JP4963412B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式等を用いた画像形成装置に関し、特に、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に関する。

従来、転写型の電子写真方式を用いた複写機・プリンタ・ファクシミリ等の転写方式画像形成装置において、転写後のドラム上に残留する残留トナーをクリーニングするクリーニング装置を設けないクリーナレス方式の画像形成装置がある。これは、転写工程後の感光体上の転写残トナーを現像装置において「現像同時クリーニング」で感光体上から除去・回収し再利用するようにしたものである。

現像同時クリーニングは、転写後の感光体上の転写残トナーを次工程以降の現像工程時、即ち引き続き感光体を帯電し、露光して静電潜像を形成し、該静電潜像の現像工程過程時にかぶり取りバイアスによって転写残トナーを現像装置に回収する方法である。ここで、かぶり取りバイアスとは、現像装置に印加する直流電圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋのことである。これによって、トナーで現像されるべきではない感光体面部分上（非画像部）に存在する転写残トナーを現像装置に回収する。この方法によれば、転写残トナーは現像装置に回収されて次工程以降の静電潜像の現像に再利用されるため、廃トナーをなくし、またメンテナンスに手を煩わせることも少なくすることができ、廃トナー容器が無いことで画像形成装置の小型化にも有利である。

一方、帯電手段としては近年コロナ帯電器にかわり、特に接触帯電部材として導電ローラを用いたローラ帯電方式が帯電の安定性という点から好ましく用いられている。ローラ帯電では導電性の弾性ローラ（帯電ローラ）を被帯電体に加圧当接させ、これに電圧を印加することによって被帯電体の帯電を行なう。

この帯電方式に関しては、所望の被帯電体表面電位Ｖｄに相当するＤＣ電圧に２×Ｖｔｈ以上のピーク間電圧を持つＡＣ成分を重畳した電圧を接触帯電部材に印加するＡＣ帯電方式が提案され、実用にも供されている。（例えば、特許文献１参照）このＡＣによる電位のならし効果によりＤＣ帯電方式よりも更なる帯電の均一化を図ることができ、被帯電体の電位はＡＣ電圧のピークの中央であるＶｄにほぼ収束する。

転写工程後の感光体上の転写残トナーを現像装置において現像同時クリーニングで除去・回収するクリーナレス方式の画像形成装置において、感光体の帯電装置として上記した接触帯電装置を用いた場合には、以下のような問題がある。即ち、感光体上の転写残トナーが感光体と接触帯電装置の接触ニップ部である帯電部を通過する際に、転写残トナーが接触帯電装置に付着して接触帯電装置を許容以上にトナー汚染させて帯電不良の原因となってしまう。

この原因は、現像剤としてのトナーには、量的には少ないけれども、帯電極性がもともと正規極性とは逆極性に反転しているトナーが混在しているものがるためである。また、帯電極性が正規極性のトナーであっても転写バイアスや剥離放電等に影響されて帯電極性が反転するものや、除電されて帯電量が少なくなるものがあるためである。

つまり、転写残トナーには帯電極性が正規極性のもの、逆極性の反転トナー、帯電量が少ないものが混在しており、その内の反転トナーや帯電量が少ないトナーが感光体と接触帯電装置の接触ニップ部である帯電部を通過する際に接触帯電装置に付着し易いのである。

また、感光体上の転写残トナーを現像装置の現像同時クリーニングにて除去・回収するためには、帯電部を通過して現像部に持ち運ばれる感光体上の転写残トナーの帯電極性が正規極性であること。かつその帯電量が現像装置によって感光体の静電潜像を現像できるトナーの帯電量であることが必要である。反転トナーや帯電量が適切でないトナーについては感光体上から現像装置に除去・回収できず、不良画像の原因となってしまう。

