JP2001356570A

JP2001356570A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001356570A
Application number: JP2000180010A
Authority: JP
Inventors: Tatsunori Ishiyama; 竜典石山; Hisahiro Saito; 久弘斎藤; Yasuo Yoda; 寧雄依田; Kenichi Iida; 健一飯田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-06-15
Filing date: 2000-06-15
Publication date: 2001-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】注入帯電器２を用いたクリーナレスの４ドラム
方式の画像形成装置において、注入帯電器２内のトナー
混入レベルを検出し、トナー吐き出し制御を変える。こ
れにより装置の稼動時間を短縮し、本体・カートリッジ
の寿命を伸ばす。【解決手段】転写材搬送部材上または被受像部材（中間
転写体）５上の現像剤（トナー）濃度を検出する濃度検
出手段１６を有し、帯電器２内に混入した現像剤を前多
回転時や紙間の非画像形成時に像担持体１上に付着さ
せ、それを更に転写材搬送部材上または被受像部材５上
に転写させ、その転写現像剤の濃度を濃度検出手段によ
って検出させ、その検出値に応じて制御部１５による以
降の帯電器２のバイアス制御を変えること。

Description

【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・静電
記録方式等を用いた画像形成装置に関する。特に、電子
写真感光体・静電記録誘電体等の像担持体、帯電手段、
現像手段等を含めた画像形成ユニットを複数個具備し、
フルカラー画像等を形成する多色画像形成装置に関する
ものである。

【０００２】より詳しくは、像担持体に電圧を印加した
接触帯電部材を当接させて像担持体の表面を帯電する接
触帯電手段を有し、像担持体の帯電面に潜像を形成し、
潜像を現像剤（トナー）で現像して顕微像化する画像形
成ユニットを複数個有し、複数の画像形成ユニットの像
担持体に形成された複数の現像剤像を転写材搬送部材で
搬送される同一の転写材上に順次転写して多色画像を形
成する、あるいは複数の画像形成ユニットの像担持体に
形成された複数の現像剤像を被受像部材上に順次に転写
して多色画像を形成し、被受像部材上に形成された多色
画像を一括して転写材上に転写する画像形成装置の改善
に関する。

【０００３】

【従来の技術】近年、例えば電子写真方式を用いた画像
形成装置等は、小型化・高機能化・カラー化が進められ
ているが、他方では信頼性の向上・ネットワーク化・環
境対応等の要求が高まってきており、それらの要求を満
たすべく様々な画像出力装置が提案されてきている。

【０００４】特にカラー化に関しては、様々なカラーア
プリケーションが出現してきたことで、将来的に使用頻
度が高まっていくと予測されている。またこれはネット
ワーク化という要望とあいまって、今後はより高速な出
力ができるカラー画像形成装置の出現が要望されてい
る。

【０００５】このため、カラー画像出力の高速化のため
の手法として、像担持体（以下、感光体と記す）・帯電
器・現像器等を含めた画像形成ユニットを複数個搭載さ
せ、転写材をベルト状の搬送手段で静電的に吸着・搬送
しながら、各色の画像形成ユニットから順次トナー画像
を重ねて転写していく装置（４ドラム方式／タンデムド
ラム方式）の提案がなされている。

【０００６】また、同様な方法として、転写にベルト状
の搬送手段を使用せず、被受像部材としての中間転写体
上に一度画像を転写してから、再度転写材上に転写する
ことで、メディアに対するフレキシビリティを向上させ
た中間転写体方式の４ドラム方式のカラー画像形成装置
も考案されてきている。

【０００７】しかしながら、この様な装置構成をとる
と、カラー画像の出力速度は速くなるものの、画像形成
ユニットを複数個有するため、1つの感光体に３もしく
は４色（イエロー・マゼンタ・シアン・ブラック）の現
像ユニットを配置して、１色ごとの画像形成を行うこれ
までのカラー画像形成装置に比べ、小型化・低コスト化
という面で不利になっていた。

【０００８】そこで、各色の画像形成ユニットひとつひ
とつの小型化・簡素化を図るために、特開平７−５７４
８号公報や特開平９−９６９９７号公報等に記載されて
いる様な接触電荷注入帯電方式（以降、注入帯電方式と
言う）の採用が有効となる。

【０００９】この技術は、像担持体としての感光体上に
バイアスを印加した導電性の帯電部材（接触帯電部材）
を接触させ、感光体に対してカウンタに回転させ、感光
体表面に形成されている電荷注入層に直接電荷を注入す
る方式である。

【００１０】この注入帯電方式には、接触帯電部材の構
成により、導電性の磁性粒子を直接マグネットあるいは
マグネットを内包するスリーブ上に磁気的に拘束保持さ
せ、磁性粒子によって形成されるブラシを感光体面に直
接接触させて帯電する磁気ブラシ方式や、導電性の繊維
をロール状に形成したファーブラシ方式、導電性のゴム
ローラを用いたゴムローラ方式がある。

【００１１】このとき使用される感光体には、通常の有
機感光体上に導電性微粒子を分散させた表層（以降、電
荷注入層と言う）を有するものや、アモルファスシリコ
ン感光体（非晶質シリコン）等が用いられる。

【００１２】この感光体表面が接触帯電部材に印加した
バイアスのうちの直流成分とほぼ同等の帯電電位に形成
される。

【００１３】この注入帯電方式は、転写後の感光体表面
に転写残トナーがある程度存在しても、接触帯電部材に
よって転写残トナーを散らしつつ感光体表面が帯電で
き、ある程度の転写残トナーを接触帯電部材に付着・回
収できるため、クリーナレスの装置を形成することがで
きる。

【００１４】従って、この注入帯電方式を用いること
で、上述した４ドラムのカラー画像形成装置の各画像形
成ユニットのクリーニングユニットを削減できるように
なる。これにより、ひとつひとつの画像形成ユニットの
大きさを縮小し、装置本体の大きさも小型化することが
できる。また、この帯電方式を用いると、帯電工程に放
電現象を伴わないため、完全なオゾンレスかつ低電力化
が図れるといった利点もある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな注入帯電方式を採用すると、接触帯電部材を像担持
体である感光体に直接接触させるので、接触帯電部材が
感光体上の付着物を拾って汚れやすい。更に、過度に汚
れてくると汚染物質によって帯電むら等が生じ、感光体
を帯電する能力が低下してしまう。特に、接触帯電部材
に転写残トナーが過度に付着・混入してしまうと、トナ
ーの電気的抵抗は比較的高いため接触帯電部材の抵抗が
上昇し、感光体を所望の電位に帯電できなくなり画像不
良が発生してしまう。これは、転写残トナーを除去する
クリーニング装置（クリーナ）を有しないいわゆるクリ
ーナレスシステムの構成では、転写残トナーがそのまま
接触帯電部材に至って付着・混入するため、帯電不良が
顕著に発生する。

【００１６】また、フルカラー画像形成装置の場合、転
写材または被受像部材としての中間転写体上に転写され
た1色目のトナーが２色目以降のトナ一画像を転写材や
中間転写体上に重ねて転写する際に、感光体上に反対に
転写されてしまういわゆる『再転写』現象が発生する。
この再転写が生じると、再転写したトナーは帯電器内に
徐々に蓄積していき、そのうち現像器にも混入してしま
うようになる。現像器内に混入すると、一色目のトナー
と二色目のトナーが混在することになり、現像時には異
なる色のトナーが同時に現像されてしまうため混色が生
じる。混色が生じると画像の色味を制御することが非常
に困難となるため、このようなフルカラー画像形成装置
においては致命的な欠陥となる。

【００１７】このような問題を解決するにあたっては、
．例えば接触帯電部材中に混入した汚染物質を分離し
てクリーニングする手段等を設置するか、．もしくは
非画像形成時に帯電器に混入した汚染物質を帯電器から
感光体へ再度付着させる『トナーの吐き出し』を行うよ
うな手法が必要となる。

【００１８】ここで、前者の手法をとると、クリーニ
ング部材の追加による装置の大型化とコストアップにな
ってしまう。更に、磁気ブラシ方式の帯電器を用いた場
合には、磁性キャリアとトナーを分離する方法が困難で
あるため、装置上への実施には有効ではないと言える。

