーを該トナー回収部材から該像担持体上へ吐出させるトナー吐出モードにおいて、該回収したトナーを該トナー回収部材から該像担持体上へ吐出させるクリーナレスタイプの画像形成装置であり、該トナー回収部材として該像担持体表面に接触配置されたブラシローラを採用し、該ブラシローラの軸である芯金を電気的にフロート状態として、該ブラシローラの該像担持体に接触する部分とはローラ直径方向反対側の部分にバイアス印加電極を接触配置し、前記トナー回収モードにおいて該像担持体上の転写残トナーを該ブラシローラへ回収するための回収バイアスを該電極を介して該ブラシローラに印加し、前記トナー吐出モードにおいて該ブラシローラ上の回収トナーを該像担持体へ吐出させる吐出バイアスを該電極を介して該ブラシローラに印加するバイアス印加用電源装置を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ブラシローラ及び像担持体間の電界印加ニップ幅より前記ブラシローラ及びバイアス印加電極間の電界印加ニップ幅の方が大きい請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記バイアス印加電極は、前記ブラシローラ外周に沿って湾曲した形状を有している請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像装置は、前記ブラシローラから像担持体上に吐出されたトナーを回収するものである請求項１、２又は３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、複写機、プリンタ、ファクシミリ機、これらのうち２以上を組み合わせた複合機等の、電子写真方式や静電記録方式等による画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、通常、例えば感光体のような像担持体の表面を帯電装置で帯電させ、該帯電域に露光装置から形成しようとする画像に応じた露光を施して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置により現像して可視トナー像を形成し、該可視トナー像を被転写体に転写する。
【０００３】
静電記録方式の画像形成装置では、例えば静電記録用誘電体のような像担持体の表面を帯電装置で帯電させ、該帯電域に静電記録装置にて、形成しようとする画像に応じた静電記録を施して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置により現像して可視トナー像を形成し、該可視トナー像を被転写体に転写する。
【０００４】
いずれの方式の画像形成装置の場合も、前記被転写体は、モノクロ画像形成装置では、通常記録媒体であり、転写されたトナー像は該記録媒体に定着される。カラー画像形成装置では、該被転写体は、一般的には、中間転写体であり、中間転写体に１次転写されたトナー像は、さらに記録媒体に２次転写され、定着される。
【０００５】
いずれの方式の画像形成装置においても、像担持体上に形成された可視トナー像が被転写体に転写されたあと像担持体に残留する転写残トナーは、クリーニング手段によりクリーニングされる。
【０００６】
かかるクリーニング手段としては、像担持体表面に接触配置されたクリーニングブレードを用いるものが広く知られているが、例えば、特開平９−５０２１８号公報に記載されているように、クリーニングブレードとともに、像担持体表面に臨設された異物クリーニング用ブラシローラを採用する場合もある。かかる異物クリーニング用ブラシローラにはトナーの正規帯電極性とは逆極性に帯電した紙粉等の異物を回収するためのバイアスが印加される。また、かかるクリーニング専用のクリーナを有しない、所謂クリーナレスタイプの画像形成装置も知られている。
【０００７】
クリーナレスタイプの画像形成装置についてさらに説明すると、このタイプの画像形成装置は、廃トナーの低減或いは画像形成装置の小型化等を目指すもので、像担持体の帯電、静電潜像形成、該潜像の現像、トナー像の転写のプロセスを実行し、転写後の転写残トナーについては、帯電装置の上流側に配置された荷電制御部材で荷電制御及び散らしなどを行い、該帯電装置を通過後、現像装置において現像と同時に回収する。
【０００８】
このようなクリーナレスタイプの画像形成装置では、画像形成時に荷電制御部材から像担持体上へ放出されるトナー量が多すぎると、例えば静電潜像形成のための画像露光において、所謂露光げりが発生したり、現像装置においてトナー回収不良が生じ、画像ノイズが発生する。
【０００９】