そこで、転写部の下流に転写残トナー均一化手段を設け、更に下流でかつ感光体を帯電する帯電手段の上流にトナー帯電手段を設けた画像形成装置を提案されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、写真画像などといった高印字率な画像の連続印字動作などにより、一度に大量の転写残トナーの発生により、反転トナーや帯電量が適切でないトナーを、現像器で回収できる帯電量に帯電させることが困難な場合があった。そこで、耐久履歴によって、トナー帯電手段に印加するバイアスを可変にし、トナー帯電手段の帯電能力を上げることで、転写残トナーに充分な電荷を付与することが考えられている。（例えば、特許文献３参照）
特開昭６３−１４９６６９号公報 特開２００１−２１５７９８号公報 特開２００５−１８９３１９号公報

しかしながら、特許文献３のようにトナー帯電手段に印加できるバイアスは以下の理由により制限がある。即ち、トナー帯電手段の帯電能力を向上させると、トナー帯電手段通過後の像担持体の電位が、帯電手段に印加するバイアスの電位よりも低くなってしまい、トナー帯電手段と同極性に帯電されたトナーは帯電手段の方に引かれてしまう。従って、帯電手段が著しく汚染され、帯電不良による画像不良が発生してしまう。

そこで、本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、転写残現像剤を現像同時クリーニングで除去・回収し再利用するクリーナーレス方式の画像形成装置であって、転写残トナーへの電荷付与能力を向上しながらも、像担持体の電位が帯電手段の電位と逆転することで帯電手段にトナーが静電的に付着することを抑制可能な画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の画像処理装置は、回転可能な感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記感光体上に露光により静電像を形成する像形成手段と、前記感光体上に形成された静電像をトナーで現像すると共に、転写されずに感光体上に残留するトナーを回収する現像手段と、前記感光体上に形成されたトナー像を転写材へと転写する転写手段と、前記感光体の回転方向に沿って、前記転写手段よりも下流側かつ前記帯電手段よりも上流側に配置され、少なくとも前記感光体の静電像が形成されるべき領域が通過する際に、トナーの正規帯電極性と同極性の直流電圧が印加され、前記感光体上に残留するトナーと接触して電荷を付与する第一電荷付与手段と、前記感光体の回転方向に沿って、前記第一帯電付与手段よりも下流側かつ前記帯電手段よりも上流側に配置され、前記第一電荷付与手段と同極性の直流電圧が印加され、前記感光体上に残留するトナーと接触して電荷を付与する第二電荷付与手段と、前記感光体の回転方向に沿って、前記第一帯電付与手段よりも下流側かつ前記第二電荷付与手段よりも上流側において、露光により前記感光体を除電する除電する除電手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、転写残現像剤を現像同時クリーニングで除去・回収し再利用するクリーナーレス方式の画像形成装置であって、転写残トナーへの電荷付与能力を向上しながらも、像担持体の電位が帯電手段の電位と逆転することで帯電手段にトナーが静電的に付着することを抑制可能な画像形成装置を提供することができる。

（発明の実施の形態）
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

＜画像形成装置＞
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置（画像記録装置）の要部の概略構成図、図２は本発明の実施の形態に係る画像形成装置（画像記録装置）の概略構成図である。

図１に示す画像形成装置としてのカラーレーザープリンタは、転写方式電子写真プロセス、接触帯電方式、反転現像方式、クリーナレス方式を用いた最大通紙サイズがＡ３サイズのカラーレーザープリンタである。本実施例の画像形成装置は、複数個のプロセスカートリッジ（以下Ｐ−ＣＲＧ）８を有し、一旦第２の像担持体である中間転写ベルト９に連続的に多重転写し、フルカラープリント画像を得る４連ドラム方式（インライン）プリンタである。画像形成装置の画像形成動作は制御手段により制御されている。以下に、画像形成装置の構成及び画像形成動作について説明する。

図１に於いて無端状の中間転写ベルト９が、駆動ローラ９ｅ、テンションローラ９ｆ及び２次転写対向ローラ１０ａに懸架され、図中矢印の方向に回転している。

Ｐ−ＣＲＧ８は、上記中間転写ベルト９に直列にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に４本配置されている。

