JPH11184212A - 多色画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナー像が形成された像担持体を再帯電器に
よりトナーと同極性の再帯電をする際、再帯電器のトナ
ー汚れによる像担持体の帯電ムラをなくして、既に形成
されているトナー像を乱すことなく後のトナー像の現像
を行なうことができ、またトナーが後の現像器に混入す
るのを防止でき、高品質な多色画像を得ることを可能と
した多色画像形成装置を提供することである。 【解決手段】 ２色目の現像器が１成分現像器である画
像形成装置において、２色目の帯電器（再帯電器）とし
て感光ドラム１に軽圧接触する帯電ローラ５を使用し、
帯電ローラ５に直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印
加して、感光ドラム１を再帯電する。この帯電電圧の直
流電圧は、感光ドラム１上に形成された１色目のトナー
像のトナーと同極性でかつトナー層電位よりも大きい電
圧であり、帯電電圧の交流電圧は、直流電圧と同一レベ
ルかまたはそれよりも小さい大きさの電圧である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビーム・プ
リンター、静電記録装置等の画像形成装置、特に多色刷
りが可能な多色画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の画像には、色の異なる可視像や異
なる情報を一紙面上に合成形成した多色のものが多く見
られ、このため、複数の現像器を具備した多色画像形成
装置が市場に出ている。

【０００３】このような多色画像形成装置の中でも、像
担持体が１回転する間に２個以上の現像器で多色現像を
行ない、得られた多色画像を転写材、たとえば紙面上に
一括して転写するものが多く見られ、たとえば米国特許
第４，５７２，６５１号および同第４，４１６，５３３
号には、２つの現像器とも直流バイアスで電界を一定に
して現像をおこうなう技術が開示されている。しかし、
これらの特許は、潜像の形成方法に主要課題があり、現
像時の問題については示唆がない。

【０００４】一方、米国特許第４，３４９，２６８号
や、これより先に日本公開された特開昭５６−１４４４
５２号では、２色目の現像に交流現像バイアスを使用し
た非接触現像法を採用し、特開昭５６−１２６５０号で
は、２色目の現像に直流現像バイアスを使用した非接触
現像法を採用し、１色目の可視像、すなわちトナー像
が、２色目の現像剤の摺擦により乱されるのを防止する
技術を開示している。なお、上記の特開昭５６−１４４
４５２号は、１色目のトナー像の電位については全く記
載するところがない。

【０００５】このように、従来から、多色画像形成で
は、先に形成したトナー像を乱さないように次の色の現
像を行なうことが知られていたが、同様な目的のため
に、先に現像したトナー像の潜像電位のレベルを上昇す
る手法も知られている。すなわち、米国特許第４，４６
６０，９６１号は、１色目のトナー像の形成後、トナー
と同極性の帯電を像担持体の全面に施して、１色目のト
ナー像の潜像電位（第１トナー像が形成された部分の感
光ドラムの表面電位）を非現像部（非画像部）と略同電
位とすることにより、２色目の現像時に１色目のトナー
像を飛躍的に乱さないようにできたことを述べている。
この手法が、１パス多色印字画像形成装置の特にネガ−
ネガ再帯電方式と称する方法で、近年、盛んに研究され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のネガ−ネガ再帯電方式では、以下のような問題があ
った。

【０００７】１色目のトナー像の現像後、像担持体を２
色目の帯電器（再帯電器）によりトナーと同極性の再帯
電をすると、像担持体上の１色目トナーが再帯電器のシ
ールドおよびグリッド部に飛散、付着して汚す。このシ
ールドおよびグリッドのトナー汚れは、複写工程を繰り
返すほど蓄積し、やがて再帯電器のコロナワイヤのトナ
ー汚れを生じて、像担持体の再帯電で帯電ムラを発生さ
せる。

【０００８】このため、再帯電後の２色目の潜像電位が
略同電位にならず、その結果、２色目の現像時に１色目
のトナー像を乱したり、２色目の潜像以外の場所にも２
色目のトナーが付着することが起こる。さらに、２色目
以降の現像器内に１色目のトナーが混入して、後々の画
像形成時に２色目以降の現像器による現像で１色目のト
ナーが使われることになり、不明瞭な画像が形成されて
しまう。