そのため、荷電制御部材で転写残トナーの一部又は全部を画像形成時に回収し、非画像形成時等の画像形成に支障のないタイミングで回収トナーを像担持体に吐出して現像装置で回収したり、或いは、例えばカラー画像形成装置では、像担持体から中間転写体へ排出することが提案されている。
【００１０】
例えば、特開平９−３２５６０７号公報には、帯電装置の上流側に像担持体に接触する、転写残トナー攪乱用回転部材を配置し、画像形成時に、トナー回収バイアスが印加される該回転部材に転写残トナーを回収し、非画像形成時に、トナー吐出バイアスが印加される該回転部材からトナーを吐出することが記載されている。この場合、転写残トナー攪乱用回転部材はトナー回収部材として機能する。
【００１１】
【特許文献１】特開平９−５０２１８号公報
【特許文献２】特開平９−３２５６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、かかるトナー回収部材で画像形成中に転写残トナーを回収し、非画像形成時に該回収したトナーを吐き出す構成においては、回収したトナーを吐き出すことによって回収部材がリフレッシュされ、その機能を維持できるように考えられるが、トナー回収時に転写残トナーが回収部材の内部まで入り込んで行くと、そのように入り込んだトナーは吐出時に十分吐き出せず、回収部材が機能低下を起こす。
【００１３】
そこで、本発明は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、該帯電装置により帯電せしめられた該像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、該像担持体上の静電潜像を現像して可視トナー像とする現像装置と、該像担持体上の可視トナー像を被転写体に転写する転写装置と、該像担持体の表面移動方向において該帯電装置より上流側且つ該転写装置より下流側に設けられたトナー回収部材を含み、画像形成中に該像担持体上の転写残トナーの少なくとも一部を回収するトナー回収モードにおいて、該像担持体上の転写残トナーを該トナー回収部材に回収させ、画像形成に支障のないタイミングで回収トナーを該トナー回収部材から該像担持体上へ吐出させるトナー吐出モードにおいて、該回収したトナーを該トナー回収部材から該像担持体上へ吐出させるクリーナレスタイプの画像形成装置であって、該トナー回収モードにおいて該トナー回収部材に回収されるトナーが該回収部材の内部まで入り込みにくくし、該トナー吐出モードにおいて十分吐き出され、それによりトナー回収部材のトナー回収機能の低下を抑制でき、ひいてはそれだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者は前記課題を解決すべく研究を重ね、次のことを知見するに至った。
トナー回収部材に転写残トナーを回収させるにあたっては、従来と同様に、該トナー回収部材にトナー回収バイアスを印加すればよく、回収トナーを吐出させるにあたっては、該トナー回収部材にトナー吐出バイアスを印加すればよい。
【００１５】
トナー回収部材は、回収したトナーの保持の容易性や、トナーの荷電制御、像担持体表面へのストレス低減などの観点からブラシローラが望ましい。しかし、ブラシローラを用いるとブラシローラ内部までトナーが侵入するので、何らかの工夫をしないと、トナーの円滑な吐出が困難になり、ブラシローラのトナー回収機能が低下する等の問題が生じる。      
【００１６】
この点については、ブラシローラへのトナー回収バイアスの印加、トナー吐出バイアスの印加を、一般的に考えられるようにブラシローラの軸（芯金）に行うのではなく、ブラシローラの像担持体に臨む部位とはローラ直径方向反対側の部位に、別途バイアス印加用電極を接触させ、該電極を介して行えばよい。ブラシローラの軸（芯金）は電気的にフロート状態としておけばよい。
【００１７】
そうすることで、転写残トナーを回収するバイアスを印加したとき、ブラシ及び像担持体間の電界印加ニップと、ブラシ及び電極間の電界印加ニップとで、印加される実効バイアスが異なってくるため、ブラシと像担持体間の電界印加ニップ部分では像担持体上のトナーがブラシ内部に移動するバイアスが印加されるが、ブラシと電極間の電界印加ニップ部分ではブラシ内部からブラシ外部へとトナーが移動するバイアスが印加される。
そのため、ブラシ内部への過剰なトナーの侵入を防止でき、トナー吐出時に、ブラシに回収されていたトナーを十分、円滑に吐き出すことができる。そして、かかる円滑なトナー吐出により、ブラシローラでのトナーの蓄積及びそれに起因する好ましくないトナーこぼれ、ブラシローラのトナー回収機能の低下が抑制される。