以下、Ｐ−ＣＲＧ８について図２に基づいて説明する。以下の説明においては、主にイエロートナーを現像するＰ−ＣＲＧ８について述べるが、その他のＰ−ＣＲＧについても同様である。

イエロートナーを現像するＰ−ＣＲＧ８において、１は像担持体としての回転ドラム型の像担持体としての電子写真感光体（感光ドラム）である。この感光ドラム１は、有機光導電体（ＯＰＣ）ドラムで、外形３０ｍｍであり、中心支軸を中心に３００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって矢示の時計方向に回転駆動されている。

この感光ドラム１は、アルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基体）の表面に、光の干渉を抑え、上層の接着性を向上させる下引き層と、光電荷発生層と、電荷輸送層（厚さ２０μｍ）の３層を下（中心部側）から順に塗り重ねた構成をしている。

＜帯電手段＞
帯電工程では、帯電手段として接触帯電器としての帯電ローラ２に、第１の電圧印加手段としての電源２０から所定の条件の電圧が印加されており、感光ドラム１面上を一様に負極性に帯電処理を行なう。

この帯電ローラ２の長手長さは３２０ｍｍであり、芯金（支持部材）の外回りに、下層と、中間層と、表面層２ｄを下（中心部側）から順次に積層した３層構成としている。下層は帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、中間層は帯電ローラ全体として均一な抵抗を得るための抵抗層であり、表面層２ｄは感光ドラム１上にピンホール等の欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設けている保護層である。

本実施の形態の帯電ローラ２は芯金として直径６ｍｍのステンレス丸棒を用い、表面層２ｄとしてフッ素樹脂にカーボンを分散させており、ローラとしての外径は１４ｍｍ、ローラ抵抗は１０４Ω〜１０７Ωとしている。

この帯電ローラ２は、芯金の両端部をそれぞれ軸受け部材により回転自在に保持させると共に押し圧ばねによって感光ドラム１方向に付勢して感光ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもって圧接させており、感光ドラム１の回転に従動して回転する。

そして、電源２０から直流電圧に周波数ｆの交流電圧を重畳した所定の振動電圧（バイアス電圧Ｖｄｃ＋Ｖａｃ）が芯金を介して帯電ローラ２に印加されることで、回転する感光ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。

本実施の形態においては直流電圧；−７００Ｖ、交流電圧；周波数ｆ＝１２７０Ｈｚ、ピーク間電圧Ｖｐｐ＝１７００Ｖ、正弦波とを重畳した振動電圧であり、感光ドラム１の周面は−７００Ｖ（暗電位Ｖｄ）に一様に接触帯電処理される。

図２において、２ｆは帯電ローラクリーニング部材であり、本実施の形態では可撓性を持つクリーニングフィルムである。このクリーニングフィルム２ｆは帯電ローラ２の長手方向に対し平行に配置され且つ同長手方向に対し一定量の往復運動をする支持部材２ｇに一端を固定され、自由端側近傍の面において帯電ローラ２と接触ニップを形成するよう配置されている。

支持部材２ｇがプリンタの駆動モーターによりギア列を介して長手方向に対し一定量の往復運動駆動されて帯電ローラ表面層２ｄがクリーニングフィルム２ｆで摺擦される。これにより帯電ローラ表面層２ｄの付着汚染物（微粉トナー、外添剤など）の除去がなされる。

＜潜像形成手段＞
帯電ローラ２により所定の極性・電位に一様に帯電処理されたのちは、不図示の潜像形成手段としての画像露光手段３による画像露光を受けることにより目的のカラー画像における第１の色成分像（イエロー成分像）に対応した静電潜像が形成される。画像露光手段３は、カラー原稿画像の色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザビームを出力する。本実施の形態では画像露光手段３として半導体レーザを用いたレーザビームスキャナを用いた。画像露光手段３は、不図示の画像読み取り装置等のホスト装置からプリンタ側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光を出力して回転感光ドラム１の一様帯電処理面をレーザ走査露光（イメージ露光）する。