【０００９】本発明の目的は、トナー像が形成された像
担持体を再帯電器によりトナーと同極性の再帯電をする
際、再帯電器のトナー汚れによる像担持体の帯電ムラを
なくして、既に形成されているトナー像を乱すことなく
後のトナー像の現像を行なうことができ、また既に形成
されているトナー像からトナーが後の現像器に混入して
使用されるのを防止でき、これにより高品質な多色画像
を得ることを可能とした多色画像形成装置を提供するこ
とである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にか
かる多色画像形成装置にて達成される。要約すれば、本
発明は、複数の帯電手段、複数の露光手段、複数の現像
手段および転写手段を備え、前記現像手段のうちの少な
くとも２番目以降が２成分現像手段であり、像担持体上
に帯電、露光および現像を順次繰り返して多色のトナー
像を形成し、得られた多色のトナー像を転写材上に一括
転写する多色画像形成装置において、前記複数の帯電手
段のうちの第２番目以降の帯電手段は、像担持体に軽圧
接触する接触式の弾性帯電部材からなり、該弾性帯電部
材に帯電電圧として、直流電圧に交流電圧を重畳した電
圧を印加することを特徴とする多色画像形成装置であ
る。

【００１１】本発明の他の態様は、複数の帯電手段、露
光手段、複数の現像手段および転写手段を備え、像担持
体上に帯電、露光および現像を順次繰り返して多色のト
ナー像を形成し、得られた多色のトナー像を転写材上に
一括転写する多色画像形成装置において、前記像担持体
の回転方向に関して転写手段の上流側に、像担持体に軽
圧接触する接触式の弾性帯電部材を配置し、該弾性帯電
部材に帯電電圧として、直流電圧に交流電圧を重畳した
電圧を印加することを特徴とする多色画像形成装置であ
る。

【００１２】本発明によれば、前記帯電電圧の直流電圧
は、像担持体上に現像によって形成されたトナー像のト
ナーと同極性でかつトナー層電位よりも大きい電圧であ
り、前記帯電電圧の交流電圧は、直流電圧と同一レベル
かまたはそれよりも小さい大きさの電圧である。前記弾
性帯電部材は円筒形ローラからなり、その表層を、摩擦
帯電系列上、トナーと同極性の樹脂、その樹脂に潤滑剤
を混合した樹脂組成物、またはその樹脂にフッ素系樹脂
を混合した樹脂組成物のいずれか１種で形成した。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に即
して詳細に説明する。

【００１４】実施例１ 図１は、本発明の多色画像形成装置の一実施例を示す概
略構成図で、多色電子写真装置を示す。

【００１５】図１において、多色電子写真装置は、静電
潜像が形成される像担持体としての感光ドラム１を有
し、その感光ドラム１の周囲に、第１一次帯電器２、第
１現像器４、第２一次帯電器（再帯電器）としての帯電
ローラ５、第２現像器７、転写帯電器８、および第１、
第２のレーザビーム３、６を照射する露光光学系を備
え、さらにクリーニング装置１１を備える。

【００１６】画像形成を行うには、まず、感光ドラム１
の表面が第１帯電器２により約−６００Ｖの負の電位に
帯電される。ついで、感光ドラム１に１色目の画像信号
により変調された画像露光系からの第１レーザビーム３
が照射され、感光ドラム１の照射部の表面電位が約−１
００Ｖになり、１色目の第１潜像が形成される。第１現
像器４は２成分現像方式を採る。第１潜像は第１現像器
４により、負に帯電した赤色トナーとフェライト等の磁
性粒子（キャリア）とからなる２成分現像剤を用いて反
転現像され、赤色の第１トナー像として可視化される。

