(57)【要約】【課題】リフレッシュ工程を実施した際に、クリーニングブレードで生じるトナー溜まりを低減して静電潜像担持体の表面に絶縁破壊が生じるのを防止することができる画像形成方法を提供することである。【解決手段】記録媒体への非転写時に、トナー担持体上のトナーを静電潜像担持体側に搬送し、該トナーをクリーニングブレードにより除去するリフレッシュ工程を備え、静電潜像担持体上に搬送されたトナーをクリーニングブレードにより除去する前に、静電潜像担持体上のトナーを静電潜像担持体と対向して設けられた回収ローラ側に搬送する一時回収工程と、この一時回収工程により回収ローラ上に搬送されたトナーを静電潜像担持体側に返送する返送工程とを設け、一時回収工程では、回収ローラに印加するバイアス電圧を-100V以下とし、返送工程では、一時回収工程におけるトナー回収時間よりも長い時間をかけてトナーを静電潜像担持体側に返送する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを現像領域に搬送するトナー担持体を静電潜像担持体と対向して設け、記録媒体への非転写時に、前記トナー担持体上のトナーを前記静電潜像担持体側に搬送し、該トナーをクリーニングブレードにより除去するリフレッシュ工程を備えた画像形成方法において、
前記静電潜像担持体上に搬送されたトナーをクリーニングブレードにより除去する前に、前記静電潜像担持体上のトナーを前記静電潜像担持体と対向して設けられた回収ローラ側に搬送する一時回収工程と、この一時回収工程により前記回収ローラ上に搬送されたトナーを前記静電潜像担持体側に返送する返送工程とを設け、
前記一時回収工程では、前記回収ローラに印加するバイアス電圧を−１００Ｖ以下とし、前記返送工程では、前記一時回収工程におけるトナー回収時間よりも長い時間をかけて前記トナーを前記静電潜像担持体側に返送することを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
前記静電潜像担持体がアモルファスシリコン感光体ドラムである請求項１記載の画像形成方法。
【請求項３】
前記回収ローラに印加するバイアス電圧を−１００Ｖ〜−３０００Ｖの範囲内とする請求項１または２記載の画像形成方法。
【請求項４】
前記返送工程では、前記一時回収工程におけるトナー回収時間の２倍以上の時間をかけて前記トナーを前記静電潜像担持体側に返送する請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項５】
前記回収ローラが転写ローラである請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法などにおいて用いられる画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真法などを用いた画像形成方法においては、画像形成を繰り返し行うことにより粒径の小さなトナーが高い帯電量による鏡映力（帯電量の高いものが導電性のものに対して付着する力）のために現像スリーブ（トナー担持体）の表面に付着して、他のトナー粒子が現像スリーブとの間で摩擦帯電するのを阻害し、現像スリーブ上で均一な帯電が行われないまま静電潜像部まで搬送されることがある。これにより、画像濃度低下やかぶりといった問題を引き起こすという問題がある。
【０００３】
このような現象は、特に画像上の原稿印字率が低い場合に顕著である。原稿印字率が低い場合には、現像スリーブから感光体ドラム（静電潜像担持体）に現像するトナーが少ないためにトナー粒子が現像スリーブ上に残りやすいので、画像濃度低下やカブリも発生しやすくなる。特に、印字率の低い印刷パターンを長期にわたって連続して印刷することによって、現像器内部には選択現像されにくい高い帯電量を保持したトナーが多くなり、濃度低下を起こす。このような場合には、ベタ黒等の原稿印字率が高いパターンにより現像スリーブから多量のトナーを感光体ドラム側に現像させ、該トナーを記録媒体に転写させてトナーを消費したり、また、記録媒体を使用しないより好ましい方法として、非転写時に現像スリーブ上のトナーを感光体ドラム上へ搬送し、このトナーをクリーニングブレードなどのクリーニング手段によって回収する（リフレッシュ工程）ことで濃度低下やカブリを緩和することが可能である（特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載のリフレッシュ工程では、記録媒体への非転写時に、現像スリーブ上のトナーを感光体ドラム側に搬送して現像スリーブ表面をリフレッシュする。そして、感光体ドラム側に搬送されたトナーが転写ローラと感光体ドラムのニップ部を通過する際には、転写ローラにトナーと同極性の電圧を印加する。これにより、転写ローラにトナーが付着することがないので、転写ローラがトナーで汚れるのを防止し、次の印刷時に用紙などの記録媒体の裏面が汚れない。その後、感光体ドラム上のトナーは、研磨ローラにより摺擦されて一部が除去されるが、静電気力により感光体ドラム上に存在し続け、最終的にクリーニングブレードにより除去される。このクリーニングブレードで除去されたトナーは、ブレードの先端付近にトナー溜まりとなって滞留することがある。
