(57)【要約】【課題】  低帯電トナー及び／又は逆極性帯電トナーが発生し得る、高湿環境下において、この低帯電トナー及び／又は逆極性帯電トナーのみを確実に抽出して、少なくとも像担持体表面に物理的に接触するクリーニング部材を配備することなく、当該低帯電トナー及び／又は逆極性帯電トナーを回収する。【解決手段】  感光体ドラム１４の周面に直接クリーングブレード等を接触して配置し、トナーを掻き取ることなく、高温、高湿の環境によって低帯電化されたトナーに対して、現像バイアスの交流成分のデューティを変更することで、確実に現像ロール２１から感光体ドラム１４へ転写させるための低帯電トナーとの電位差を確保した。これにより、積極的に掻き取るようなクリーニング方式を採用せずに、低帯電トナーを最終転写ロール２８まで次々の転写させることができる。最終転写ロール２８には、クリーニングブレード５０Ａを設けているが、この部分でのクリーニングは、画質に直接影響を与えることがないため、カブリ等の画質低下を防止し、かつ感光体ドラムの寿命を伸ばすことができる。【選択図】      図５
2005037643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を一様に帯電する帯電器と、前記像担持体表面に画像の潜像を形成するための露光手段と、前記露光手段により形成された静電潜像へ交流バイアスと直流バイアスが重畳された現像バイアスにより現像部材を介してトナーを供給しトナー像として顕像化する現像手段とを備え、前記現像手段によって形成されたトナー像を電位差によって中間転写体を介して記録媒体に転写することで画像を形成する画像形成装置であって、
使用環境の少なくとも湿度を検出する検出手段と、
前記検出手段により、所定以上の湿度が検出された場合に、前記画像を形成するときに比べて現像バイアスの交流成分の波形を調整して、前記トナーの現像部材側への保持力を低減させる交流成分波形調整手段と、
前記交流成分波形調整手段による保持力低減状態で所定時間非通紙動作を実行する非通紙動作実行手段と、
前記非通紙動作実行手段の実行中に供給されるトナーを回収するトナー回収手段と、
を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記交流成分波形調整手段が、前記現像部材に印加される前記現像バイアスの交流成分のピークトウピーク電圧の拡大、或いは前記現像部材に印加される前記現像バイアスの交流成分における当該現像バイアスの直流線分を境界とした前記帯電器により一様帯電されている像担持体表面電位側のデューティ増加の少なくとも一方を実行することで、前記トナーの保持力を低減させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
像担持体を一様に帯電する帯電器と、前記像担持体表面に画像の潜像を形成するための露光手段と、前記露光手段により形成された静電潜像へ交流バイアスと直流バイアスが重畳された現像バイアスにより現像部材を介してトナーを供給しトナー像として顕像化する現像手段とを備え、前記現像手段によって形成されたトナー像を電位差によって中間転写体を介して記録媒体に転写することで画像を形成する画像形成装置であって、
使用環境の少なくとも湿度を検出する検出手段と、
前記検出手段により、所定以上の湿度が検出された場合に、前記画像を形成するときに比べて現像バイアスの直流成分と前記帯電器により一様帯電されている像担持体表面電位との電位差を調整して、低帯電状態及び逆極性帯電状態の少なくとも一方の前記トナーの転写を促進させる直流成分電位差調整手段と、
前記直流成分電位差調整手段による電位差調整状態で所定時間非通紙動作を実行する非通紙動作実行手段と、
前記非通紙動作実行手段の実行中に供給される低帯電状態或いは逆極性帯電状態のトナーを回収するトナー回収手段と、
を有する画像形成装置。
【請求項４】
前記直流成分電位差調整手段が、前記現像部材に印加される前記現像バイアスの直流成分、或いは前記帯電器の帯電による像担持体表面電位の少なくとも一方を相対的に接近させることで、前記湿度に起因する低帯電トナーの現像部材保持力を低減させることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記直流成分電位差調整手段が、前記現像部材に印加される前記現像バイアスの直流成分、或いは前記帯電器の帯電による像担持体表面電位の少なくとも一方を相対的に離間させることで、前記湿度に起因する逆極性帯電トナーを前記現像器から排出させることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナー回収手段が、前記トナーの転写方向における前記像担持体からトナー像を受ける前記中間転写体又は当該中間転写体よりも下流側の所定位置に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記検出手段による検出が、メイン電源のオン時におけるセットアップ中に実行されることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記トナーは、真球を１００とする形状係数ＳＦ−１の値が１２０以下の重合トナーが適用されることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記請求項１乃至請求項８の何れか１項記載の画像形成装置が、複数の像担持体を備えたタンデム型構造であり、前記トナーの回収は、所定の像担持体に対応して設けられた現像器を対象とすることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体を一様に帯電する帯電器と、前記像担持体表面に画像の潜像を形成するための露光手段と、前記露光手段により形成された静電潜像へ交流バイアスと直流バイアスが重畳された現像バイアスにより現像部材を介してトナーを供給しトナー像として顕像化する現像手段とを備え、前記現像手段によって形成されたトナー像を電位差によって中間転写体を介して記録媒体に転写することで画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置では、例えば、現像バイアスが−３７０Ｖである場合に、像担持体である感光体の表面を−４５０Ｖで一様に帯電し、露光手段としての光走査装置によって照射される光ビームを走査することで、光を受けた部分を前記現像バイアスよりも高い電位（−１００Ｖ）となる静電潜像を形成する。