【００１７】第１トナー像が形成された感光ドラム１
は、帯電ローラ５により再度、負に帯電され、この帯電
により第１トナー像の電位が−１００Ｖから−７００Ｖ
に上昇する。ついで、感光ドラム１に２色目の画像信号
により変調された画像露光系からの第２レーザビーム６
が照射され、感光ドラム１の照射部の表面電位が約−１
００Ｖになり、２色目の第２潜像が形成される。第２現
像器７は磁性１成分現像方式を採る。第２潜像は第２現
像器７により、負に帯電した１成分磁性トナーの黒色ト
ナーを用いて、ジャンピング現像方式により反転現像さ
れ、黒色の第２トナー像として可視化される。現像時、
第２現像器７の現像スリーブ７ａには、感光ドラム１と
の間で交流電圧と直流電圧を重畳したバイアスが印加さ
れる。

【００１８】このようにして感光ドラム１上に形成され
た第１および第２のトナー像は、感光ドラム１と転写帯
電器８とが対向した転写部へ供給された転写材９上に、
転写帯電器８の作用により一括して転写される。トナー
像の転写が終了した転写材９は、図示しない定着器に送
られてトナー像の定着が行なわれる。感光ドラム１上に
残留したトナーはクリーニング装置１１により除去さ
れ、次の画像形成に備える。

【００１９】上記の画像露光系は、１色目および２色目
の画像信号により変調された第１、第２レーザビーム
３、６を照射する半導体レーザ１２および１３と、この
レーザビーム３および６を偏向する回転多面鏡１４と、
偏向されたレーザビーム３および６を結像する結像レン
ズ１６とを備える。結像レンズ１６を経た第１レーザビ
ーム３は、反射鏡１７により反射されて感光ドラム１の
表面に照射され、結像レンズ１６を経た第２レーザビー
ム６は、感光ドラム１の表面に直接照射され、それぞれ
表面をラスタ走査して１色目、２色目の潜像を形成す
る。

【００２０】上記の画像形成における感光ドラム１の表
面電位の推移を図２に示す。一次帯電器２による帯電で
感光ドラム１の表面は−６００Ｖに均一に帯電され（図
２（１））、第１レーザビーム３の照射によって照射部
が−１００Ｖに減衰し、第１潜像が電位−１００Ｖで形
成される（図２（２））。第１潜像を現像器４で現像し
て第１トナー像を形成した後（図２（３））、帯電ロー
ラ５による帯電で感光ドラム１の表面がトナーと同極性
の負に再度、帯電され、第１トナー像の電位（トナー層
電位Ｖ_T ）は−７００Ｖになる（図２（４））。次の第
２レーザビーム６の照射によって照射部が−１００Ｖに
減衰し、第２潜像が電位−１００Ｖで形成され（図２
（５））、第２潜像を現像器７で現像して第２トナー像
が形成される（図２（６））。

【００２１】ここで、従来の再帯電器におけるトナー汚
れ発生の概略のメカニズムを図８により説明する。図８
は、第１潜像を現像後の感光ドラム１の感光層、基板お
よび第１潜像の電荷部分布を示す模式図である。再帯電
器１８は、図８のように、コロナ帯電器からなってい
る。

【００２２】第１現像器４による反転現像で、感光ドラ
ム１の表面の電荷の少ない部分（第１潜像の部分）に選
択的に負のトナー２０が付着している。この感光ドラム
１表面のトナー２０の付着は、反転現像のためクーロン
力等の静電気力が非常に弱い状態で実現している。この
状態で、感光ドラム１が図８の矢印方向に回転して、再
帯電器１８の帯電領域に達する。

【００２３】再帯電器１８は、感光ドラム１の表面をコ
ロナ帯電するために、コロナワイヤ１８ａに定電流で約
−７００μＡの電流が流れるように高圧電源１９から高
圧が印加される。このときの再帯電器１８と感光ドラム
１との間に発生する電界は、コロナワイヤ１８ａから出
てシールド１８ｂ内でゆるく広がって感光ドラム１の表
面に至る。一方、再帯電器１８のシールド１８ｂが接地
しているため、シールド１８ｂに近い部分で、感光ドラ
ム１上の第１潜像部分から、コロナワイヤよる電界と逆
向きの電界が生じる。