【０００５】
このようなトナー溜まりは、リフレッシュ工程におけるクリーニングに限らず、通常の印刷時にも発生することがある。つまり、通常の印刷時には、記録媒体に転写されなかった廃棄トナーがクリーニングブレードにより除去され、このクリーニングブレードの先端付近に廃棄トナーの溜まりが生じる。この場合のトナー溜まりは、リフレッシュ工程により生じるトナー溜まりと比べると、酸化チタンなどの帯電を低減させる物質が以下のような理由で比較的多く含まれているため、異常放電により感光体ドラムに絶縁破壊が生じて感光体膜に穴を空け、黒点等の異常画像を発生させるという問題が比較的少ない。
【０００６】
すなわち、通常の印刷時には、感光体ドラム上のトナー像を記録媒体に転写する際に、転写ローラにトナーと逆極性の電圧を印加し、トナーを記録媒体側に引きつける。このとき、外添剤である酸化チタンは、電界によって引かれる力がトナーよりも弱いため、トナーとともに記録媒体側へ転写されずに感光体ドラム表面に残る比率が高くなる。一方、リフレッシュ工程において感光体ドラム上に搬送されたトナーは、酸化チタンの含有比率が少ないままでクリーニングブレードに搬送される。したがって、リフレッシュ工程により生じるトナー溜まりは、印刷時の廃棄トナーにより生じるトナー溜まりと比べて、酸化チタンなどの帯電を低減させる物質が少ないため、高い帯電を保持したままである。
【０００７】
また、上記のような現像スリーブ表面のリフレッシュ工程では、非転写時に、現像スリーブ上のすべてのトナーを感光体ドラム側に搬送するため、印刷時の廃棄トナーと比べて感光体ドラム上の単位面積あたりのトナー量が約２０倍程度多く、その分トナー溜まり量も多くなる。
【０００８】
このような帯電しやすくかつ多量のトナーからなるトナー溜まりがクリーニングブレードの先端付近にできると、トナーがクリーニングブレードの先端（稜線）と摩擦帯電して電荷が蓄積され、感光体ドラムに対して感光体膜の絶縁破壊電位を超えた異常放電（１点放電）が発生しやすい。この異常放電が発生すると感光体ドラムに絶縁破壊が生じて感光体膜に穴を空け、黒点等の異常画像を発生させるという問題がある。
【０００９】
ところで、近年では、電子写真法、静電印刷法によるコピー機やプリンタ等の市場では、印刷の高速化、マシン寿命の高耐久化が著しく進んでいる。また、プリンタに搭載される感光体ドラムとしては、通常、有機感光体（ＯＰＣ）を使用するものが大半であるが、マシンの高耐久化に伴ってアモフファスシリコン感光体（ａ−Ｓｉ感光体）を用いるものもある。ＯＰＣの寿命が５００００枚程度であるのに対して、ａ−Ｓｉ感光体は、その寿命が５０００００枚以上と非常に高い耐久性を有している。これはａ−Ｓｉ感光体の膜減りスピードがＯＰＣの膜減りスピードのおよそ1/100以下であることが原因となっている。
【００１０】
一方、ａ−Ｓｉ感光体を用いる問題点としては、ａ−Ｓｉ感光体は成膜時間が長く、生産性が低下するのでＯＰＣと比較してコストが高いという点が挙げられる。そこで、通常のａ−Ｓｉ感光体の膜厚は30〜60μｍであるが、近年ではコストの問題に加え、膜厚をより薄膜化して高解像度を得るという観点から、30μｍ以下の薄膜のａ−Ｓｉ感光体を使用したものが市場に出始めている。
【００１１】
しかしながら、ａ−Ｓｉ感光体はＯＰＣよりも絶縁破壊に弱く、しかもこの絶縁破壊はａ−Ｓｉ感光体の膜厚を薄くした時により顕著になる。このため、静電潜像担持体としてａ−Ｓｉ感光体ドラムを用い、この感光体ドラム表面のクリーニング手段としてクリーニングブレードを用いたシステムにおいて、現像スリーブをリフレッシュするリフレッシュ工程を実施すると、上記したような感光体膜の絶縁破壊が発生し、黒点などの異常画像が発生しやすいという問題がある。
【００１２】
以上では、現像スリーブ表面をリフレッシュする際の問題点について述べたが、感光体ドラム表面のリフレッシュも上記と同様にして実施することができ、この感光体ドラムのリフレッシュを実施した際にも上記と同様の問題（感光体膜の絶縁破壊）が生じることがある。
