JP2011059300A - カブリトナー除去装置、画像形成装置、及びカラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像部のトナーを乱すことなく、かつ非画像部に付着するカブリトナーを回収できるカブリトナー除去装置、画像形成装置、カラー画像形成装置を提供すること。
【解決手段】帯電手段、露光手段、現像手段、及び転写手段を配設し、静電潜像が形成される感光体に対し、前記現像手段の下流側に位置し、カブリ除去用の静電潜像が形成されるカブリ除去感光体と、カブリ除去帯電手段と、カブリ除去露光手段と、カブリ除去クリーニング手段と、を有し、前記カブリ除去感光体上の静電潜像は、前記感光体上の静電潜像に対し、画像領域と非画像領域との電位が互いに反転する反転潜像として形成され、前記感光体上のトナー像と位相が合致するとき、電位差によって形成された電界により、前記感光体上の非画像領域に付着するカブリトナーを前記カブリ除去感光体上に引き寄せることを特徴とするカブリトナー除去装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置の感光体上に形成されるトナー像における非画像部のカブリを防止するためのカブリトナー除去装置、それを備えた画像形成装置、及びそれを備えたカラー画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた画像形成装置においては、非画像部にトナーが付着する、所謂「カブリ」という現象が生じる場合がある。特に長時間使用による現像剤の劣化時や、高温高湿時等の環境条件が悪いときにこの現象が顕著に現れる。

感光体に静電潜像を形成し、顕像としてトナー像を形成する際の、帯電電位をＶ０、現像終了後の感光体の画像部に付着したトナー層の表面電位（画像部の電位）をＶｔで表すとき、｜Ｖ０−Ｖｔ｜をここではカブリマージンと称する。このカブリマージン｜Ｖ０−Ｖｔ｜が広くなるように、帯電電位Ｖ０及び画像部の電位Ｖｔを設定すればカブリは低減されるが、代わりに感光体へのキャリア付着が増え、感光体の損傷及び画像不良を発生させる。従って、キャリア付着を回避するとともに、カブリを生じさせない技術が必要となる。

カブリトナーを除去する技術として、感光体のトナー像が形成される部分に一様に電界を形成してカブリトナーを回収する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

図９は、カブリトナー除去に対する従来技術として、特許文献１に記載された構成の概略を示す概略構成図である。特許文献１に開示された技術は、図９に示すように、感光体ドラム１と現像装置４の現像ローラ４１との間に回転可能な電極部材４０を設置し、バイアス電圧を印加して感光体ドラム１上の非画像部に付着したカブリトナーを除去するものである。

特開平８−１９４３７６号公報

しかしながら、この技術ではカブリトナーの除去とともに画像部のトナーも一部除去してしまい、トナー像の乱れや濃度低下を発生させる可能性があり、その回避とカブリトナーの回収とを両立させることは困難である。本発明の目的は、画像部のトナーを乱すことなく、かつ非画像部に付着するカブリトナーを回収できるカブリトナー除去装置、それを備えた画像形成装置、及びそれを備えたカラー画像形成装置を提供することにある。

前記目的は下記の発明により達成される。

１．周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、及び転写手段を配設し、前記帯電手段及び前記露光手段により画像形成用の静電潜像が形成され、前記現像手段によりトナー像が形成される感光体に対し、
表面にカブリ除去用の静電潜像が形成され、前記感光体の回転方向における前記現像手段の下流側で前記転写手段の上流側に配置され、かつ前記感光体と表面が接し、かつ接触位置で同方向に同速度で回転するカブリ除去感光体と、
前記カブリ除去感光体を帯電するカブリ除去帯電手段と、
帯電された前記カブリ除去感光体を露光して前記カブリ除去用の静電潜像を形成するカブリ除去露光手段と、
前記カブリ除去感光体表面をクリーニングするカブリ除去クリーニング手段と、を有し、
前記カブリ除去感光体上に形成されるカブリ除去用の静電潜像は、前記感光体上に形成される画像形成用の静電潜像に対し、画像領域と非画像領域との電位が互いに反転し、前記感光体上のトナー像と位相が合致して重なり合い、前記感光体と前記カブリ除去感光体との間に形成された電界により、前記感光体上のトナー像における非画像領域に付着するカブリトナーを前記カブリ除去感光体上に引き寄せるように形成されていることを特徴とするカブリトナー除去装置。

２．前記感光体と前記カブリ除去感光体とはともに正帯電感光体或いは負帯電感光体の同極性の関係であり、前記感光体上の画像形成用の静電潜像は画像領域を前記露光手段により露光することにより形成され、前記カブリ除去感光体上のカブリ除去用の静電潜像は前記画像領域以外の非画像領域を前記カブリ除去露光手段により露光することにより形成されることを特徴とする前記１に記載のカブリトナー除去装置。

３．前記感光体と前記カブリ除去感光体とは一方が正帯電感光体で他方が負帯電感光体の逆極性の関係であり、前記感光体と前記カブリ除去感光体は、前記帯電手段及び前記カブリ除去帯電手段により相互に異なる極性で帯電され、
前記カブリ除去感光体の基体に電圧を印加するカブリ除去電圧印加手段を有し、前記カブリ除去感光体に前記カブリ除去帯電手段により帯電される極性と同極性の電圧を前記カブリ除去電圧印加手段により印加し、
前記感光体上の画像形成用の静電潜像は、前記感光体上の画像領域を前記露光手段により露光することにより形成され、前記カブリ除去感光体上のカブリ除去用の静電潜像も画像領域を前記カブリ除去露光手段により露光することにより形成されることを特徴とする前記１に記載のカブリトナー除去装置。