このレーザ走査露光により感光ドラム１面のレーザ光で照射されたところの電位が低下することで回転感光ドラム１面には走査露光した画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。本実施の形態においては露光部電位を−１５０Ｖとしている。

＜現像手段＞
次いで、その静電潜像が、現像手段としての第１現像器４（イエロー現像器）により第１色であるイエロートナーにより現像される。

ここで、現像器として第１現像器４（イエロー現像器）について図２を用いて説明する。

現像器４は２成分接触現像装置（２成分磁気ブラシ現像装置）である。４０は現像容器、４１は非磁性の現像スリーブであり内部に固定配置された不図示のマグネットローラを有している。この現像スリーブ４１はその外周面の一部を外部に露呈させて現像容器４０内に回転可能に配設してある。４２は現像剤規制ブレード、４５は現像容器４０に収容したトナーと磁性キャリアの混合物である二成分現像剤、４３，４４は現像容器４０内の底部側に配設した現像剤攪拌部材である。

現像スリーブ４１には所定間隙を有して、現像剤規制ブレード４２が設けられ、現像スリーブ４１の矢印Ｃ方向に回転に伴い、現像スリーブ４１上に現像剤薄層を形成する。

現像スリーブ４１は感光ドラム１との最近接距離（Ｓ−Ｄｇａｐと称する）を３５０μｍに保たせて感光ドラム１に近接させて対向配設してある。この感光ドラム１と現像スリーブ４１との対向部が現像部ｃである。現像スリーブ４１は現像部ｃにおいて感光ドラム１の進行方向とは逆方向に回転駆動される。現像スリーブ４１上の現像剤薄層は現像部ｃにおいて感光ドラム１の面に対して接触して感光ドラム面を適度に摺擦する。現像スリーブ４１には不図示の電源から所定の現像バイアスが印加される。

本実施の形態において、現像スリーブ４１に対する現像バイアス電圧は直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、Ｖｄｃ＝−５５０Ｖ、Ｖａｃ＝１８００Ｖ、周波数＝２５４０Ｈｚとを重畳した振動電圧である。

而して、回転する現像スリーブ４１の面に薄層としてコーティングされ、現像部ｃに搬送された現像剤中のトナーが現像バイアスによる電界によって感光ドラム１面に静電潜像に対応して選択的に付着することで静電潜像がトナー画像として現像される。本実施の形態の場合は感光ドラム１面の露光明部に所定の磁極として負極性のトナーが付着して静電潜像が反転現像される。

現像部ｃを通過した現像スリーブ４１上の現像剤薄層は引き続く現像スリーブ４１の回転に伴い現像容器４０内の現像剤溜り部に戻される。

現像器４内には、現像剤攪拌用の撹拌スクリュー４３，４４があり、スリーブ回転と同期して回転し、補給されたトナーとキャリアを攪拌しトナーに所定のトリボを与える機能を有している。

現像器４のスクリュー４４の上流側壁面には、現像剤の透磁率変化を検出して現像剤中のトナー濃度を検知する不図示のセンサー部が設けられており、そのセンサーのやや下流側にトナー補給開口４６が設けられている。現像動作を行った後に現像剤がセンサー部に運ばれここでトナー濃度を検知する。そして、その検知結果に応じて現像剤中のトナー濃度を一定に維持するために、適宜現像剤供給ユニット（以下Ｔ−ＣＲＧ）５中の不図示のスクリューの回転により、ここから現像器４のトナー補給開口４６を通してトナー補給が行われる。

補給されたトナーはスクリュー４４により搬送され、キャリアと混ざり合い適度なトリボを付与された後にスリーブ４１近傍に運ばれ、現像スリーブ４１上で薄層形成され現像に供される。

本実施の形態においてはトナーとして、平均粒径６μｍのネガ帯電トナーを用いた。また、キャリアとしては飽和磁化が２０５ｅｍｕ／ｃｍ３（１０００ガウス（０．１Ｔ）当たりの磁化量５６．９Ａｍ２／Ｋｇ（但し、比重３．６ｇ／ｃｍ３））の平均粒径３５μｍの磁性キャリアを用いた。また、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。