【０００３】
この感光体上の静電潜像には、現像器から供給される現像バイアスで帯電されたトナーが付着し、顕像化される。
【０００４】
その後、感光体上のトナー像は中間転写体を介して記憶媒体に転写されることで、当該記録媒体上に画像が形成される。なお、画像形成後の記録媒体は定着装置によってトナーを定着し、排出される。
【０００５】
上記のような画像形成工程において、現像器から供給されるトナーが、感光体、中間転写体等を介して記録媒体へ転写されるが、このとき、トナーの一部が感光体や中間転写体に残り、次の画像形成時のカブリやゴースト等、画質低下（画像欠陥）を発生させる原因となっている。
【０００６】
このため、感光体の周面にクリーニング部材を配設することが一般的になされている。このクリーニング部材は、クリーニングブレードを備えており、このクリーニングブレードは、その一端（一辺）が感光体の軸線方向に沿った状態で当該感光体の周面に当接されている。このクリーニングブレードが当接した状態で、感光体を回転させることで、クリニーングブレードがトナーを掻き取って回収する構成となっている。
【０００７】
ところが、このようなクリーニングブレード等、機械的に掻き取る構造では、感光体表面に少なからず傷をつけることになり、経時的に致命的な損傷となる可能性がある。
【０００８】
そこで、エコロジー対応や感光体の高寿命化のため、感光体上の転写残トナーの回収のためのクリーニングを兼用する現像装置とした、所謂クリーナレス方式が提案されている。
【０００９】
また、感光体に当接するクリーニングブレードを廃止し、代わりにブラシやロールを用いて転写残トナーを一時保持しておき、非画像部の特定の領域で回収可能なクリーナーを備えた転写体へバイアス力により移相してクリーニングすることが提案されている。
【００１０】
このようなクリーニングの関連技術として、特許文献１には、トナーと逆極性電圧を感光体に当接したブラシに印加して、残留トナーを吸着除去することが開示されている。
【００１１】
また、特許文献２には、吸着除去クリーニング用ブラシ構成であるが、正極取り用のバイアスを印加することが開示されている。
【００１２】
また、残留トナー等の回収のための構造としては、以下の（１）乃至（３）ような様々な提案がなされている。
【００１３】
（１）  トナー現像前、すなわち、現像器内（或いは近傍）で除去する（特許文献３、特許文献４参照）。
【００１４】
特許文献３、特許文献４の何れにおいても、現像ロールの現像ニップ上流にトナーの電気的吸着除去部材を配置しているものである。
【００１５】
（２）  トナー濃度検出センサと連携し、バイアスによりトナーを排出する（特許文献５参照）。
【００１６】
この特許文献４では、環境の観念や低帯電トナー限定の除去を示唆するような記載はない。
【００１７】
（３）  環境センサー（温度、湿度）の値により、対応する現像条件を変更する（特許文献６参照）。
【００１８】
これは、環境センサーにより現像条件を変更するものであり、低帯電トナーや逆極性帯電トナーを排除するという概念はない。
【００１９】
ところで、残留トナーが発生する環境を考えると、高湿下でのトナーの帯電不足が大きな原因となっている。
【００２０】
特に、カラー画像の普及により、耐塩ビマット融着性や色材本来色を損なうことがない利点から、近年のトナーバインダー樹脂としてスチレンアクリル系樹脂やポリエステル系樹脂が多く用いられており、このようなカラートナーは、一般的に温度湿度の影響を受け易い。このため、カラートナーを使用した高湿下での画像形成では、上記帯電不足によるカブリやリトランスファー等の画質低下（画像欠陥）が起き易い。
【特許文献１】特開２０００−２７６０２０公報
【特許文献２】特開平５−２８９４０２号公報
【特許文献３】特開２００１−１２５３７１公報
【特許文献４】特開２０００−２６７４４２公報
【特許文献５】特開２０００−３１９５４公報
【特許文献６】特開２００１−２４９５０４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、高湿という環境に特化し、かつこの高湿に起因して発生し得る、低帯電トナーや逆極性帯電トナーを、クリーナーレス構造において積極的に回収するという概念は、上記特許文献１乃至特許文献６にはなく、確実に残留トナーとなり得る低帯電トナーや逆極性帯電トナーを排除するには至っていない。
【００２２】
また、従来の残トナー回収構造では、正常に帯電しているトナーも回収される可能性が高く、トナーの損失が大きい。
【００２３】
さらに、カラートナーの場合、高湿下で帯電不足にならない物性のトナーバインダーに変更することも考えられるが、流通しているトナーバインダーの全てを交換するには、多大な労力と時間を要する。
【００２４】
本発明は上記事実を考慮し、低帯電トナー及び／又は逆極性帯電トナーが発生し得る、高湿環境下において、この低帯電トナー及び／又は逆極性帯電トナーのみを確実に抽出して、少なくとも像担持体表面に物理的に接触するクリーニング部材を配備することなく、当該低帯電トナー及び／又は逆極性帯電トナーを回収することができる画像形成装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
第１の発明は、像担持体を一様に帯電する帯電器と、前記像担持体表面に画像の潜像を形成するための露光手段と、前記露光手段により形成された静電潜像へ交流バイアスと直流バイアスが重畳された現像バイアスにより現像部材を介してトナーを供給しトナー像として顕像化する現像手段とを備え、前記現像手段によって形成されたトナー像を電位差によって中間転写体を介して記録媒体に転写することで画像を形成する画像形成装置であって、使用環境の少なくとも湿度を検出する検出手段と、前記検出手段により、所定以上の湿度が検出された場合に、前記画像を形成するときに比べて現像バイアスの交流成分の波形を調整して、前記トナーの現像部材側への保持力を低減させる交流成分波形調整手段と、前記交流成分波形調整手段による保持力低減状態で所定時間非通紙動作を実行する非通紙動作実行手段と、前記非通紙動作実行手段の実行中に供給されるトナーを回収するトナー回収手段と、を有している。
