(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像にトナーを付与してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
前記被転写体への転写後に前記像担持体上に残留した残留トナーを一時的に保持するとともに、前記現像手段の交換時期にその残留トナーを排出するトナー保持手段を有し、
前記現像手段が前記トナー保持手段から排出された残留トナーを回収することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載する画像形成装置において、
前記トナー保持手段は、回転ブラシであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像にトナーを付与してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
前記現像手段のトナーエンプティを検知するトナーエンプティ検知手段と、
前記被転写体への転写後に前記像担持体上に残留した残留トナーを一時的に保持するとともに、前記トナーエンプティ検知手段がトナーエンプティを検知したときにその残留トナーを排出するトナー保持手段とを有し、
前記現像手段が前記トナー保持手段から排出された残留トナーを回収することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像にトナーを付与してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
前記現像装置の交換時期到来による画質劣化を検知する画質劣化検知手段と、
前記被転写体への転写後に前記像担持体上に残留した残留トナーを一時的に保持すると
ともに、前記画質劣化検知手段が画質劣化を検知したときにその残留トナーを排出するトナー保持手段とを有し、
前記現像手段が前記トナー保持手段から排出された残留トナーを回収することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像にトナーを付与してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
前記被転写体への転写後に前記像担持体上に残留した残留トナーを一時的に保持するとともに、その残留トナーを排出するトナー保持手段と、
ユーザ入力によりトナー排出指令を発する指令手段とを有し、
前記トナー排出指令が発せられたときに、前記トナー保持手段に保持されている前記残留トナーが排出され、前記現像手段が前記トナー保持手段から排出された残留トナーを回収することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までに記載するいずれか１つの画像形成装置を連続的に並列配置したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機やプリンタ等に用いられる画像形成装置に関する。さらに詳細には、高画質を維持しつつコンパクト化、低コスト化、およびメンテナンスの簡略化が図られた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置には、コンパクト化およびメンテナンスの簡略化の観点からクリーナレス構成とし、転写後の像担持体上に残留したトナーを回収して、そのトナーを現像手段に戻すというものがある。この種の画像形成装置の一例として、特開平５−２１０３００号公報に記載されたものがある。この画像形成装置は、図７に示すように、感光体ドラム（像担持体）１０１を中心として、その周りに感光体ドラム１０１の表面を一様に帯電させる帯電チャージャ１０２と、帯電された感光体ドラム１０１上に静電潜像を形成する潜像形成装置（静電潜像形成手段）１０３と、この静電潜像を現像してトナー像とする現像ローラ（現像装置）１０４と、トナー像を被転写体Ｐに転写する転写チャージャ（転写手段）１０５等とを有するものである。
【０００３】
そして、画像形成装置では、静電潜像が感光体ドラム１０１上に形成され、この静電潜像が現像装置１０４により現像されてトナー像とされた後、そのトナー像が転写チャージャ１０５により被転写体Ｐに転写される。その後、トナー像が転写された被転写体Ｐは、定着装置によってトナーが定着させられて所要の画像が複写・記録される。一方、転写後に感光体ドラム１０１上に残留した残留トナーは、静電気力によって現像ローラ１０４に回収されるようになっている。すなわち、帯電位置、露光位置を通過した後に、現像位置において現像ローラ１０４により回収されるのである。また、クリーニングローラを転写チャージャ１０５と帯電チャージャ１０２との間に設けて、残留トナーを平滑化させる場合もある。このように残留トナーを平滑化させるのは、露光位置において残留トナーによる露光不良の発生を抑制するためである。
【０００４】