そして、感光ドラム１上に現像されたトナーの帯電量は−２５μＣ／ｇである。

＜転写手段＞
次に、転写手段について説明する。

図１に於いて、感光ドラム１上に形成されたイエロー画像は、中間転写ベルト９との１次転写ニップ部へ進入する。転写ニップ部では中間転写ベルト９の裏側に転写ローラ９ｇを所定の押圧力をもって圧接させている。転写ローラ９ｇには各ポートで独立にバイアス印加可能とするため、第４の電圧印加手段としての１次転写バイアス源９ａ〜９ｄを有している。中間転写ベルト９は１色目のポートでまずイエローを転写され、次いで先述した同様の工程を経た、各色に対応する感光ドラム１より順次マゼンタ、シアン、ブラックの各色を各ポートで多重転写する。

本実施の形態においては露光部Ｖｌ部（電位−１５０Ｖ）に現像されたトナーに対する転写効率を考慮し、一次転写バイアスとして、１色目〜４色目まですべて＋３５０Ｖの電圧を印加した。中間転写ベルト９上で形成された４色フルカラー画像は、次いで２次転写ローラ１０により、給紙ローラ１２から送られてきた転写材Ｐに一括転写され、不図示の定着装置によって溶融定着されカラープリント画像を得る。

中間転写ベルト９上に残留する２次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーナ１１でブレードクリーニングされ、次作像工程に備える。

上記転写ベルト９の材質の選定としては、各色ポートでのレジストレーションを良くするため、伸縮する材料は望ましくなく、樹脂系或いは、金属芯体入りのゴムベルト、樹脂＋ゴムベルトが望ましい。

本実施の形態ではＰＩ（ポリイミド）にカーボン分散し、体積抵抗を１０８Ωｃｍオーダーに制御した樹脂ベルトを用いた。その厚さは８０μｍ、長手方向３２０ｍｍ、全周は９００ｍｍである。

また転写ローラ９ｇとしては、導電性スポンジからなり。その抵抗は１０６Ω以下、外径は１６ｍｍ、長手長さは３１５ｍｍとしている。

＜電荷付与手段＞
図１において、通常であればクリーニングブレードが配置されているところに、電荷付与手段としての第１トナー帯電手段７と第２トナー帯電手段６が感光ドラム１に当接されている。両者とも本実施の形態では導電性の繊維からなるブラシ部材を用いている。

具体的には、第２トナー帯電手段６（第２ブラシ）は横長の電極板６２にブラシ部６１を具備させたものであり、また第１トナー帯電手段７（第１ブラシ）についても同様に電極板７２にブラシ部７１を具備させてなる。そして、ブラシ部６１及び７１を感光ドラム１面に当接させて固定支持させて配設している。

また、本実施例においては、スペースの問題もあり、第１、第２トナー帯電手段しか搭載してはいないが、無論、第３、第４、・・・のトナー帯電手段が存在した方が、トナーに電荷を供給するという点においては有利に働く。そのため、第３、第４、・・・のトナー帯電手段が存在した構成も同様に考慮できる。

ブラシ部６１及び７１はレーヨン、アクリル、ポリエステル等の繊維にカーボンや金属粉を含ませて抵抗値を制御したものである。ブラシ部６１，７１は、感光ドラム表面及び転写残トナーに均一に接触できるように、太さとしては３０デニール以下、密度としては１５５０〜７７５００本／ｃｍ２（１〜５０万本／ｉｎｃｈ２）以上が好ましい。本実施の形態では、ブラシ部６１，７１ともに６デニール、１５５００本／ｃｍ２（１０万本／ｉｎｃｈ２）、毛足の長さ５ｍｍで、ブラシの抵抗は６×１０３Ω・ｃｍとした。