【００１９】また、後者の手法は、特開平９−２１１
９３８号公報に記載されているように、非画像形成時に
帯電器内に混入・蓄積したトナー及び不純物を電気的作
用によって感光体上に付着させる手法（トナー吐き出
し）であり、４ドラムのカラー画像形成装置には有効で
ある。このトナー吐き出しで帯電器から感光体へ付着さ
れたトナーは、一次転写部で中間転写ベルトや静電転写
搬送ベルト上に転移され、ベルトクリーナにてクリーニ
ングされる。

【００２０】ところが、このようなトナー吐き出しは、
本来注入帯電器内の汚れ具合に応じて実施するべきであ
るが、帯電器内の汚れを検出する手法が困難である。ま
た実施できたとしても、汚れ検出用のセンサを各画像形
成ユニット４つ全てに設ける必要があり、かなりのコス
トアップとなってしまう。

【００２１】一方、帯電器内のトナー蓄積量の如何に関
わらずトナー吐き出しの制御を実施すると、画像形成装
置の電源投入後の前多回転時では本体立ち上げ時間の遅
延、画像形成前の前回転時ではファーストプリントタイ
ムの延びなどが生じる。これではユーザビリティの面で
不利になってしまう。

【００２２】他に、画像形成後の後回転時に実施する
と、装置の使用のほとんとが1枚のみの出力である場
合、トナー吐き出しが各出力毎に頻繁に実施されるため
装置の駆動時間がその分長くなり、感光体・転写ベルト
・定着器・駆動ユニット等の寿命を非常に短命化させる
ことになる。

【００２３】そこで、本発明における目的は、第一に上
述のような画像形成装置について帯電器内のトナーの蓄
積程度、いわゆる帯電性能を低コストで検出することに
有る。また、第二に帯電器内のトナー汚れ具合によっ
て、帯電器のトナー吐き出し制御の有無・実施タイミン
グ・実施時間を適切に設定することにある。このことに
よって、カラー出力の高速性・システムの簡易化を損な
うことなく、帯電器の帯電性能低下による画像欠陥を未
然に防止し、かつプリント時間の長さや各部品の寿命を
できる限り長くできるようにするものである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする画像形成装置である。

【００２５】（１）像担持体に電圧を印加した接触帯電
部材を当接させて像担持体の表面を帯電する接触帯電手
段を有し、像担持体の帯電面に潜像を形成し、潜像を現
像剤で現像して顕像化する画像形成ユニットを複数個有
し、複数の画像形成ユニットの像担持体に形成された複
数の現像剤像を転写材搬送部材で搬送される同一の転写
材上に順次転写して多色画像を形成する、あるいは複数
の画像形ユニットの像担持体に形成された複数の現像剤
像を被受像部材上に順次に転写して多色画像を形成し、
被受像部材上に形成された多色画像を一括して転写材上
に転写する画像形成装置において、前記転写材搬送部材
上または前記被受像部材上の現像剤濃度を検出する濃度
検出手段を有し、前記接触帯電手段内に混入した現像剤
を非画像形成時に像担持体上に付着させ、それを更に転
写材搬送部材上または被受像部材上に転写させ、その転
写現像剤の濃度を前記濃度検出手段によって検出させ、
その検出値に応じて以降の接触帯電手段のバイアス制御
を変えることを特徴とする画像形成装置。

【００２６】（２）前記像担持体は電荷注入帯電性であ
ることを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。

【００２７】（３）前記像担持体は表面に電荷注入層を
有することを特徴とする（１）または（２）に記載の画
像形成装置。

【００２８】（４）前記濃度検出手段は現像剤濃度を光
学的に検出する光学濃度検出素子であることを特徴とす
る（１）から（３）のいずれか一項に記載の画像形成装
置。

【００２９】（５）前記複数の画像形成ユニットの転写
部材を画像形成ユニットに対して圧接・離間可能に構成
したことを特徴とする（１）から（４）のいずれか一項
に記載の画像形成装置。

【００３０】（６）前記被受像部材は無端ベルト状の中
間転写ベルトであることを特徴とする（１）から（５）
のいずれか一項に記載の画像形成装置。

【００３１】（７）前記被受像部材はドラム状の中間転
写ドラムであることを特徴とする（１）から（５）のい
ずれか一項に記載の画像形成装置。

【００３２】（８）前記転写材搬送部材は無端ベルト状
の静電転写ベルトであることを特徴とする（１）から
（７）のいずれか一項に記載の画像形成装置。

【００３３】（９）前記接触帯電部材として、磁性粒子
で構成される磁気ブラシを用いたことを特徴とする
（１）から（７）のいずれか一項に記載の画像形成装
置。

【００３４】（１０）前記接触帯電部材として、弾性ロ
ーラを用いたことを特徴とする（１）から（７）のいず
れか一項に記載の画像形成装置。

【００３５】（１１）前記接触帯電部材として、導電繊
維により形成されたブラシまたはブラシローラを用いた
ことを特徴とする（１）から（７）のいずれか一項に記
載の画像形成装置。

【００３６】（１２）前記現像剤として、重合法で生成
された重合トナーを使用したことを特徴とする（１）か
ら（１１）のいずれか一項に記載の画像形成装置。

【００３７】（作用）即ち本発明は、各画像形成ユニ
ットの接触帯電手段内に混入した現像剤（トナー）を非
画像形成時に像担持体上に付着させ（現像剤吐き出
し）、それを更に転写材搬送部材上または被受像部材上
に転写させ、その転写材搬送部材上または被受像部材上
の転写現像剤の濃度を最終色の画像形成ユニットよりも
転写材搬送部材または被受像部材の移動方向下流側にお
いて濃度検出手段で検出して画像形成ユニットの接触帯
電手段内の現像剤汚れ具合を制御系で判断させ、これに
応じて画像形成ユニットの接触帯電手段に対する現像剤
吐き出しシーケンス実施の有無・タイミング・時間等の
条件を変更させるものである。

【００３８】要するに、画像形成装置の前多回転時・紙
間等の非画像形成時に各画像形成ユニットにおいて接触
帯電手段から像担持体への現像剤の吐き出し、更にその
吐き出し現像剤の転写材搬送部材または被受像部材への
転写を行わせ、その転写現像剤の濃度すなわち上記吐き
出し現像剤の濃度を転写材搬送部材上または被受像部材
上で濃度検出手段で検出させ、その検出濃度レベルによ
って以降の各画像形成ユニットにおける接触帯電手段か
らの現像剤吐き出し制御を設定・変更するように制御系
で制御するものである。

【００３９】これにより、各画像形成ユニットについて
接触帯電手段内の現像剤の蓄積程度、いわゆる帯電性能
を低コストで検出することができ、また各画像形成ユニ
ットにおける接触帯電手段からの現像剤吐き出し制御を
適切に設定することができて、カラー出力の高速性・シ
ステムの簡易化を損なうことなく、前述したような不具
合、つまり接触帯電手段への現像剤混入過多による帯電
性能低下に起因する画像劣化及び現像手段内現像剤混色
を解決し、常に良好な画像を得ることが可能となると同
時に、プリント時間の長さや各部品の寿命をできる限り
長くできる。

【００４０】

【発明の実施の形態】（第１の実施例）（１）画像形成装置例の全体的概略構成図１は本実施例の画像形成装置の概略構成模型図であ
る。

【００４１】本例の画像形成装置は被受像部材としての
中間転写ベルトを用いた４ドラム方式の電子写真カラー
画像形成装置である。

【００４２】Ｕ_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・Ｕ_Bkは左側から右側に順
に配列した第1から第４の４つの画像形成ユニットであ
り、それぞれイエロートナー画像用・マゼンタトナー画
像用・シアントナー画像用・ブラックトナー画像用の画
像形成ユニットである。

【００４３】各画像形成ユニットＵ_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・Ｕ_Bk
はそれぞれプロセスカートリッジＣ_Y・Ｃ_M・Ｃ_C・Ｃ_Bk
と画像露光部３Ｙ・３Ｍ・３Ｃ・３Ｂｋを有している。