また、特開平４−３７１９７５号公報に記載されているように、クリーニングローラの代わりに転写チャージャと帯電チャージャとの間に撹乱ブラシを設けて、この撹乱ブラシにより残留トナーを散らして平滑化した後に現像装置で回収するものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の画像形成装置では、画質が低下するという問題があった。すなわち、転写後に感光体ドラム１０１上に残留した残留トナーはすべて現像ローラ１０４に回収されるので、トナーの割れや劣化により転写しにくくなったトナーも現像に再利用される。このため、耐久印刷によるトナーの固着や感光体ドラム１０１および現像ローラ１０４の汚染が発生してしまい、画質が低下するのである。また、露光位置において残留トナーが存在しているため、露光不良によるメモリ画像が発生するおそれもあった。さらに、このような画像形成装置をカラー画像形成装置に適用すると、各成分色を重ね合わせるときに混色した残留トナーが現像装置に戻され、その混色したトナーが現像に再利用されるという問題があった。なお、特開平４−３７１９７５号公報に記載されているものにも同様の問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、高画質を維持しつつコンパクト化、低コスト化、およびメンテナンスの簡略化を図ることができる画像形成装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために請求項１の発明によれば、像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像にトナーを付与してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、前記被転写体への転写後に前記像担持体上に残留した残留トナーを一時的に保持するとともに、前記現像手段の交換時期にその残留トナーを排出するトナー保持手段を有し、前記現像手段が前記トナー保持手段から排出された残留トナーを回収することを特徴とする。
【０００８】
この画像形成装置では、静電潜像形成手段により像担持体上に静電潜像が形成され、この静電潜像は現像手段により現像されてトナー像とされる。そして、このトナー像が転写手段により被転写体に転写される。なお、被転写体には複写用紙のみならず転写ベルトのような中間転写体等も含まれる。その後、被転写体に転写されたトナー像が、定着されることにより所要の画像が複写・記録される。ここで、トナー像が被転写体に転写された後の像担持体上には、転写されなかったトナーが残留している。この残留トナーは、次回の画像形成、すなわち帯電や露光が行われる前にトナー保持手段により回収される。そして、トナー保持手段により回収された残留トナーは現像手段の交換時期に排出される。そして、トナー保持手段から排出された残留トナーは現像手段で回収される。残留トナーは現像手段の交換時期に排出されるので、現像手段で残留トナーを回収しても、トナーの割れや劣化により転写しにくくなった残留トナーは現像に再利用されない。
【０００９】
このように、転写後に像担持体上に残留する残留トナーを回収し、現像手段の交換時期にその残留トナーを排出するトナー保持手段を設けたことにより、クリーナレスの構成としても、残留トナーの適切な処理が行われるから、残留トナーが画像形成時に像担持体上の露光位置に存在することがなく、メモリー画像や網点画像のザラツキ等の画像ノイズの発生が防止され高画質が維持される。さらに、クリーナレス構成であるからコンパクト化および低コスト化が図られている。また、現像手段でトナー保持手段から排出された残留トナーを回収するので、現像手段の交換とともに残留トナーの処理が行えるので、メンテナンスの簡略化が図られることになる。
【００１０】
また請求項２の発明によれば、請求項１に記載する画像形成装置において、前記トナー保持手段は、回転ブラシであることを特徴とする。
【００１１】
この画像形成装置では、像担持体上に形成されたトナー像が被転写体に転写された後に、転写されずに像担持体上に残留したトナーは、次の画像形成が行われる前、すなわち帯
電、露光が実行される前にトナー保持手段に回収される。ここで、トナー保持手段として回転ブラシを用いることにより、同じ直径のローラ等よりも表面積が大きくなるので、同じ占有体積であれば回転ブラシの方がより多くの残留トナーを保持することができる。すなわち、トナーの保持能力が大きくなることから、トナー保持手段からの残留トナーの排出サイクルを長くすることが可能となって、メンテナンスの簡略化が図られている。
【００１２】
また請求項３の発明によれば、像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像にトナーを付与してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、前記現像手段のトナーエンプティを検知するトナーエンプティ検知手段と、前記被転写体への転写後に前記像担持体上に残留した残留トナーを一時的に保持するとともに、前記トナーエンプティ検知手段がトナーエンプティを検知したときにその残留トナーを排出するトナー保持手段とを有し、前記現像手段が前記トナー保持手段から排出された残留トナーを回収することを特徴とする。