これらの第２トナー帯電手段６と第１トナー帯電手段７を、ブラシ部６１，７１が感光ドラム１面に対して侵入量１ｍｍとなるように感光ドラム１に当接させ、感光ドラム１との当接ニップ部幅は５ｍｍとした。

＜除電手段＞
また、第１トナー帯電手段７と第２トナー帯電手段６の間には、除電手段として中間露光手段１０１が設置されている。中間露光手段１０１は、配列された複数の発光ダイオードを有する発光部を備え、複数の発光ダイオードをオンオフ制御することで感光体上に光を照射して前記静電潜像を形成するＬＥＤ露光装置１０２で構成されている。ＬＥＤ露光装置１０２は、用紙搬送部の搬送方向に直交する方向に沿って一列状に並べられた複数の発光ダイオードを有するＬＥＤアレイを備えて構成されている。このＬＥＤアレイは、開閉蓋の回動軸と同方向に沿った軸を中心に傾動可能な支持部材を介して固定されており、上記複数の発光ダイオードは下方に位置する感光体ドラム１に向けた状態になっている。ＬＥＤアレイから発光される光の波長はドラムの分光感度を基に７８０ｎｍのものを使用しているが、使用するドラムの感度に合わせて様々な波長の光で構成することが可能である。

ここで、本件発明の肝となる上記中間露光手段１０１の効果について、従来構成と比較しながら説明する。図４の従来例に示すように、通常、前述のように１次帯電手段に印加するバイアスを−７００ｖとした場合、１次帯電手段２を通過後の感光体ドラム１の電位は−７００Ｖとなっている。この−７００Ｖに帯電された部分が１次転写手段９を通過後の電位はおおよそ−２００Ｖくらいとなっている。従って、第１トナー帯電ブラシにＤＣ成分のバイアスを−９００Ｖ印加した場合、前記１次転写手段９通過後の電位−２００Ｖと第１トナー帯電ブラシに印加したＤＣ成分のバイアス−９００Ｖとの間の電位差により放電する。その放電によって、第１トナー帯電手段７のニップを通過している転写残トナーは正規帯電極性（ここではマイナス帯電）と同極の電荷が付与される。本件では以下、前記１次転写手段９通過後の電位と、第１トナー帯電ブラシに印加したＤＣ成分のバイアスとの差電位を転写・トナー帯電ブラシ間コントラストと呼ぶ。

通常この転写・トナー帯電ブラシ間コントラストが大きければ大きいほど、前記第１トナー帯電手段７から感光体ドラム１に向かって発生する放電量は多くなり、その分転写残トナーを正規の帯電極性に帯電しやすくなる。しかし、前記転写・トナー帯電ブラシ間コントラストを大きくしようと、トナー帯電手段７に印加するバイアスを大きくしすぎると、トナー帯電ブラシ通過後の感光体ドラム電位が、１次帯電手段２に印加するバイアス−７００Ｖよりも小さくなってしまう。（帯電手段のニップ部において、ドラム表面電位と帯電手段との電位が逆転してしまう。）すると、マイナス帯電されたトナーは前記帯電手段の方へ静電的に引かるため、帯電手段がトナーにより汚染されてしまう。これによって、帯電不良が生じ、画像不良を引き起こしてしまう。前述のように第１トナー帯電手段７に印加するバイアスを−９００Ｖの設定で、既に第１トナー帯電ブラシ通過後のドラム電位は、−６００Ｖにも及んでいる。従って、これ以上第１トナー帯電ブラシに印加するバイアスを上げるのはクリーナレスシステムにおいては、好ましくない。印加バイアスを上げなければ、３００ｍｍ／ｓという本製品のような高速なプロセススピードを有す製品においては、充分にトナーを帯電することができない。以上のことから、結果として転写残トナー、及びカブリトナーによって、帯電手段２をトナーで汚染してしまうことになるというジレンマに陥ってしまう。また、前述のような第１トナー帯電手段７と第２トナー帯電手段６をただ単に搭載しただけでは、前記第１トナー帯電手段７に印加するバイアスをあげた際と同じである。即ち、第２トナー帯電手段通過後のドラム電位が帯電手段２の印加バイアスを越えてはならないので、第２トナー帯電手段に充分なバイアスを印加すること許されない。