【００２６】
第１の発明によれば、検出手段により所定以上の湿度が検出された場合、トナーの帯電量が減少していると判断する。なお、この判断に、温度を加味してもよい。すなわち、高温、高湿のときにトナーの帯電量が減少していると判断するようにしてもよい。
【００２７】
トナーの帯電量が減少していると判断されると、交流成分波形調整手段により、現像バイアスの交流成分を調整する。この現像バイアスの交流成分の調整により、トナーの現像部材への保持力が低減するため、この状態で、非通紙動作実行手段によって、非通紙動作を実行する。これにより、現像部材に担持されるトナー中の帯電量が減ってしまっている劣化トナーを選択的に像担持体側へ現像することができ、トナー回収手段により、現像部材から像担持体、中間転写体を経て転写してくるトナーを回収することができ、カブリや転写ゴースト等の画像欠陥を回避することができる。
【００２８】
これにより、例えば、像担持体等に直接接触するブレード等を設けなくても、クリーニングが可能となり、像担持体とブレードとの接触による経時的な摩耗に起因する画質低下を防止することができる。
【００２９】
また、第１の発明において、前記交流成分波形調整手段が、前記現像部材に印加される前記現像バイアスの交流成分のピークトウピーク電圧の拡大、或いは前記現像部材に印加される前記現像バイアスの交流成分における当該現像バイアスの直流線分を境界とした前記帯電器により一様帯電されている像担持体表面電位側のデューティ増加の少なくとも一方を実行することで、前記トナーの保持力を低減させることを特徴としている。
【００３０】
交流成分波形調整手段の実施態様として、（１）現像バイアスの交流成分のピークトウピーク電圧の拡大が考えられる。すなわち、交流成分の振幅を大きくすることで、トナーが現像部材から像担持体へ現像させる勢いが増し、トナーのカブリ現象を助長することができる。
【００３１】
また、（２）現像部材に印加される現像バイアスの交流成分における、直流成分を境界として、帯電器の帯電による像担持体表面電位側（未露光状態の電位側）のデューティを増加させることが考えられる。
【００３２】
交流成分によって、ほぼ均等に振幅させているものを、像担持体表面電位側に偏る時期を増やすことで、結果的に直流成分のレベルを像担持体表面電位側へ移動させたのと同等の効果が出て、トナーの低帯電分を相殺することができる。
【００３３】
なお、上記（１）及び（２）の実施態様は、何れか一方を実行してもよいし、併用しても問題はない。
【００３４】
第２の発明は、像担持体を一様に帯電する帯電器と、前記像担持体表面に画像の潜像を形成するための露光手段と、前記露光手段により形成された静電潜像へ交流バイアスと直流バイアスが重畳された現像バイアスにより現像部材を介してトナーを供給しトナー像として顕像化する現像手段とを備え、前記現像手段によって形成されたトナー像を電位差によって中間転写体を介して記録媒体に転写することで画像を形成する画像形成装置であって、使用環境の少なくとも湿度を検出する検出手段と、前記検出手段により、所定以上の湿度が検出された場合に、前記画像を形成するときに比べて現像バイアスの直流成分と前記帯電器により一様帯電されている像担持体表面電位との電位差を調整して、低帯電状態及び逆極性帯電状態の少なくとも一方の前記トナーの転写を促進させる直流成分電位差調整手段と、前記直流成分電位差調整手段による電位差調整状態で所定時間非通紙動作を実行する非通紙動作実行手段と、前記非通紙動作実行手段の実行中に供給される低帯電状態或いは逆極性帯電状態のトナーを回収するトナー回収手段と、を有している。
【００３５】
また、第２の発明において、前記直流成分電位差調整手段が、前記現像部材に印加される前記現像バイアスの直流成分、或いは前記帯電器の帯電による像担持体表面電位の少なくとも一方を相対的に接近させることで、前記湿度に起因する低帯電トナーの現像部材保持力を低減させることを特徴としている。
【００３６】
さらに、第２の発明において、前記直流成分電位差調整手段が、前記現像部材に印加される前記現像バイアスの直流成分、或いは前記帯電器の帯電による像担持体表面電位の少なくとも一方を相対的に離間させることで、前記湿度に起因する逆極性帯電トナーを前記現像器から排出させることを特徴としている。
【００３７】
第２の発明によれば、検出手段により所定以上の湿度が検出された場合、トナーの帯電量が減少していると判断する。なお、この判断に、温度を加味してもよい。すなわち、高温、高湿のときにトナーの帯電量が減少していると判断するようにしてもよい。
【００３８】
トナーの帯電量が減少していると判断されると、直流成分電位差調整手段により、画像を形成するときに比べて現像バイアスの直流成分と前記像担持体表面電位との電位差を調整して、低帯電状態の前記トナーの現像部材側への保持力を低減させると共に、逆極性帯電状態のトナーを前記現像器から排出させる。
【００３９】
例えば、現像バイアスの直流成分を変位させて電位差を調整する場合、トナー自身の帯電量が減っている場合と、トナー自身の帯電が逆極性にまで至っている場合とがある。
【００４０】
そこで、これらを場合分けして、抽出する。すなわち、トナー自身の帯電量が現象している場合は、現像バイアスの直流成分を像担持体表面電位側に近づけることで、現像部材の保持力を低減する。
【００４１】
一方、トナー自身の帯電が逆極性に至っている場合は、現像バイアスの直流成分を像担持体表面電位側から遠ざけることで、逆極性のトナーを像担持体へ転写し易くする。なお、この逆極性のトナーの割合は極めて少ない（全体の数％程度）ため、主となる調整は、現像バイアスの直流成分を像担持体表面電位側に近づけることになる。
【００４２】