４．前記感光体上の前記露光手段による露光位置から前記接触位置までの距離は、前記カブリ除去感光体上の前記カブリ除去感光体の露光位置から前記接触位置までの距離と同一であり、
前記露光手段は露光経路を分岐するハーフミラーを備え、該露光手段は前記カブリ除去露光を兼用していることを特徴とする前記３に記載のカブリトナー除去装置。

５．前記感光体が円筒状部材で形成され、前記カブリ除去感光体がベルト状部材で形成されていることを特徴とする前記１から４のいずれか１項に記載のカブリトナー除去装置。

６．周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、及び転写手段を配設し、画像形成用の静電潜像及びトナー像が形成される感光体と、
前記感光体の回転方向における前記現像手段の下流側で前記転写手段の上流側に配設される前記１から５のいずれか１項に記載のカブリトナー除去装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。

７．周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、及び一次転写手段をそれぞれに配設し、前記帯電手段及び前記露光手段により画像形成用の静電潜像が形成され、前記現像手段によりトナー像が形成される複数の感光体、
前記複数の感光体に接触しながら回転し、前記複数の感光体に形成されたトナー像が転写されてカラー画像が形成される中間転写体、及び、
前記中間転写体の回転方向における前記複数の感光体の下流側に配設され、前記中間転写体に形成されたカラー画像を記録紙に転写する二次転写手段、を有するカラー画像形成装置であって、
前記中間転写体の回転方向における前記複数の感光体の下流側で前記二次転写手段の上流側の位置で、かつ前記中間転写体に接触する位置に配設されるカブリトナー除去装置を有し、
前記カブリトナー除去装置は、
導電性を有する円筒状の基体の表面に感光層を形成した感光体からなり、該感光層にカブリ除去用の静電潜像が形成され、前記中間転写体と表面が接し、かつ接触位置で同方向に同速度で回転するカブリ除去感光体と、
前記カブリ除去感光体表面を帯電するカブリ除去帯電手段と、
帯電された前記カブリ除去感光体表面を露光して前記カブリ除去用の静電潜像を形成するカブリ除去露光手段と、
前記カブリ除去感光体の基体に電圧を印加するカブリ除去電圧印加手段と、
前記カブリ除去感光体表面をクリーニングするカブリ除去クリーニング手段と、を有し、
前記カブリ除去感光体上に形成されるカブリ除去用の静電潜像は、前記中間転写体上の前記複数の感光体のいずれかによりトナー像が形成された画像領域に対応し、該トナー像と位相が合致して重なり合い、前記中間転写体と前記カブリ除去感光体との間に形成された電界により、前記中間転写体上のトナー像における画像領域以外の非画像領域に付着するカブリトナーを前記カブリ除去感光体上に引き寄せるように形成されていることを特徴とするカラー画像形成装置。

本発明の構成によれば、画像部のトナー像を乱すことなく、非画像部のカブリトナーを除去することができる。また、感光体上で画像部から散らされる散りトナーを除去することができ、画像のボケを防止することができる。

画像形成装置本体Ａ、原稿読み取り部Ｂから成る画像形成装置の構成図である。 本発明に係るカブリトナー除去装置３０の第１の実施形態についての構成及び動作を説明するための概略構成図である。 本発明に係るカブリトナー除去装置３０の第１の実施形態を感光体ドラム１に対向させたときの各部の電位の状態を表す模式図である。 本発明に係るカブリトナー除去装置３０の第２の実施形態についての構成及び動作を説明するための概略構成図である。 本発明に係るカブリトナー除去装置３０の第２の実施形態を感光体ドラム１に対向させたときの各部の電位の状態を表す模式図である。 本発明に係るカブリトナー除去装置を備えたカラー画像形成装置の実施形態を示す断面構成図である。 本発明に係るカブリトナー除去装置３０の第３の実施形態についての構成及び動作を説明するための概略構成図である。 本発明に係るカブリトナー除去装置３０の第３の実施形態を中間転写ベルト７０に対向させたときの各部の電位の状態を表す模式図である。 カブリトナー除去に対する従来技術の構成の概略を示す概略構成図である。

以下、本発明の画像形成装置の実施の形態について図１を用いて説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。

図１は、画像形成装置本体Ａ、原稿読み取り部Ｂから成る画像形成装置の構成図である。

図示の画像形成装置本体Ａは、感光体（感光体ドラム）１、帯電手段２、露光手段（画像書込手段）３、現像手段４、転写手段５、除電手段６、分離爪１９、クリーニング手段８等から成る画像形成部と、定着手段９と、用紙搬送系と、から構成されている。

用紙搬送系は、給紙カセット２０、第１給紙手段２１、中間ローラ２２、搬送手段１３、排紙手段２５、及び手差し給紙手段１５から成る第１搬送部と、記録紙Ｐを循環再給紙する循環再給紙部とから構成されている。

給紙カセット２０及び第１給紙手段２１は、複数の給紙手段（図示の３段）により形成され、複数種のサイズの記録紙Ｐを収容して給紙する。用紙サイズは、操作部８０による手動設定、又は用紙サイズ検知手段による自動用紙サイズ設定によって入力される。

原稿読み取り部Ｂで読み取られた原稿の画像データはイメージセンサＣＣＤにより読み込まれる。イメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光手段３に画像信号を送る。