【００２４】感光ドラム１の回転により、感光ドラム１
上の負のトナー２０が上記の逆向きの電界の箇所にかか
ると、トナー２０は感光ドラム１の表面に非常に弱い静
電気力で付着しているので、感光ドラム１上のトナー２
０の一部が逆向きの電界により感光ドラム１の表面から
剥ぎ取られて、シールド１８ｂに飛翔し付着する。

【００２５】感光ドラム１がさらに回転して、感光ドラ
ム１上の負のトナー２０が再帯電器１８による帯電領域
に入ると、その部分の感光ドラム１の表面がコロナ帯電
を受け、感光ドラム１の基板上に正電荷が発生する。感
光ドラム１上の負のトナー２０には、この正電荷により
クーロン力が生じて感光ドラム１との付着力が急激に増
大し、トナー２０が上記の第１潜像部分からの逆電界に
よる剥ぎ取り力に打ち勝って、感光ドラム１の表面に留
まる。

【００２６】このように、感光ドラム１上の負のトナー
２０は、大部分が感光ドラム１の表面に留まり、感光ド
ラム１から剥ぎ取られてシールド１８ｂに付着するのは
トナー２０の一部ではあるが、複写行程を何回も行う
と、シールド１８ｂへのトナーー２０の付着の繰り返し
によりトナーが蓄積されて、感光ドラム１の回転方向下
流側のシールド１８ｂの部分では多少軽減されるもの
の、シールド１８ｂにトナー汚れが生じ、やがてコロナ
ワイヤ１８ａにも付着して、コロナワイヤ１８ａのトナ
ー汚れを生じる。その結果、前述したように、感光ドラ
ム１の帯電ムラによる画像不良が生じる。

【００２７】そこで、本発明では、コロナ帯電器による
再帯電器１８の代わりに、図３に示すように、再帯電器
として接触型の帯電ローラ５を用い、ワイヤ汚れなどの
不都合が生じるのをなくした。

【００２８】本実施例において、帯電ローラ５は、芯金
５ａ上に弾性抵抗層５ｂを設け、その上に表面保護層５
ｃを設けてなっている。弾性抵抗層５ｂは、感光ドラム
１と帯電ローラ５との確実な接触を保ち、かつ感光ドラ
ム１へ向かう電流の制御をする層である。表面保護層５
ｃは、帯電ローラ５の内部からのしみ出し防止と、感光
ドラム１上のトナー等の付着による帯電ローラ５の汚れ
防止を受け持つ層で、たとえばＰＲＦＥ、ＰＦＡ等の潤
滑性の優れたフッ素樹脂を単独で、またはこれに他の樹
脂を混合して形成しており、その厚さを数μｍ以下とし
た。

【００２９】この帯電ローラ５には、トナー等の付着に
よる汚れの防止を向上するために、清掃手段としてクリ
ーニングブレード２１を当接して使用した。

【００３０】さて、本実施例では、第１静電潜像を形成
した感光ドラム１の表面電位は、第１レーザの非照射部
で最大−６００Ｖ、第１レーザの照射部（第１潜像部）
で最小−１００Ｖになり、第１現像により第１レーザ照
射部のみが現像されて、第１現像後のトナー像のトナー
層電位は略最小−２００Ｖになる。

【００３１】この状態で帯電ローラ５に、−９００Ｖの
直流電圧とＶｐｐが１ｋＶ、周波数が１ｋＨｚの交流電
圧とを重畳して印加すると、感光ドラム１に近い部分で
帯電ローラ５から沿面放電して感光ドラム１が再帯電さ
れ、感光ドラム１の第１レーザ非照射部の電位が最大−
８５０Ｖ、第１トナー像の部分の電位（トナー層電位Ｖ
_T ）が略最小−７００Ｖとなる。