【００１３】
この画像形成装置では、トナーエンプティ検知手段によって現像手段内のトナーの状態が確認されており、現像手段内のトナーがなくなるとトナーエンプティが検知される。次いで、このトナーエンプティ検知手段の検知信号がトナー保持手段に伝達されると、トナー保持手段から保持されている残留トナーが像担持体上に排出される。そして、像担持体上に排出された残留トナーは現像手段に回収される。すなわち、現像手段の交換時期（トナーエンプティ）までトナー保持手段にて残留トナーは保持されており、現像手段の交換時期になったときに排出されるのである。これにより、トナーの割れや劣化により転写しにくくなった残留トナーは現像に再利用されなくなる。従って、トナーの固着や像担持体等の汚染が抑制されるため、高画質が維持される。
【００１４】
また請求項４の発明によれば、像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像にトナーを付与してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、前記現像装置の交換時期到来による画質劣化を検知する画質劣化検知手段と、前記被転写体への転写後に前記像担持体上に残留した残留トナーを一時的に保持するとともに、前記画質劣化検知手段が画質劣化を検知したときにその残留トナーを排出するトナー保持手段とを有し、前記現像手段が前記トナー保持手段から排出された残留トナーを回収することを特徴とする。
【００１５】
この画像形成装置では、画質劣化検知手段によって出力画像の画質レベルが確認されており、画質レベルが一定基準を下回ると画質が劣化したと判定される。この画質劣化が検知されると、検知信号がトナー保持手段へ伝達されてトナー保持手段から保持されている残留トナーが像担持体上に排出される。そして、像担持体上に排出された残留トナーは現像手段に回収される。すなわち、出力画像の画質劣化を検知した時を現像手段の交換時期であるとみなし、このときにトナー保持手段に保持されている残留トナーを排出するのである。
【００１６】
これにより、現像手段で残留トナーを回収しても、トナーの割れや劣化により転写しにくくなった残留トナーは現像に再利用されなくなる。従って、トナーの固着や像担持体等の汚染が抑制されるため、高画質が維持される。また、現像手段で残留トナーを回収するので、現像手段の交換とともに残留トナーの処理が行えるので、メンテナンスの簡略化が図られることになる。
【００１７】
また請求項５の発明によれば、  像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像にトナーを付与してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、前記被転写体への転写後に前記像担持体上に残留した残留トナーを一時的に保持するとともに、その残留トナーを排出するトナー保持手段と、ユーザ入力によりトナー排出指令を発する指令手段とを有し、前記トナー排出指令が発せられたときに、前記トナー保持手段に保持されている前記残留トナーが排出され、前記現像手段が前記トナー保持手段から排出された残留トナーを回収することを特徴とする。
【００１８】
この画像形成装置では、ユーザ自身により出力画像の画質劣化が判断される。そして、ユーザにより画質が劣化したと判断されると、ユーザ入力が行われる。そうすると、このユーザ入力により指令手段からトナー排出手段が発せれ、トナー保持手段から保持されている残留トナーが像担持体上に排出される。その後、像担持体上に排出された残留トナーは回収手段に回収される。すなわち、ユーザにより出力画像の画質が劣化したと判断された時を、現像手段の交換時期であるとみなし、このときにトナー保持手段に保持されている残留トナーを排出するのである。
【００１９】
これにより、回収手段として現像手段を用いた場合でも、トナーの割れや劣化により転写しにくくなった残留トナーは現像に再利用されなくなる。従って、トナーの固着や像担持体等の汚染が抑制されるため、高画質が維持される。また、回収手段として現像手段を用いれば、現像手段の交換とともに残留トナーの処理が行えるので、メンテナンスの簡略化が図られることになる。
【００２０】
また請求項６の発明によれば、請求項１から請求項５までに記載するいずれか１つの画像形成装置を連続的に並列配置したことを特徴とする。
【００２１】