【特許文献１】特開２０００−３１０９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、リフレッシュ工程を実施した際に、クリーニングブレードで生じるトナー溜まりを低減して静電潜像担持体の表面に絶縁破壊が生じるのを防止することができる画像形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、前記したリフレッシュ工程において、静電潜像担持体上に搬送されたトナーをクリーニングブレードで除去する前に、静電潜像担持体と対向して設けた回収ローラ側に搬送して一時回収し、その後回収されたトナーを再び静電潜像担持体側に徐々に戻すことにより、クリーニングブレードにおいて多量のトナー溜まりが生じるのを防いで、静電潜像担持体表面で絶縁破壊が生じるのを防止することができるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１５】
すなわち、本発明の画像形成方法は、以下の構成からなる。
(1)  トナーを現像領域に搬送するトナー担持体を静電潜像担持体と対向して設け、記録媒体への非転写時に、前記トナー担持体上のトナーを前記静電潜像担持体側に搬送し、該トナーをクリーニングブレードにより除去するリフレッシュ工程を備えた画像形成方法において、前記静電潜像担持体上に搬送されたトナーをクリーニングブレードにより除去する前に、前記静電潜像担持体上のトナーを前記静電潜像担持体と対向して設けられた回収ローラ側に搬送する一時回収工程と、この一時回収工程により前記回収ローラ上に搬送されたトナーを前記静電潜像担持体側に返送する返送工程とを設け、前記一時回収工程では、前記回収ローラに印加するバイアス電圧を−１００Ｖ以下とし、前記返送工程では、前記一時回収工程におけるトナー回収時間よりも長い時間をかけて前記トナーを前記静電潜像担持体側に返送することを特徴とする画像形成方法。
(2)  前記静電潜像担持体がアモルファスシリコン感光体ドラムである(1)記載の画像形成方法。
(3)  前記回収ローラに印加するバイアス電圧を−１００Ｖ〜−３０００Ｖの範囲内とする(1)または(2)記載の画像形成方法。
(4)  前記返送工程では、前記一時回収工程におけるトナー回収時間の２倍以上の時間をかけて前記トナーを前記静電潜像担持体側に返送する(1)〜(3)のいずれかに記載の画像形成方法。
(5)  前記回収ローラが転写ローラである(1)〜(4)のいずれかに記載の画像形成方法。
【発明の効果】
【００１６】
前記(1)記載の画像形成方法によれば、リフレッシュ工程において、静電潜像担持体上に搬送されたトナーが回収ローラを通過する際に、所定範囲のバイアス電圧を回収ローラに印加することによって、静電潜像担持体上に搬送された多量の前記トナーを回収ローラ側に一旦回収し、その後、回収時間よりも長い時間をかけてトナーを静電潜像担持体側に徐々に戻すことによって、クリーニングブレードにトナーを少しずつ搬送することができるので、クリーニングブレードにおいて多量のトナー溜まりが生じるのが防止される。これにより、トナー溜まりに過剰の電荷が蓄積されて異常放電が発生するのを防止して静電潜像担持体表面の絶縁破壊を防ぐことができるので、黒点などの異常がない鮮明な画像を得ることができる。さらに、絶縁破壊を防止することで静電潜像担持体を長寿命化させてコストダウンを図ることもできる。
【００１７】
前記(2)記載のように、本発明は、絶縁破壊が生じやすいａ−Ｓｉ感光体ドラムを使用する場合に好適である。
【００１８】
前記(3)記載の画像形成方法によれば、回収ローラに印加するバイアス電圧を−１００Ｖ以下として静電潜像担持体上のトナーを回収ローラ側に確実に回収するとともに、バイアス電圧を−３０００Ｖ以上とすることにより、感光体ドラムに大量の電流が流れ込んで表面保護層が劣化するのを防止することができる。
【００１９】
前記(4)記載の画像形成方法によれば、一時回収工程におけるトナー回収時間の２倍以上の時間をかけてトナーを静電潜像担持体側に返送するので、クリーニングブレードにおいてトナー溜まりが生じるのをより確実に防止することができる。
【００２０】
前記(5)記載の画像形成方法によれば、転写ローラ（中間転写ローラまたは転写搬送ローラ）を回収ローラとして使用するので、部品点数を削減して装置を小型化しコストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明について詳細に説明する。図１は本発明の画像形成方法に用いられる画像形成装置の感光体ドラム周辺を示す概略図である。この画像形成装置は、静電潜像担持体として正帯電アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光体ドラム１１を使用している。ａ−Ｓｉ感光体ドラム１１の周囲には、スコロトロン帯電器１２、露光ユニット１３、現像器１４、転写ローラ１５、クリーニングブレード（クリーニング手段）１６および除電ランプ（イレース手段）１７が配置されている。