【００１８】
同様な効果は、ブラシローラの軸（芯金）と電極それぞれに電圧を印加することでも達成できるが、上記の構成とすることで、電源装置が少なく済み、それだけ画像形成装置の小型化、低価格化が可能となる。
【００１９】
かかる知見に基づき本発明は、
像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、該帯電装置により帯電せしめられた該像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、該像担持体上の静電潜像を現像して可視トナー像とする現像装置と、該像担持体上の可視トナー像を被転写体に転写する転写装置と、該像担持体の表面移動方向において該帯電装置より上流側且つ該転写装置より下流側に設けられたトナー回収部材を含み、画像形成中に該像担持体上の転写残トナーの少なくとも一部を回収するトナー回収モードにおいて、該像担持体上の転写残トナーを該トナー回収部材に回収させ、画像形成に支障のないタイミングで回収トナーを該トナー回収部材から該像担持体上へ吐出させるトナー吐出モードにおいて、該回収したトナーを該トナー回収部材から該像担持体上へ吐出させるクリーナレスタイプの画像形成装置であり、該トナー回収部材として該像担持体表面に接触配置されたブラシローラを採用し、該ブラシローラの軸である芯金を電気的にフロート状態として、該ブラシローラの該像担持体に接触する部分とはローラ直径方向反対側の部分にバイアス印加電極を接触配置し、前記トナー回収モードにおいて該像担持体上の転写残トナーを該ブラシローラへ回収するための回収バイアスを該電極を介して該ブラシローラに印加し、前記トナー吐出モードにおいて該ブラシローラ上の回収トナーを該像担持体へ吐出させる吐出バイアスを該電極を介して該ブラシローラに印加するバイアス印加用電源装置を設けた画像形成装置を提供する。
【００２０】
本願発明に係る画像形成装置によると、像担持体上の転写残トナーは、画像形成中のトナー回収モードにおいて、ブラシローラへの回収バイアスの印加により該ブラシローラへ回収され、そのとき、回収バイアスが、ブラシローラの像担持体に接触する部分とはローラ直径方向反対側の部分に接触配置されたバイアス印加電極を介して印加されるので、ブラシローラ内部へのトナーの過剰な侵入が抑制される状態で、換言すれば、その後のトナー吐出が円滑、容易になされるように、回収される。
【００２１】
また、ブラシローラに回収されたトナーは、画像形成に支障のないタイミングでのトナー吐出モードにおいて該ブラシローラに前記電極を介して吐出バイアスが印加されることで、像担持体へ円滑に十分吐出され、ブラシローラは再びトナー回収に供することが可能な状態とされる。
これらにより、それだけ良好な画像を形成できる。
【００２２】
ここで、「クリーナレスタイプの画像形成装置」とは、像担持体表面の転写残トナーをクリーニングする手段として、像担持体表面に接触するクリーニングブレードを有するクリーナ等のクリーニング専用のクリーナを有しない画像形成装置であり、例えば、前記現像装置に前記ブラシローラから像担持体上に吐出されたトナーを回収させるものや、前記ブラシローラから像担持体上に吐出されたトナーを被転写体（例えば、カラー画像形成装置における中間転写体）に放出させるもの等を挙げることができる。
【００２３】
また、「画像形成に支障のないタイミング」としては、画像を複数枚形成する場合の「「像間」や画像形成後を例示できる。
【００２４】
前記ブラシローラ及び像担持体間の電界印加ニップ幅より前記ブラシローラ及び電極間の電界印加ニップ幅の方を大くしてもよい。これにより、ブラシローラ内部からブラシローラ外部へトナーが移動するためのバイアスが印加される時間を長くでき、それだけ、ブラシローラ内部へのトナーの蓄積を抑制することができる。
【００２５】
前記電極の代表例として、前記ブラシローラ外周に沿って湾曲した形状を有しているものを挙げることができる。
【００２６】
前記「静電潜像形成装置」としては、画像形成装置が像担持体として静電記録用誘電体を採用する静電記録方式のものである場合は静電記録装置を含むものを例示でき、像担持体として感光体を採用するものでは画像露光装置を含むものを例示できる。
本発明に係る画像形成装置は、モノクロ画像形成装置でも、カラー画像形成装置でも、いずれでもよい。