請求項６の発明では、まず最初の画像形成装置において、静電潜像形成手段により像担持体上に静電潜像が形成され、この静電潜像は現像手段により現像されてトナー像とされる。そして、このトナー像が被転写体に転写される。次いで、隣接する他の画像形成装置においてもトナー像が形成された後、そのトナー像が積層的に被転写体上に重ねて転写される。以下順次同様な過程が繰り返されることにより被転写体上に所要のトナー像が形成される。そして被転写体に転写されたトナー像が定着されて所要のカラー画像が複写・記録される。なお、被転写体として、転写ベルト等の中間転写体を用いる場合には、まず中間転写体上に積層的にトナー像が形成され、次いで複写用紙等に転写された後に、定着されて所要のカラー画像が複写・記録される。
【００２２】
ここで、各画像形成装置において、トナー像が被転写体に転写された後の像担持体上には、転写されなかったトナーが残留している。そしてこの残留トナーは、次回の画像形成が行われる前にトナー保持手段により回収され、所定のタイミングにて排出される。このようにクリーナレス構成としても、残留トナーの適切な処理が行われるから、排出後の残留トナーが画像形成時に像担持体上の露光位置および現像位置に存在することがなく、メモリー画像や網点画像のザラツキ等の画質劣化およびトナーの混色が防止され高画質が維持される。さらにクリーナレス構成であるから、装置のコンパクト化および低コスト化も図られている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置を具体化した実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態は、電子写真方式の複写機に使用されている画像形成装置である。
【００２４】
まず、第１の実施の形態について説明する。第１の実施の形態に係る画像形成装置は、図１に示すように、潜像および顕像を担持する感光体ドラム３を中心として構成されている。そして、感光体ドラム３の周囲には、感光体ドラム３の表面を一様に帯電させる帯電ブラシ４と、感光体ドラム３上に画像情報に応じて所要の静電潜像を形成するレーザヘッド７と、静電潜像に対してトナーを付与してトナー像を形成する現像器２と、トナー像を複写用紙Ｐに転写する転写ローラ６と、転写後に感光体ドラム３上に残留したトナーを一時的に保持する保持ブラシ５等とが配置されている。
【００２５】
現像器２内には、非磁性１成分球形トナー（平均粒径８μｍ）が内蔵されており、規制ブレードにより現像ローラ２ａ上にトナー薄層が形成されるようになっている。また現像器２には、トナーの状態（量）を確認するためのセンサ８が設けられ、トナーエンプティを検知できるようになっている。そして、センサ８からの出力信号は制御回路９に入力され、制御回路９により保持ブラシ５に印加される電圧（Ｖ１とＶ２）が切り換えられるようになっている。
【００２６】
続いて、上記のように構成された画像形成装置の動作について説明する。まず感光体ドラム３は、帯電ブラシ４により表面を一様に帯電させられる。次いで、スキャナ等により読み取られた画像データに基づいて、レーザヘッド７からレーザ光が変調発光される。かかる露光により、感光体ドラム３上に静電潜像が形成され、この静電潜像は、現像器２において現像ローラ２ａ上のトナー薄層により現像されてトナー像とされる。そしてこのトナー像は、感光体ドラム３と転写ローラ６との対向部において、転写ローラ６により複写用紙Ｐ上に転写される。その後、トナー像が転写された複写用紙Ｐは定着部へ搬送され、ここで加熱されてトナー像が溶融されるとともに、複写用紙Ｐ上に定着される。
【００２７】
一方、複写用紙Ｐへの転写後に感光体ドラム３上に残留した残留トナーは、次回の画像形成のためのレーザヘッド７による露光が行われる前に、保持ブラシ５に回収され、そして保持される。これにより、残留トナーが画像形成時に感光体ドラム３上の露光位置に存在することがないので、メモリー画像や網点画像のザラツキ等の画像ノイズの発生が防止され高画質が維持される。
【００２８】
ここで、クリーナレス化された画像形成装置における感光体ドラム３上の残留トナーの回収についてより詳細に説明する。まず、帯電ブラシ４に−１２００Ｖを印加して感光体ドラム３の表面を約−７００Ｖに帯電させる。この際、転写後に感光体ドラム３上に残留した残留トナーも同じように帯電させられる。従って、保持ブラシ５に回収用電圧Ｖ１として−３００Ｖ程度を印加することにより残留トナーはすべて保持ブラシ５に回収される。このため感光体ドラム３上の露光位置には、トナーが一切存在せずメモリー画像や網点画像のザラツキ等の画質劣化が発生しないのである。このようにして形成された静電潜像は、現像器２により現像が行われる。すなわち現像ローラ２ａに、−３００Ｖの現像バイアスが印加され、これにより現像ローラ２ａ上に形成されたトナー薄層が現像領域で静電潜像に付与され、感光体ドラム３上の静電潜像が現像されてトナー像が形成されるのである。
【００２９】