【００３２】これにより、帯電ローラ５の表層に、帯電
ローラ５から再帯電後の第１潜像電位と第１トナー層電
位に向かう電界が生じ、感光ドラム１上の再帯電された
負のトナー２０には、図３に示すように、感光ドラム１
に押し付けられる電界力が働く。さらに、再帯電された
負のトナー２０には、第１潜像電位との間にクーロン力
も働く。従って、帯電ローラ５を通過する感光ドラム１
上の負のトナー２０は、この電界力と再帯電によるクー
ロン力とによって、帯電ローラ５に飛翔するのが防止さ
れる。

【００３３】つまり、帯電ローラ５の表層の平均電位を
第１トナー層電位よりも高く保つことにより、感光ドラ
ム１上のトナー２０に対して電界による押し付け効果を
発揮させて、トナー２０の帯電ローラ５への飛翔を阻止
し、帯電ローラ５のトナー汚れを防止できる。

【００３４】帯電ローラ５に印加した直流電圧と、感光
ドラム１上の第１トナー像部および非画像部の表面電位
との関係を図４に示す。感光ドラム１に形成した第１ト
ナー像は、ＦＦ現像によるベタ黒画像である。図４の黒
丸の印は、感光ドラム１の第１トナー像（ベタ黒画像）
の部分の再帯電後の表面電位であり、白丸の印は、感光
ドラム１の第１トナー像の部分でない非画像部の再帯電
後の表面電位である。

【００３５】図４に示されるように、帯電ローラ５に印
加する直流電圧が高いほど、トナーが存在する第１トナ
ー像部と、トナーが存在しない非画像部との間の電位差
が減少して、好ましいことになる。しかし、帯電ローラ
５の印加直流電圧をさらに高くして行って、感光ドラム
１の表面電位を−１０００Ｖ以上に再帯電すると、つぎ
に第２レーザ６を照射したときに感光ドラムの電位が減
衰しづらくなり、形成される第２潜像の潜像コントラス
トが小さくなる。これから、再帯電による感光ドラム１
の表面電位は、−１０００Ｖ以下とすることが望まし
い。

【００３６】帯電ローラ５に印加した交流電圧と感光ド
ラム１上の第１トナー像部分の表面電位および帯電ロー
ラ５によるトナー剥ぎ取り率との関係を図５に示す。第
１トナー像は、第１レーザで最小電位−１００Ｖの潜像
を形成し、第１現像（ＦＦベタ現像）したもので、第１
トナー層電位が略最小−２００Ｖの状態で、帯電ローラ
５に直流電圧−９００Ｖと、周波数＝１ｋＨｚ固定で、
Ｖｐｐを変化させた交流電圧とを印加した。帯電ローラ
５のトナー剥ぎ取り率は、感光ドラム１上の第１トナー
像から帯電ローラ５に付着して、帯電ローラ５に剥ぎ取
られた単位面積あたりのトナー重量の、感光ドラム１上
に初めに存在した第１トナー像の単位面積あたりのトナ
ー重量に対する比（重量百分率）である。

【００３７】図５において、交流電圧（ピークツウピー
ク電圧）Ｖｐｐ＝０Ｖは直流電圧（ＤＣ）のみによる帯
電を意味し、このときの直流電圧−９００Ｖの印加によ
り、黒丸の印で示される再帯電電位が約−３５０Ｖに再
帯電されるが、この再帯電は不完全で、感光ドラム１上
の第１トナー像からは、トナーがボソ抜け状に帯電ロー
ラ５に剥ぎ取られてしまう。本発明者が調べたところに
よれば、帯電ローラ５に固定設定の直流電圧を上げるこ
とにより、上記のボソ抜け状のトナー剥ぎ取りは解消で
きるが、微視的なトナー剥ぎ取りは抑えられないことが
分かった。

【００３８】つぎに帯電ローラ５に印加する交流電圧が
−６００Ｖ〜−１２００Ｖの範囲では、帯電ローラ５か
らの均一な沿面放電が可能となり、交流電圧重畳による
第１像のトナー層内部までの電荷付与が可能となる。第
１トナー像からのトナーの剥ぎ取り量もほとんどなくな
り、トナー層電位も均一に−７００Ｖに収束している。