露光手段３、３Ａ、３Ｂにおいては、レーザからの出力光が画像形成部の感光体１又はカブリ除去感光体ユニット３１（後述）に照射され、潜像を形成する。

画像形成部においては、感光体ドラム１の周囲に帯電手段２、露光手段（画像書込手段）３、３Ａ、３Ｂ、現像手段４、転写手段５、除電手段６、分離爪１９、クリーニング手段８等が配設され、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行われる。

本発明に係るカブリトナー除去装置３０は、感光体ドラム１の回転方向における現像手段４の下流側で、転写手段５の上流側に配設されている。

給紙カセット２０、手差し給紙手段１５から給送された記録紙Ｐは転写手段５により画像が転写される。画像を担持した記録紙Ｐは、定着手段９により定着され、排紙手段２５から排出される。

或いは搬送路切換手段２４により循環再給紙部に送り込まれた片面画像処理済みの記録紙Ｐは反転搬送ローラ１７により反転された後に再び画像形成部において両面画像処理された後、定着手段９によって定着処理され、排紙手段２５により排出される。

図２は、本発明に係るカブリトナー除去装置３０の第１の実施形態についての構成及び動作を説明するための概略構成図である。図３は、本発明に係るカブリトナー除去装置３０の第１の実施形態を感光体ドラム１に対向させたときの各部の電位の状態を表す模式図である。

図２において、感光体ドラム１の周囲に帯電手段２、露光手段３Ａ、現像手段４、転写手段５、及び除電手段６等が配設されており、本発明に係るカブリトナー除去装置３０は、現像手段４と転写手段５との中間に配設されている。

本発明に係るカブリトナー除去装置３０の第１の実施形態は、カブリ除去感光体ユニット３１、カブリ除去帯電手段３２、カブリ除去露光手段３Ｂ、カブリ除去除電手段３６、及びカブリ除去クリーニング手段３８等からなる。カブリ除去感光体ユニット３１は、ベルト状部材からなるベルト状感光体３１ａと、ベルト状感光体３１ａを巻回して回転駆動するベルト保持ローラ３１ｂ、３１ｃ等からなる。感光体ドラム１にベルト状感光体３１を介して接触するベルト保持ローラ３１ｂは、例えば発泡性の軟質樹脂等からなる弾性部材が望ましく用いられる。

感光体ドラム１は、負帯電型の感光体からなり、帯電手段２により表面に均一な電荷を付与された後、露光手段３Ａによりレーザの出力光ＬＢＡを照射され、静電潜像が形成される。

ベルト状感光体３１ａは、感光体ドラム１と同極性の負帯電型の感光体からなり、カブリ除去帯電手段３２により均一な電荷を付与された後、カブリ除去露光手段３Ｂによりレーザの出力光ＬＢＢを照射され、感光体ドラム１に対する反転潜像が形成される。ここでいう反転潜像とは、感光体ドラム１上に形成される静電潜像に対して画像領域と非画像領域との電位が互いに反転するカブリ除去用の静電潜像のことである。ここで画像領域とは、画像データに基づいて露光手段３Ａにより露光を行い、トナー像を形成する領域（トナー付着部）のことであり、非画像領域とは、トナー像を形成する領域以外の領域のことである。例えば、トナーにより文字を形成する場合には当該文字の部分は画像領域であり、文字以外の背景は非画像領域である。また、ベルト状感光体３１ａでは感光体ドラム１と位相を合致させた際に、感光体ドラム１の画像領域、非画像領域に対応する領域を同様にベルト状感光体３１ａにおける画像領域、非画像領域と称している。

本発明の感光体の層構成は特に限定されないが、負帯電感光体においては、導電性基体上に下引層（ＵＣＬ）、その上に機能分離した感光層の電荷発生層（ＣＧＬ）と電荷輸送層（ＣＴＬ）を順に設けた上に保護層を塗設した構成を採るのが好ましい。正帯電感光体では、前記負帯電感光体層構成の内、電荷発生層と電荷輸送層の順を逆にした構成を採ることが好ましい。

図３において、符号のＶ０は、帯電手段２により帯電された直後の感光体ドラム１表面における帯電電位を表し、Ｖｉは、レーザの出力光ＬＢＡに照射された露光後の感光体画像部の電位（以下、露光時電位という）を表す。また、Ｖｔは、現像ＤＣバイアス電圧を付与されて現像された後、感光体の画像部に付着したトナー層の表面電位（以下、画像部の電位ともいう）を表す。一方、Ｖ１は、カブリ除去帯電手段３２により帯電された直後のベルト状感光体３１ａ表面における画像部の電位を表し、Ｖ２は、レーザの出力光ＬＢＡに照射された後のベルト状感光体３１ａ表面における非画像部の電位を表す。

感光体ドラム１は、帯電手段２により帯電され、感光体ドラム１表面が帯電電位Ｖ０（実施形態では−５００Ｖ）に帯電される。次いで露光手段３Ａにより感光体ドラム１表面の画像部がレーザの出力光ＬＢＡに照射され、露光時電位Ｖｉ（実施形態では−５０Ｖ）となり、静電潜像が形成される。更に現像手段４により現像バイアスが現像ローラに印加され、帯電電位Ｖ０との電位差によって形成された電界によりトナーが現像手段４から感光体ドラム１の画像部に移動され、形成されるトナー層の電位は画像部の電位Ｖｔ（実施形態では−２５０Ｖ）となる。

一方、ベルト状感光体３１ａは、カブリ除去帯電手段３２により帯電され、ベルト状感光体３１ａ表面が画像部の電位Ｖ１（実施形態では−３００Ｖ）に帯電される。次いでカブリ除去露光手段３Ｂによりベルト状感光体３１ａ表面の非画像部がレーザの出力光ＬＢＢに照射され、非画像部の電位Ｖ２（実施形態では−５０Ｖ）となり、感光体ドラム１に対して画像部と非画像部との電位が反転するカブリ除去用の静電潜像が形成される。