前記の被転写体としては、例えば、モノクロ画像形成装置では記録紙等の記録媒体を、カラー画像形成装置では、像担持体上に形成されるトナー像を１次転写させる中間転写体を挙げることができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように本発明によると、像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、該帯電装置により帯電せしめられた該像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、該像担持体上の静電潜像を現像して可視トナー像とする現像装置と、該像担持体上の可視トナー像を被転写体に転写する転写装置と、該像担持体の表面移動方向において該帯電装置より上流側且つ該転写装置より下流側に設けられたトナー回収部材を含み、画像形成中に該像担持体上の転写残トナーの少なくとも一部を回収するトナー回収モードにおいて、該像担持体上の転写残トナーを該トナー回収部材に回収させ、画像形成に支障のないタイミングで回収トナーを該トナー回収部材から該像担持体上へ吐出させるトナー吐出モードにおいて、該回収したトナーを該トナー回収部材から該像担持体上へ吐出させるクリーナレスタイプの画像形成装置であって、該トナー回収モードにおいて該トナー回収部材に回収されるトナーが該回収部材の内部まで入り込みにくくし、該トナー吐出モードにおいて十分吐き出され、それによりトナー回収部材のトナー回収機能の低下を抑制でき、ひいてはそれだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の１例を示している。
図１に示す画像形成装置は、タンデム型のフルカラープリンタである。このプリンタは、駆動ローラ２１とこれに対向するローラ２２に巻き掛けられた無端の中間転写ベルト３を有している。転写ベルト３は、図示省略のベルト駆動部により駆動される駆動ローラ２１により図中反時計方向（図中矢印方向）に回転させることができる。
【００２９】
駆動ローラ２１には転写ベルト３上の２次転写残トナー等を清掃するクリーナ４が臨んでいるとともに２次転写ローラ５が臨んでいる。クリーナ４に回収されるトナー等は図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。
【００３０】
２次転写ローラ５の表層部は弾性材料で形成されており、図示省略の押圧手段にて中間転写ベルト３に押圧され、中間転写ベルト３との間にニップ部を形成し、中間転写ベルト３の回転に従動して、或いは、後述するように該ニップ部に送り込まれる記録媒体Ｓの移動に従動して回転する。２次転写ローラ５には、図示省略の２次転写バイアス印加用電源装置から２次転写バイアス電圧を印加することができる。
【００３１】
中間転写ベルト３及び２次転写ローラ５の上方には定着装置６が配置されており、下方にはタイミングローラ対７が配置されており、さらにその下方に、図示省略の、記録紙等の記録媒体を収容した記録媒体収容カセットが配置されている。
【００３２】
定着装置６は図示省略のハロゲンランプヒータ等の熱源を内蔵した定着ローラとこれに圧接される加圧ローラとを含むものである。
図示省略の記録媒体収容カセットに収容された記録媒体Ｓは、図示省略の媒体供給ローラにて１枚ずつ引き出してタイミングローラ対７へ供給することができる。
【００３３】
中間転写ベルト３を巻き掛けたローラ２１、２２の間には、転写ベルト３に沿って、ローラ２１から２２に向けて、イエロー画像形成部Ｙ、マゼンタ画像形成部Ｍ、シアン画像形成部Ｃ及びブラック画像形成部Ｋがこの順序で配置されている。
【００３４】
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各画像形成部は、静電潜像担持体としてドラム型の感光体１１を備えており、該感光体の周囲に帯電装置１２、画像露光装置１３、現像装置１４、１次転写ローラ１５及び感光体上の１次転写残トナーを回収吐出するためのトナー回収吐出装置１６がこの順序で配置されている。
【００３５】
１次転写ローラ１５は転写ベルト３を間にして感光体１１に対向しており、ベルトの走行に従動回転する。１次転写ローラ１５には、感光体１１上に形成されるトナー像をベルト３へ１次転写するための１次転写バイアス電圧を図示省略の１次転写バイアス印加用電源装置から印加できる。
露光装置１３は、図示省略のパーソナルコンピュータ等から提供される画像情報に応じて、レーザービームを用いて感光体１１に画像露光を施せるものである。
【００３６】
各画像形成部における感光体１１は、ここでは負帯電性の感光体であり、図示省略の感光体駆動モータにて図中時計方向回りに回転駆動できる。
