JP2007004124A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カラー画像形成における混色を防止する。
【解決手段】現像部は、現像剤像を形成すると共に像担持体上に残留した現像剤を回収する機構を有し、かつ少なくとも第２段目以降の画像形成部の帯電部は、帯電部材に接触して設けられた現像剤除去部材をさらに有し、その前段の転写画像から逆転写されて帯電部で回収される現像剤を、帯電部から除去するカラー画像形成装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真法、静電印刷法、磁気記録法等における静電荷像、磁気潜像を現像するための画像形成装置に係り、特に、複数の画像形成部を有するタンデム型カラー画像形成装置に関する。

タンデム型カラー画像形成装置は、その高画質化に伴い、使用されるトナーの小粒径化、球形化が進み、ブレードによる感光体のクリーニングが困難になってきている。また、タンデム型カラー画像形成装置の小型化のために、特に水平方向に並列に画像形成部を並べる場合には、画像形成部が例えば４つあるために、それらの画像形成部間距離を極力短くすることが求められている。

このような状況から、近年、上述のようなブレード等の専用のクリーナが不要なクリーナレスプロセスが注目されている。

タンデム型画像形成装置では、上流の画像形成部で、紙や中間転写体に転写された画像が、後段の画像形成部の転写部で非画像部に対応した場合、後段の感光体側に一部付着してしまう「逆転写」が問題であった。特に、クリーナレスプロセスの場合、現像器に移動するまでの間にクリーニングする手段がないために、この逆転写されたトナーが、後段の現像器で回収されて後段のプロセスに使用される現像剤と混合されて、画像の色目が少しずつ変化するいわゆる混色現像が発生していた。混色の度合いは印字される画像の種類、パターンによってかわるけれども、混色は、タンデム型画像形成装置のクリーナレスプロセスの本質的な問題であった。

このような逆転写に対する対策として、逆帯電現像剤を除去するためのローラ状部材例えばブラシローラを、転写後の感光体に当接させて正規のトナーの帯電極性と同極性のバイアスを印加することで、逆極性に帯電したトナーのみを選択的に回収する方法がある（例えば、特許文献１参照）。しかしなから、この方法では、クリーナレスにおける逆転写による混色を防ぐ効果はあるが、従来のブレードクリーナの位置にブラシローラを設けることから、構成が複雑になり、小型化、及び低コスト化が達成できないという問題があった。

また、ブラシローラ等の一時保持部材を設け、この一時保持部材へのバイアス電圧を切り換えることで、画像印字中は、一時保持手段にて、逆帯電現像剤のみ回収して溜めておき、非印字動作時には、この回収した現像剤を感光体側に放出する方法がある（例えば、特許文献２参照）。

これをタンデムクリーナレス構成に適用すれば、逆転写トナーも回収できるが、逆転写トナーは感光体に戻され、結局現像器にて回収されるので、混色は避けられないという問題があった。

さらに、クリーナレスプロセスにおいて、次工程の帯電を行う際に、転写されずに残留したトナー像を攪乱する帯電同時撹乱部材を設ける方法がある（例えば、下記特許文献３参照）。しかしながら、残留トナーと共に逆転写トナーも現像器に回収されてしまうため、混色は避けられなかった。
特開２０００−２４２１５２号公報 特開２００４−９３８４９号公報 特開平４−２０９８６号公報

本発明は、上記事情に鑑みて成されたもので、カラー画像形成における混色の防止を目的とする。

本発明のカラー画像形成装置は、像担持体上に対向して設けられ、該像担持体を一様の表面電位に帯電し、かつ該像担持体上に残留する現像剤を除去する帯電部材を有する帯電部、画像情報に応じて該帯電された像担持体を露光し、該像担持体上に静電潜像を形成するための露光部、帯電した現像剤を該静電潜像に供給して現像し、現像剤像を形成するための現像部、及び該現像剤像を転写媒体に転写し、転写画像を形成するための転写部を含む画像形成部を２段以上備えたカラー画像形成装置であって、
前記現像部は、現像剤像を形成すると共に前記像担持体上に残留した現像剤を回収する機構を有し、かつ少なくとも第２段目以降の画像形成部の帯電部は、該帯電部材に接触して設けられた現像剤除去部材をさらに有し、その前段の転写画像から逆転写されて該帯電部で回収される現像剤を、該帯電部から除去することを特徴とする。