【００４４】上記第1から第４の４つの画像形成ユニッ
トＵ_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・Ｕ_Bkの下側には、ポリイミド樹脂等
からなる無端状の中間転写ベルト５を、駆動ローラ６
と、支持ローラ７−１，７−２とに懸回支持させて配設
してある。

【００４５】各画像形成ユニットＵ_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・Ｕ_Bk
は、上記中間転写ベルト５の上行側のベルト部分の上面
において左側から右側に順次に配列され、中間転写ベル
ト５は駆動ローラ６によって、各画像形成ユニットＵ_Y
・Ｕ_M・Ｕ_C・Ｕ_Bkの後述する像担持体としての感光体１
の回転周速度と同等の速度で矢印ｃ方向に駆動される。

【００４６】８は一次転写ローラであり、各画像形成ユ
ニットＵ_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・Ｕ_Bkにおいてそれぞれ中間転写
ベルト５の上行側のベルト部分の背面側に配設され、該
ベルト部分を挟んで各画像形成ユニットの感光体１の下
面に圧接して一次転写ニップ部を形成している。各一次
転写ローラ８は中間転写ベルト５の駆動とともに従動回
転する。

【００４７】而して、第１〜第４の画像形成ユニットＵ
_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・Ｕ_Bkにおいて、それぞれプロセスカート
リッジＣ_Y・Ｃ_M・Ｃ_C・Ｃ_Bkの感光体１面に対して目的
のカラー画像の色分解成分像に対応するイエロートナー
画像・マゼンタトナー画像・シアントナー画像・ブラッ
クトナー画像を形成する作像プロセスが所定の連係制御
タイミングにて実行され、その都合４つの色トナー画像
が、第１〜第４の画像形成ユニットＵ_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・Ｕ
_Bkの各一次転写ニップ部を順次に走行通過していく中間
転写ベルト５の外面に位置合わせされて順次に重畳転写
されていく（以降この転写工程を一次転写と言う）。

【００４８】これにより中間転写ベルト５が第４の画像
形成ユニットＵ_Bkを通過した時点で、中間転写ベルト５
の外面には４色の積層された目的のカラー画像に対応し
たフルカラートナー画像が合成形成される。

【００４９】各一次転写ローラ８には高圧電源１９（図
２）より給電がなされて、中間転写ベルト５の裏側から
トナーと逆極性の帯電を行なうことにより第１〜第４の
画像形成ユニットＵ_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・Ｕ_Bkにおける感光体
１上のトナー画像が順次に中間転写ベルト５の上面に静
電的に転写される。ここで用いた各一次転写ローラ８は
導電ゴム（抵抗値：〜１０⁵Ω以下）を使用した弾性ロ
ーラであるが、転写帯電部材は同様の抵抗値のブレード
やブラシ形状のものでも使用可能である。

【００５０】上記のように中間転写ベルト５上に合成形
成されたフルカラートナー画像は引き続く中間転写ベル
ト５の回転に伴い、中間転写ベルト支持ローラ７−２に
対して中間転写ベルト５を挟ませて圧接させた二次転写
ローラ９と中間転写ベルト５との圧接ニップ部である二
次転写ニップ部に回り込む。

【００５１】一方、給紙部１０から所定の制御タイミン
グにて転写材（転写紙）Ｐが一枚宛給送されて中間転写
ベルト５面のトナー画像の先端部が二次転写ニップ部に
到達したとき転写材Ｐの先端部も二次転写ニップ部に丁
度到達するタイミングになるように二次転写ニップ部に
転写材Ｐが搬送される。

【００５２】そして中間転写ベルト５面のトナー画像先
端部の二次転写ニップ部への到達に同期して二次転写ロ
ーラ９に不図示の高圧電源より転写材Ｐの裏側からトナ
ーと逆極性の直流バイアスが印加され、中間転写ベルト
５上のフルカラートナー画像が転写材Ｐ上に順次に静電
的に転写される（以降この転写工程を二次転写と言
う）。ここで用いた二次転写ローラ９は、一次転写ロー
ラ８と同様な弾性ゴムローラであるが、抵抗値は１０⁷
〜１０¹³Ωに調整してある。

【００５３】二次転写ニップ部を出た転写材Ｐは、次の
瞬間には中間転写ベルト支持ローラ７−２の曲率によっ
て中間転写ベルト５より分離され、トナー画像をのせた
まま定着器１１へ搬送される。定着器１１では、熱や圧
力の作用によって転写材Ｐ上のトナー画像が定着され、
画像定着済みの転写材Ｐが機外へ排紙される。

【００５４】また、二次転写後の中間転写ベルト５上の
転写残トナーは中間転写体クリーナ１２内のゴムブレー
ドやファーブラシ等によって中間転写ベルト５上から分
離・除去される。

【００５５】（２）プロセスカートリッジ第１〜第４の各画像形成ユニットＵ_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・Ｕ_Bk
におけるプロセスカートリッジＣ_Y・Ｃ_M・Ｃ_C・Ｃ_Bkは
それぞれカラー画像形成装置本体に対して着脱可能であ
る。各プロセスカートリッジの構成は同様であるので、
イエロートナー画像を形成するプロセスカートリッジＣ
_Yを代表して説明する。

【００５６】図２はイエロートナー画像を形成するプロ
セスカートリッジＣ_Y部分の拡大横断面模型図である。
このプロセスカートリッジＣ_Yは、円筒型（ドラム型）
の静電潜像担持体としての電子写真感光体１と、帯電器
２と、現像器４との３つのプロセス機器を包含させて一
体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に対して一
括して着脱可能に構成したものである。

【００５７】感光体１としては、通常用いられている有
機感光体（ＯＰＣ）等を用いることができるが、望まし
くは、有機感光体上にその抵抗が１０²〜１０¹⁴Ω・ｃ
ｍの材質を有する表面層を持つものや、アモルファスシ
リコン感光体などを用いると電荷注入帯電を実現でき、
オゾン発生の防止、ならびに消費電力の低減に効果があ
る。また、帯電性についても向上させることが可能とな
る。

【００５８】本実施例における感光体１は一般的なＯＰ
Ｃドラムの最表面に、以降に述べる注入帯電器２から付
与される電荷が注入される電荷注入層１ａを形成してあ
る。この電荷注入層１ａの材質は、絶縁性樹脂に光透過
性の導電フィラーであるアンチモンをドーピングして低
抵抗化（導電化）した粒径０．０３μｍのＳｎＯ₂粒子
を、樹脂に対して７０重量パーセント分散したものであ
る。このようにして調合した液を、ディッピッグ塗工法
・スプレー塗工法・ロール塗工法・ビーム塗工法にて感
光体表面に厚さ約３〜４μｍに塗工した。この電荷注入
層１ａに注入帯電器２から電荷が注入され、感光体１が
所定の電位に帯電される。

【００５９】ａ）帯電工程感光体１は矢印方向ａに１００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動
され、その周面が注入帯電器２にて負極性の所定の電位
に一様に帯電処理される。注入帯電器２は磁気ブラシ接
触注入帯電器である。この帯電器２については次の
（３）項で詳述する。

【００６０】ｂ）露光工程その感光体１面に対して画像露光部３Ｙにより目的のカ
ラー画像の色分解成分像の内のイエロー成分像に対応す
る画像情報に応じた光信号によって露光Ｌがなされ、帯
電された感光体表面の露光部の電荷が除去されて感光体
１面にイエロー成分像に対応した静電潜像が形成され
る。

【００６１】ｃ）現像工程感光体１面に形成された静電潜像は現像器４によりイエ
ロートナー像として反転現像（露光明部にトナーが付
着）される。本実施例の現像器４は二成分接触現像装置
（二成分磁気ブラシ接触現像装置）である。この現像器
４については次の（４）項で詳述する。

【００６２】ｄ）一次転写工程感光体１上のイエロートナー画像は引き続く感光体１の
回転で前述した一次転写ニップ部に至り、前述したよう
に一次転写ニップ部を走行通過していく中間転写ベルト
５上に転写されていく。