そして、このトナー像は転写ローラ６との対向部で、複写用紙Ｐに転写されるが、本実施の形態では球形トナーを使用しているので、ほぼ１００％の転写効率を得ることができる。このため、転写後に感光体ドラム３上に残留する残留トナーを最小限に抑えることが可能となる。これにより、保持ブラシ５を小型化することができ、装置全体としてもコンパクト化が図られる。具体的には、現像器寿命を３５００枚と想定して、保持ブラシ５には外径１８ｍｍで植毛密度１０万本／inch2 のものを用いている。これで画像劣化の確認試験を行ったが、現像器３が寿命を迎えるまで画像の劣化は確認されなかった。
【００３０】
次に、保持ブラシ５に回収された残留トナーの最終処分についてより詳細に説明する。保持ブラシ５に回収された残留トナーは、後述するように現像器２のトナーエンプティが検知された時に、保持ブラシ５から感光体ドラム３上へ排出され、最終的には現像器２に回収される。従って、現像器２を交換するときに残留トナーが処理されることになる。そこで、この残留トナーの最終処理に関する制御について、図２のフローチャートを参照しながら説明していく。
【００３１】
（ステップ（以下、単に「Ｓ」と記す）１）
Ｓ１においては、上記のようなプリント動作が行われつつ、センサ８にて現像器２内のトナーの状態が確認されている。本実施の形態では、以下に示すようにトナーエンプティの検出レベルを２水準設定し、トナーの減少に伴い最初に検出されるレベルを第１エンプティ、次に検出されるレベルを第２エンプティとした。ユーザにあらかじめトナーエンプティの予告を行うためである。ここで、第１トナーエンプティとは、画像形成においては何ら問題はないが、もうすぐ現像器が必要になることをユーザに予告するためのものであり、第２トナーエンプティとは、これ以上画像形成を行うことが困難であるトナーの状態にあることを示すためのものである。もちろん、センサ８の検出レベルを１水準（第２トナーエンプティのみ）とすることもできる。
【００３２】
（Ｓ２〜Ｓ４）
Ｓ２とＳ３では、トナーエンプティか否かの判定が行われる。まず、Ｓ２にて第１エンプティか否かの判定が行われ、第１エンプティが検出されたとき（Ｓ２：Ｙｅｓ）には、Ｓ３へ進む。一方、第１エンプティが検出されないとき（Ｓ２：Ｎｏ）には、Ｓ１へ戻り引き続き画像形成が行われる。そして、第１エンプティが検出されてＳ３に進むと、Ｓ３では第２エンプティか否かの判定が行われる。ここで、第２エンプティが検出されたとき（Ｓ３：Ｙｅｓ）には、Ｓ５へと進み残留トナーの最終処理が開始される。一方、第２エンプティが検出されないとき（Ｓ３：Ｎｏ）には、まだ画像形成を行えるトナー状態にあるから、Ｓ４へ進みトナーエンプティ予告表示をした後に、Ｓ１に戻り引き続き画像形成が行われる。これにより、ユーザはトナーエンプティが近いことを知ることができる。
【００３３】
（Ｓ５〜Ｓ８）
Ｓ３にて第２エンプティが検出されると、これ以上画像形成を行うことができないトナー状態にあるから、Ｓ５においてトナーエンプティである旨の表示が行われ、Ｓ６においては制御回路９により保持ブラシ５への印加電圧が回収用電圧Ｖ１から排出用電圧Ｖ２へと切り換えられる。本実施の形態では、感光体ドラム３上の残留トナーは、保持ブラシ５との対向部において−７００Ｖ程度に帯電させられているから、保持ブラシ５への印加電圧として、回収用電圧Ｖ１＝−３００Ｖに対して排出用電圧Ｖ２＝１１００Ｖと設定している。そして、保持ブラシ５に排出用電圧Ｖ２が印加されると、保持ブラシ５に保持されている残留トナーが感光体ドラム３上に排出される。続いてＳ７においては、感光体ドラム３上に排出された残留トナーが、感光体ドラム３の回転にしたがって現像器２との対向部へと搬送され、ここで現像器２に回収される。次いでＳ８においては、残留トナーの回収が終了すると、現像器２を交換すべき旨をユーザに知らせるための表示が行われる。そして、この現像器交換表示を見たユーザにより、現像器３の交換が行われるとともに残留トナーが処理される。そして、現像器の交換が完了すると、画像形成装置は初期状態に復帰して再び画像形成が可能となる。
【００３４】
このように保持ブラシ５に一時的に保持されている残留トナーの処理を行うことにより、トナーの割れや劣化により転写しにくくなった残留トナーは、トナーエンプティとなった現像器２に回収され、現像器２の交換とともに処理される。すなわち、残留トナーが現像に再利用されることがないので、トナーの固着や像担持体等の汚染が防止される。従って、高画質が維持されるとともにメンテナンスの簡略化が図られることになる。
【００３５】
以上、詳細に説明したように本実施の形態に係る画像形成装置によれば、転写後に感光体ドラム３上に残留した残留トナーを一時的に保持する保持ブラシ５を設け、現像器２の交換時期に保持ブラシ５からその残留トナーを排出し、現像器２で回収するようにしたことにより、トナーの割れや劣化により転写しにくくなった残留トナーは、現像に再利用されることなく現像器２に回収され、現像器２の交換とともに処理される。従って、高画質が維持されるとともにメンテナンスの簡略化が図られる。また、クリーナレス構成となっているので、装置のコンパクト化および低コスト化も図られている。
【００３６】