本発明を用いると、カラー画像形成における混色を防止することが出来る。

本発明の画像形成装置は、像担持体上に対向して設けられ、像担持体を一様の表面電位に帯電し、かつ該像担持体上に残留する現像剤を除去するための帯電部材を有する第１の帯電部、第１の色の画像情報に応じて帯電された像担持体を露光し、像担持体上に静電潜像を形成するための第１の露光部、帯電した第１の色の現像剤を静電潜像に供給して現像し、第１の現像剤像を形成すると共に該像担持体上に残留した現像剤を回収する機構を有する第１の現像部、及び現像剤像を転写媒体に転写し、転写画像を形成するための第１の転写部を含む第１の画像形成部、及び
像担持体上に対向して設けられ、第２の帯電部、第２の色の画像情報に応じて帯電された像担持体を露光し、像担持体上に静電潜像を形成するための第２の露光部、帯電した第２の色の現像剤を静電潜像に供給して現像し、第２の現像剤像を形成すると共に該像担持体上に残留した現像剤を回収する機構を有する第２の現像部、及び第２の現像剤像を第１の現像剤像が転写された転写媒体に転写し、転写画像を形成するための第２の転写部を含む第２の画像形成部を具備する画像形成装置であって、
第２の画像形成部の帯電部は、帯電部材に接触して設けられた第２の現像剤除去部材をさらに有し、この第２の現像剤除去部材により、第１の転写画像から逆転写されて第２の帯電部で回収される第１の現像剤を、第２の帯電部から除去する。

また、必要に応じて、上記第２の画像形成部と同様の構成を有する第３、及び第４の画像形成部等をさらに設けることができる。

本発明に用いられる帯電部材は、像担持体を一様の電荷に帯電すること、転写されずに像担持体上に残留した現像剤のパターンを分散させること、加えて、前段の転写画像から逆転写して像担持体に付着した逆転写現像剤を除去することを可能にする。

この逆転写は、第２の転写部における不所望な放電により発生し得、転写電界が強いと増加する傾向があり、この逆転写により像担持体に付着する第１の現像剤の極性は第２の現像剤の極性に対して逆極性になっている。また、逆転写現像剤と共に像担持体上の不所望な紙粉等も、この帯電部材に付着させて回収することができる。

第１の画像形成部には、通常の利用においては、転写画像を有する転写媒体が搬送されないので、逆転写は発生し得ず、第１の帯電部材で逆転写現像剤を回収することはないけれども、第２の画像形成部、及びそれ以降の画像形成部では、この逆転写現像剤が帯電部材に付着するため、この逆転写現像剤を帯電部材から除去する部材をさらに設けることにより、逆転写現像剤を再び像担持体に戻すことなく回収することができる。なお、第１の画像形成部においても、この逆転写現像剤を帯電部材から除去する部材をさらに設けることができる。

このように、本発明では、転写後像担持体上に残存する残留現像剤及び逆転写現像剤のうち、逆転写現像剤は帯電部で、残留現像剤は帯電部では除去されずに現像部で、各々分別して像担持体上から除去することが可能となるため、現像部に逆転写現像剤が混入しにくい。このため、本発明を用いると、残留現像剤及び逆転写現像剤混色を防止し、色目の変わらない良好な画像を形成することができる。

画像形成部の帯電部は、除去した現像剤を収容するための現像剤収容部をさらに設けることができる。除去される現像剤の量は、残留現像剤と逆転写現像剤の両方合わせた量よりも少ないため、この現像剤収容部の容量を小さくできるので、装置を大型化することはない。

また、本発明では、帯電部材と現像剤除去部材と任意に設けられる現像剤収容部とを、一体化して構成することができるので、帯電部と別にクリーニング部を設けるよりも、省スペースである。このことにより、タンデム型の画像形成装置の各画像形成部間の距離を縮めることができ、装置全体の小型化、低価格化が可能となる。

図１に、本発明に係る画像形成装置の一例を表す概略図を示す。

図示するように、このカラー画像形成装置１は、第１ないし第４の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが、ベルト状の搬送部材２１上に順に並べられ、第４の画像形成部１０Ｋの後段に定着部１９が設けられたタンデム構造を有する。なお、ここで、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、各々、イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色画像形成に使用される部材を指し、同じ参照符号は同様の部材を表すものとする。

第１画像形成部１０Ｙは、第１の感光体１１Ｙと、第１の感光体１１Ｙに対向して順に設けられ、第１の感光体を一様な表面電位に帯電する第１の帯電部１２Ｙ，画像情報に応じて帯電された第１の感光体１１Ｙを露光し、第１の感光体１１上Ｙに第１の静電潜像を形成するための第１の露光部１４Ｙ、帯電した第１の現像剤例えばイエロー（Ｙ）現像剤を第１の静電潜像に供給して現像し、第１の現像剤像例えばイエロー現像剤像を形成すると共に第１の感光体１１Ｙ上に残留したイエロー現像剤を回収する機構を有する第１の現像部１３Ｙ，及び搬送部材２１を介して設けられ、第１の現像部で現像されたイエロー現像剤像を転写媒体に転写するための第１の転写部１８Ｙを有する。