【００６３】ｅ）現像同時クリーニング工程（クリーナ
レス）中間転写ベルト５に対するトナー画像の一次転写後の感
光体１面には転写残トナーが残留している。本実施の形
態ではその転写残トナーを引き続く感光体１の回転によ
り、注入帯電器２に取り込ませ、非画像形成時に感光体
1表面に吐き出させ、現像器４の現像部でいわゆる現像
同時クリーニングにて回収・再用するクリーナレス方式
としている。

【００６４】第２〜第４の各画像形成ユニットＵ_M・Ｕ_C
・Ｕ_BkにおけるプロセスカートリッジＣ_M・Ｃ_C・Ｃ_Bkも
その構成・作像プロセスは上述した第１の画像形成ユニ
ットＵ_Yのイエロートナー画像を形成するプロセスカー
トリッジＣ_Yと同様である。

【００６５】ただし、第２の画像形成ユニットＵ_Mにお
けるプロセスカートリッジＣ_Mの場合は、現像器４の二
成分現像剤Ｔのトナーは負帯電性のマゼンタトナーであ
り、感光体１面に対して画像露光部３_Mにより目的のカ
ラー画像の色分解成分像の内のマゼンタ成分像に対応す
る画像露光Ｌがなされて静電潜像が形成され、それがマ
ゼンタトナー画像として反転現像される。

【００６６】第３の画像形成ユニットＵ_Cにおけるプロ
セスカートリッジＣ_Cの場合は、現像器４の二成分現像
剤Ｔのトナーは負帯電性のシアントナーであり、感光体
１面に対して画像露光部３_Cにより目的のカラー画像の
色分解成分像の内のシアン成分像に対応する画像露光Ｌ
がなされて静電潜像が形成され、それがシアントナー画
像として反転現像される。

【００６７】第４の画像形成ユニットＵ_Bkにおけるプロ
セスカートリッジＣ_Bkの場合は、現像器４の二成分現像
剤Ｔのトナーは負帯電性のブラックトナーであり、感光
体１面に対して画像露光部３_Bkにより目的のカラー画像
の色分解成分像の内の黒成分像に対応する画像露光Ｌが
なされて静電潜像が形成され、それがブラックトナー画
像として反転現像される。

【００６８】（３）帯電器２本実施例において、帯電器２には磁気ブラシ方式の注入
帯電器を用いている。この注入帯電器２は、図２に示す
ように、固定したマグネットロール２ｂを内包させてあ
る回転可能な非磁性電極スリーブ２ａの周囲を磁性粒子
２ｃでコートして磁性粒子の磁気ブラシ層２ｄを形成す
るようになっている。この磁気ブラシ層２ｄを形成担持
させた非磁性電極スリーブ２ａが接触帯電部材である。
２ｅは非磁性電極スリーブ２ａに対する磁性粒子コーテ
ィングブレードである。非磁性電極スリーブ２ａは感光
体１の回転に対してカウンタの矢印ｂ方向に回転駆動さ
れる。この回転に伴い磁性粒子２ｃがコーティングブレ
ード２ｅにより所定厚みの磁気ブラシ層２ｄとして非磁
性電極スリーブ２ａの外周面にコーティングされ、非磁
性電極スリーブ２ａと一緒に回転する。この磁気ブラシ
層２ｄを感光体１の表面に接触させる。非磁性電極スリ
ーブ２ａの回転に伴い磁気ブラシ層２ｄも一緒に回転し
て感光体１の外面が磁気ブラシ層２ｄで摺擦される。そ
して非磁性電極スリーブ２ａに高圧電源２０より所定の
バイアス（ＤＣ：−７００Ｖ、ＡＣ：８００Ｖｐｐ，１
ｋＨｚ）を印加し、感光体表面の電位をほぼ−７００Ｖ
に均一に帯電している。

【００６９】磁気ブラシ層２ｄを形成している磁性粒子
２ｃは、樹脂中に磁性材料であるマグネットと、導電化
および抵抗調整のためのカーボンブラックを分散して形
成した樹脂キャリア、或いはフェライト等のマグネタイ
ト表面を酸化・還元処理して抵抗調整を行ったもの、或
いはフェライトなどのマグネタイト表面を樹脂でコーテ
ィングし低抵抗調整を行ったもの等が用いられる。その
形状・特性は、平均粒径１０〜１００μｍ、飽和磁化２
０〜２５０ｋＡ／ｍ（ｅｍｕ／ｃｍ³）、抵抗１×１０
¹⁰Ω・ｃｍ以下のものが好ましいが、感光体にピンホー
ルのような絶縁欠陥が存在した場合を考慮すると、抵抗
１×１０⁶Ω・ｃｍ以上のものを・使用するとよい。但
し、ここで示した磁性粒子の抵抗値の測定は、底面積が
２２８ｍｍ²の金属セルに磁性粒子を２ｇ入れた後、荷
重６．６ｋｇを加え、１００Ｖの電圧を印加して測定し
た。

【００７０】実際に本例検討時に用いたものは、帯電性
能ができるだけ良くなるよう比較的抵抗値の低い磁性粒
子（平均粒径２５μｍ、飽和磁化２００ｋＡ／ｍ（ｅｍ
ｕ／ｃｍ³）、抵抗値５×１０⁶Ω・ｃｍ）である。

【００７１】（４）現像器４本実施例において、現像器４には二成分磁気ブラシ接触
現像装置を用いている。図２において、４ａは矢印e方
向に回転駆動される現像スリーブ、４ｂは現像スリーブ
４ａ内に固定配置されたマグネットローラ、４ｃは磁性
キャリアとトナーで構成される二成分現像剤Ｔを攪拌す
る攪拌スクリューである。また、４ｄは現像剤Ｔを現像
スリーブ４ａの表面に薄層にコートするために配置され
た現像剤規制ブレードである。

【００７２】現像スリーブ４ａは、少なくとも現像時に
感光体１に対し、最近接領域が約５００μｍになるよう
に配置され、現像スリーブ４ａ面に形成された現像剤の
薄層Ｔａが感光体１に対して接触する状態で現像できる
ように設定されている。現像スリーブ４ａには、電源２
１より直流バイアス及び交流バイアスが印加される。直
流バイアスは−４００Ｖ、交流バイアスは１５００Ｖｐ
ｐ、ｆ＝２ｋＨｚである。

【００７３】現像法として本実施例では二成分磁性接触
現像法について説明したが、一成分非磁性接触現像法／
二成分非接触現像法（例えば、約５０μｍの磁性キャリ
ア粒子と、約８μｍの非磁性トナーが混合された二成分
現像剤使用）を用いても可能である。

【００７４】（５）現像濃度制御システムここで本例の画像形成装置における現像の濃度調整ため
の濃度制御システムについて述べる。

【００７５】現像の濃度調整時には、まず非画像形成時
の所定のタイミングに、第１〜第４の各画像形成ユニッ
トＵ_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・Ｕ_Bk毎に濃度検出用のパッチ画像が
感光体上に形成される。

【００７６】この濃度検出用のパッチ画像は、その後中
間転写ベルト５上に転写され、中間転写ベルト支持ロー
ラ７−１近傍に中間転写ベルト５に非接触で配置した光
学濃度検出用センサ１６で各色毎のパッチ画像濃度が検
出される。

【００７７】検出された濃度情報データは、画像形成装
置本体の制御部（ＣＰＵ）１５に電気信号として送ら
れ、ＣＰＵ１５内部でこの検出信号とＣＰＵ１５内部の
制御値と比較し、差が生じていると判断された場合は、
各画像形成ユニットＵ_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・Ｕ_Bkにおいて所望
の濃度が得られるように現像バイアス・帯電バイアス・
露光量・一次転写バイアス等を変更し、画像形成時には
このバイアス設定で画像形成を行うようにしている。

【００７８】ただし、ここで使用した光学濃度検知セン
サ１６は、一対の発光・受光素子をもち、この素子間の
正反射光量を測定することで光学的にトナーののり量を
検出している。よって、以降に述べる濃度センサの検出
した濃度とは、トナーののり量（もしくは単位面積当た
りのトナーののり量）を示す。