この状態で、非通紙動作実行手段によって、非通紙動作を実行する。これにより、現像部材に担持されるトナー中の帯電量が減っているトナー（逆極性帯電トナー）を選択的に、像担持体側へ現像することができ、トナー回収手段により、現像部材から像担持体、中間転写体を経て転写してくるトナーを回収することができ、カブリや転写ゴースト等の画像欠陥を回避することができる。
【００４３】
これにより、例えば、像担持体等に直接接触するブレード等を設けなくても、クリーニングが可能となり、像担持体とブレードとの接触による経時的な摩耗に起因する画質低下を防止することができる。
【００４４】
また、前記第１の発明又は第２の発明において、前記トナー回収手段が、前記トナーの転写方向における前記像担持体からトナー像を受ける前記中間転写体又は当該中間転写よりも下流側の所定位置に設けられていることを特徴としている。
【００４５】
トナー回収手段としては、像担持体からトナー像を受ける前記中間転写体又は当該中間転写よりも下流側であれば、直接接触するクリニーングブレードを配置しても、像担持体に影響を及ぼすことがない。
【００４６】
さらに、前記第１の発明又は第２の発明において、前記検出手段による検出が、メイン電源のオン時におけるセットアップ中に実行されることを特徴としている。
【００４７】
トナー帯電量が低減したり、トナー帯電が逆極性となる高湿となるのは、環境が高温高湿の設置条件下で、メイン電源をオフして、比較的長時間（例えば、前日稼働終了から翌日稼働開始まで）経過したときに起こり得る。そこで、検出手段による検出を、メイン電源のオン時におけるセットアップ中に実行することで、稼働開始からカブリ、転写効率低下、リトランスファー、転写ゴースといった画質に影響を及ぼす原因を回避することができる。
【００４８】
また、前記第１の発明又は第２の発明において、前記トナーは、真球を１００とする形状係数ＳＦ−１の値が１２０以下の重合トナーが適用されることを特徴としている。
【００４９】
トナーは、真球に近ければ近いほど、画質が向上することは知られている。しかし、一方で、真球に近ければ近いほど、クリーニングブレード等による掻き取りが困難であることも周知である。本発明では、一般的に適用されている形状係数ＳＦ−１の値が１５０であるトナーに対して、形状係数ＳＦ−１の値が１２０以下の重合トナーが適用されているため、クリーニングブレードによるトナーの掻き取りによる回収効率が悪化している。そこで、トナーの帯電（静電的吸着力）を利用した除去を行うことで、非接触でトナーを現像部材、像担持体、中間転写へと確実に転写させた後に、トナー回収手段によって回収することができ、画質の向上と、トナー回収効率の向上という、二律背反の目的を達成することができる。
【００５０】
さらに、前記第１の発明又は第２の発明において、複数の像担持体を備えたタンデム型構造であり、前記トナーの回収は、所定の像担持体に対応して設けられた現像器を対象とすることを特徴としている。
【００５１】
複数の像担持体を配列して、例えば、ＣＭＹＫの各色毎のトナーを重ねることでフルカラー画像を形成する場合、各色のトナー（或いはキャリア）の物性により、環境湿度の影響度合いが異なる。このため、トナーの回収は、所定の像担持体に対応して設けられた現像器を対象とすることで、無駄はトナー回収を回避することができる。
【発明の効果】
【００５２】
以上説明したように本発明では、低帯電トナー及び／又は逆極性帯電トナーが発生し得る、高湿環境下において、この低帯電トナー及び／又は逆極性帯電トナーのみを確実に抽出して、少なくとも像担持体表面に物理的に接触するクリーニング部材を配備することなく、当該低帯電トナー及び／又は逆極性帯電トナーを回収することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
（第１の実施の形態）
図１に示される如く、第１の実施の形態に係る画像形成部８０は、画像形成ユニット１２と、レーザ光学ユニット６０と、定着ユニット３４と、を含んで構成されている。
【００５４】
画像形成ユニット１２は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色用の感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ（以下、総称する場合は感光体ドラム１４という）と、各感光体ドラム１４に各々接触する一次帯電用の帯電装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ（以下、総称する場合は帯電装置１６という）と、 各色成分のトナーが含まれる現像剤を収容した現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ（以下、総称する場合は現像装置２０という）と、を含んで構成されている。
【００５５】
なお、第１の実施の形態で適用されるトナーは、形状係数ＳＦ−１が１２０以下のものた適用されている。この形状係数は、トナーの真球度合いを示すものであり、１００が真球として表され、数値が大きいほど楕円や細長円となるものであり、形状係数ＳＦ−１が１２０以下のトナーは、従来のトナー（形状係数ＳＦ−１が１５０）に比べて、極めて真球に近く、画質の向上につながる。
【００５６】
また、画像形成ユニット１２は、感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍに接触する一次中間転写ドラム２２及び感光体ドラム１４Ｃ、１４Ｋに接触する一次中間転写ドラム２４と、当該一次中間転写ドラム２２、２４に接触する二次中間転写ドラム２６と、当該二次中間転写ドラム２６に接触する最終転写ロール２８と、を含んで構成されている。
【００５７】
各感光体ドラム１４は、互いに図１上下方向に一定の間隔をおいて配置されている。また、一次中間転写ドラム２２、２４及び二次中間転写ドラム２６は、各々の回転軸が感光体ドラム１４の回転軸に対して平行となるように配置されている。
【００５８】
なお、第１の実施の形態に係る画像形成ユニット１２では、感光体ドラム１４、帯電装置１６、現像装置２０、一次中間転写ドラム２２、２４、二次中間転写ドラム２６が一体的に搭載されたプロセス・カートリッジ（ＣＲＵ：Customer Replaceable Unit）として構成されている。