第１の帯電部１２Ｙは画像形成装置１に対して着脱可能なケース３１Ｙに収められて一体的に構成され、例えばブラシ状の第１の帯電部材１５Ｙ、この第１の帯電部材１５Ｙに接触して設けられ、第１の帯電部材１５Ｙ上に付着した逆転写現像剤及び紙粉等を除去する例えばローラ状の第１の現像剤除去部材１６Ｙ、及び第１の現像剤除去部材１６Ｙにより除去された逆転写現像剤及び紙粉等を掻き落とすクリーニングブレードを備えた第１の現像剤収容部１７Ｙを備えている。

第１の帯電部材１５Ｙは、第１の感光体１１Ｙに接触して設けられ、例えば繊維ブラシ状材料を用いたブラシローラ形状で、この材料は、例えばナイロン製で、太さは例えば０．５〜６デニール、ローラ径は例えば１０〜２０ｍｍ、抵抗が例えば１０ｅ^４〜１０ｅ^１０Ωであり、感光体に対して速度差を設けて回転駆動させることができる。例えば、太さ２デニール、直径１６ｍｍのブラシを用い、感光体とブラシローラの接触位置において感光体と同方向に２倍の速度で回転させ得る。ブラシには、感光体を帯電させるためのバイアスが印加されており、例えばＤＣ−１０００ｖが印加されている。これにより感光体はおよそ−５００ｖに帯電され、それと同時に、現像剤像のパターンを残す、例えば負極性に帯電した残留現像剤の凝集を、このブラシでブラシにより擦って分散させることにより解放することができる。これにより、次工程の画像形成の際の露光の障害になったり、現像同時クリーニングを行うとき、残留現像剤量が部分的に多すぎて回収できないことにより、画像上の欠陥になることを防止することができる。

また、同時に、主に前段の画像形成部から逆転写してきた逆帯電現像剤は、ブラシに付着する。ブラシには、第１の現像剤除去部材１６Ｙとして、金属ローラが接触しており、そこには、ブラシに付着した正極性を有する現像剤が電界により金属ローラに転移し得る方向のバイアスが、印加されている。例えば−１２００ｖを印加することにより、ブラシに付着した正極帯電現像剤は金属ローラに転移する。さらに金属ローラには、クリーニングブレードが当接しており、ここで、金属ローラに付着した正極帯電現像剤は除去され得る。

正極帯電現像剤は、主に逆転写現像剤であるため、量としては少ない。そのため、除去した現像剤を収容する第１の現像剤収容部１７Ｙとしての排トナータンクの容量を大きくする必要はない。逆転写現像剤の量は、現像剤組成や転写条件によって異なるが、感光体上に存在する量を測定したところ、重合トナーで１〜５μｇ／ｃｍ^２、通常の粉砕トナーでも４〜１０μｇ／ｃｍ^２であった。ここで、粉砕トナーを使用したと仮定しても、例えば１０μｇ／ｃｍ^２の状態で、画像形成部１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙがそれぞれ７％印字し、さらにそれがすべて画像形成部１０Ｋで逆転写したと仮定しても、回収される逆転写現像剤の量は５００００枚印字したとして、６５ｇ程度である。

この程度の量であれば、別途排トナータンクを設けることなく、クリーニングブレード付近に排トナーを収容する領域を設けても十分に対応できる。例えば、感光体と、帯電部とを一体的に支持し、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジとしてして５００００枚ごとに全交換してしまう形態にすることで、ユーザから見れば、あたかも排トナーが発生しないような感覚で使用が可能になる。さらに、プロセスカートリッジは感光体と帯電部の他に現像部を一体的に有しても良い。

また、感光体の寿命がそれより長い場合は、帯電部と、現像剤除去部材と、排トナーを収容する部材とを一体的に構成して一括交換可能な構成にしても良い。例えば、図示するように、第１の帯電部材１５Ｙ、第１の現像剤除去部材１６Ｙ、及びクリーニングブレードを備えた第１の現像剤収容部１７Ｙを含む第１の帯電部１２Ｙを、着脱可能なケース３１Ｙに収めて、一体的に構成し得る。