【００７９】中間転写ベルト５上に形成された各色毎の
パッチ画像はセンサ１６で濃度検出された後引き続くベ
ルト５の回転で二次転写ニップ部を通って中間転写体ク
リーナ１２に至りベルト５上から除去される。

【００８０】センサ１６は最終色の画像形成ユニットの
一次転写ニップ部から二次転写ニップ部の間のベルト移
動経路にベルト５に対向させて配設することができる。

【００８１】（６）帯電器２でのトナーの取り込みと吐
き出し次に、本例の画像形成装置で実施した、各画像形成ユニ
ットＵ_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・Ｕ_Bkにおける注入帯電器２での転
写残トナーの『取り込み』と『トナーの吐き出し』につ
いて説明する。

【００８２】ａ）トナーの取り込みまず、注入帯電器２内へのトナーの取り込みについて説
明する。一次転写後に感光体表面に残留している転写残
トナーの電気的持性は、一次転写時の感光体１と中間転
写ベルト５の剥離放電等により帯電性が反転しているこ
とか多い。この様なトナーは、初めに注入帯電器２の磁
気ブラシ層２ｄと摺擦されて残トナーの正規帯電化が行
われる。その後、注入帯電器２の磁気ブラシ層２ｄに印
加される交番電圧が、感光体１と注入帯電器２間の電界
による振動効果を生じさせ、磁気ブラシ層２ｄへのトナ
ーの取り込みが行われる。さらに、帯電器２内に取り込
まれた後も印加バイアスの影響をうけて、トナーが徐々
に正規帯電されていく。

【００８３】ｂ）トナーの吐き出し次に、注入帯電器２内に取り込まれたトナーの吐き出し
について説明する。磁気ブラシ層２ｄに印加されるバイ
アスのうちＤＣバイアス成分をＶ_DCとし、この時帯電さ
れた感光体表面電位をＶ_Sとすると、この差分の Δ∨＝｜Ｖ_DC−Ｖ_S｜の大きさが大きいほどトナー吐き出しの効果か高い事が
分かっている。

【００８４】例えば、図３のグラフに示した本実施例の
場合、注入帯電器２に、Ｖ_DC＝−７００Ｖ、８００Ｖｐｐ、周波数＝１ｋＨｚの交番電圧を印加すると、カートリッジの使用初期にはＶ_Sが−６
９０Ｖになり、△∨は１０Ｖとなる。このような条件で
は非常に帯電性が高く、均一な帯電性が得られると同時
に良好な画像が得られるが、注入帯電器２内に取り込ま
れたトナーは吐き出されない。

【００８５】しかし、本件の発明者らの実験結果による
と、注入帯電器２からのトナーの吐き出しは、図４に示
したように、交番電圧を弱めると△∨とともにトナー吐
き出し量も増大していくことが分かった。従って、直流
電圧のみを印加した場合には、△∨＝５５Ｖになり、ト
ナーの吐き出しの効果も高くなる。

【００８６】また、実験の結果から、この△∨がおよそ
５０Ｖ以上にならないとトナーの吐き出しが容易に行わ
れない事も分かった。

【００８７】以上のことから、本例で用いた注入帯電器
２では、トナーの取り込みは、直流バイアスは交番電圧
を同時に印加することが効果的であり、トナーの吐き出
しには交番電圧をＯＦＦすることが効果的となる。但
し、交番電圧をＯＦＦすると感光体の帯電均一性か損な
われるため、トナーの吐き出し制御を実施できるのは非
画像形成時に限定される。

【００８８】ｃ）制御フロ一以上の装置を使用して、本例ではどのようにトナー吐き
出し等の制御を行っているかを図５に示した制御フロ一
に基づいて説明する。

【００８９】まず、画像形成装置本体への電源投入直後
に装置本体で実行される、定着ウォームアップ等のため
の前多回転時（非画像形成時）において、第１〜第４の
各画像形成ユニットＵ_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・Ｕ_Bkで注入帯電器
２からのトナーの吐き出し制御を実施する。

【００９０】これによって各画像形成ユニットＵ_Y・Ｕ_M
・Ｕ_C・Ｕ_Bkにおいて、それぞれ注入帯電器２から感光
体１に吐き出されたトナーは中間転写ベルト５上に転写
する際に同期を取って重畳転写される。各画像形成ユニ
ットＵ_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・Ｕ_Bkにおいて、上記の各吐き出し
トナーの中間転写ベルト５上への一次転写を終了した
後、上記の吐さ出されたトナーは中間転写体ベルト５の
回動によって光学濃度検知センサ１６の濃度検出位置に
運ばれる。吐さ出されたトナーがセンサ１６の濃度検出
位置に到達すると、該センサ１６にて濃度が検出され
る。

【００９１】中間転写体ベルト５上の上記の吐き出しト
ナーはセンサ１６で濃度検出された後引き続くベルト５
の回転で二次転写ニップ部を通って中間転写体クリーナ
１２に至りベルト５上から除去される。

【００９２】そして中間転写体ベルト５上の吐き出しト
ナーの上記検出トナー濃度は、電気信号に変換されてＣ
ＰＵ１５へ送られる。送られた信号は、予めＣＰＵ１５
内に記録してある濃度しきい値（閾値）と比較され、注
入帯電器２から吐さ出されたトナー濃度が判定値を超え
ているかどうかを判定する。ここでＣＰＵ１５内に記録
された濃度しきい値は、図６に示したように、濃度レベ
ルの低い順に第一のしきい値から第四のしきい値まで４
つのレベルに設定してある。

【００９３】この４つの濃度しきい値レベルは、センサ
１６の電圧出力レベルで各々１．４４５Ｖ、１．１２２
Ｖ、０．８８７Ｖ、０．７０４Ｖになっており、これは
帯電器２から吐き出されるトナー量と帯電性能の関係か
ら設定してある。

【００９４】まず初めに、上記濃度検出値が、第一のし
きい値レベルよりも低い揚合には、特にトナー吐き出し
制御は行わない。

【００９５】反対に、濃度検出値が第一のしきい値レベ
ルより高い場合には、次にのしきい値レベルと比較し、
低い場合には第一段階のトナー吐き出し制御実施フロー
に入り、高い場合には更に第三のしきい値レベルと比較
する。以降は同様な判定を行い、最終的に第四のしきい
値レベルと比較し、濃度検出レベルが高いと判定された
場合に、第四段階のトナー吐き出し制御フローに入る。

【００９６】以上に述べたトナー吐き出し制御の段階
は、第一段階〜第四段階まで以下のようになっている。

【００９７】第一段階：各画像形成工程の終了後の装置
本体の後回転時（非画像形成時）に所定の時間トナー吐
き出しの制御を実施。

【００９８】第二段階：第一段階の制御時間をさらに伸
ばす。

【００９９】第三段階：第二段階の制御に加えて画像書
き出し前の装置本体の前回転動作時（非画像形成時）に
もトナー吐き出しの制御を実施。

【０１００】第四段階：全ての工程を一旦中断してトナ
ー吐き出しの制御を実施し、吐き出しトナー濃度が濃度
しきい値以下になるまで制御を続行。

【０１０１】※トナー吐き出し制御フローの段階を表わ
したものは、数字が高いほどトナーを多く吐き出す制御
フローとなるここまでに示したトナー吐き出し制御に関するフロー
は、間欠通紙での画像出力時の場合である。

【０１０２】複数枚の画像デ−タを連続して画像出力す
る場合には、紙間の非画像形成領域で逐次トナー吐き出
し制御を実施し、この時の吐き出しトナーの濃度を判定
して、同様にトナー吐き出し制御段階の判定を行う。

【０１０３】また、濃度検出レベルが第一のしきい値よ
りも低いと判定された場合には、ピクセルカウント及び
出力枚数カウント等により次回の吐き出しトナー濃度の
検出を実施するタイミングを設定し、トナー吐き出し制
御を実施するか否かを判定する。

【０１０４】そして中間転写体ベルト５上の吐き出しト
ナーは引き続くベルト５の回転で二次転写ニップ部を通
って中間転写体クリーナ１２に至りベルト５上から除去
される。