【００５９】
一方、レーザ光学ユニット６０は、 Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のレーザ光１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ（以下総称する場合は、レーザ光１８という）を出力する光源６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋ（以下、総称する場合は光源６２という）と、レーザ光１８に対して変調及び走査を行なう変調処理部６６と、露光面上の走査速度を補正するｆθレンズや走査方向にレンズパワーを持つ面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ等により構成された光学系６８と、複数のミラーにより構成されたミラー群７０と、を含んで構成されている。
【００６０】
また、変調処理部６６には、レーザ光１８を各感光体ドラム１４上に走査するためのポリゴンミラー６４と、ポリゴンミラー６４を所定回転速度で回転駆動させるポリゴンモータ６５と、が含まれている。
【００６１】
レーザ光学ユニット６０では、光源６２から射出された各色のレーザ光１８が変調処理部６６に入射され、各色毎の画像情報に応じてそれぞれ変調されて、ポリゴンモータ６５により回転しているポリゴンミラー６４により走査（主走査）される。ポリゴンミラー６４により走査された各色のレーザ光１８は、光学系６８により補正された後、ミラー群７０により各色に対応する感光体ドラム１４の配設方向に反射されて各感光体ドラム１４上に結像される。
【００６２】
一方、定着ユニット３４は、内部に加熱源３６を有する加熱部材としての加熱ローラ３８Ａと、加熱ローラ３８Ａと当接してニップ部を構成する圧着ローラ３８Ｂと、を含んで構成されている。圧着ローラ３８Ｂは、上記ニップ部において加熱ローラ３８Ａを押圧するようになっており、用紙搬送ロール３２の駆動によって搬送され、画像形成部８０内を搬送されて、上記ニップ部に到達した用紙３０は、加熱圧着されながら挟持搬送される。
【００６３】
なお、加熱源３６は、画像形成処理の実行時には加熱ローラ３８Ａ表面の温度を記録媒体として用いられる用紙３０の種類に応じた定着温度に保つように動作され、画像形成処理の実行終了後は加熱ローラ３８Ａ表面の温度を定着温度よりも低い所定の待機温度に保つように動作される。
【００６４】
帯電装置１６は、感光体ドラム１４を帯電する帯電ロール４０を備えている。また、最終転写ロール２８には、ブレード５０Ａを有している。
【００６５】
このブレード５０Ａでは、高温、高湿の際に発生する現像器２０内の低帯電化されたトナーを非通紙状態で動作させることで、現像装置２０の現像部材としての現像ロール２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ（以下総称する場合は、現像ロール２１という）、感光体ドラム１４、一次中間転写ドラム２２、２４及び二次中間転写ドラム２６と順次転写させ、最終転写ロール２８に集まる低帯電トナーを掻き取り、クリーニング装置５０に回収する構成となっている。
【００６６】
図２には、環境湿度に応じた現像器２０内のトナー量（トナー個数）の分布が示されている。
【００６７】
通常環境湿度では、帯電量が正常（マイナス）の極性を中心として、所謂ガウス分布に近い状態で分布しているのに対し、低湿では、ピーク帯電量がマイナス側にシフトし、このピーク帯電量を中心とした左右のバランスが崩れているが、マイナス側のシフトは、転写を助長する傾向となるため、特に問題はない。
【００６８】
これに対して、高湿時のトナー量分布は、ピーク帯電量が通常環境湿度のトナー分布に対してプラス側にシフトし、かつのピーク帯電量を中心とした左右の分布が拡大され、帯電量のばらつきが顕著となる。また、プラス側の裾野付近では、帯電量の極性が反転している。この結果、転写不良を起こし得る低帯電トナーと逆極性帯電トナーが存在することがわかる。なお、逆極性帯電トナーは、全体の数％にすぎず、さほど影響は少ないが、低帯電トナーは、画質に多大な影響を及ぼす要因となっている。
【００６９】
そこで、第１の実施の形態では、このような低帯電トナーを回収するべく、現像バイアスの交流成分を調整し、低帯電トナーの転写を促進するようにしている。
【００７０】
図３に示される如く、画像形成時の現像バイアスは、感光体ドラム１４の表面電位（−４５０Ｖ）と、レーザ光１８による書込み時の電位（−１００Ｖ）との間である、−３７０Ｖ（直流成分）に設定されている。
【００７１】
ここで、現像バイアスには、交流成分が重畳されており、図４の細線Ａで示される如く、一定の周期で前記−３７０Ｖを基準として振幅している。
【００７２】
この振幅は、ほとんど正弦波に近いため、−３７０Ｖよりもプラス側の積分値と、マイナス側の積分値とはほぼ同一、すなわち、デューティ５０％となっている。
【００７３】
このデューティをマイナス側に偏らせる（第１の実施の形態ではデューティ６０％）ことで、実質的に現像バイアスの直流成分の電位をマイナス側にシフトさせ、感光体ドラムの表面電位に接近させるようにしている。この現像バイアスのシフト（デューティの増加）により、現像バイアスの電圧と、低帯電トナーの電圧との電位差が拡がり、トナーが現像ロール２１に保持する力を低減させることができる。
【００７４】
このため、現像器２０内、或いは現像器２０の排出口の現像ロール２１に付着した低帯電トナーはクリーニング装置５０まで転写され、クリニーング装置５０により回収されることになる。
【００７５】
図５には、低帯電トナー回収制御のための機能ブロック図が示されている。
【００７６】
環境温度・湿度判別部１００には、温度センサ１０２及び湿度センサ１０４が接続されており、この温度センサ１０２で測定した温度と、湿度センサ１０４で測定した湿度が入力される。なお、温度センサ１０２及び湿度センサ１０４は、装置の近傍に配置されていれば、特にピンポイントで位置を限定する必要はないが、現像器２０の近傍であることが好ましい。