各画像形成部における帯電装置１２は、図２に示すように、帯電部材として感光体１１表面に接触配置された帯電ローラ１２１を有しており、帯電バイアス印加用電源装置ＰＷ１から帯電ローラ１２１に所定のタイミングで帯電バイアス電圧を印加できる。該帯電バイアス電圧は、本例では、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧である。
【００３７】
各画像形成部における現像装置１４は、それには限定されないが、本例では、負帯電性トナーを採用するもので、感光体１１上に形成される静電潜像を、現像バイアス印加用電源装置ＰＷ３（図２参照）から現像バイアス電圧が印加される現像ローラ１４１で反転現像することができる。
【００３８】
各画像形成部におけるトナー回収吐出装置１６は、図２に示すように、感光体１１に接触配置されたブラシローラ１６１と、ローラ１６１の感光体１１への接触部分とはローラ直径方向において反対側の部分に接触配置されたバイアス印加電極１６２と、電極１６２にトナー回収バイアス又はトナー吐出バイアスを印加するバイアス印加用電源装置ＰＷ２を有している。ブラシローラの芯金（軸）１６１ａは電気的にはフロート状態である。
【００３９】
電源装置ＰＷ２は、本例では、トナー回収バイアスとして、感光体１１上の１次転写残トナーをブラシローラ１６１へ回収するための直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を電極１６２へ印加でき、また、トナー吐出バイアスとして、ブラシローラ１６１に回収されたトナーを感光体１１へ吐出するための直流電圧を電極１６２へ印加できる。
【００４０】
ブラシローラ１６１と電極１６２間の電界印加ニップのローラ円周方向の幅Ｎ２（換言すればローラ１６１と電極１６２間の接触ニップ幅Ｎ２）は、ブラシローラ１６１と感光体１１間の電界印加ニップのローラ円周方向の幅Ｎ１（換言すればローラ１６１と感光体１１間の接触ニップ幅Ｎ１）より大きく設定されることが望ましい。
【００４１】
このプリンタによると、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成部のうち１又は２以上を用いて画像を形成することができる。
画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのすべてを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、先ず、イエロー画像形成部Ｙにおいてイエロートナー像を形成し、これを転写ベルト３に１次転写する。
【００４２】
すなわち、イエロー画像形成部Ｙにおいて、感光体１１が図中時計方向に回転駆動され、帯電装置１２にて表面が一様に所定電位に帯電せしめられた感光体１１の該帯電域に画像露光装置１３からイエロー画像用の画像露光が施され、感光体１１上にイエロー用静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像装置１４の現像バイアスが印加された現像ローラ１４１にて現像されて可視イエロートナー像となり、該トナー像が１次転写ローラ１５にて転写ベルト３上に１次転写される。なお、このとき、１次転写ローラ１５には図示省略の電源装置から１次転写バイアス電圧が印加される。
【００４３】
同様にして、マゼンタ画像形成部Ｍにおいてマゼンタトナー像が形成されて転写ベルト３に転写され、シアン画像形成部Ｃにおいてシアントナー像が形成されて転写ベルト３に転写され、ブラック画像形成部Ｋにおいてブラックトナー像が形成されて転写ベルト３に転写される。
【００４４】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト３上に重ねて転写されるタイミングで形成される。
かくして転写ベルト３上に形成された多重トナー像は転写ベルト３の回動により２次転写ローラ５へ向け移動する。
【００４５】
一方、記録媒体Ｓが図示省略の記録媒体収容カセットから媒体供給ローラにて引き出され、タイミングローラ対７へ供給され、待機している。
【００４６】
このようにタイミングローラ対７のところで待機する記録媒体Ｓは、中間転写ベルト３にて送られてくる多重トナー像に合わせて、転写ベルト３と２次転写ローラ５とのニップ部に供給され、図示省略の電源装置から２次転写バイアス電圧が印加された２次転写ローラ５にて該多重トナー像が記録媒体Ｓ上に２次転写される。その後記録媒体Ｓは定着装置６に通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録媒体Ｓに定着される。記録媒体Ｓはひき続き、図示省略の排出ローラ対等にて排出トレイに排出される。
【００４７】