【００２２】
この画像形成装置では、ａ−Ｓｉ感光体ドラム１１をスコロトロン帯電器１２により帯電し、印字データに基づき変換した光信号により露光して感光体ドラム１１に静電潜像を形成する。一方、現像器１４では、感光体ドラム１１に対向して配置され内部に磁石ローラ（図示せず）を内蔵した現像スリーブ１４ａ（トナー担持体）の回転によりトナーを搬送し、このトナーが磁性ブレード（図示せず）と現像スリーブ１４ａとの間を通過することにより現像スリーブ１４ａの表面にトナー薄層が形成される。そして、このトナー薄層から感光体ドラム１１上にトナーが供給され、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像が現像される。
【００２３】
現像されたトナー像は、転写ローラ１５により記録媒体（印刷紙など）に転写される。一方、記録媒体に転写されずに感光体ドラム１１表面に残留したトナー（廃棄トナー）は、クリーニングブレード１６により除去される。この廃棄トナーは、図示しないスクリューローラ等の搬送部材側に移動して廃棄トナー容器（図示せず）に搬送される。廃棄トナーが除去された感光体ドラム１１の表面は、除電ランプ１７により残像電荷が除去される。
【００２４】
図２は、ａ−Ｓｉ感光体ドラム１１の一部を拡大した拡大断面図である。図２に示すように、感光体ドラム１１としては、導電性基体２１上にキャリア阻止層２０、感光層１９および表面保護層１８が積層されて構成された複数層のものを使用するのが好ましい。
【００２５】
また、感光体ドラム１１の膜厚は、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは１０〜３０μｍであるのがよい。ここで、本実施形態においてａ−Ｓｉ感光体ドラム１１の膜厚とは、図２に示すように、基材である導電性基体２１の表面から感光体ドラム１１の表面までの厚み、すなわちキャリア阻止層２０、感光層１９および表面保護層１８の合計厚みのことをいう。
【００２６】
感光体ドラム１１の膜厚が３０μｍを超えると、熱キャリアの移動速度が速くなるため暗減衰（帯電開始から一定時間放置後の電位の低下）が大きくなり、結果的に潜像の流れが発生しやすくなり、解像度が低下するおそれがある。ａ−Ｓｉ感光体に限らず、有機感光体（ＯＰＣ）においても感光体の膜厚が薄いほど解像度が向上するのは公知である。コスト面においても、感光体の膜厚が厚いほど成膜時間が長くなり、異物等の付着確率が高くなって歩留りが低下するので、感光体の総膜厚は薄いほどコストが安く品質も安定する。一方、感光体ドラム１１の膜厚が１０μｍ未満である場合には、感光体としての帯電能力が低下して所定の表面電位を得ることが困難になるおそれがある。また、導電性基体２１の表面でレーザ光が乱反射することによって、ハーフパターンにおいては干渉縞が発生する不具合が生じるおそれもある。したがって、感光体ドラム１１の膜厚は、帯電能力、耐圧、暗滅衰特性、製造コストおよび品質の面から、１０〜３０μｍの範囲であるのが好ましい。
【００２７】
さらに好ましい感光体ドラム１１の態様として、表面保護層１８の厚さは２００００Å以下、好ましくは５０００〜１５０００Åであるのがよい。表面保護層１８の厚さが５０００Å未満になると、転写ローラ１５からの負電流の流れ込みに対する耐圧特性が低下し、その結果速い段階でＳｉＣ層が劣化するおそれがある。一方、表面保護層１８の厚さが１５０００Åを超えると、成膜時間が長くなり、コスト的に不利になる。従って、表面保護層１８の厚さは、帯電能力、耐磨耗性、耐環境性および成膜時間とのバランスから５０００〜１５０００Åの範囲内とするのがよい。
【００２８】
感光層１９を構成する材料（感光層材料）としては、例えばａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ、ａ−ＳｉＯ、ａ−ＳｉＯＮ等の無機材料を例示することができる。これらの材料中、ａ−Ｓｉが特に高抵抗であり、しかもより高い帯電能力、耐磨耗性および耐環境性が得られる点で、本実施形態における感光層材料として好適である。
【００２９】
また、ａ−ＳｉＣを使用する場合、ＳｉとＣ（炭素）との比率が所定範囲のものを使用するのがよい。このようなａ−ＳｉＣとしては、ａ−Ｓｉ1-XＣX（Ｘの値が０．３〜１未満）、好ましくはａ−Ｓｉ1-XＣX（Ｘの値が０．５〜０．９５未満）であるのがよい。ＳｉとＣとの比率が上記範囲のａ−ＳｉＣは、１０12〜１０13Ωｃｍという特に高い抵抗を有し、潜像電荷の流れが少なく、静電潜像の維持能力および耐湿性にも優れる。
【００３０】