【００７７】
この、環境温度・湿度判別部１００には、トナー回収動作実施判定テーブルメモリ１０６が接続されている。このトナー回収動作実施判定テーブルメモリ１０６には、温度及び湿度に応じた、トナー回収動作実施／不実施を判別するテーブル（表１参照）が記憶されている。
【００７８】
【表１】
2005037643.tif 000003
【００７９】
環境温度・湿度判別部１００では、上記表１に基づいて、現在の温度・湿度において、トナー回収動作の実施／不実施の判別を行う。
【００８０】
また、環境温度・湿度判別部１００には、電源状態判別部１０８が接続されている。この電源状態判別部１０８は、メイン電源ライン１１０からの信号が入力されており、電源のオン・オフ状態を監視しており、特に、長時間電源オフからのオン状態のときに、環境温度・湿度判別部１００へ実行信号を送出するようになっている。なお、長時間電源オフとは、前日の稼働終了から翌日の稼働開始前までを想定している。
【００８１】
環境温度・湿度判別部１００では、前記トナー回収動作実施判定テーブルメモリ１０６に記憶されたテーブルに応じて、実施と判別され、かつ電源状態判別部１０８から実行信号が入力されると、トナー回収を行う時期であると判断し、トナー回収動作指示部１１２へ開始信号を送出する。
【００８２】
トナー回収動作指示部１１２では、開始信号に入力に基づいて、現像バイアス交流成分調整量読出部１１４及び非通紙動作実行指示部１１６へそれぞれ起動信号を送出する。
【００８３】
現像バイアス交流星群調整量読出部１１４には、トナー回収用デューティメモリ１１８が接続されており、このトナー回収デューティメモリ１１８に記憶されているデューティを読み出す。なお、第１の実施の形態では、デューティ６０％が記憶されているが、この数値は、特に限定されるものではなく、通常のデューティ（５０％）よりも大きければよい。
【００８４】
読み出されたデューティは、現像バイアスコントローラ１２０へ送出され、これにより、現像バイアスコントローラ１２０では、指示されたデューティに現像バイアスの交流成分の波形を変更する（図４の細線Ａから太線Ｂへの変更）。このデューティの変更により、現像バイアスの直流成分が実質的に感光体ドラム表面電位側にシフトし、帯電したトナーとの電位差が拡大され、低帯電トナーの現像ロール２１への保持力が低減されることになる。
【００８５】
一方、非通紙動作実行指示部１１６では、画像形成動作実行制御部１２２へ非通紙の状態で、画像形成動作を行うように指示を出す。
【００８６】
これにより、現像バイアスの交流成分のデューティが６０％の状態で、かつ非通紙の状態で、画像形成動作が行われ、現像器２０内、及び現像ロール２１上の低帯電トナーが感光体ドラム１４、一次中間転写ドラム２２、２４及び二次中間転写ドラム２６を経て、最終転写ロール２８へ次々の転写することになる。
【００８７】
以下に、第１の実施の形態の作用を説明する。
【００８８】
画像形成部８０の各感光体ドラム１４の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成（印字）プロセスが次のように行われる。
【００８９】
まず、各感光体ドラム１４は所定の回転速度（例えば９５ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動される。
【００９０】
そして、感光体ドラム１４の表面は、図１に示すように、帯電装置１６に所定の帯電レベル（例えば、約−４５０Ｖ）の現像バイアス電圧を印加することによって、所定レベルに一様に帯電される。なお、第１の実施の形態では、現像バイアスは、直流電圧のみならず、交流成分を直流成分に重畳するように構成されている。
【００９１】
次に、一様な表面電位とされた各感光体ドラム１４の表面に、レーザ光学ユニット６０によって各色に対応したレーザ光１８が照射され、各色毎の画像情報に応じた静電潜像が形成される。これにより、感光体ドラム１４のレーザ光による露光部位の表面電位は所定レベル（例えば、−１００程度）にまで除電される。
【００９２】
そして、各感光体ドラム１４の表面に形成された静電潜像は対応する現像装置２０によって現像され、各感光体ドラム１４上に各色のトナー像として可視化される。
【００９３】
次に、各感光体ドラム１４上に形成された各色のトナー像は、対応する一次中間転写ドラム２２、２４上に静電的に一次転写される。ここで、感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍに形成されたＹ色及びＭ色のトナー像は一次中間転写ドラム２２に、感光体ドラム１４Ｃ、１４Ｋに形成されたＣ色及びＫ色のトナー像は一次中間転写ドラム２４上に、各々転写される。
【００９４】
この後、一次中間転写ドラム２２、２４上に形成されたトナー像は、二次中間転写ドラム２６上に静電的に二次転写される。これにより、二次中間転写ドラム２６上には、単色像からＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の四重色像までのトナー像が形成されることになる。
【００９５】
最後に、二次中間転写ドラム２６上に形成されたトナー像は、最終転写ロール２８によって用紙搬送路３０を通る用紙に三次転写される。当該用紙は、不図示の紙送り工程を経て用紙搬送ロール３２を通過し、二次中間転写ドラム２６と最終転写ロール２８とのニップ部に送り込まれる。この三次転写の後、用紙上に形成されたトナー像は、定着ユニット３４によって加熱定着され、画像形成プロセスが終了する。
【００９６】
ここで、従来、特に高温、高湿の環境下において、低帯電トナーが発生し、転写不良を起こすことがあり、これに起因してカブリ、リトランスファー、転写ゴーストといった画像欠陥が発生していた。これを解消するために、感光体ドラム１４の周面にクリーニングブレードを直接接触させ、トナーを掻き取るようにしてたが、感光体ドラム１４の経時的な摩耗を促進するという不具合があった。
【００９７】