以上説明したようにして画像形成されるのであるが、この画像形成装置では、各画像形成部におけるトナー回収吐出装置１６を次のように動作させる。
画像形成中は装置１６によるトナー回収モードとされ、該トナー回収モードにおいては、電源装置ＰＷ２から電極１６２を介してブラシローラ１６１へトナー回収バイアスを印加し、それにより、少なくとも、感光体１１上の１次転写残トナーをブラシローラ１６１へ回収する。
【００４８】
かかるトナー回収モードにおいては、回収バイアスは、ブラシローラ１６１の感光体１１との接触部位とは反対側から電極１６２を介してブラシローラ１６１に印加されるので、ブラシローラ１６１及び感光体１１間の電界印加ニップと、ブラシローラ１６１及び電極１６２間の電界印加ニップとで、印加される実効バイアスが異なってくる。そのため、ブラシローラ１６１と感光体１１間のニップ部分では感光体１１上のトナーがブラシローラ内部へ移動するバイアスが印加され、感光体１１上のトナーが円滑にローラ１６１に回収されるが、ブラシローラ１６１と電極１６２間のニップ部分ではブラシローラ内部からブラシローラ外部へとトナーが移動するバイアスが印加される。
【００４９】
かくして、ブラシローラ内部への過剰なトナーの侵入を防止でき、その後のトナー吐出時に、ブラシローラに回収されていたトナーを十分、円滑に吐き出すことができる。そして、かかる円滑なトナー吐出により、ブラシローラ１６１でのトナーの蓄積及びそれに起因する好ましくないトナーこぼれ、ブラシローラ１６１のトナー回収機能の低下が抑制される。
【００５０】
一方、画像形成に支障がない所定のタイミング（本例では複数枚の画像を形成するときの像間及び画像形成後）においてトナー吐出モードとされ、該トナー吐出モードにおいては、電源装置ＰＷ２から電極１６２を介してブラシローラ１６１へトナー吐出バイアスを印加し、それにより、少なくとも、ブラシローラ１６１に回収されていた１次転写残トナーを感光体１１上へ吐出する。感光体１１上に吐出されたトナーは、現像装置１４に回収されるか、又は転写ベルト３上に廃棄される。
【００５１】
次に、図１の画像形成装置における画像形成部のトナー回収吐出装置１６によるトナー回収及び吐出の具体例について説明する。なお、以下の説明でＶｄｃは直流電圧を指し、交流電圧についてＶｐｐとはピークツーピーク電圧である。
【００５２】
ブラシローラ１６１は、芯金（軸）１６１ａに毛足長さ２．５ｍｍでブラシ毛を設け、外径１２ｍｍとした。ブラシローラ１６１と感光体１１間の接触ニップ幅Ｎ１は５ｍｍに設定し、ブラシローラ１６１と電極１６２間の接触ニップ幅Ｎ２は６ｍｍに設定した。なお、Ｎ１とＮ２の関係はこれに限定されるものではない。
ブラシローラ１６１の回転方向は、感光体１１と同方向、換言すれば、両者の接触部において両者が互いに反対方向（カウンタ方向）に移動するように設定した。なお、ブラシローラ１６１の回転方向はこれに限定されるのもではない。
【００５３】
トナー回収モード、トナー吐出モードのいずれにおいても、帯電装置１２による帯電バイアスは、直流電圧（Ｖｄｃ＝−５５０Ｖ）に、交流電圧（Ｖｐｐ＝１２００Ｖ、周波数２ｋＨｚ）を重畳させたバイアスとし、現像装置１４における現像バイアスは直流電圧（Ｖｄｃ＝−４００Ｖ）に、交流電圧（Ｖｐｐ＝１６００Ｖ、周波数２ｋＨｚ）を重畳させたバイアス（プラス側の割合（Ｄｕｔｙ）６０％の矩形波）とした。かかる帯電バイアスのＶｄｃの印加により感光体１１は表面電位−５００Ｖ程度に帯電する。その帯電域に露光装置１３から画像露光を施して、露光部分の表面電位を−１００程度まで低下させることで静電潜像を形成できる。
【００５４】
＜トナー回収モード＞
ブラシローラ１６１へ電極１６２を介して印加するトナー回収バイアス：
全体は矩形波電圧（デューティ５０％）
直流電圧  Ｖｄｃ＝−３００Ｖ                                                    交流電圧  Ｖｐｐ＝１０００Ｖ、１０００Ｈｚ
【００５５】
現像装置１４は負帯電性トナーを使用するものであるところ、トナー回収バイアスにおける直流電圧を負電圧としたのは、感光体１１上の転写残トナーは逆極性（正極性）に帯電したトナーが多いからである。
Ｖｄｃ＝−３００Ｖとしたとき、Ｖｍｉｎは−８００Ｖ、Ｖｍａｘは＋２００Ｖとなっており、感光体上の未露光部（−５００Ｖ）、露光部（−１００Ｖ）に対してプラス側もマイナス側も印加された状態となるため、正規帯電極性、逆帯電極性のいずれのトナーも回収可能である。
【００５６】
＜トナー吐出モード＞
ブラシローラ１６１へ電極１６２を介して印加するトナー吐出バイアス：