ａ−Ｓｉ感光体ドラム１１の表面電位（帯電電位）は、＋２００〜＋５００Ｖの範囲内、好ましくは＋２００〜＋３００Ｖの範囲内とするのがよい。表面電位が＋２００未満になると、現像電界が不十分となり画像濃度の確保が困難となる。一方、表面電位が＋５００を超えると、感光体ドラム１１の膜厚によっては帯電能力が不足したり、絶縁破壊による黒点が発生しやすくなったり、オゾンの発生量が増加するという問題がある。特に、感光体ドラム１１の膜厚を薄くした場合には、それに対応して感光体ドラム１１の帯電能力が低下する傾向にある。従って、現像性と感光体の帯電能力のバランスの観点からａ−Ｓｉ感光体ドラム１１表面の表面電位は上記範囲であるのが好ましい。
【００３１】
従来の画像形成方法では、感光体ドラムの線速が大きくなると、トナーが摩擦帯電しやすくなるため絶縁破壊が生じやすくなるが、本発明によれば、線速が大きい場合（例えば１００ｍｍ／秒以上）であっても、絶縁破壊が生じるのを抑制することができる。
【００３２】
現像スリーブ１４ａは、その表面の十点平均粗さＲｚが２．０μm以上６．０μm以下であるのが好ましい。十点平均粗さＲｚが２．０μｍ未満になると、トナー搬送力の低下により画像濃度を低下するおそれがある。Ｒｚが６．０μｍを超えると、画質が悪くなりかつスリーブ１４ａ表面の突起部から感光体ドラム１１へのリークが発生し、画像黒点となって画像品質を損なうおそれがある。十点平均粗さＲｚは、例えば（株）小坂研究所製の表面粗さ測定器「サーフコーダＳＥ−３０Ｄ」を用いて測定することができる。
【００３３】
現像スリーブ１４ａに用いる材質としては、例えばアルミニウム、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等を用いることが出来る。高耐久性を考慮する場合、スリーブ材質としてＳＵＳを使用するのが好ましく、例えばＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０５、ＳＵＳ３１６等を用いることができる。特に、磁性が弱くかつ加工しやすいＳＵＳ３０５を使用するのがより好ましい。
【００３４】
スコロトロン帯電器１２は、シールドケース、コロナワイヤ、グリッドなどから構成されている。例えば感光体ドラム径がφ30でＡ４サイズの場合、帯電幅は周方向に１０〜１３ｍｍ程度、ドラム軸方向に２３０〜２５０ｍｍ程度、コロナワイヤとグリッドとの距離は５．０〜６．５ｍｍ程度に設定するのが好ましい。また、グリッドと感光体ドラム１１との距離は０．４〜０．８ｍｍであるのがよい。この距離が０．４ｍｍ未満になると火花放電が発生する可能性があり、０．８ｍｍを超えると帯電能力が低下するという問題がある。
【００３５】
転写ローラ１５は、感光体ドラム１１に接しており、駆動をうけて感光体ドラム１１に対して３〜５％の線速差で回転するのが好ましい。この線速差が３％未満になると転写性が落ち、中抜けが発生する可能性があり、一方、線速差が５％を超えると転写ローラ１５と感光体ドラム１１のスリップが大きくなりジッタが増えるおそれがある。
【００３６】
転写ローラ１５に使用する材質としては、発泡ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体の発泡体）が好ましい。このように発泡体を用いることで、紙詰まりなどの際に汚染されたトナーが発泡の気泡の中に入るので、運転再開後、最初の紙の裏汚れを防止することができる。また、発泡系の材質を使用することにより、転写ローラ１５をクリーニングする必要がなく、コストダウンを図ることができる。転写ローラ１５のゴム硬度は３５°±５°（アスカＣ）であるのが好ましい。このゴム硬度が３０°より小さいと転写不良が発生し、４０°より大きいと感光体ドラム１１とのニップが小さくなり、搬送力が低下する。
【００３７】
本実施形態では、感光体ドラム１１表面のクリーニング手段として、クリーニングブレード１６を使用している。このクリーニングブレード１６は、転写ローラ１５よりも感光体ドラム１１の回転方向下流側に配置されており、その先端が感光体ドラム１１に接している。これにより、記録媒体に転写されずに感光体ドラム１１の表面に残留した廃棄トナーを取り除くことができる。
【００３８】
クリーニングブレード１６は弾性を有した弾性ブレードであるのが好ましい。これにより、感光体ドラム１１の表面が傷つくのを防ぐことができる。弾性材料としては、例えばウレタンゴム、シリコーンゴム、弾性を有する樹脂等が挙げられる。クリーニングブレード１６は、前記弾性材料をブレード状に成形するか、あるいは金属等のブレードの先端に弾性材料を取り付けることにより得られる。
【００３９】