なお、入力された画像データに基づいて露光手段３Ａは露光を行う。そして露光手段３Ｂは、同じ画像データに基づいて露光手段３Ａとはネガポジの関係となるように信号を反転させたパターンの露光を感光体ドラム１とベルト状感光体３１ａの接触位置で位相が合うように、タイミングを取って行っている。このようにすることにより現像手段４により表面にトナー像を形成された感光体ドラム１が回転を継続してベルト状感光体３１ａの位置に達するとき、感光体ドラム１上のトナー像とベルト状感光体３１ａ上の静電潜像との位相が合致し、互いに重なりながら回転する。感光体ドラム１とベルト状感光体３１ａとは、互いに接触するニップ部において、同方向に同速度で回転する。

次に、感光体ドラム１及びベルト状感光体３１ａにおけるトナーＴｎ及びカブリトナーＴｋの動作について説明する。

感光体ドラム１上の画像部のトナーＴｎは、ベルト状感光体３１ａの画像部の電位Ｖ１と感光体ドラム１の露光時電位Ｖｉとの電位差によって形成された電界により感光体ドラム１に押しつけられ、形成されるトナー層の電位は画像部の電位Ｖｔとなる。また、感光体ドラム１上の非画像部に付着するカブリトナーＴｋは、ベルト状感光体３１ａの非画像部の電位Ｖ２と感光体ドラム１の帯電電位Ｖ０との電位差によって形成された電界により、ベルト状感光体３１ａの非画像部に引き寄せられる。その後、ベルト状感光体３１ａの非画像部に引き寄せられたカブリトナーＴｋは、カブリ除去クリーニング手段３８により除去される。

本発明に係るカブリトナー除去装置３０の第１の実施形態によれば、露光手段３Ａとカブリ除去露光手段３Ｂとが別体であるため、感光体ドラム１上のトナー像とベルト状感光体３１ａの静電潜像との位相を合致させることが容易に行えるという利点がある。

なお、本発明に係るカブリトナー除去装置３０の第１の実施形態では、感光体ドラム１とベルト状感光体３１ａとが、ともに負帯電感光体であるという構成であったが、ともに正帯電感光体としても本発明の適用が可能である。

図４は、本発明に係るカブリトナー除去装置３０の第２の実施形態についての構成及び動作を説明するための概略構成図である。図５は、本発明に係るカブリトナー除去装置３０の第２の実施形態を感光体ドラム１に対向させたときの各部の電位の状態を表す模式図である。

図４及び図５において、第２の実施形態は第１の実施形態に類似しており、同一の機能を有する部材には同一の符番を付しているため説明は省略し、異なる構成についてのみ説明する。

第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点の１つは、感光体ドラム１とベルト状感光体３１ａとの感光体の帯電極性が異なる逆極性の感光体で構成されている点である。即ち、感光体ドラム１が負帯電感光体であるのに対し、ベルト状感光体３１ａは正帯電感光体である。なお、感光体ドラム１とベルト状感光体３１ａとの感光体の帯電極性を入れ換えることも可能である。

異なる点のもう１つは、感光体ドラム１とベルト状感光体３１ａとをレーザの出力光で照射する画像部と非画像部との領域が異なる点である。即ち、それぞれの感光体を照射する領域が、第１の実施形態では画像部と非画像部とに分かれているが、第２の実施形態ではハーフミラー３Ａ２が配設されており、レーザの出力光がＬＢＡ、ＬＢＢの２つに分岐されて、どちらも画像部を照射している点である。即ち、ハーフミラー３Ａ２を用いることにより、露光手段３Ａは１つで感光体ドラム１及びベルト状感光体３１ａに対する露光を同時に行っている。

第２の実施形態においては、感光体ドラム１上のトナー像とベルト状感光体３１ａの静電潜像との位相を合致させるため、各々のレーザの出力光ＬＢＡ、ＬＢＢの入射位置から感光体ドラム１とベルト状感光体３１ａのニップ部までの距離を同一にする必要がある。即ち、両者のニップ部の中心位置から、感光体ドラム１上のレーザの出力光ＬＢＡの入射位置までの距離と、ベルト状感光体３１ａ上のレーザの出力光ＬＢＢが入射される位置までの距離とを一致させる必要がある。

異なる点の他の１つは、ベルト状感光体３１ａの初期電位の違いである。第１の実施形態では、ベルト状感光体３１ａをカブリ除去帯電手段３２によりマイナスの高圧（実施形態では−３００Ｖ）に帯電させている。その後の露光では画像部は露光されないため、マイナスの高圧がそのまま残される。これに対し、第２の実施形態ではカブリ除去帯電手段３２によりベルト状感光体３１ａの電位がプラスの高圧（実施形態では＋３５０Ｖ）を印加され、かつカブリ除去電圧印加手段３１ｄによりベルト状感光体３１ａの基体にマイナスの高圧（実施形態では−３００Ｖ）を印加されている。このプラスとマイナスの電位が相殺されて、ベルト状感光体３１ａの非画像部にはカブリ除去用の帯電電位Ｖｊ０（実施形態では＋５０Ｖ）が付与されている。