なお、本実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能である。例えば上記第１の実施の形態では、トナー保持手段として保持ブラシ５を用いているが、この代わりに、ファイバーブラシ、磁気ブラシ、フィルム、ブレード等を用いることも可能である。また、トナー保持手段にバッファを付設して保持能力を高めることにより、粉砕トナーのように転写効率が低いトナーや長寿命の現像器を使用する場合にも対応することができる。
【００３７】
また、保持ブラシ５の配置位置としては、帯電ブラシ４に対して上流側、下流側のどちら側に配置しても良く、さらに、保持ブラシ５を感光体ドラム３と接触させずに帯電ブラシ４とのみ接触させて配置してもよい。さらにまた、保持ブラシ５に帯電手段としての役割を持たせて、帯電ブラシ４を設けずに更なるコンパクト化および低コスト化を図ることも可能である。一方、帯電手段として帯電ブラシ４の代わりに、フィルム、ブレード、ローラ等を用いることも可能である。なお、保持ブラシ５の外径や印加電圧等の数値は単なる例示であり、これらに限られないことは言うまでもない。
【００３８】
また、トナーは１成分系に限るものではなく、２成分系のものでもよい。２成分系の現像器ではトナーホッパを交換するため、図３に示すように、保持ブラシ５に一時的に保持された残留トナーを感光体ドラム３上に排出せずに、フィードバック手段２１、例えばパイプ中にスパイラル形状の搬送手段を備えたもの等により、現像器２２の上方に設けられているトナーホッパ２０へ搬送するようにすることにより、同様の効果を得ることができる。
【００３９】
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態に係る画像形成装置は、現像器にセンサを設けて現像器の寿命を判定する代わりに、感光体ドラム上に形成される基準トナー像（テストパターン）の濃度により、現像器の寿命を判定するようにしたものである。基準トナー像は１枚分の画像形成ごとに形成してもよいし、所定枚数分の画像形成を行った後に形成するようにしてもよい。すなわち、第２の実施の形態に係る画像形成装置では、図４に示すように、現像器１２と転写ローラ６との間に、感光体ドラム３上の基準トナー像の濃度を測定する反射濃度センサ１８が設けられている。なお、これ以外の構成は第１の実施の形態とほぼ同様である。
【００４０】
かかる画像形成装置でも、感光体ドラム３が帯電ブラシ４により表面を一様に帯電させられた後、レーザヘッド７による露光により、感光体ドラム３上に静電潜像が形成される。次いで、この静電潜像は、現像器１２において現像ローラ１２ａ上のトナー薄層により現像されてトナー像とされる。そしてこのトナー像は、感光体ドラム３と転写ローラ６との対向部において、転写ローラ６により複写用紙Ｐ上に転写される。その後、トナー像が転写された複写用紙Ｐは定着部へ搬送され、ここで加熱されてトナー像が溶融されるとともに、複写用紙Ｐ上に定着される。
【００４１】
一方、複写用紙Ｐへの転写後に感光体ドラム３上に残留した残留トナーは、次回の画像形成のためのレーザヘッド７による露光が行われる前に、保持ブラシ５に回収され、そして保持される。これにより、残留トナーが画像形成時に感光体ドラム３上の露光位置に存在することがないので、メモリー画像や網点画像のザラツキ等の画像ノイズの発生が防止され高画質が維持される。
【００４２】
そして、保持ブラシ５に一時的に保持された残留トナーは、反射濃度センサ１８により測定されている基準トナー像の濃度が基準値を外れたとき、本実施の形態ではベタ画像の反射濃度が１．３を下回ったときに、現像器１２が寿命を迎えたと判定され、その信号が制御回路１９に伝達されて、この制御回路１９により保持ブラシ５への印加電圧が回収用電圧Ｖ１から排出用電圧Ｖ２へと切り換えられる。そうすると、保持ブラシ５から残留トナーが感光体ドラム３上に排出され、その後現像器１２に回収される。現像器１２による残留トナーの回収動作が終了した後に、現像器交換表示によりユーザによって現像器１２の交換が行われる。
【００４３】
このように第２の実施の形態では、反射濃度センサ１８により感光体ドラム３上の基準トナー像の濃度を測定した結果から現像器１２の寿命が検出される。そして、現像器１２の寿命が検出されると、保持ブラシ５に保持されている残留トナーが感光体ドラム３上に排出される。その後、この残留トナーは現像器１２に回収されて、再利用されることなく現像器１２の交換とともに処理される。従って、高画質が維持されるとともにメンテナンスの簡略化が図られる。また、クリーナレス構成となっているので、装置のコンパクト化および低コスト化も図られている。
【００４４】