【００３９】Ｖｐｐを−１５００Ｖ以上に高くすると、
トナー層電位はほぼ変わらず約−７００Ｖ一定のままで
あるが、こうすると交流電界が強くなりすぎて、感光ド
ラム１上の第１トナー像のトナーが、帯電ローラ５を通
過する前から、帯電ローラ５との間で往復運動し始め、
このため第１トナー像を大きく乱して、トナーの爆発的
な飛び散りを引き起こす。さらに帯電ローラ５の通過に
より再帯電されたトナーも、通過後に往復運動し始める
ため、帯電ローラ５へのトナー付着、剥ぎ取り量も急激
に増加する。

【００４０】つまり、ＡＣ帯電ローラ系では、交流成分
のピークツウピーク電圧Ｖｐｐに適正値があり、Ｖｐｐ
は−６００〜−１２００Ｖの範囲内で、かつ直流成分と
比べて同じかそれよりも小さい方が好ましい。

【００４１】本実施例では、帯電ローラ５に印加する再
帯電電圧の直流成分の周波数は１ｋＨz に固定したが、
周波数が低いと、画像に再帯電周期のムラが生じるた
め、周波数は高いほど好ましい。１ｍｍあたりのＡＣ周
波数が５回以上あれば、再帯電が平均化し、画像に横す
じを発生させない。つまり、感光ドラム１の回転スピー
ドの約５倍以上の周波数がよく、この程度の高周波数に
なれば帯電も均一になり、トナーも周波数に応答した速
い動きをしなくなるので、剥ぎ取り量もほとんどなくな
る。ただし、高周波数にしすぎると、帯電ローラ５の電
源の高圧トランスの漏れ電流が大きくなり、ロスの問題
が生じる。

【００４２】本実施例では、以上のように、帯電ローラ
５に、感光ドラム１上の第１トナー像のトナーと同極性
でかつトナー層電位よりも大きい直流電圧と、直流電圧
と同一レベルかまたはそれよりも小さい交流電圧を重畳
して印加することにより、帯電ローラ５の表層に感光ド
ラム１に向かう電界を発生させるので、第１トナー像か
らトナーが帯電ローラ５に飛翔するのを防止でき、さら
に、クリーニングブレード２１により帯電ローラ５を清
掃するようにしたので、帯電ローラ５のトナー汚れを防
止することができる。従って、画像形成行程を何回も繰
り返しても、再帯電器にコロナ帯電器を用いたときのよ
うに、コロナワイヤのトナー汚れによる感光ドラムの帯
電ムラのような帯電ムラを発生せず、第１トナー像を乱
すことなく後の第２トナー像の現像を行なうことができ
る。

【００４３】さらに、帯電ローラ５により感光ドラム１
上の第１トナー像を押圧した状態で交流電圧を印加する
ので、第１トナー像のトナーを微視的に再配列させて、
トナー層を上下方向に凝集して厚さを薄くできる。この
ためトナー層の静電容量が増大して、トナーに付与され
る電荷量が増加するので、トナーに働くクーロン力を増
して、トナーの感光ドラム１との吸着力を増加すること
ができる。従って、感光ドラム１上の第１トナー像から
トナーを２色目の第２現像器７内に混入するのを防止す
ることができる効果もある。

【００４４】本実施例において、帯電ローラ５に、直流
電圧を−９００Ｖ、交流電圧をピークツウピーク電圧が
１ｋＶ、周波数が１ｋＨz で印加した条件で、通常原稿
を用いて５万枚の画像形成を実施した。その結果、帯電
ローラ５のトナー汚れによる帯電ムラは発生せず、従
来、再帯電後の潜像電位が略同電位にならないことによ
り、２色目の現像時に１色目の第１トナー像を乱した
り、２色目の潜像以外の部分に１色目のトナーが付着す
る問題も発生しなかった。さらに、２色目の第２現像器
５内に１色目のトナーが混入して、後々の画像形成時
に、現像器５の現像剤の混色による不明瞭画像を発生す
る問題も生じなかった。