第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、現像手段４におけるトナーＴｎは、ベルト状感光体３１ａ画像部の電位Ｖ４と露光時電位Ｖｉとが形成する電界により、感光体ドラム１の画像部に押しつけられ、形成されるトナー層の電位は画像部の電位Ｖｔとなる。また、感光体ドラム１上の非画像部に付着するカブリトナーＴｋは、ベルト状感光体３１ａの非画像部の電位Ｖ３と感光体ドラム１の帯電電位Ｖ０との電位差によって形成された電界により、ベルト状感光体３１ａの非画像部に引き寄せられる。その後、ベルト状感光体３１ａの非画像部に引き寄せられたカブリトナーＴｋは、カブリ除去クリーニング手段３８により除去される。

本発明に係るカブリトナー除去装置３０の第２の実施形態によれば、露光手段３Ａが１つで構成されるため、構成が簡略化されるとともに、コストを抑制できるという利点がある。

図６は、本発明に係るカブリトナー除去装置を備えたカラー画像形成装置の実施形態を示す断面構成図である。

このカラー画像形成装置は、タンデム型フルカラー複写機と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット（以下、単に中間転写体ユニットという）７００と、給紙手段２１及び定着手段９とから成る。画像形成装置本体Ａの上部には、原稿画像読み取り部Ｂが配置されている。

イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、ドラム状の感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｙ、クリーニング手段８Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、ドラム状の感光体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、一次転写ローラ５Ｍ、クリーニング手段８Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、ドラム状の感光体１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、一次転写ローラ５Ｃ、クリーニング手段８Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、ドラム状の感光体（以下、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、及び１Ｋを単に感光体という。）１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、一次転写ローラ５Ｋ、クリーニング手段８Ｋを有する。感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、それぞれ、帯電手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、及び露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋにより静電潜像を形成され、現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋによりトナー像を形成される。

中間転写体ユニット７００は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の、第１の転写媒体である無端ベルト状中間転写体（以下、単に中間転写ベルトという。）７０を有する。

画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色の画像は、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより、回動する中間転写ベルト７０上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された第２の転写媒体としての記録紙Ｐは、給紙手段２１により給紙され、複数の中間ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストローラ２３を経て搬送される。更に記録紙Ｐは、二次転写手段としての第１の二次転写ローラ５Ａ及び第２の二次転写ローラ５Ｂ、更にバックアップローラ５Ｄに搬送され、二次転写が行われて中間転写ベルト７０上のカラー画像が記録紙Ｐ上に一括転写される。カラー画像が転写された記録紙Ｐは、定着手段９により定着処理され、排紙手段２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。

一方、二次転写ローラ５Ａ、５Ｂ、及びバックアップローラ５Ｄにより記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写ベルト７０は、クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。

画像形成処理中、一次転写ローラ５Ｋは常時、感光体１Ｋに圧接している。他の一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃに圧接する。

バックアップローラ５Ｄは、当該バックアップローラ５Ｄを記録紙Ｐが通過して二次転写が行われる時にのみ、中間転写ベルト７０に圧接する。

また、筐体１８は装置本体Ａから支持レール８２Ｌ、８２Ｒを介して引き出し可能に構成されている。

筐体１８は、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、中間転写体ユニット７００とから成る。

画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、垂直方向に縦列配置されている。感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの図示左側方には中間転写体ユニット７００が配置されている。中間転写体ユニット７００は、ローラ７１、７２、第１の二次転写ローラ５Ａ及び第２の二次転写ローラ５Ｂを巻回する回動可能な中間転写ベルト７０と、一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋと、クリーニング手段８Ａとから成る。

筐体１８の引き出し操作により、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、中間転写体ユニット７００とは、一体となって、本体Ａから引き出される。

筐体１８の図示左側の支持レール８２Ｌは、中間転写ベルト７０の左方で、定着手段９の上方空間部に配置されている。筐体１８の図示右側の支持レール８２Ｒは、最下部の現像手段４Ｋの下方付近に配置されている。支持レール８２Ｒは、現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを筐体１８に着脱する動作に支障を来さない位置に配置されている。

筐体１８の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの図示右方は、現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにより囲まれ、図示下方は、帯電手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、及びクリーニング手段８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ等に、図示左方は、中間転写ベルト７０により囲まれている。

その中で感光体、クリーニング手段及び帯電手段等は一つの感光体ユニットを形成し、現像手段及びトナー補給装置等は一つの現像ユニットを形成している。

一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、中間転写体としての中間転写ベルト７０の背面から各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋへ押圧される構成となっている。然るに、押圧される時は、押圧しない時の中間転写ベルト７０と各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの接触点よりも感光体回転方向下流側で、各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋへ押圧される。このとき中間転写ベルト７０は各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの外周に沿うように曲げられ、感光体と中間転写ベルト７０の接触領域の最も下流側に一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配置される構成となる。

本発明に係るカブリトナー除去装置３０は、中間転写ベルト７０の回転方向における感光体１Ｋの下流側で、第１の二次転写ローラ５Ａの上流側に配設され、かつ中間転写ベルト７０に接触するように配設されている。カブリトナー除去装置３０の補助電極ローラ３１０Ａは、カブリトナー除去装置３０のカブリ除去感光体ドラム３１０（後述）に対向する位置に中間転写ベルト７０を挟んで配設される。

図７は、図６で説明したカラー画像形成装置の一部を拡大した、本発明に係るカブリトナー除去装置３０の第３の実施形態についての構成及び動作を説明するための概略構成図である。図８は、本発明に係るカブリトナー除去装置３０の第３の実施形態を中間転写ベルト７０に対向させたときの各部の電位の状態を表す模式図である。

図７において、本発明に係るカブリトナー除去装置３０は、中間転写ベルト７０の回転方向における複数の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの下流側で第１の二次転写ローラ５Ａの上流側に配設される。