像間では直流電圧Ｖｄｃ＝＋５００Ｖを印加し、
画像形成後（ジョブエンド）は直流電圧Ｖｄｃ＝＋５００ＶとＶｄｃ＝−５００Ｖを同時間順次印加した。
【００５７】
像間ではＶｄｃ＝＋５００Ｖを印加することで、画像形成中に回収されたブラシローラ１６１上の正帯電トナーが感光体上に吐出され、画像形成後はＶｄｃ＝＋５００ＶとＶｄｃ＝−５００Ｖを順次印加することで、ブラシローラ１６１上の正帯電トナー及び負帯電トナーの双方が感光体上に吐出される。
【００５８】
電極１６２にバイアスを印加したときの、芯金１６１ａ、ブラシローラ１６１に接触する感光体表面部分の実効電圧を測定したところ、トナー回収モードにおいては、図３に示すものであった。                                                                  電極１６２、芯金１６１ａ及び感光体１１表面に印加されているバイアスにおけるＶｐｐは、１０００Ｖ、８００Ｖ、６００Ｖであり、Ｖｄｃは、−３００Ｖ、−２５０Ｖ、−２００Ｖであった。すなわち、電極＞芯金＞感光体表面の順に電圧は減少していた。
【００５９】
そのため、感光体１１とブラシローラ１６１間では、プラストナーがブラシ内部へ移動する電界が生じ、感光体１１と電極１６２間では、ブラシ内部からブラシ外側へプラストナーが移動するバイアスが印加されている。
【００６０】
また、像間でのトナー吐出時は、電極１６２に＋５００Ｖが印加され、このとき、芯金１６１ａ、感光体１１表面に印加された電圧は、それぞれ＋４００Ｖ、＋３００Ｖであり、画像形成時とは逆に、プラストナーを感光体１１へ吐き出す。すなわち、感光体１１とブラシローラ１６１間では、ブラシ内部からブラシ外側へプラストナーが移動する電界が生じ、また、感光体１１と電極１６２間では、プラストナーがブラシ内部へ移動するバイアスが印加され、電極１６２に付着したトナーは吐出時にブラシへ移行可能である。
【００６１】
なお、かかるバイアスを印加するには、図５に示すように、電源装置ＰＷ４をさらに用いて、電極１６２と芯金１６１ａそれぞれにバイアスを印加する方法もあるが、電極１６２のみに印加した方が、電源装置の数を減らすことができ、画像形成装置の小型化のためにも好ましい。
【００６２】
図１の画像形成装置においてブラック画像形成部Ｋのみ用いて、Ｂ／Ｗ５％で１万枚プリントを行い、画像形成部Ｋにおけるブラシローラ１６１に蓄積されたトナー量を測定する実験を行った。
いずれの実験においても、上記具体例と同様に、ブラシローラ１６１は毛足長さ２．５ｍｍ、外径１２ｍｍとした。ローラ１６１と感光体１１間の接触ニップ幅Ｎ１は５ｍｍにに設定した。ローラ１６１は感光体１１と同方向に回転させた。
【００６３】
感光体周速（システム速度）は１００ｍｍ／ｓｅｃ  に設定し、ローラ１６１の周速は１００ｍｍ／ｓｅｃに設定した。
さらに、帯電装置１２による帯電バイアスは、直流電圧（Ｖｄｃ＝−５５０Ｖ）に、交流電圧（Ｖｐｐ＝１２００Ｖ、周波数２ｋＨｚ）を重畳させたバイアスとし、現像バイアスは直流電圧（Ｖｄｃ＝−４００Ｖ）に、交流電圧（Ｖｐｐ＝１６００Ｖ、周波数２ｋＨｚ）を重畳させたバイアス（プラス側の割合（Ｄｕｔｙ）６０％の矩形波）とした。
【００６４】
トナー吐出バイアスはいずれの実験においても像間ではＶｄｃ＝＋５００Ｖ、画像形成後にはＶｄｃ＝＋５００Ｖ及び−５００Ｖを順次とした。
トナー回収バイアス印加電極とブラシローラ間の接触ニップ幅Ｎ２については、各実験において次のように異ならせた。
【００６５】
（実験例１）
電極を採用せず芯金１６１ａに直接バイアスを印加した（トナー吐出バイアスも同様）。
回収バイアス：Ｖｄｃ＝−２５０Ｖ  Ｖｐｐ＝８００Ｖ
【００６６】
（実験例２）
電極１６２にバイアスを印加した。
回収バイアス：Ｖｄｃ＝−３００Ｖ、Ｖｐｐ＝１０００Ｖ、デューティ５０％の矩形波                バイアス
電極・ブラシ間ニップ幅Ｎ２＝４ｍｍ＜Ｎ１＝５ｍｍ
【００６７】
（実験例３）
電極１６２にＶｄｃ＝−３００Ｖ、Ｖｐｐ＝１０００Ｖ、デューティ５０％の矩形波バイアスを印加するとともに、図５に示すように、芯金１６１ａにもＶｄｃ＝−２５０Ｖ、Ｖｐｐ＝８００Ｖ、デューティ５０％の矩形波バイアスを印加した。
電極・ブラシ間ニップ幅Ｎ２は４ｍｍ＜Ｎ１＝５ｍｍに設定した。
以上の実験例１、２、３では、芯金１６１ａにかかる電圧はいずれも同じに設定した。      
【００６８】
（実験験４）
電極１６２にバイアスを印加した。
回収バイアス：Ｖｄｃ＝−３００Ｖ、Ｖｐｐ＝１０００Ｖ、デューティ５０％の矩形波                バイアス