そこで、第１の実施の形態では、電源投入時に高温、高湿であった場合に、現像器２０内及び現像ロール２１に付着している低帯電トナーを回収するべく、現像バイアスの交流成分を調整し、低帯電トナーを確実に現像ロール２１から感光体ドラム１４、一次転写ドラム２２、２４及び二次転写ドラム２６を介して、次々と最終転写ロール２８へ転写させ、クリーニングブレード５０Ａによって掻き取り、クリーニング装置５０へ回収する。
【００９８】
すなわち、感光ドラム１４の周面にはなんら直接接触する部材が存在せず、クリーニングによる感光体ドラム１４の周面の摩耗を回避することができる。
【００９９】
以下、図６のフローチャートに従い、トナー回収制御の手順を説明する。
【０１００】
ステップ１５０では、電源がオフからオンに切り替わったか否かが判断される。これは、基本的に前日に稼働停止して、翌日稼働を開始するときを検出するものである。
【０１０１】
ステップ１５０で肯定判定されると、ステップ１５２へ移行して、温度センサ１０２により環境温度を検出し、次いでステップ１５４で湿度センサ１０４により環境湿度を検出する。
【０１０２】
なお、温度センサ１０２及び湿度センサ１０４は、特に設置場所に限定はないが、装置内の現像器２０の周辺であることが好ましい。
【０１０３】
次のステップ１５６では、トナー回収動作実施／不実施判別テーブルを読出し、ステップ１５８において、現在の温度、湿度においてトナー回収動作が必要が否かが判断される（表１参照）。
【０１０４】
ステップ１５８において否定判定された場合には、現在の温度、湿度では、低帯電トナー量は少なく、トナー回収の必要はないと判断し、このルーチンは終了する。
【０１０５】
また、ステップ１５８で肯定判定された場合には、現像の温度、湿度において、低帯電トナー量が増加しており、トナー回収が必要であると判断し、ステップ１６０へ移行する。
【０１０６】
ステップ１６０では、トナー回収用のデューティを読出し、次いでステップ１６２へ移行して、現像バイアスの交流成分を、通常のデューティ（５０％）からトナー回収用のデューティ（６０％）に設定する。
【０１０７】
次のステップ１６４では、非通紙動作の実行を開始する。これにより、現像器２０内及び現像ロール２１に付着している低帯電トナーは、感光体ドラム１４へ確実に転写し、次いで、一次中間転写ドラム２２、２４及び二次中間転写ドラム２６へも確実に転写する。
【０１０８】
このように転写した低帯電トナーは、最終的に通常は用紙を介して二次中間転写ドラム２６と対峙している最終転写ロール２８へと転写する。
【０１０９】
次のステップ１６６では、最終転写ロール２８に至った低帯電トナーをクリーニングブレード５０Ａによって掻き取り、クリーニング装置５０へ回収する。
【０１１０】
次のステップ１６８では、所定時間経過したか否かが判断され、肯定判定されると、ステップ１７０へ移行して、非通紙動作を終了し、ステップ１７２へ移行する。
【０１１１】
ステップ１７２では、現像バイアスの交流成分のデューティを通常のデューティ（５０％）に戻し、このルーチンは終了する。
【０１１２】
以上説明したように、第１の実施の形態では、感光体ドラム１４の周面に直接クリーングブレード等を接触して配置し、トナーを掻き取ることなく、高温、高湿の環境によって低帯電化されたトナーに対して、現像バイアスの交流成分のデューティを変更することで、確実に現像ロール２１から感光体ドラム１４へ転写させるための低帯電トナーとの電位差を確保した。これにより、積極的に掻き取るようなクリーニング方式を採用せずに、低帯電トナーを最終転写ロール２８まで次々の転写させることができる。最終転写ロール２８には、クリーニングブレード５０Ａを設けているが、この部分でのクリーニングは、画質に直接影響を与えることがないため、カブリ等の画質低下を防止し、かつ感光体ドラムの寿命を伸ばすことができる。
【０１１３】
（第２の実施の形態）
以下に本発明（第１の発明）の第２の実施の形態について説明する。なお、上記第１の実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付してその構成の説明を省略する。
【０１１４】
図７に示される如く、第２の実施の形態の特徴は、前記第１の実施の形態が、現像バイアスの交流成分のデューティを調整したのに対し、当該交流成分のピークトウピークを調整したことにある。
【０１１５】
図７は、第２の実施の形態に係るピークトウピークを調整するための機能ブロック図であり、前記図５との変更点は、現像バイアス交流成分調整量読出部１１４にトナー回収用ピークトウピークデータメモリ１２４が接続されている点である。
【０１１６】
すなわち、トナー回収動作の実施が決定すると、現像バイアス交流成分調整量読出部１１４では、トナー回収用ピークトウピークデータメモリ１２４から、予め設定しておいたピークトウピークを読出し、現像バイアスコントローラ１２０へ送出する。
【０１１７】
これにより、現像バイアスコントローラ１２０では、現像バイアスの交流成分のピークトウピークが調整される。
【０１１８】
この第２の実施の形態では、トナー回収時において、通常の現像バイアスの交流成分のピークトウピークよりも大きなピークトウピークとしている。
【０１１９】
すなわち、本第２の実施の形態では、図８に示される如く、トナー回収時では、通常の現像バイアスの交流成分のピークトウピーク（図８の細線Ｃ参照）よりもピークトウピークが大きくなっており（図８の太線Ｄ参照）、このピークトウピーク（振幅）の増大によって、現像ロール２１から低帯電トナーを感光体ドラム１４へ転写させる勢いが増すことになる。
【０１２０】
この第２の実施の形態における、最大の特徴は、現像バイアスの直流成分が変位せず、−３７０Ｖで維持されることにあり、この現像バイアスの直流成分が維持されることで、他への影響（例えば、感光体ドラム１４の表面電位との差等）が全くない。また、現像バイアスの交流成分の周波数も維持できるため、ノイズの発生等にも変化が起きることがない。
【０１２１】
図９には、本第２の実施の形態に係るトナー回収制御の手順を示すフローチャートが示されている。
【０１２２】