なお、本実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能である。例えば上記第２の実施の形態では、反射濃度センサ１８を設けて感光体ドラム３上の基準トナー像の濃度を測定することにより、現像器１２の寿命を判定しているが、ユーザが印刷画像のカスレや濃度低下等により現像器の寿命を判断するようにしてもよい。すなわち図５に示すように、ユーザ自身が現像器交換信号を入力できるように入力装置２８を設け、この入力装置２８に現像器交換信号が入力されたら、トナー排出指令が発せられて制御回路２９により保持ブラシ５への印加電圧を回収用電圧Ｖ１から排出用電圧Ｖ２へと切り換えるようにしても、同様の効果を得ることができる。
【００４５】
最後に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態に係る画像形成装置は、図６に示すように、連続的に並列配置された感光体ドラム３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋを中心として構成された、タンデム式のカラー画像形成装置である。そして、感光体ドラム３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの周囲には、感光体ドラム３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの表面を一様に帯電させる帯電ブラシ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、感光体ドラム３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ上に画像情報に応じて所要の静電潜像を形成するレーザヘッド７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋと、静電潜像に対してトナーを付与して現像する現像器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、現像後に感光体ドラム３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに残留したトナーを一時的に保持する保持ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋと、トナー像を複写用紙Ｐに転写するための転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ等とが配置されている。また、各現像器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋには、トナーの状態（量）を確認するためのセンサ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋが設けられ、トナーエンプティを検知できるようになっている。すなわち、各色用の画像形成装置の構成は、第１の実施の形態に係る画像形成装置と同じである。
【００４６】
かかるカラー画像形成装置では、感光体ドラム３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋが、帯電ブラシ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにより表面を一様に帯電させられる。次いで、レーザヘッド７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋにより、それぞれの再現色に対応するレーザ光により露光走査される。かかる露光により、各感光体ドラム３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ上に形成された各再現色に対応する静電潜像は、各再現色のトナーを内蔵する現像器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋによりそれぞれ現像されて各色のトナー像とされる。そしてこれらのトナー像は、転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋにより、複写用紙Ｐ上に順次重ね転写される。その後、トナー像が重ね転写された転写用紙Ｐは定着ローラ１０に搬送されて、ここで加熱されて各色のトナー像が溶融してフルカラー画像にされるとともに、トナーが複写用紙Ｐ上に定着される。
【００４７】
一方、複写用紙Ｐへの転写後に感光体ドラム３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに残留した残留トナーは保持ブラシ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋに一時的に保持される。そして、保持ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋに保持された残留トナーは、第１の実施の形態と同様にして、各センサ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋがトナーエンプティを検出したときに、保持ブラシ５への印加電圧が回収用電圧Ｖ１から排出用電圧Ｖ２へと切り換えられることにより、各感光体ドラム３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ上に排出される。そして、この残留トナーは各現像器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋに回収される。この残留トナーの回収動作が終了した後に、現像器交換表示が行われることにより、ユーザによって交換すべき現像器の交換が行われるとともに、残留トナーの処理も行われる。