さらに、例えば逆帯電現像剤を収容する領域の容量は、第４の画像形成部を最大にして、それより前段の画像形成部はそれより小さくすることができる。４連タンデムで考えれば、例えば第１の画像形成部では、通常、逆転写トナー自体が存在しないため、帯電部から、第１の現像剤除去部材１６Ｙ及び第１の現像剤収容部１７Ｙを省略することが可能である。第２の画像形成部では、第１の画像形成部からの逆転写トナーのみを考慮すればよい。例えば上記例から換算すれば、６５×７／２１＝２２ｇとなる。また第３の画像形成部は同様に、６５×１４／２１＝４３ｇとなり、すなわち、逆帯電現像剤を収容する領域の容量を、前段の画像形成部では、後段の画像形成部より小さくすることで、全体的な小型化もはかれる。

また、上記金属ローラは、例えばステンレス製で直径を１２ｍｍとし、ブラシローラとの接触において、ブラシローラに対して同方向に１／２の速度で回転させることができる。特に、このような条件でなくとも残転写現像剤の回収は可能である。またブレードにはウレタンブレードを用いたが、樹脂フィルム等の簡易な部材を使用することができる。

図１に示す装置では、逆転写現像剤及び残留現像剤を、従来よりも省スペースで回収することが可能であり、装置の小型化を図ることができる。また、クリーニング装置が設置される領域に上記した逆転写トナーを収容する領域を設けることも可能である。

また、現像部１３Ｙでは、負極性に帯電する非磁性トナーと磁性キャリアを混合させた２成分現像剤を収容し、マグネットを備えた現像ローラ２２Ｙ上にキャリアによる穂を形成させ、現像ローラ２２Ｙに−２００〜−４００ｖ程度を印加することで、感光体１１Ｙ表面の露光部には現像剤が付着し、非露光部には付着しない。

現像部１３Ｙにおける現像剤を回収する機構では、まず、環境や転写バイアス条件などにより極性が（−）であったり（＋）であったりする残留現像剤が、帯電工程で、感光体が例えばマイナス極性に帯電される際（−）電荷を受け、すべて（−）極性に揃えられる。よって、残留現像剤が現像部に到達した際には、画像部の残留現像剤は、感光体上に付着したまま現像され、非画像部の残留現像剤は、現像ローラ側に回収され、いわゆる現像同時クリーニングが行なわれる。

第２ないし第４の画像形成部は、上記第１の画像形成部と同様の構成を有し、第１の転写部にて第１の現像剤像が転写された転写媒体を第２の転写部に搬送して、第２の現像剤像を転写し、第１の現像剤像及び第２の現像剤像が転写された転写媒体を第３の転写部に搬送して、第３の現像剤像を転写し、第１ないし第３の現像剤像が転写された転写媒体を第４の転写部に転写し、第１ないし第４の現像剤像すなわちＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，の４色の現像剤像が重ねて転写された転写媒体が得られる。各転写部における転写条件は、必要に応じて変更し得る。転写部材に印加する電圧はプラス３００〜２ｋｖ程度である。また、第１の帯電部では、第１の現像剤除去部材、及び第１の現像剤収容部を省略することにより、さらなる小型化を図ることができる。

第２段以降の転写部では、前段の転写部から搬送された転写媒体に転写されている現像剤像が逆転写することがある。例えば第２の転写部にて、第１の現像剤すなわちイエロー現像剤が逆転写して第２の感光体１１Ｍに付着する。

また、搬送部材２１の代わりに中間転写体を設けてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，の４色の現像剤像を重ねて転写し、第４の画像形成部と定着部材との間に２次転写部材を設けてこの現像剤像を転写媒体に転写することができる。

第４の画像形成部の後段には、例えば加熱ローラ及び加圧ローラを有する定着部５１が設けられ、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，の４色の現像剤像が転写された転写媒体を定着に供することができる。

また、図２ないし図７に、本発明の画像形成装置の応用例を説明するため、４段使用される画像形成部の一つを例として、各々示す。

図２示す画像形成部は、金属ローラ１７の代わりに、はたきバー２３Ｙを設け、ブラシ状の第１の帯電部材１５Ｙ上に付着した逆転写現像剤を叩き落とすこと以外は、図１の画像形成部１０Ｙと同様の構成を有する。

繊維ブラシ状の第１の帯電部材１５Ｙには、例えばＤＣ−１１００Ｖのバイアスを印加することができる。これにより感光体は、約−５００Ｖ程度に一様に表面帯電され、残留現像剤はブラシで分散され、逆転写現像剤は回収され、はたきバーで叩き落とされる。

図３に示す画像形成部は、繊維ブラシ状の第１の帯電部材１５Ｙに、ＤＣ−１０００Ｖのバイアスをかける代わりに、ＤＣ−７００Ｖに、４００Ｖ ＡＣの振動電圧がかけられていること以外は図１と同様である。これにより感光体は、約−５００Ｖ程度に一様に表面帯電され、残留現像剤はブラシで分散され、逆転写現像剤は回収され、金属ローラ１６Ｙに移行した後、クリーニングブレードでかき落とされる。