カブリトナー除去装置３０の第３の実施形態は、カブリ除去感光体ドラム３１０と、その周囲に配設されるカブリ除去帯電手段３２、カブリ除去除電手段３６、カブリ除去クリーニング手段３８、補助電極ローラ３１０Ａ、及びカブリ除去露光手段３Ｂ等からなる。補助電極ローラ３１０Ａは導電性の弾性ローラからなり、中間転写ベルト７０を挟んでカブリ除去感光体ドラム３１０に対向する位置に配設され、中間転写ベルト７０をカブリ除去感光体ドラム３１０に接触させている。補助電極ローラ３１０Ａは図示しない電圧付与手段に接続されており、電圧を付与してトナー像を転写された中間転写ベルト７０にトナーを引き寄せている。

カブリ除去感光体ドラム３１０は導電性を有する円筒状の基体の外周に感光層を形成した円筒状部材からなる。カブリ除去感光体ドラム３１０の表面には、カブリ除去帯電手段３２及びカブリ除去露光手段３Ｂにより、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に形成される静電潜像に対して画像領域と全ての色に共通する非画像領域との電位が互いに反転するカブリ除去用の反転潜像が形成される。言い換えると、カブリ除去感光体ドラム３１０に形成される静電潜像は、中間転写ベルト７０上の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋのいずれかによりトナー像が形成される画像領域に対応して形成される。また、カブリ除去感光体ドラム３１０の基体はカブリ除去電圧印加手段３１ｄに接続されており、カブリ除去感光体ドラム３１０の表面に電圧を印加している。

感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋからトナー像を転写された中間転写ベルト７０が回転を継続してベルト状感光体３１ａの位置に達するとき、中間転写ベルト７０上のトナー像とベルト状感光体３１ａ上の静電潜像との位相が合致し、互いに重なりながら回転する。中間転写ベルト７０とカブリ除去感光体ドラム３１０とは、互いに接触するニップ部において、同方向に同速度で回転する。

図８において、符号のＶｂ１は、中間転写ベルト７０に補助電極３１０Ａにより付与される電位であり、カブリ除去感光体ドラム３１０上の静電潜像と接触する際の非画像部の電位（実施形態では＋１００Ｖ）となる。また、Ｖｂ２は、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の４色のトナー像が転写された直後の中間転写ベルト７０の表面におけるトナー層電位であり、カブリ除去感光体ドラム３１０上の静電潜像と接触する際の画像部の電位（実施形態では−７８０Ｖ）となる。

一方、カブリ除去感光体ドラム３１０の表面にカブリ除去帯電手段３２により電圧が付与され、カブリ除去感光体ドラム３１０の非画像部は露光されないため、この電圧が非画像部の電位（実施形態では＋３００Ｖ）Ｖ５としてそのまま残される。また、カブリ除去感光体ドラム３１０の基体には、カブリ除去電圧印加手段３１ｄにより電圧が印加されており、露光されるカブリ除去感光体ドラム３１０の画像部にはカブリ除去帯電手段３２により付与された電圧が消滅し、カブリ除去電圧印加手段３１ｄにより付与された電圧が画像部の電位（実施形態では−９００Ｖ）Ｖ６として残される。この画像部の電位Ｖ６により、カブリ除去露光手段３Ｂによる露光後のカブリ除去感光体ドラム３１０の画像部へのトナー付着を防止している。

本発明に係るカブリトナー除去装置３０の第３の実施形態によれば、カブリ除去感光体に接触する感光体がベルト状であっても適用することができ、カラー画像形成装置等への適用が容易となる。

次に、中間転写ベルト７０及びカブリ除去感光体ドラム３１０におけるトナーＴｎ及びカブリトナーＴｋの動作について説明する。中間転写ベルト７０上の画像部のトナーＴｎは、カブリ除去感光体ドラム３１０の画像部の電位Ｖ６と中間転写ベルト７０の画像部の電位Ｖｂ２との電位差によって形成された電界により、中間転写ベルト７０に押しつけられる。また、中間転写ベルト７０の非画像部に付着するカブリトナーＴｋは、カブリ除去感光体ドラム３１０の非画像部の電位Ｖ５と中間転写ベルト７０の非画像部の電位Ｖｂ１との電位差によって形成された電界により、カブリ除去感光体ドラム３１０の非画像部に引き寄せられる。その後、カブリ除去感光体ドラム３１０の非画像部に引き寄せられたカブリトナーＴｋは、カブリ除去クリーニング手段３８により除去される。

以下、本発明に係るカブリトナー除去装置３０の第１〜第３の実施形態に基づいた構成を有する装置を実施例１〜３として製作し、併せて下記の比較例１〜３の装置を製作して比較実験を行った。下記にその構成及び実験条件について記載する。