通常の印刷時には、帯電器１２により、感光体ドラム１１上を例えば約＋２４０［Ｖ］に均一に帯電させ、露光ユニット１３により感光体ドラム１１上に静電潜像の形成を行う。このとき露光後の感光体ドラム１１の表面電位は、約＋１０［Ｖ］である。そして、感光体ドラム１１ と現像スリーブ１４ａとの間には現像バイアス（Ｖｄｃ＝１６０［Ｖ］、Ｖｐｐ＝１．８［ｋＶ］、ｆ＝２．４［ｋＨｚ］）を作用させて、感光体ドラム１１の露光部分にトナー像を現像させる。図３に本実施形態に用いる現像バイアスの波形を示す。現像された感光体ドラム１１のトナー像は、図示しない記録媒体上に転写ローラ１５によって転写され、記録媒体搬送方向下流側に配置される定着器（不図示）により定着される。このとき、転写ローラ１５には、環境や記録媒体の種類・抵抗等により異なるが負極性の高圧バイアスを印可する。
【００４０】
本発明で使用される現像剤としては、非磁性トナー或いは磁性粉が樹脂中に分散された磁性トナーからなる一成分現像剤、非磁性或いは磁性のトナーと磁性キャリヤ（例えば鉄粉やフェライト）とからなる二成分現像剤が使用される。また、現像剤として一成分現像剤、二成分現像剤を用いるにかかわらず、トナーには、研磨剤が外添されているのが好ましい。これにより、リフレッシュ工程において、感光体ドラム１１表面の水分や汚染物質を除去する効果がより向上する。このような研磨剤は、通常、トナー重量に対して０．１〜３．０質量％、特に１．０〜２．０質量％の量で外添されているのがよく、その体積平均粒径は、一般に０．１〜０．７μｍ、特に０．１〜０．４μｍの範囲にあるのが好ましい。尚、用いるトナーの体積平均粒径は、一成分現像剤及び二成分現像剤を問わず、５〜１０μｍ、特に７〜９μｍの範囲にあるのがよい。上記のような研磨剤としては、種々の無機酸化物粒子を使用することができるが、特に、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、アルミナが好ましい。
【００４１】
本発明の画像形成方法では、記録媒体への非転写時に、現像スリーブ１４ａ上のトナーを感光体ドラム１１側に搬送し、該トナーをクリーニングブレード１５により除去して現像スリーブ１４ａをリフレッシュするリフレッシュ工程を備える。このリフレッシュ工程においては、感光体ドラム１１上のトナーをクリーニングブレード１５により除去する前に、感光体ドラム１１上のトナーを感光体ドラム１１と対向して設けられた転写ローラ（回収ローラ）１５側に搬送する一時回収工程と、この一時回収工程により転写ローラ１５上に搬送されたトナーを感光体ドラム１１側に返送する返送工程とを設けている。
【００４２】
現像スリーブ１４ａをリフレッシュする前記リフレッシュ工程は、原稿印字率が小さい場合に生じやすい画像濃度低下やカブリを防止するためのものである。このリフレッシュ工程では、上記した画像形成装置において、画像データを本体内の図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）などで構成される制御装置によりドット数として計測し、画像上の原稿印字率ａｎの測定を行い、測定された記録媒体１枚面毎の原稿印字率ａ１、ａ２、ａ３、・・・、ａｎの平均印字率Ａが３［％］を下回った場合に、画像形成を中止し、非転写状態にして現像スリーブ１４ａ上のトナーを感光体ドラム１１側に現像させて消費するように、現像スリーブ１４ａに現像バイアスの印加を行う。なお、本実施形態では、すぐに画像形成を中止した場合について説明したが、連続印字中の場合には連続印字終了後に行うようにしてもよい。
【００４３】
現像スリーブ１４ａは、定形あるいは不定形粒子によるブラスト処理を施した表面を有し、現像バイアスとしては、ＤＣ電圧に矩形波、三角波、正弦波のＡＣ成分を重畳したものとする。画像印字率の演算は、プリント毎に行い、ある一定枚数（例えば、１〜５００枚）の平均印字率を算出し、印字率に応じて感光体ドラム１１に画像形成していない時（非転写時）に現像スリーブ１４ａからトナーを現像させてトナーの消費を行う。
【００４４】
次に、図４ に示すフローチャートを用いてリフレッシュ工程の流れを説明する。ユーザーが画像形成装置を使用する最初の段階では、図示しない制御装置における記録媒体の頁計数手段がリセットされ（５０）、画像形成毎に１頁のドット数と画像パターンの印字率が計算され、その累積とともに平均印字率が記憶される（５１）。
【００４５】
所定の頁数（６４枚）になっても（５２）、平均印字率ＡがＡ＜３％となるまではステップ５０に戻り（５３）、頁数はリセットされるが、ステップ５１における印字率及び平均印字率は継続して更新が続く。再度、頁が６４をカウント（５２）し、平均印字率ＡがＡ＜３％となると（５３）、平均印字率の内訳が、Ａ＜０．５％（５４）であるか、Ａ＜１％（５６）であるか、Ａ＜２％（５８）であるか、Ａ＜３％（６０）であるか判断され、Ａ＜０．５％である場合には現像バイアスが１５．０秒の間印加され（５５）、Ａ＜１％である場合には現像バイアスが１２．９秒の間印加され（５７）、Ａ＜２％である場合には現像バイアスが１０．５秒の間印加され（５９）、Ａ＜３％の場合には現像バイアスが５．２秒の間印加され（６１）、現像スリーブ１４ａ上のトナーが感光体ドラム１１側に搬送される。