図４に示す画像形成部は、繊維ブラシ状の第１の帯電部材１５Ｙの代わりに、弾性ローラ状帯電部材２４Ｙを設け、ローラ状の第１の現像剤除去部材１６Ｙを設けないこと以外は図１と同様の構成を有する。

また、弾性ローラ状帯電部材２４Ｙには、ＤＣ−５００Ｖに１１００Ｖ ＡＣの振動電圧がかけられている。これにより感光体は、約−５００Ｖ程度に一様に表面帯電され、残留現像剤は弾性ローラ状帯電部材２４Ｙで分散され、逆転写現像剤は回収され、クリーニングブレードでかき落とされる。

図５に示す画像形成部は、繊維ブラシ状の第１の帯電部材１５Ｙの代わりに、ローラ状の磁気ブラシ帯電部材２５Ｙが設けられ、金属ローラ１６Ｙはローラ状の磁気ブラシ帯電部材２５Ｙと離間して設けられていること以外は、図３と同様の構成を有する。磁気ブラシ帯電部材２５Ｙは、マグネット内包ローラにはＤＣ−５００Ｖに１１００ＡＣ の振動バイアスが印加されている。マグネット内包ローラの周囲に粒径５ないし６０μｍのキャリア粒子が存在し、感光体はキャリア粒子が接触することにより、約５００Ｖ程度に一様に表面帯電され、残留現像剤が分散され、逆転写現像剤はキャリア粒子により回収され、クリーニングブレードでかき落とされる。

図６は、クリーニングブレードを備えた第１の現像剤収容部１７Ｙの代わりに、弾性ローラ状帯電部材２４Ｙに接触して設けられ、ブラシ２６Ｙと帯電部材２４Ｙの接触部において、ローラ状帯電部材２４Ｙの２倍の周速で反対方向に回転させたブラシローラ２６Ｙ、及びはたきバー２７Ｙを設けること以外は、図４と同様の構成を有する。

弾性ローラ状帯電部材２４Ｙには、ＤＣ−５００Ｖに１１００Ｖ ＡＣの振動電圧がかけられている。これにより感光体は、約−５００Ｖ程度に一様に表面帯電され、残留現像剤は弾性ローラ状帯電部材２４Ｙで分散され、逆転写現像剤は回収され、ブラシローラ２６Ｙでかき落とされた後、はたきバー２７Ｙで叩き落とされる。

図７は、クリーニングブレードを備えた第１の現像剤収容部１７Ｙの代わりに、ローラ１６Ｙの２倍の周速で反対方向に回転させたブラシローラ２８Ｙ及びこれに接触して設けられたはたきバー２９Ｙを設けること以外は、図３と同様の構成を有する。繊維ブラシ状の第１の帯電部材１５Ｙに、ＤＣ−７００Ｖに、４００Ｖ ＡＣの振動電圧がかけられ、これにより感光体は、約−５００Ｖ程度に一様に表面帯電される。残留現像剤はブラシローラ１５Ｙで分散され、逆転写現像剤は回収され、金属ローラ１６Ｙに移行した後、ブラシローラ２８Ｙでかき落とされた後、はたきバー２９Ｙで叩き落とされる。

図１に示す装置を用いた場合について、第２段目の画像形成部１０Ｍに使用される転写部における転写バイアスと、転写特性として、残留現像剤量及び逆転写現像剤量との関係を調べた。

図８に、この関係を表すグラフを示す。

図示するように、転写バイアスが増加すると共に、その残留現像剤量１０１は、低下するけれども、また、約５５０ないし６００Ｖで下限値となり、それ以上になると再び増加する。また、転写バイアスが増加すると、逆転写現像剤量１０２は増加する傾向があることがわかった。

また、転写バイアス５５０Ｖのとき残留現像剤帯電量及び逆転写現像剤帯電量は、各々−６．０μＣ／ｇ，＋２．５μＣ／ｇであった。６００Ｖのとき−５．２μＣ／ｇ，＋４．０μＣ／ｇであり、６５０Ｖのとき−３．０μＣ／ｇ，＋７．０μＣ／ｇであった。