図９のフローチャートとの変更点は、ステップ１５８においてトナー回収を実施するか否かの判定が肯定判定された場合に、ステップ２６０においてトナー回収用ピークトウピークを読み出すこと、次のステップ２６２において、現像バイアス交流成分を前記読出したトナー回収用ピークトウピークに設定すること、並びにステップ１７０で非通紙動作終了した後、ステップ２７２において、回収終了後に、現像バイアスの交流成分を通常ピークトウピークに設定すること、である。その他の制御については、図６と変わらないため、同一のステップ番号を付して、説明を省略する。
【０１２３】
（第３の実施の形態）
以下に本発明（第２の発明）の第３の実施の形態について説明する。なお、この第３の実施の形態において、前記第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同一構成部分については同一の符号を付して、その構成の説明を省略する。
【０１２４】
この第３の実施の形態の特徴は、現像バイアスの直流成分を増減し、前記第１の実施の形態及び第２の形態の回収対象であった低帯電トナーはもちろん、逆極性帯電トナーの回収も可能としている。
【０１２５】
前述したように、現像バイアスの直流成分の電圧ＤＢは、図３に示される如く、−３７０Ｖである。
【０１２６】
これを基準として、図１０に示される如く、感光体ドラム１４の表面電位ＶＨとの差をクリーニングバイアスＶcln（｜ＶＨ−ＤＢ｜）として適用すると、画像形成時現像バイアスの電位差（８０Ｖ）を境界として、電位差が小さくなれば、より低帯電トナーとの電位差が拡がり、現像ロール２１への保持力が低減し、感光体ドラム１４への転写が容易となる。
【０１２７】
一方、前記画像形成時現像バイアスの電位差（８０Ｖ）を境界として、電位差が多くなれば、逆極性帯電トナーとの電位差が拡がり、現像ロール２１から感光体ドラム１４への転写が可能となる。
【０１２８】
従って、この現像バイアスの直流線分のシフトを、感光体表面電位側と、相反する方向へ、の２回に分けて実行することで、低帯電トナーと、逆極性帯電トナーの回収が可能となる。
【０１２９】
なお、第１の実施の形態乃至第３の実施の形態では、画像形成部８０として、ＣＭＹＫの各色のトナーを別々の感光体１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋを用いて静電潜像を形成し、一次中間転写ドラム２２、２４及び二次中間転写ドラム２６を介して、用紙３０に重ねて転写し、フルカラー画像を形成するタンデム型を適用したが、単一の感光体ドラム構成の画像形成装置にも適用可能である。また、二色以上のカラープリントが可能な装置であってもよい。
【０１３０】
上記二色以上の画像形成装置の場合、全てのトナーに対して、上記第１実施の形態乃至第３の実施の形態で説明したトナー回収を実行する必要はなく、高温、高湿に対して低帯電化が促進されるトナーに対して実行すればよい。
【０１３１】
また、第１の実施の形態乃至第３の実施の形態では、トナーの形状係数ＳＦ−１の値が１２０以下のものを適用したが、このような真球に近いものほど、効果が顕著に現れるのであって、形状係数ＳＦ−１が１２０を超えるトナーを排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】第１の実施の形態に係る画像形成装置における画像形成部の構成を示す概略図である。
【図２】湿度の違いによるトナーの帯電量の個数分布特性図である。
【図３】現像バイアス特性図である。
【図４】第１の実施の形態に係る現像バイアスの交流成分のデューティの調整状態を示す特性図である。
【図５】第１の実施の形態に係る低帯電トナー回収制御のための機能ブロック図である。
【図６】第１の実施の形態に係る低帯電トナー回収制御の手順を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施の形態に係る低帯電トナー回収制御のための機能ブロック図である。
【図８】第２の実施の形態に係る現像バイアスの交流成分のピークトウピークの調整状態を示す特性図である。
【図９】第２の実施の形態に係る低帯電トナー回収制御の手順を示すフローチャートである。
【図１０】第３の実施の形態に係るクリーニングバイアス−トナー排出量特性図である。
【符号の説明】
【０１３３】
１２    画像形成ユニット（画像形成装置）
１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ    レーザ光
２０    現像器（現像手段）
２２、２４    一次中間転写ドラム（中間転写体）
２６    二次中間転写ドラム（中間転写体）
３０    用紙
３４    定着ユニット
３６    加熱源
３８Ａ    加熱ローラ
３８Ｂ    圧着ローラ
５０    クリーニング装置（回収手段）
５０Ａ    クリーニングブレード（回収手段）
６０    レーザ光学ユニット（露光手段）
８０    画像形成部（画像形成装置）
１００    環境温度・湿度判別部
１０２    温度センサ
１０４    湿度センサ（検出手段）
１０６    トナー回収動作実施判定テーブルメモリ
１０８    電源状態判別部
１１０    メイン電源ライン
１１２    トナー回収動作指示部（保持力低減手段）
１１４    現像バイアス交流成分調整量読出部（保持力低減手段）
１１６    非通紙動作実行指示部（非通紙動作実行手段）
１１８    トナー回収用デューティメモリ
１２０    現像バイアスコントローラ
１２２    画像形成動作実行制御部（非通紙動作実行手段）
【図１】
2005037643.tif 000004
【図２】
2005037643.tif 000005
【図３】
2005037643.tif 000006
【図４】
2005037643.tif 000007
【図５】
2005037643.tif 000008
【図６】
2005037643.tif 000009
【図７】
2005037643.tif 000010
【図８】
2005037643.tif 000011
【図９】
2005037643.tif 000012
【図１０】
2005037643.tif 000013