【０１０５】以上のようなシーケンスを実施すること
で、帯電器２内のトナーによる汚れを防止できるため、
常に長期にわたって安定した帯電性を維持し、帯電不良
の発生を未然に防止することが可能となる。また、トナ
ー吐き出し制御の実施による本体駆動時間の延びによる
各画像形成ユニットあるいはカートリッジの寿命の低下
を最小限に抑えることができる。

【０１０６】また、電荷注入帯電器２によるオゾンレス
・クリーナレスの効果を損なうことなく、カラーの高速
化・画像形成ユニットの小型化を図ることができる。

【０１０７】さらに、本発明者らの検討では、注入帯電
器内にトナーが蓄積する程度が速く蓄積するようになれ
ばなるほど帯電器としての寿命（磁性キャリア量の減
少）に近くなることかわかっており、このトナー吐き出
し濃度が任意の濃度に達する時間・間隔等を検出してお
くことで、帯電器及びカートリッジの寿命を検出するこ
とも可能になる。

【０１０８】また、以上に述べた多色画像形成装置に
は、中間転写体ベルトを用いたものを示したが、転写材
搬送部材としての静電転写ベルトを用いた装置において
も同様な制御を行うことが可能である。

【０１０９】ここで、前記のピクセルカウントとは、直
訳すると画素数計算のことで、画素とは、分かりやすく
言うと画像を形成するために発光させるレーザのドット
とほぼ同意である。本件で述べているピクセルカウント
は、1ページ内の画像を形成するため使用される画素数を
各色ごとに算出する。これは、１ページ内の画像内で使
用される各色ごとの画像面積となる。各色の画像面積
は、潜像面積・現像面積となるため、予め調査されたト
ナーの現像性により、現像されるトナー量（トナー消費
量）が概略算出できる。現像時のトナー消費量が算出さ
れるということは、予測されるトナーの転写効率とか
ら、接触帯電器内に取り込まれる転写残トナー量が予測
できるようになる。従って、接触帯電器内に取り込まれ
るトナー量が予め予測できることから、帯電不良を発生
させる量に達する前に、トナー吐き出し等の手法によ
り、接触帯電器のクリーニングを実施するようにし、こ
れにより、帯電不良を防止する。

【０１１０】（第２の実施例）本実施例の装置構成は、
図７または図８に示したように、前述の第１の実施例１
で用いた多色画像形成装置を、第１〜第４の各画像形成
ユニットＵ_Y・Ｕ_M・Ｕ _C・Ｕ_Bkもしくはカラーとモノク
ロの画像形成ユニット毎に中間転写ベルト８（図７）或
いは転写材搬送部材としての静電転写ベルト１８（図
８）と各画像形成ユニットの感光体に対して当接・離間
が行えるよう構成したものである。この装置において、
各画像形成ユニットの注入帯電器２からのトナー吐き出
し制御は、各色毎に実施するようにした。

【０１１１】本実施例の装置構成は第１の実施例とほぼ
同様であるので、同様な部分についての説明は省略す
る。

【０１１２】図７の画像形成装置においては、各色の画
像形成ユニットＵ_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・Ｕ_B _kにおける感光体１
に対して中間転写ベルト５が当接・離間可能に設けられ
ており、画像形成本体起動時には、各画像形成ユニット
Ｕ_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・Ｕ_Bkにおける各一次転写ローラ８が中
間転写ベルト５を各対応の感光体１方向へ押し出し移動
されて、中間転写ベルト５と各感光体１とを接触させた
状態にし、画像形成工程が実施される。また、各画像形
成ユニットＵ_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・Ｕ_Bkにおける各一次転写ロ
ーラ８は対応の感光体１に対して中間転写ベルト５を介
して独立して圧接できるように構成してある。

【０１１３】このような装置でのトナー吐き出し制御は
以下のようにした。まず、第１の実施例と同様に、画像
形成装置の電源投入直後の前多回転時に、全一次転写ロ
ーラ８をそれぞれ対応の画像形成ユニットの感光体１に
中間転写ベルト５を介して圧接させた状態にし、各色の
画像形成ユニット毎に注入帯電器２から感光体１へのト
ナーの吐き出し制御を実施する。その吐き出しトナーが
各画像形成ユニットにおいて中間転写ベルト５上に転写
される。この転写は各色の画像形成ユニット毎に中間転
写ベルト５上の転写位置が異なるように転写される。

【０１１４】上記のように中間転写ベルト５上に転写さ
れた吐き出しトナーは、最終色の画像形成ユニットＵ_Bk
の一次転写ニップ部を通過した後、中間転写ベルト５の
回動により光学濃度検出用センサ１６の検出位置に運ば
れる。該センサ１６の検出位置に到達すると、該センサ
１６にて上記の吐き出されたトナーの濃度が各色毎に、
即ち各画像形成ユニット毎に別々に検出される。

【０１１５】静電転写ベルト１８上に転写された各画像
形成ユニットの吐き出しトナーはセンサ１６で濃度検出
された後引き続くベルト１８の回転でベルトクリーナ１
２に至りベルト１８上から除去される。

【０１１６】ここで検出された各色毎のトナー濃度は、
別々に電気信号に変換されてＣＰＵ１５へ送られる。送
られた電気信号は、予めＣＰＵ１５内に記録してある濃
度しきい値と比較され、どの画像形成ユニットの注入帯
電器２のトナー吐き出し制御が必要であるかを判定す
る。そこで、必要でないと判断された画像形成ユニット
については、第１の実施例に記載したように、連続出力
時の画像間時（紙間時）にトナー吐き出し制御を実施す
る。反対に濃度しきい値よりも高いと判定された画像形
成ユニットは、同様にその農度に応じてトナー吐き出し
の制御を実施する。ただし、ここで注入帯電器のトナー
吐き出し制御時には、濃度しきい値よりも高いと判定さ
れた画像形成ユニットの一次転写ローラ８のみ中間転写
ベルト５を介して感光体１に圧接され、その他の画像形
成ユニットの一次転写ローラ８は感光体１から離間され
る。

【０１１７】中間転写体ベルト５上の吐き出しトナーは
引き続くベルト５の回転で二次転写ニップ部を通って中
間転写体クリーナ１２に至りベルト５上から除去され
る。

【０１１８】こうすることによって、各画像形成ユニッ
ト間に新旧のプロセスカーリッジが混在した場合におい
ても、各カートリッシの注入帯電器のトナー混入量に応
じた制御が可能となり、トナー吐き出し制御の必要のな
い新品のカーリッジには制御を実施しなくて済む。よっ
てカートリッシの寿命を延ばすことができる。

【０１１９】また、別の装置構成として、図８に示した
ような、転写材Ｐを転写/吸着/搬送する静電転写ベルト
１８を用いたカラー画像形成装置の場合について述べ
る。即ち図８の画像形成装置は図７の画像形成装置にお
ける中間転写ベルト５を転写材搬送部材としての無端状
の静電転写ベルト１８に変更してある。この静電転写ベ
ルト１８は、駆動ローラ６と、支持ローラ７−１，７−
２，７−３とに懸回支持させて第１〜第４の画像形成ユ
ニットＵ_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・ＵＢｋの下側に配設してあり、
各画像形成ユニットＵ_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・Ｕ_Bkの感光体１の
回転周速度と同等の速度で矢印ｃ方向に駆動される。各
画像形成ユニットＵ_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・Ｕ_Bkにおいてそれぞ
れ静電転写ベルト１８の上行側のベルト部分の背面側
に、該ベルト部分を挟んで各画像形成ユニットの感光体
１の下面に圧接して転写ニップ部を形成する転写ローラ
１７を配設してあり、静電転写ベルト１８の駆動ととも
に従動回転する。

【０１２０】転写材Ｐは第１の画像形成ユニットＵ_Y側
から静電転写ベルト１８の上行側のベルト部分に所定の
制御タイミングにて給送され、静電転写ベルト１８はそ
の転写材Ｐを静電的に吸着保持して第１〜第４の画像形
成ユニットＵ_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・Ｕ_Bkの転写ニップ部を順次
に搬送通過させる。この搬送される同一の転写材Ｐに対
して各転写ニップ部でイエロートナー画像、マゼン多ト
ナー画像、シアントナー画像、ブラックトナー画像の４
つトナー画像が順次に重畳転写されて目的のカラー画像
に対応したフルカラートナー画像が合成形成される。そ
して静電転写ベルト１８から分離されて定着器１１に導
入されて画像定着済みの転写材Ｐが機外へ排紙される。