そこで本件は、図５に示すように、第１トナー帯電手段７と第２トナー帯電手段６の間に中間露光手段１０１を有する。この構成をとることによって、第１トナー帯電手段７通過後のドラム電位（約−６００Ｖ）は、中間露光手段１０１によって、一度キャンセルされ、中間露光手段１０１通過後のドラム電位はほぼ０Ｖに収束する。従って、第２トナー帯電手段６に印加するバイアスと中間露光手段１０１通過後のドラム電位（以下、これを露光・第２トナー帯電ブラシ間コントラストと呼ぶ）と間には充分なコントラストが得られる。従って、第２トナー帯電ブラシにそれほど大きなバイアスを印加しなくとも、２度目のトナー帯電行為が充分成立する。また、仮に、第２トナー帯電部材に大きなバイアスを印加したとしても、第２トナー帯電手段通過後のドラム電位は帯電手段２の印加バイアスを越えるにはかなりの余裕がある。少なくとも、第１トナー帯電手段と同等以上のバイアスを第２トナー帯電手段に印加することも可能となる。即ち、前記第二電荷付与手段としての第２トナー帯電手段６通過後の前記像担持体表面電位と前記帯電手段に印加される直流バイアスの大小関係は、正規帯電極性のトナーが前記帯電手段通過時に前記像担持体側の向きに働く関係である。このため、帯電手段に正規帯電極性のトナーが付着することがなく、かつ転写残トナーに対して、正規帯電極性と同極性の充分な電荷を付与することができる。

以下、帯電手段、転写手段、第１トナー帯電部材、第２トナー帯電部材に印加するバイアスとそれぞれの通過後のドラム電位、及び、中間露光手段の有無によって、前記画像形成装置によって１０万枚コピー出力時の画像評価の結果を（表１）に示す。

すなわち、上記の第２トナー帯電手段６と第１トナー帯電手段７が制御手段、及び中間露光手段１０１によりトナーの帯電量、ドラム電位が制御されることによって本実施の形態のクリーナレスシステムは実現している。

感光ドラム１面上の転写残トナーは露光部ｂを通るので露光工程はその転写残トナー上からなされるが、転写残トナーの量は少ないため、大きな影響は現れない。

実施例１と同様に図３に示すような本発明の実施の形態に係る画像形成装置（画像記録装置）の概略構成図を用いて説明する。

図３に示すように、実施例１の中間露光手段１０１の替わりに非接触放電放電手段１０３を用いても同様の効果が得られる。非接触放電手段１０３としてはコロナ放電器を使用した。コロナ放電器は、スコロトロン帯電を用いた放電方式を用いている。尚、以下の説明では、最も一般的に用いられるスコロトロン帯電方式を用いた場合の一例について説明するが、本発明はスコロトロン帯電方式に限定されるものではなく、イオン注入放電方式等、種々の公知技術を用いてもかまわない。放電手段となるコロナ放電器は、放電ワイヤに印加する電圧は最大で１０ｋＶ、電流量として１５００μＡ程度の印加電圧が印加され、放電動作が行なわれる。本実施例では＋５ＫＶ程度の電圧を印加し、７００μＡ程度の電流を流した。放電ワイヤは１本のものを用いたが、１本であっても良いし、２本以上であっても良い。また、表層に酸化防止層を持たせた導電性材料からなる放電ワイヤや別の針電極、鋸歯電極等の放電可能な導電材料で構成しても良い。

コロナ放電器のグリッドとしては、直径５０μｍ〜２００μｍのステンレス材（例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０等）や他の導電性材料からなる導電部材を用いている。尚、金属導電材料にエッジング加工によって網目等の特定のパターン形状を施したものを採用しても良い。