この装置の場合、約５５０ないし６００Ｖで使用される。

実施例
以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。

実施例１
図１に示す装置を用意した。

また、以下の４色の組成を有し、例えば重合法により製造され２成分現像剤をこの装置に適用した。

使用した現像剤組成
イエロー現像剤
バインダー樹脂 スチレン−アクリル系樹脂 ７７重量部
着色剤 Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー ７重量部
パラフィンワックス等
マゼンタ現像剤
バインダー樹脂 スチレン−アクリル系樹脂 ７７重量部
着色剤 Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド ７重量部
パラフィンワックス等
シアン現像剤
バインダー樹脂 スチレン−アクリル系樹脂 ７７重量部
着色剤 Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー ７重量部
パラフィンワックス等
ブラック現像剤
バインダー樹脂 スチレン−アクリル系樹脂 ７７重量部
着色剤 カーボンブラック ７重量部
キャリアとの混合比 現像剤全重量に対し７．５重量％
試験１
対象として第３のシアン画像形成部１０Ｃで、Ａ４サイズの紙に印字面積率７％のパターンの初期シアン画像を印字した。

次に、第１のイエロー画像形成部１０Ｙでは、Ａ４サイズの紙に印字面積率７％のパターンを印字し、第２のマゼンタ画像形成部１０Ｍでは、イエロー画像に重ならないように印字面積率７％のパターンを印字し、かつ第３のシアン画像形成部１０Ｃ及び第４のブラック画像形成部１０Ｋでは印字せずに、５００００枚の連続印字を行なった。

その後、初期のシアン画像の色度と、５００００枚連続印字後のシアン画像との色度との色差を比較したところ、ΔＥ＝５．０であった。画像上で一般的に許容できる色差変動は６〜７程度と言われるので、問題がなかった。なお、色度は、エックスライト社製 色彩色度計モデル９３８にて測定した。

また、このとき、画像反射濃度０．４程度のシアンのハーフトーン画像（６００ｄｐｉの３ｄｏｔ変調の縦ストライプパターン）を５００００枚印字し、画質を目視評価したところ、ブラシによる筋ムラが若干みられた。なお、画像反射濃度は、マクベス社製 反射濃度計ＲＤ９１８にて測定した。

また、このとき第３のシアン画像形成部１０Ｃの帯電部で、現像剤収容部にて回収された逆帯電現像剤の量は２５．０ｇであった。

また、５００００枚の連続印字を実施した後、実験機ごと温度３０℃湿度８０％の環境に８時間放置した。その後、白画像を印字し、その際のかぶりの発生状況を目視評価した。

試験２
次に、第１のイエロー画像形成部１０Ｙでは、Ａ４サイズの紙に印字面積率７％のパターンを印字し、第２のマゼンタ画像形成部１０Ｍでは、イエロー画像に重ならないように印字面積率７％のパターンを印字し、さらに第３のシアン画像形成部１０Ｃでも、イエロー、マゼンタに重ならないように面積率７％にて印字を行い、及び第４のブラック画像形成部１０Ｋでは印字せずに、５００００枚連続印字を行った。

初期のシアン画像の色度と、５００００枚連続印字後のシアン画像との色度との色差を比較したところ、ΔＥ＝１０となった。また、上記試験１と同様にしてハーフトーン画像を印字したところ、筋ムラが若干見られた。

また、このとき第３のシアン画像形成部１０Ｃの帯電部で、現像剤収容部にて回収された逆帯電現像剤の量は試験１より若干増加し、３０．０ｇであった。

使用された帯電部の仕様を表１に、得られた結果を下記表２及び表３に、各々示す。

実施例２
図１に示す装置の各画像形成部の代わりに、図２に示す画像形成部を各々設けた装置を用意し、同様に試験１及び試験２を行った。

この装置は、ブラシ状帯電部材に、ブレードの代わりにはたき棒が当接された構成を有する。試験１では、ΔＥ＝７．０であり、逆転写トナー貯蔵部に溜まった現像剤重量は１５ｇで、実施例１よりも少なくなった。

また、ハーフトーン画像の筋はやはり若干発生していた。

一方、試験２では、ΔＥ＝３．２、逆転写トナー貯蔵部に溜まった現像剤重量は２５ｇで、ハーフトーンの筋ムラはやはり発生した。

この構成では、はたき棒にはバイアスを印加していないため、ブラシ帯電器によって回収された逆帯電現像剤が、完全には叩き落とされずに、帯電の際に生ずる放電等により、正規極性に反転して再び感光体上に戻り、現像部に回収されてしまう現象がおこるため、実施例１に比べて色差変動が大きくなったと思われる。