【００４８】
このように第３の実施の形態では、転写後に感光体ドラム３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ上に残留した残留トナーを一時的に保持する保持ブラシ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋを設け、現像器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの交換時期に保持ブラシ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋからその残留トナーを排出し、現像器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋで回収するようにしたことにより、トナーの割れや劣化により転写しにくくなった残留トナーは、現像に再利用されることなく現像器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋに回収され、現像器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの交換とともに処理される。従って、混色することがないので高画質が維持されるとともに、メンテナンスの簡略化が図られる。また、各画像形成装置がクリーナレス構成となっているので、コンパクトなカラー画像形成装置を低コストで提供することが可能になる。
【００４９】
なお、本実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能である。例えば上記第３の実施の形態では、各感光体ドラム上のトナー像を直接複写用紙Ｐ上に順次重ねて転写しているが、各感光体ドラム上のトナー像を転写ベルト等の中間転写体に重ねて転写し、中間転写体上の積層トナー像を複写用紙Ｐに転写すようにしてもよい。なお、各画像形成装置の構成や配置順序等は単なる例示であり、これらに限られないことは言うまでもない。
【００５０】
【発明の効果】
以上、説明した通り本発明の画像形成装置によれば、転写後に像担持体上に残留した残留トナーを一時的に保持するトナー保持手段を設け、所定のタイミングにてトナー保持手段からその残留トナーを排出し、これを回収手段で回収するようにしたことにより、クリーナレスの構成としても、残留トナーの適切な処理が行われるから、残留トナーが画像形成時に像担持体上の露光位置に存在することがなく、メモリー画像や網点画像のザラツキ等の画像ノイズの発生が防止され高画質が維持される。さらに、クリーナレス構成であるからコンパクト化および低コスト化が図られている。
【００５１】
特に、現像手段の寿命を検出したときに、トナー保持手段から残留トナーを排出して、これを現像手段で回収することにより、残留トナーは再利用されることなく現像手段の交換とともに処理される。従って、高画質が維持されるとともにメンテナンスの簡略化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示した図である。
【図２】  図１の画像形成装置における残留トナーの処理に関するフローチャートである。
【図３】  第１の実施の形態の変形例である。
【図４】  第２の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示した図である。
【図５】  第２の実施の形態の変形例である。
【図６】  第３の実施の形態に係るカラー画像形成装置の概略構成を示した図である。
【図７】  従来の画像形成装置の概略構成を示した図である。
【符号の説明】
２，１２        現像器
２ａ，１２ａ    現像ローラ
３              感光体ドラム
４              帯電ブラシ
５              保持ブラシ
６              転写ローラ
７              レーザヘッド
８              センサ
９              制御回路
Ｐ              複写用紙
【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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