（共通条件）
１．現像剤（各実施例及び比較例に対して未使用の現像剤を使用）
２成分現像剤、トナー粒径：６．５μｍ、トナー濃度：６．５質量％、平均帯電量：３５μＣ／ｇ
２．記録紙Ｐ
Ａ４サイズ、普通紙
３．感光体ドラム１
ＯＰＣ、負帯電感光体
４．画像形成装置
自社製モノクロタイプ複写機、又は自社製カラータイプ複写機の改造機を使用
５．温湿度条件：２０℃、５０％
６．画像形成条件：印字率５％の原稿を使用し、５００枚、１０００枚、１万枚、１０万枚の画像形成を実施
（実施例１）
１．カブリトナー除去装置３０
本発明に係るカブリトナー除去装置３０の第１の実施形態に基づいた構成を有する装置を製作（図２参照）
２．画像形成装置
自社製モノクロタイプ複写機
（実施例２）
１．カブリトナー除去装置３０
本発明に係るカブリトナー除去装置３０の第２の実施形態に基づいた構成を有する装置を製作（図４参照）
２．画像形成装置
自社製モノクロタイプ複写機
（実施例３）
１．カブリトナー除去装置３０
本発明に係るカブリトナー除去装置３０の第３の実施形態に基づいた構成を有する装置を製作（図７参照）
２．画像形成装置
自社製カラータイプ複写機
（比較例１）
１．カブリトナー除去装置
現像装置４に回転可能な電極部材４０を配設する構成の装置を製作（図９参照）、電極部材４０に付着するトナーは、電極部材４０にブレード式クリーナーを配設し、当該クリーナーによりクリーニングする。

２．電極部材４０と感光体ドラム１との距離：０．１５ｍｍ
３．画像形成装置
自社製モノクロタイプ複写機
４．電極部材４０の電圧（電極部材４０に下記ＡＣ、ＤＣ電圧を付与）
ＡＣ：１．０ｋＶｐｐ、４ｋＨｚ矩形波
ＤＣ：画像部の電位Ｖｔを−２５０Ｖ、帯電電位（非画像部の電位）Ｖ０を−５００Ｖとするとき、電極部材４０に付与されるＤＣ成分の電位Ｖｒが、−５００≦Ｖｒ＜−４２５（Ｖ）となること
（比較例２）
１〜３項：
比較例１に同じ
４．電極部材４０の電圧（電極部材４０に下記ＡＣ、ＤＣ電圧を付与）
ＡＣ：比較例１に同じ
ＤＣ：画像部の電位Ｖｔを−２５０Ｖ、帯電電位（非画像部の電位）Ｖ０を−５００Ｖとするとき、電極部材４０に付与されるＤＣ成分の電位Ｖｒが、−４２５≦Ｖｒ＜−３２５（Ｖ）となること
（比較例３）
１〜３項：
比較例１に同じ
４．電極部材４０の電圧（電極部材４０に下記ＡＣ、ＤＣ電圧を付与）
ＡＣ：比較例１に同じ
ＤＣ：画像部の電位Ｖｔを−２５０Ｖ、帯電電位（非画像部の電位）Ｖ０を−５００Ｖとするとき、電極部材４０に付与されるＤＣ成分の電位Ｖｒが、−３２５≦Ｖｒ＜−２５０（Ｖ）となること
（評価）
１．非画像部のカブリについては、自社画像品質評価基準に基づいて、目視により判定した。

２．印字率４０％のハーフトーン画像を出力し、その粒状性を評価した。

３．評価結果は、○、△、×の３段階で表し、自社画像品質評価基準に基づいて、問題なく合格となるものを○、不合格となるものを×、若干の異常は認められるが合格レベルには達しているものを△とした。

実験の結果を表１に示す。

実験の結果は、表１に示すように、比較例１及び３では、プリント枚数が１０００枚以下のような少ない枚数であっても、カブリ又は粒状性不良の回避が困難である。また、比較例２では、オフイスレベルでは許容される限界のレベルであるが、軽印刷業界では求められる画質には達していないレベルである。軽印刷業界では高画質が求められるとともに、同一原稿を大量にプリントするため、良好な画像が持続しない比較例１〜３のレベルでは市場の要求を満たすことはできない。

一方、実施例１〜３では、いずれも１０万プリントの実験において、カブリの発生が殆ど見られず、かつ粒状性が良好な画像が出力された。

なお、本実施の形態においては、カブリ除去感光体としてカブリ除去感光体ドラム３１０を用いる場合に、接触する相手を中間転写ベルト７０としたが、ベルト状の感光体を用いる構成としても良い。

１、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光体ドラム（感光体）
２、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ 帯電手段
３、３Ａ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ 露光手段
３Ａ２ ハーフミラー
３Ｂ カブリ除去露光手段
４、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 現像手段
５ 転写手段
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ 一次転写ローラ（一次転写手段）
５Ａ 第１の二次転写ローラ（二次転写手段）
５Ｂ 第２の二次転写ローラ（二次転写手段）
５Ｄ バックアップローラ
６ 除電手段
１０、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 画像形成部
３０ カブリトナー除去装置
３１ カブリ除去感光体ユニット
３１ａ ベルト状感光体（カブリ除去感光体）
３１ｄ カブリ除去電圧印加手段
３２ カブリ除去帯電手段
３６ カブリ除去除電手段
３８ カブリ除去クリーニング手段
４０ 電極部材
７０ 中間転写ベルト
３１０ カブリ除去感光体ドラム（カブリ除去感光体）
３１０Ａ 補助電極ローラ
７００ 中間転写体ユニット
Ａ 画像形成装置本体
ＬＢ、ＬＢＡ、ＬＢＢ レーザの出力光
Ｔｋ カブリトナー
Ｔｎ トナー
Ｐ 記録紙
Ｖ０ 帯電電位（感光体１の非画像部の電位）
Ｖ１、Ｖ４ ベルト状感光体３１ａの画像部の電位
Ｖ２、Ｖ３ ベルト状感光体３１ａの非画像部の電位
Ｖ５ カブリ除去感光体ドラム３１０の非画像部の電位
Ｖ６ カブリ除去感光体ドラム３１０の画像部の電位
Ｖｂ１ 中間転写ベルト７０の非画像部の電位
Ｖｂ２ 中間転写ベルト７０の画像部の電位
Ｖｔ 感光体１の画像部の電位（画像部の電位）
Ｖｉ 露光時電位
Ｖｒ 電極部材４０に付与されるＤＣ成分の電位