【０１２１】転写材搬送部材としての静電転写ベルト１
８は、本例の画像形成装置の場合は、各画像形成ユニッ
トのカートリッジの寿命を長くするため、図７の画像形
成装置の場合と同様に各画像形成ユニットの転写ローラ
１７を揺動制御して静電転写ベルト１８を感光体１に圧
接させて転写ニップ部を形成させた状態と、静電転写ベ
ルト１８を感光体１から離間させた状態に制御して、モ
ノクロ画像出力時とカラー画像出力時でベルト１８及び
転写材Ｐの搬送経路を変え、画像形成に使用しない画像
形成ユニットは停止させる。図８の実線示はモノクロ画
像出力時の状態を、２点鎖線示はカラー画像出力時の状
態を示している。

【０１２２】特にモノクロの画像形成ユニットＵ_Bkは装
置構成上（離間のし易さ）や、トナーの混色をできる限
り目立たなくする等の理由により、静電転写搬送ベルト
１８上へのトナー画像形成の最終色位置に配置してあ
る。

【０１２３】一般にカラー機の出力画像はモノクロ画像
を出力する比率が高い。従って、モノクロの画像形成ユ
ニットＵ_Bkにおける帯電器２は他の画像形成ユニットに
おける帯電器に比べ転写残トナーや各色の再転写トナー
の付着・混入量が多い。このため、他の画像形成ユニッ
トに比べて頻繁にトナー吐き出し制御を実施する必要が
ある。従って、このモノクロの画像形成ユニットＵＢｋ
のトナー吐き出し制御に合わせて他の色の画像形成ユニ
ットも同様にトナー吐き出し制御を実施すると、感光体
１の表面層の削れが促進され寿命が短くなる。また、帯
電器や現像器に内包されている磁性キャリアが徐々に感
光体面に付着し、磁性キャリア不足による帯電不良・現
像不良も招来しかねない。

【０１２４】従って、このような装置の場合も同様に、
モノクロ画像形成ユニットＵＢｋとカラー画像形成ユニ
ットＵ_Y・Ｕ_M・Ｕ_Cと別々にトナー吐き出し制御を実施
すると有効である。

【０１２５】この場合、前述の装置と同様に、まず前多
回転時に全色同時に即ち第１〜第４の画像形成ユニット
Ｕ_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・ＵＢｋでトナー吐き出し制御を実施し
て各画像形成ユニットの吐き出しトナーを静電転写ベル
ト１８上に転写させ、各画像形成ユニット毎に吐き出し
トナーの濃度をセンサ１６で検出する。その後、ＣＰＵ
１５にて検出された濃度に応じてトナー吐き出し制御を
実施するかどうかを判定する。但し、トナー吐き出し制
御の実施は、モノクロ画像形成ユニットとその他の色画
像形成ユニットに分けて行うこととなる。このため、色
画像形成ユニットの吐き出しトナー濃度が高くても、色
画像形成ユニットすべてでトナー吐き出し制御を実施す
ることとなる。

【０１２６】そして静電転写ベルト１８上の吐き出しト
ナーは引き続くベルト１８の回転でベルトクリーナ１２
に至りベルト１８上から除去される。

【０１２７】以上述べたような装置構成においてトナー
吐き出しの制御を実施すると、装置構成は若干複雑化に
なるものの、常に長期にわたって安定した帯電性能を維
持することができ、良好な画像が出力できるようになる
と同時に、電荷注入帯電機によるオゾンレス・クリーナ
レスの効果を損なうことなく、カラーの高速化・画像形
成ユニットの小型化を図ることができる。

【０１２８】また、本実施例では転写ローラ８がベルト
１８を感光体方向へ圧接する方式を取っているが、反対
に各画像形成ユニットのカートリッジが可動可能な構成
にし、画像形成時及びトナー吐き出し時等には感光体を
ベルトに圧接する方向にカートリッジを移動させる方法
でも同様な効果が得られることは言うまでもない。

【０１２９】（第３の実施例）本実施例においても、前
述の第１や第２の実施例と同様な構成の画像形成装置を
用いているため、その装置構成の再度の説明は省略す
る。

【０１３０】前述の第１や第２の実施例では、トナー粒
子として粉砕法で生成されたトナーを用いたが、本例に
おいては、懸濁重合法によって生成された平均粒径６μ
ｍの球形トナーを用い、これに平均粒径２０μｍの酸化
チタンを重量比１％外添してある。また、磁性キャリア
としては、飽和磁化が２０５ｋＡ／ｍ（ｅｍｕ／ｃ
ｍ ³）の平均粒径３５μｍのキャリアを用いた。また、
このトナーとキャリアを重量比６：９４で混合したもの
を現像剤として用いた。

【０１３１】重合法で生成されたトナーは、球形に近い
形であるため、外添剤が均一にコートされる。このた
め、感光体に対する離型性が極めてよい。例えば、上記
のような粉砕トナーと重合トナーで転写効率（転写材も
しくは中間転写体等の被受像部材に転写された単位面積
当たりのトナー量／感光体上の単位面積当たりのトナー
量）を比較した場合、粉砕トナーが９０％であったのに
対して、重合トナーを用いた場合には９７％と非常に高
い値になった。また、画像上に発生するカブリも粉砕ト
ナーに比べると良好であり、重合トナーを用いた場合に
おいては感光体帯電電位と現像電位の差が△＝５０Ｖに
おいても画像カブリが防止できた。このような重合トナ
ーを用いて、本例においては、転写残トナーが極微量で
あることに加え、高離型性であるため、注入帯電器にお
ける回収性が向上し、画像不良の発生は全くなくなる。
また、トナー吐き出し制御時に注入帯電器に直流バイア
スのみをかけた場合、磁気ブラシ接触帯電部材の磁気ブ
ラシ層へ混入したトナーの磁気ブラシからの離型性や、
接触帯電部材として導電性繊維ブラシを用いた場合の繊
維ブラシからの離型性が非常によいため、帯電器からの
トナー吐き出しが良好に行われるようになり、トナー吐
き出し制御に要する時間も、粉砕トナーで要した場合に
比べて短くて済むようになっている。従って、装置を駆
動させる時間も短くなるため、カートリッジを含めた本
体装置の各部品の寿命も長くすることが可能となる。

【０１３２】（参考例）図９は参考例の画像形成装置の
概略構成模型図である。この画像形成装置は基本的には
第１の実施例のカラー画像形成装置と同様であるが、各
画像形成ユニット（カートリッジ）の現像器４は二成分
非接触現像器である。これには、例えば約５０μｍの磁
性キャリア粒子と約８μｍの非磁性トナーが混合された
二成分現像剤を内包してあり、バイアスの印加により非
磁性トナーを感光体１上へ飛翔させ、感光体上の正殿潜
像を現像してトナー像を形成する。１２は各画像形成ユ
ニットに配設した前露光ランプであり、転写後の感光体
１はこの前露光ランプ２２により電位を均一に除電さ
れ、再び画像形成に供される。

【０１３３】各画像形成ユニットにおける現像濃度を調
整するための制御は各画像形成ユニット（カートリッ
ジ）内に感光体１上の現像濃度を検知する濃度検知セン
サ２３を設けておき、非画像形成時に各画像形成ユニッ
トにおいて感光体１上に濃度検知用パターン画像を露光
・現像した後、該濃度検知センサ２３で現像濃度を検出
する.検知されたパターン画像の濃度は、その後制御部
（ＣＰＵ）１５に送られ、予期された画像濃度と検知濃
度の結果とを比較し、この差を補正して実際の画像形成
時の制御を実施している。