【００４６】
一時回収工程では、上記のようにして感光体ドラム１１に搬送されたトナーが感光体ドラム１１の回転により転写ローラ（回収ローラ）１５とのニップ部に達した時に、−１００Ｖ以下、好ましくは−１００Ｖ〜−３０００Ｖ、より好ましくは−１００〜−２０００Ｖ、さらに好ましくは−１５００〜−２０００Ｖのバイアス電圧を転写ローラ１５のシャフト部（図示せず）に印加して、感光体ドラム１１上のトナーを転写ローラ１５上に一旦回収する。バイアス電圧が−１００Ｖより大きくなると、感光体ドラム１１上のトナーを十分に回収できない。一方、バイアス電圧が−３０００Ｖより小さくなると、転写ローラ１５側から感光体ドラム１１に大量の電流が流れ込んで、表面保護層１９が劣化するおそれがある。特に、バイアス電圧が−１５００Ｖ〜−２０００Ｖの範囲である場合には、感光体ドラムをほとんど劣化させることなく、しかもトナーを転写ローラ側に確実に回収することができる。
【００４７】
また、一時回収工程でトナーを回収する際のバイアス電圧の印加時間（トナー回収時間）ｔは、現像スリーブ１４ａから搬送され感光体ドラム１１上に形成されたトナーの帯の長さ（感光体ドラム１１の回転方向の長さ）をＡ（ｍｍ）、感光体ドラム１１の線速をＢ（ｍｍ／秒）とするとき、ｔ（秒）≧（Ａ／Ｂ）とするのがよい。ｔが（Ａ／Ｂ）よりも小さくなると、感光体ドラム１１上のトナーを十分に回収できないため、クリーニングブレード１６に多量のトナーが搬送されて感光体ドラム１１に絶縁破壊が生じるおそれがある。
【００４８】
返送工程では、一時回収工程で回収された転写ローラ１５上のトナーを再度感光体ドラム１１側に返送する。このとき、トナーを返送するのに費やす返送時間をｔ’（秒）とすると、返送時間ｔ’は、一時回収工程におけるバイアス電圧の印加時間ｔよりも長い時間（ｔ’＞ｔ）、好ましくは印加時間ｔの２倍以上の時間（ｔ’≧２ｔ）、より好ましくは印加時間ｔの２〜５倍の時間（５ｔ≧ｔ’ ≧２ｔ）に設定するのがよい。この返送時間ｔ’は、転写ローラ１５に印加するバイアス電圧を調節あるいはバイアス電圧印加時間を調節することにより制御できる。このように、一時回収工程でトナーを回収するのに要する時間よりも返送工程でトナーを返送するのに費やす時間を長くしてトナーを感光体ドラム１１側に徐々に戻すことによって、トナーをクリーニングブレード１５に少しずつ搬送することができるので、クリーニングブレード１５に多量のトナー溜まりが生じるのを防止することができる。これにより、トナー溜まりに過剰の電荷が蓄積されて異常放電が発生するのを防止して感光体ドラム１１表面の絶縁破壊を防ぐことができるので、黒点などの異常がない鮮明な画像が得られる。
【００４９】
以上では、現像スリーブ１４ａをリフレッシュするリフレッシュ工程について説明したが、感光体ドラム１１の表面も上記と同様にしてリフレッシュすることができる。感光体ドラム１１表面をリフレッシュするリフレッシュ工程は、感光体ドラム１１表面に付着した水分子や汚染物質が原因で感光体ドラム１１表面の抵抗が低下して発生する像流れを防止するためのものである。
【００５０】
このリフレッシュ工程は、像流れ現象が実際に生じた時に画像改善のために実施したり、高湿環境下での使用により像流れ現象が生じやすい場合にその予防のために実施する。感光体ドラム１１表面の水分子や汚染物質を効率的に除去するためには、通常印字以上のトナーを現像スリーブ１４ａから感光体ドラム１１側に搬送し、これをクリーニングブレード１６などのクリーニング手段により除去するのが好ましい。現像スリーブ１４ａからのトナーの搬送量は、現像バイアス等を調節することにより制御できる。
【００５１】
感光体ドラム１１上のトナーをクリーニングブレード１６により除去する前に行う一時回収工程および返送工程は、前記した現像スリーブ１４ａのリフレッシュ工程の場合と同様にして実施すればよい。これにより、クリーニングブレード１６において多量のトナー溜まりが生じるのを防止することができる。
【００５２】
なお、上記の実施形態では、回収ローラを別途設けないで転写ローラにトナーを一時回収する場合について説明したが、本発明では、バイアス電圧を印加してトナーを回収できる回収ローラを転写ローラとは別に設けてもよい。
【００５３】
また、本発明は、絶縁破壊が特に生じやすい薄膜のａ−Ｓｉ感光体ドラムを使用する場合に好適である。上記実施形態では、ａ−Ｓｉ感光体ドラムを静電潜像担持体として使用した場合について説明したが、ＯＰＣを用いることもできる。
【００５４】