使用された帯電部の仕様を表１に、得られた結果を下記表２及び表３に、各々示す。

実施例３
図１に示す装置の各画像形成部の代わりに、図３に示す画像形成部を各々設けた装置を用意し、同様に試験１及び試験２を行った。

この装置では、ブラシにＡＣバイアスが重畳されている。試験１では、ブラシ特有の帯電ムラによる画像ムラが改善された。５００００枚後の色差変動ΔＥ＝４．５となり、逆転写トナーの回収もさらに良好になり、逆帯電現像剤貯蔵スペースにたまった現像剤量が３０ｇであった。試験２でも画質上では問題がなく、ΔＥ＝２．２であったが、逆帯電現像剤貯蔵スペースにたまったトナー量は５０ｇとなり、実施例１に比べてかなり増加した。これは、帯電部材にＡＣバイアスを重量したことにより、正規の極性に帯電した残留現像剤をもわずかではあるが除去してしまったためであると思われる。

使用された帯電部の仕様を表１に、得られた結果を下記表２及び表３に、各々示す。

実施例４
図１に示す装置の各画像形成部の代わりに、図４に示す画像形成部を各々設けた装置を用意し、同様に試験１及び試験２を行った。

この装置では、導電性ウレタンゴムの表面に、フッソ系の表面層を塗布した弾性ローラを、帯電部材として用いた。試験１では、初期と５００００枚後が色差ΔＥ＝４．０であった。逆帯電現像剤貯蔵スペースにたまった現像剤量は３２ｇで、ハーフトーン画像の筋も目立たなかった。試験２では、ΔＥ＝２．１、画像の筋も目立たなかったが、逆帯電現像剤貯蔵スペースにたまった現像剤量は７０ｇと非常に多かった。これは、弾性ローラにＡＣを印加したため、実施例３と同様に、正規色の現像剤が帯電ローラ上に付着してしまい、この場合は、ブレードでかきとったために、すべてが除去されてしまい、排トナー量が多くなったと考えられる。

使用された帯電部の仕様を表１に、得られた結果を下記表２及び表３に、各々示す。

実施例５
図１に示す装置の各画像形成部の代わりに、図５に示す画像形成部を各々設けた装置を用意し、同様に試験１及び試験２を行った。

この装置は、帯電部材として、磁気ブラシ帯電器を用いたものである。試験１では５００００枚後の色差ΔＥ＝３．０で、非常にレベルがよかった。また、逆帯電現像剤貯蔵スペースにたまった現像剤量も１５ｇでかなり少なく、ハーフトーン画像でも問題がなかった。これは磁気ブラシ帯電器自体が逆帯電現像剤を多量に保持しているためであると思われる。また、試験２では、ΔＥ＝３．０で、逆帯電現像剤貯蔵スペースにたまった現像剤量も４０ｇ、ハーフトーン画像でも問題がなかった。磁気ブラシ帯電器では、シアン画像形成部で画像を印字せずに逆転写現像剤のみの場合は、性能がよいが、シアン画像形成部でも印字を行うと、他の方式と比べて若干性能が劣る傾向がある。これは磁気ブラシにもＡＣ印加されているため、若干正規色の残留現像剤を取り込んでしまい、それが増加して磁気ブラシ内に保持している現像剤量が多量になると、若干性能が低下するためと思われる。

使用された帯電部の仕様を表１に、得られた結果を下記表２及び表３に、各々示す。

比較例１
帯電部材として、平坦で回転しないブラシ帯電器を使用し、現像剤除去部材及び現像剤収容部材を設けないこと以外は図１と同様の構成を有する画像形成装置を用意し、同様に試験１及び試験２を行った。

試験１では、５００００枚の印字を行なった後のシアン画像と連続印字前の画像との色差とを比較したところ、ΔＥ＝２０であった。画像上で一般的に許容できる色差変動は６〜７程度と言われるので、ＮＧであった。また、このとき（５００００枚後）に、画像反射濃度０．４程度のシアンのハーフトーン画像を印字し、画質を目視評価したところ、ブラシによる筋ムラが若干みられた。

続いて、試験２では、ΔＥ＝１０となった。また、上記と同様にしてハーフトーン画像を印字したところ、さらに筋が目立つ結果となった。

使用された帯電部の仕様を表１に、得られた結果を下記表２及び表３に、各々示す。

使用される現像剤除去部材は、基本的に正規トナーと逆極性のものを除去する効果があった。

クリーナレスプロセスでは、クリーナがないために現像器に現像剤以外のさまざまな異物が混入し得、そのための弊害が発生する。例えば紙粉が現像器内に混入することによって画質劣化が生じ、また、高温多湿環境に放置した後に印字を行なうと、かぶりが発生しやすくなる。高温多湿環境下に放置後、比較例ではあきらかにかぶりが発生したのに対し、実施例１ではかなり減少し、実施例２でも実施例１ほどではないが、レベルがよかった。また、金属ローラ１６Ｙ及び弾性ローラ状帯電部材２４ＹにＡＣを印加した実施例３ないし５については、かぶりがほとんど発生せず、紙粉が良好に除去されていることが確認できた。