【０１３４】前述の第１〜第３の実施例の画像形成装置
はこの参考例の画像形成装置との対比において、帯電器
２内のトナーの蓄積程度、いわゆる帯電性能を低コスト
で検出することができる。また、帯電器内のトナー汚れ
具合によって、帯電器のトナー吐き出し制御の有無・実
施タイミング・実施時間を適切に設定することができ、
このことによって、カラー出力の高速性・システムの簡
易化を損なうことなく、帯電器の帯電性能低下による画
像欠陥を未然に防止し、かつプリント時間の長さや各部
品の寿命をできる限り長くできる。

【０１３５】（その他）１）被受像部材である中間転写体は実施例の無端ベルト
状の中間転写ベルトに限らずドラム状回転体（中間転写
ドラム）とすることもできる。

【０１３６】２）接触帯電手段の接触帯電部材として
は、実施例の磁気ブラシ部材に限らず、導電性の弾性ロ
ーラや弾性ブレード部材、導電繊維により形成されたブ
ラシ部材またはブラシローラ等を用いることもできる。
帯電促進粒子を用いた帯電方式であってもよい。

【０１３７】３）帯電バイアスや現像バイアスの交番電
圧（交流電圧）の波形としては、正弦波、矩形波、三角
波等適宜使用可能である。また、直流電源を周期的にオ
ン／オフすることによって形成された矩形波であっても
良い。このように交番電圧の波形としては周期的にその
電圧値が変化するようなバイアスが使用できる。

【０１３８】４）静電潜像形成のための画像露光手段
は、レーザー走査露光・ＬＥＤ露光等のデジタル露光手
段でも良いし、投影レンズ系等によるアナログ露光手段
でも良い。

【０１３９】像担持体は静電記録誘電体等であってもよ
い。この場合は、該誘電体面を所定の極性・電位に一様
に一次帯電した後、除電針ヘッド、電子銃等の除電手段
で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込み形成す
る。

【０１４０】５）現像手段４は任意である。正規現像で
あってもよい。一般に静電潜像の現像方法は、非磁性ト
ナーについてはブレード等で現像剤担持体上にコーティ
ングし、磁性トナーは磁気力により現像剤担持体上にコ
ーティングして搬送して像担持体に対して非接触状態で
現像する方法（一成分非接触現像）と、接触状態で現像
する方法（一成分接触現像）と、トナー粒子に対して磁
性のキャリアを混合したものを現像剤として用いて磁気
力によって現像剤担持体上にコーティングして搬送して
像担持体に対して接触状態で現像する方法（二成分接触
現像）と、非接触状態で現像する方法（二成分接触現
像）との４種類に大別される。

【０１４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、像
担持体に電圧を印加した接触帯電部材を当接させて像担
持体の表面を帯電する接触帯電手段を有し、像担持体の
帯電面に潜像を形成し、潜像を現像剤で現像して顕像化
する画像形成ユニットを複数個有し、複数の画像形成ユ
ニットの像担持体に形成された複数の現像剤像を転写材
搬送部材で搬送される同一の転写材上に順次転写して多
色画像を形成する、あるいは複数の画像形ユニットの像
担持体に形成された複数の現像剤像を被受像部材上に順
次に転写して多色画像を形成し、被受像部材上に形成さ
れた多色画像を一括して転写材上に転写する画像形成装
置について、各画像形成ユニットの接触帯電手段内の現
像剤の蓄積程度、いわゆる帯電性能を低コストで検出す
ることができ、また各画像形成ユニットにおける接触帯
電手段からの現像剤吐き出し制御を適切に設定すること
ができて、カラー出力の高速性・システムの簡易化を損
なうことなく、前述したような不具合、つまり接触帯電
手段への現像剤混入過多による帯電性能低下に起因する
画像劣化及び現像手段内現像剤混色を解決し、常に良好
な画像を得ることが可能となると同時に、プリント時間
の長さや各部品の寿命をできる限り長くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の画像形成装置の概略構成模型
図

【図２】第１の画像形成ユニットにおけるプロセスカ
ートリッジの拡大横断面模型図

【図３】帯電バイアスの交番電圧値（Ｖｐｐ）と感光
体帯電電位の相関図

【図４】電位コントラストとトナー吐き出し量の相関
図

【図５】制御フロー図

【図６】中間転写体上のトナー量と第一〜第四のしき
い値レベルの相関図

【図７】第２の実施例の画像形成装置の概略構成模型
図（その１）

【図８】第２の実施例の画像形成装置の概略構成模型
図（その２）

【図９】参考例の画像形成装置の概略構成模型図

【符号の説明】

Ｕ_Y・Ｕ_M・Ｕ_C・Ｕ_Bk・・・第1から第４の４つの画像形
成ユニット、Ｃ_Y・Ｃ_M・Ｃ_C・Ｃ_Bk・・・プロセスカー
トリッジ、１・・感光体（像担持体）、２・・・帯電
器、３・・・画像露光器、４・・・現像器、５・・・中
間転写ベルト（被受像部材）、６・・・駆動ローラ、７
−１・７−２・７−３・・・支持ローラ、８・・・一次
転写ローラ、９・・・二次転写ローラ、１０・・・給紙
部、１１・・・定着器、１２・・・中間転写体クリー
ナ、１５・・・制御部（ＣＰＵ）、１６・２３・・・濃
度検知センサ、１７・・・転写ローラ、１８・・・静電
転写ベルト（転写材搬送部材）、１９〜２１・・・バイ
アス印加電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/01 Ｇ０３Ｇ 15/16 １０３２Ｈ０６８ 15/16 １０３ 9/08 ３８４ (72)発明者依田寧雄東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者飯田健一東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H003 AA12 BB11 CC04 CC05 CC06 DD03 DD14 2H005 AB06 2H027 DA09 DE02 DE07 EA01 EC06 2H030 AA04 AB02 AD02 AD16 BB36 BB42 2H032 AA05 AA15 BA08 BA09 BA18 CA04 2H068 AA01 AA08 AA21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項1】像担持体に電圧を印加した接触帯電部材を
当接させて像担持体の表面を帯電する接触帯電手段を有
し、像担持体の帯電面に潜像を形成し、潜像を現像剤で
現像して顕像化する画像形成ユニットを複数個有し、複
数の画像形成ユニットの像担持体に形成された複数の現
像剤像を転写材搬送部材で搬送される同一の転写材上に
順次転写して多色画像を形成する、あるいは複数の画像
形ユニットの像担持体に形成された複数の現像剤像を被
受像部材上に順次に転写して多色画像を形成し、被受像
部材上に形成された多色画像を一括して転写材上に転写
する画像形成装置において、前記転写材搬送部材上または前記被受像部材上の現像剤
濃度を検出する濃度検出手段を有し、前記接触帯電手段
内に混入した現像剤を非画像形成時に像担持体上に付着
させ、それを更に転写材搬送部材上または被受像部材上
に転写させ、その転写現像剤の濃度を前記濃度検出手段
によって検出させ、その検出値に応じて以降の接触帯電
手段のバイアス制御を変えることを特徴とする画像形成
装置。
【請求項２】前記像担持体は電荷注入帯電性であること
を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記像担持体は表面に電荷注入層を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装
置。
【請求項４】前記濃度検出手段は現像剤濃度を光学的に
検出する光学濃度検出素子であることを特徴とする請求
項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記複数の画像形成ユニットの転写部材を
画像形成ユニットに対して圧接・離間可能に構成したこ
とを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の
画像形成装置。
【請求項６】前記被受像部材は無端ベルト状の中間転写
ベルトであることを特徴とする請求項１から５のいずれ
か一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記被受像部材はドラム状の中間転写ドラ
ムであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一
項に記載の画像形成装置。
【請求項８】前記転写材搬送部材は無端ベルト状の静電
転写ベルトであることを特徴とする請求項１から７のい
ずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】前記接触帯電部材として、磁性粒子で構成
される磁気ブラシを用いたことを特徴とする請求項１か
ら７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記接触帯電部材として、弾性ローラを
用いたことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項
に記載の画像形成装置。
【請求項１１】前記接触帯電部材として、導電繊維によ
り形成されたブラシまたはブラシローラを用いたことを
特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の画像
形成装置。
【請求項１２】前記現像剤として、重合法で生成された
重合トナーを使用したことを特徴とする請求項１から１
１のいずれか一項に記載の画像形成装置。