さらに、上記の実施形態では、静電潜像担持体上のトナーを除去するクリーニング手段としてクリーニングブレードを用いた場合について説明したが、クリーニングブレードに加えて研磨ローラ等を別途設けることで、静電潜像担持体表面のトナー、水分子、汚染物質等をより効率的に除去することができる。
【００５５】
また、上記の実施形態では、転写ローラが転写搬送ローラである場合、すなわち静電潜像担持体上のトナー像を記録媒体に直接転写する場合について説明したが、本発明は、転写ローラが中間転写ローラである場合、すなわち静電潜像担持体上のトナー像を中間転写ローラに転写した後、さらにこの中間転写ローラから記録媒体に転写するシステムにも同様に適用可能である。
【００５６】
さらに、本発明における一時回収工程では、静電潜像担持体上のトナーの全量を回収ローラ側に搬送して回収する場合だけでなく、本発明の効果を奏する範囲内であれば静電潜像担持体上のトナーの一部だけを回収し残りのトナーを回収しないで回収ローラとのニップ部をそのまま通過させてもよい。この場合であっても、リフレッシュ工程においてトナー担持体から静電潜像担持体側に搬送されたトナーの全量がそのままクリーニングブレードに搬送されるのを防ぐことができるので、クリーニングブレードに多量のトナー溜まりが生じるのが抑制される。
【００５７】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００５８】
［実施例１〜７、比較例１，２］
現像剤として体積平均粒径7μｍの正帯電磁性トナー（一成分現像剤）を用い、画像形成装置としてａ−Ｓｉ感光体ドラム（φ３０ｍｍ）を搭載した京セラ（株）製ページプリンタＦＳ−１８００（１６ｐｐｍ（Ａ４サイズ）、線速１００ｍｍ／秒）を用いて、印字率0%の耐刷をA4で10000ページ行い、その間、トナー担持体表面のリフッレシュ工程は１５００回行った。リフッレシュ工程において転写ローラに印加する電圧は、一時回収工程では表１に示す各電圧を印加し、返送工程では＋３００Ｖを印加した。また、一時回収工程でトナー回収に要した時間および返送工程でトナー返送に費やした時間は、表１に示す時間にそれぞれ調節した。これらの回収時間および返送時間は、転写ローラへの電圧印加時間を変えることにより調節した。絶縁破壊による黒点かカブリかの判断はφ0.2mm以上のものを絶縁破壊黒点とし、φ0.2mm未満のものをカブリと判断した。また、黒点数をカウントする領域は5mm×210mmの領域をA4の横方向に任意に選択した。また使用した転写ローラの径はφ20.0mmであった。黒点数は、ドットアナライザー（王子計測機器（株）製、ＤＡ−５０００Ｓ）を用いてカウントした。結果を表１に示す。
【表１】
2005208368.tif 000002
【００５９】
表１から、一時回収工程において転写ローラに印加するバイアス電圧値を−１００Ｖ以下とし、返送工程でトナーを返送するのに費やす時間を一時回収工程でトナーを回収するのに要した時間よりも長くした実施例１〜７では、黒点が発生していないか、或いは極僅かしか黒点が発生していないことがわかる。特に、トナー返送時間をトナー回収時間の２倍以上とした実施例１〜６では、黒点が全く発生せず、感光体ドラムの絶縁破壊を防止することができた。
【００６０】
一方、一時回収工程のバイアス電圧値が−５０Ｖの比較例１では、多数の黒点が発生していた。これは、一時回収工程において感光体ドラム表面のトナーを十分に回収できず、多量のトナーがクリーニングブレードに一度に搬送され、多量のトナー溜まりが生じて感光体ドラムに絶縁破壊が生じたためであると考えられる。また、トナー返送時間がトナー回収時間と同じである比較例２では、比較的多くの黒点が発生していた。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】画像形成装置の感光体ドラム周辺を示す概略図である。
【図２】アモルファスシリコン感光体ドラムの積層部を示す部分拡大断面図である。
【図３】現像バイアスの波形を示すグラフである。
【図４】リフレッシュ工程の流れを説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６２】
１１  ａ−Ｓｉ感光体ドラム
１２  スコロトロン帯電器
１３  露光ユニット
１４  現像器
１４ａ  現像スリーブ
１５  転写ロール
１６  クリーニングブレード
１７  除電ランプ
１８  表面保護層
１９  感光層
２０  キャリア阻止層
２１  導電性基体
【図１】
2005208368.tif 000003
【図２】
2005208368.tif 000004
【図３】
2005208368.tif 000005
【図４】
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