紙粉としては、例えば炭酸カルシウムがあり、正極性に帯電しやすい。またタルクやカオリンは負極性に帯電しやすい傾向がある。ＤＣ印加だけでは、逆帯電現像剤と極性が同じな炭酸カルシウムしか除去できないので、効果はあるものの若干のかぶりが発生していた。ここでＡＣを重量した実施例３〜５では、正規極性の残留現像剤も若干回収されてはしまうものの、紙粉もかなり除去されていると思われ、かぶりがほとんど発生しなかった。

また、上記実施例では重合法により製造された現像剤を使用した。これにより、トナーの粒径分布や帯電均一性が優れ、また形状も球形に近いため、転写効率が高く、安定していること、及び逆転写トナー量の絶対量が減るので、小型化に有利であることなどの利点が得られる。また、粉砕法で形成された現像剤を使用しても、全体的なレベルが下がるだけであり、十分な効果が得られる。

以上のように、本発明では、逆帯電現像剤を選択的に除去することができ、タンデム構成のクリーナレスプロセスにて問題になる混色を防止できる。また、さらに紙粉も選択的に除去可能なので、長期間にわたって高画質を維持できる。

本発明では、像担持体上に残留する現像剤を除去する帯電部材にに接触して設けられた現像剤除去部材を設けることにより、装置の圧倒的な小型化と簡略化が可能になる。除去された現像剤を貯留するスペースを帯電部材等や感光体と一体構成としてカートリッジ化することで、一括交換が可能になり、事実上の排トナーのみの交換作業がなくすこともできる。

本発明に係る画像形成装置の一例を表す概略図 本発明に係る画像形成装置の他の例に使用される画像形成部の一例を示す図 本発明に係る画像形成装置の他の例に使用される画像形成部の一例を示す図 本発明に係る画像形成装置の他の例に使用される画像形成部の一例を示す図 本発明に係る画像形成装置の他の例に使用される画像形成部の一例を示す図 本発明に係る画像形成装置の他の例に使用される画像形成部の一例を示す図 本発明に係る画像形成装置の他の例に使用される画像形成部の一例を示す図 ２段目の転写部における転写バイアスと、残留現像剤量及び逆転写現像剤量との関係を表すグラフ

符号の説明

１…カラー画像形成装置、１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ…画像形成部、１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ…像担持体、１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ…露光部、１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ…現像部、１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ…転写部、１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ…現像剤除去部材

Claims (8)

1. 像担持体上に対向して設けられ、該像担持体を一様の表面電位に帯電し、かつ該像担持体上に残留する現像剤を除去する帯電部材を有する帯電部、画像情報に応じて該帯電された像担持体を露光し、該像担持体上に静電潜像を形成するための露光部、帯電した現像剤を該静電潜像に供給して現像し、現像剤像を形成するための現像部、及び該現像剤像を転写媒体に転写し、転写画像を形成するための転写部を含む画像形成部を２段以上備えたカラー画像形成装置であって、
   前記現像部は、現像剤像を形成すると共に前記像担持体上に残留した現像剤を回収する機構を有し、かつ少なくとも第２段目以降の画像形成部の帯電部は、該帯電部材に接触して設けられた現像剤除去部材をさらに有し、その前段の転写画像から逆転写されて該帯電部で回収される現像剤を、該帯電部から除去するカラー画像形成装置。
2. 前記現像剤除去部材は、バイアスが印加される請求項１に記載のカラー画像形成装置。
3. 前記帯電部材は前記像担持体に接触する請求項１に記載のカラー画像形成装置。
4. 前記現像剤除去部材は、現像剤及び紙粉を除去し得る請求項１に記載のカラー画像形成装置。
5. 少なくとも第２段目以降の画像形成部の帯電部は、除去した現像剤を収容するための現像剤収容部をさらに有し、前記帯電部材、前記現像剤除去部材、及び前記現像剤収容部は一体的に構成され、画像形成装置本体に対して着脱可能に設けられている請求項１に記載のカラー画像形成装置。
6. 前記帯電部は、除去した現像剤を収容するための現像剤収容部をさらに有し、少なくとも最後段の画像形成部の現像剤収容部の容量は、その前段のいずれの画像形成部の現像剤収容部の容量以上であり、かつ前段の画像形成部の現像剤収容部の少なくとも１つは最後段の画像形成部の現像剤収容部の容量より小さい請求項１に記載のカラー画像形成装置。
7. 前記現像剤は、重合法によって製造される請求項１に記載のカラー画像形成装置。
8. 前記像担持体と前記帯電部材が一体的に構成され、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジを有する請求項１に記載のカラー画像形成装置。

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