前記のようなコロナ放電器１０３を用いた際の帯電手段、転写手段、第１トナー帯電部材、第２トナー帯電部材に印加するバイアスを変更したときの前記画像形成装置によって得られた１０万枚コピー出力時の画像評価の結果を実施例１と同様に（表２）に示す。また、それぞれの通過後のドラム電位、及び、コロナ放電手段１０３の有無のときの結果を示す。

実施例１と同様に第２トナー帯電手段６と第１トナー帯電手段７が制御手段、及びコロナ放電手段１０３によりトナーの帯電量、ドラム電位が制御されることによって本実施の形態のクリーナレスシステムは実現している。

第２トナー帯電手段の放電が充分でなかった場合には、前記トナーは正極性に充分帯電してやることが出来ず、帯電不良に至ってしまっている。また、放電が充分であっても、第２トナー帯電手段のバイアスの絶対値を上げてやるだけでは、帯電部に印加すべきバイアスよりも第２トナー帯電で手段通過後のドラム電位の方が小さくなってしまう。このため、帯電手段とドラムとの電位差は逆転してしまい、正極性に帯電したトナーであっても、帯電部材を汚すような状況をつくってしまう。従って、帯電不良に至る。本件は、コロナ放電手段１０３があって初めて効率的なトナー帯電が成立するものである。
尚、本実施例の帯電手段はドラムに接触して電荷注入する注入帯電を例に説明したがこれに限定されず、ドラムの極近傍に非接触に配置されて帯電する構成であっても良い。また、コロナ帯電装置等でも本発明の効果を得ることができる。

本実施例１，２に記載のカラー電子写真複写装置の断面概略図である。 本実施例１に記載の感光ドラム周りの構成を示す断面概略図である。 本実施例２に記載の感光ドラム周りの構成を示す断面概略図である。 本実施例を説明するための従来手段におけるドラム電位の推移を示した概略図である。 本実施例を説明する本発明における手段を用いた際のドラム電位の推移を示した概略図である。

符号の説明

１０１、１０２、１０３ 除電手段

Claims (4)

1. 回転可能な感光体と、
   前記感光体を帯電する帯電手段と、
   前記感光体上に露光により静電像を形成する像形成手段と、
   前記感光体上に形成された静電像をトナーで現像すると共に、転写されずに感光体上に残留するトナーを回収する現像手段と、
   前記感光体上に形成されたトナー像を転写材へと転写する転写手段と、
   前記感光体の回転方向に沿って、前記転写手段よりも下流側かつ前記帯電手段よりも上流側に配置され、少なくとも前記感光体の静電像が形成されるべき領域が通過する際に、トナーの正規帯電極性と同極性の直流電圧が印加され、前記感光体上に残留するトナーと接触して電荷を付与する第一電荷付与手段と、
   前記感光体の回転方向に沿って、前記第一帯電付与手段よりも下流側かつ前記帯電手段よりも上流側に配置され、前記第一電荷付与手段と同極性の直流電圧が印加され、前記感光体上に残留するトナーと接触して電荷を付与する第二電荷付与手段と、
   前記感光体の回転方向に沿って、前記第一帯電付与手段よりも下流側かつ前記第二電荷付与手段よりも上流側において、露光により前記感光体を除電する除電する除電手段と、を備える画像形成装置。
2. 画像形成時の前記第二電荷付与手段通過後かつ前記帯電手段通過前の前記感光体表面と画像形成時の帯電電圧が印加された前記帯電手段の間に形成される電界により、正規帯電極性に帯電したトナーが受ける力の向きは前記帯電手段から前記感光体へ向かう方向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。
3. 前記トナーの正規帯電極性が負極であり、画像形成時における前記第二電荷付与手段通過後かつ前記帯電手段通過前の前記感光体の表面電位は、前記帯電手段通過後かつ静電像が形成される前の前記感光体の表面電位よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記帯電手段は、前記感光体と接触する帯電部材を備え、前記除電手段は前記感光体と非接触に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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