電極・ブラシ間ニップ幅Ｎ２＝６ｍｍ＞Ｎ１＝５ｍｍ
【００６９】
（実験例５）
電極１６２に代えて、図４に示すように、ブラシローラ１６１周面に沿った湾曲形状の電極１６２’を採用した。
この電極１６２’にバイアスを印加した。
回収バイアス：Ｖｄｃ＝−３００Ｖ、Ｖｐｐ＝１０００Ｖ、デューティ５０％の矩形波                バイアス
電極・ブラシ間ニップ幅Ｎ２＝８ｍｍ＞Ｎ１＝５ｍｍ
【００７０】
各実験におけるブラシローラ１６１のトナー蓄積量等を次表に示す。
電極の有無    電極接触ニップ幅Ｎ２  電源装置個数  トナー蓄積量（ｇ）
実験例１    なし                                    １        ２．１
実験例２    あり              ４ｍｍ                １        ０．８
実験例３    あり              ４ｍｍ                ２        ０．９
実験例４    あり              ６ｍｍ                １        ０．６
実験例５    あり              ８ｍｍ                １        ０．４
【００７１】
以上の実験例から分かるように、バイアス印加電極がないときに比べ電極ありではブラシローラ１６１の蓄積トナー量が減少した。これは、電極とブラシ芯金１６１ａに異なるバイアスが印加されているため、ブラシローラ・電極間でトナーがブラシ内部から表面へ移動し、吐出時に吐き出しやすくなったためだと考えられる。
【００７２】
実験例２、３では、トナー付着量に大きい差は見られなかった。しかし、実験例２では一つの電源装置が実験例３の二つの電源装置の働きをしていることが分かる。
トナー蓄積量は、実験例２、４、５順に減少しており、ブラシローラ・電極間の接触ニップ幅Ｎ２が大きいほど蓄積が少なくなっている。実験例４、５のようにブラシローラと電極との接触ニップ幅がブラシローラと感光体の接触ニップ幅よりも広い方がより望ましいと言える。また、接触面が図４に例示するように湾曲している方が接触面積が拡大されるため、より好ましい結果となった。要するに電極とブラシローラの接触面積が感光体とブラシローラとの接触面積よりも広い方がより効果的であった。
【００７３】
以上、カラー画像形成装置を例にとって説明したが、本発明はモノクロ画像形成装置にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、クリーナレスタイプの画像形成装置において、像担持体上の転写残トナーが、画像形成中に像担持体の帯電装置へ到来することを抑制して、それだけ良好な画像を形成できるようにすることに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の１例（カラープリンタ）の概略構成を示す図である。
【図２】図１のプリンタにおける画像形成部の一部を拡大して示す図である。
【図３】トナー回収吐出装置に関係する部分の実効電圧の測定結果を示す図である。
【図４】図２においてトナー回収吐出装置におけるバイアス印加電極を湾曲形状電極に代えた場合を示す図である。
【図５】図２においてブラシローラ芯金にもバイアスを印加する場合を参考的に示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
Ｙ  イエロー画像形成部
Ｍ  マゼンタ画像形成部
Ｃ  シアン画像形成部
Ｋ  ブラック画像形成部
１１  感光体
１２  帯電装置
１２１  帯電ローラ
１３  画像露光装置
１４  現像装置
１４１  現像ローラ
１５  １次転写ローラ
１６  トナー回収吐出装置
１６１  ブラシローラ
１６１ａ  芯金
１６２  バイアス印加電極
ＰＷ１  帯電バイアス印加用電源装置
ＰＷ２  トナー回収及び吐出バイアス印加用電源装置
ＰＷ３  現像バイアス印加用電源装置
ＰＷ４  ブラシローラ芯金へのバイアス印加用電源装置
Ｎ１  ブラシローラ及び感光体間の接触ニップ（電界印加ニップ）幅
Ｎ２  ブラシローラ及び電極間の接触ニップ（電界印加ニップ）幅
２１  駆動ローラ
２２  対向ローラ
３  中間転写ベルト
４  クリーナ
５  ２次転写ローラ
６  定着装置
７  タイミングローラ対
Ｓ  記録媒体
【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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