Claims (7)

1. 周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、及び転写手段を配設し、前記帯電手段及び前記露光手段により画像形成用の静電潜像が形成され、前記現像手段によりトナー像が形成される感光体に対し、
   表面にカブリ除去用の静電潜像が形成され、前記感光体の回転方向における前記現像手段の下流側で前記転写手段の上流側に配置され、かつ前記感光体と表面が接し、かつ接触位置で同方向に同速度で回転するカブリ除去感光体と、
   前記カブリ除去感光体を帯電するカブリ除去帯電手段と、
   帯電された前記カブリ除去感光体を露光して前記カブリ除去用の静電潜像を形成するカブリ除去露光手段と、
   前記カブリ除去感光体表面をクリーニングするカブリ除去クリーニング手段と、を有し、
   前記カブリ除去感光体上に形成されるカブリ除去用の静電潜像は、前記感光体上に形成される画像形成用の静電潜像に対し、画像領域と非画像領域との電位が互いに反転し、前記感光体上のトナー像と位相が合致して重なり合い、前記感光体と前記カブリ除去感光体との間に形成された電界により、前記感光体上のトナー像における非画像領域に付着するカブリトナーを前記カブリ除去感光体上に引き寄せるように形成されていることを特徴とするカブリトナー除去装置。
2. 前記感光体と前記カブリ除去感光体とはともに正帯電感光体或いは負帯電感光体の同極性の関係であり、前記感光体上の画像形成用の静電潜像は画像領域を前記露光手段により露光することにより形成され、前記カブリ除去感光体上のカブリ除去用の静電潜像は前記画像領域以外の非画像領域を前記カブリ除去露光手段により露光することにより形成されることを特徴とする請求項１に記載のカブリトナー除去装置。
3. 前記感光体と前記カブリ除去感光体とは一方が正帯電感光体で他方が負帯電感光体の逆極性の関係であり、前記感光体と前記カブリ除去感光体は、前記帯電手段及び前記カブリ除去帯電手段により相互に異なる極性で帯電され、
   前記カブリ除去感光体の基体に電圧を印加するカブリ除去電圧印加手段を有し、前記カブリ除去感光体に前記カブリ除去帯電手段により帯電される極性と同極性の電圧を前記カブリ除去電圧印加手段により印加し、
   前記感光体上の画像形成用の静電潜像は、前記感光体上の画像領域を前記露光手段により露光することにより形成され、前記カブリ除去感光体上のカブリ除去用の静電潜像も画像領域を前記カブリ除去露光手段により露光することにより形成されることを特徴とする請求項１に記載のカブリトナー除去装置。
4. 前記感光体上の前記露光手段による露光位置から前記接触位置までの距離は、前記カブリ除去感光体上の前記カブリ除去感光体の露光位置から前記接触位置までの距離と同一であり、
   前記露光手段は露光経路を分岐するハーフミラーを備え、該露光手段は前記カブリ除去露光を兼用していることを特徴とする請求項３に記載のカブリトナー除去装置。
5. 前記感光体が円筒状部材で形成され、前記カブリ除去感光体がベルト状部材で形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のカブリトナー除去装置。
6. 周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、及び転写手段を配設し、画像形成用の静電潜像及びトナー像が形成される感光体と、
   前記感光体の回転方向における前記現像手段の下流側で前記転写手段の上流側に配設される請求項１から５のいずれか１項に記載のカブリトナー除去装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、及び一次転写手段をそれぞれに配設し、前記帯電手段及び前記露光手段により画像形成用の静電潜像が形成され、前記現像手段によりトナー像が形成される複数の感光体、
   前記複数の感光体に接触しながら回転し、前記複数の感光体に形成されたトナー像が転写されてカラー画像が形成される中間転写体、及び、
   前記中間転写体の回転方向における前記複数の感光体の下流側に配設され、前記中間転写体に形成されたカラー画像を記録紙に転写する二次転写手段、を有するカラー画像形成装置であって、
   前記中間転写体の回転方向における前記複数の感光体の下流側で前記二次転写手段の上流側の位置で、かつ前記中間転写体に接触する位置に配設されるカブリトナー除去装置を有し、
   前記カブリトナー除去装置は、
   導電性を有する円筒状の基体の表面に感光層を形成した感光体からなり、該感光層にカブリ除去用の静電潜像が形成され、前記中間転写体と表面が接し、かつ接触位置で同方向に同速度で回転するカブリ除去感光体と、
   前記カブリ除去感光体表面を帯電するカブリ除去帯電手段と、
   帯電された前記カブリ除去感光体表面を露光して前記カブリ除去用の静電潜像を形成するカブリ除去露光手段と、
   前記カブリ除去感光体の基体に電圧を印加するカブリ除去電圧印加手段と、
   前記カブリ除去感光体表面をクリーニングするカブリ除去クリーニング手段と、を有し、
   前記カブリ除去感光体上に形成されるカブリ除去用の静電潜像は、前記中間転写体上の前記複数の感光体のいずれかによりトナー像が形成された画像領域に対応し、該トナー像と位相が合致して重なり合い、前記中間転写体と前記カブリ除去感光体との間に形成された電界により、前記中間転写体上のトナー像における画像領域以外の非画像領域に付着するカブリトナーを前記カブリ除去感光体上に引き寄せるように形成されていることを特徴とするカラー画像形成装置。

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