【００４５】以上の実施例では、再帯電のみ帯電ローラ
を使用したが、本発明はこれに限られず、第１潜像形成
の前の第１帯電にも帯電ローラを用いることができる。

【００４６】実施例２ 上記したように、実施例１では、再帯電器として帯電ロ
ーラ５を用い、帯電ローラ５で第１トナー像を感光ドラ
ム１に押し付けた状態で、帯電ローラ５に直流電圧と交
流電圧を重畳した電圧を印加して、帯電ローラ５の表層
に感光ドラム１に向かう電界を発生させることにより、
第１トナー像からトナーが帯電ローラ５に飛翔するのを
防止し、さらにクリーニングブレード２１により帯電ロ
ーラ５を清掃するようにしたので、画像形成行程を何回
も繰り返しても、コロナ帯電器のときのような再帯電器
のトナー汚れによる帯電ムラを生じない。

【００４７】しかし、感光ドラム１として、感光体にａ
−Ｓｉ（アモルファスシリコン）を使用したａ−Ｓｉド
ラムを用い、正帯電極性のトナーを用いて、通常原稿で
５万枚の画像形成を実施すると、帯電ローラ５へのトナ
ー付着による汚れが若干生じ、これによる帯電ムラが生
じた。

【００４８】これは、ローラ帯電により正帯電性のトナ
ーはさらに強く正に帯電されるが、帯電ローラ５の表層
としての表面保護層５ｃに用いたフッ素系樹脂も、トナ
ーとの摩擦帯電により強く負に帯電し、正帯電性トナー
がクーロン力で強く帯電ローラ５の表面に飛翔して付着
するためであり、ブレード２１によるクリーニングでは
除去しづらく、画像形成行程を何回も繰り返すことによ
り、帯電ローラ５の表面にトナー汚れが発生したものと
考えられる。

【００４９】そこで、本実施例２では、帯電ローラ５の
表層としての表面保護層５ｃを、トナーと同帯電極性で
かつ潤滑性に優れたナイロン樹脂を含有させた、ポリイ
ミド・アミド樹脂で構成した。これにより、帯電ローラ
５の帯電特性を変えることなく、帯電ローラ５の表層の
ポリイミド・アミド樹脂もトナーとの摩擦帯電で強く正
に帯電し、その結果、正帯電性トナーにクーロン力の斥
力が働いて、帯電ローラ５の表層へのトナーの付着を防
止することが可能となった。

【００５０】つまり、帯電ローラ５の表面保護層５ｃの
含有樹脂等の材料として、摩擦帯電系列がトナーと同極
性でかつ潤滑性に優れたものを用いることにより、トナ
ーにクーロン斥力を強く働かせて、帯電ローラ５の表層
へのトナーの付着を防止した。

【００５１】摩擦帯電系列上、負帯電する樹脂材料とし
ては、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂が代表的で、
この樹脂は潤滑性にも非常に優れている。他にポリプロ
ピレン、ポリエチレン等の樹脂がある。摩擦帯電系列
上、正帯電する樹脂材料としては、ポリイミド、ポリア
ミド、ポリイミド・アミドやアクリル等の樹脂が知られ
ている。これらの正、負の帯電極性の樹脂を適当な配合
量で使用することにより、帯電ローラ５の表面保護層５
ｃに、向上したトナー付着防止性と滑り性を付与するこ
とが可能である。

【００５２】ちなみに、感光ドラム１としてａ−Ｓｉド
ラムを用い、表面保護層５ｃをナイロン樹脂（トナーと
同極正帯電で高潤滑性）を含有したポリイミド・アミド
樹脂で形成した帯電ローラ５を用いて、通常原稿で２０
万枚の画像形成を行ったが、帯電ローラ５のトナー汚れ
による帯電ムラは発生せず、再帯電後の潜像電位が略同
電位にならないことにより、２色目の現像時に１色目の
トナー像を乱したり、２色目の潜像以外の部分にトナー
が付着する問題も発生しなかった。さらに、２色目の現
像器５内に１色目の現像剤が混入して、後々の画像形成
時に、現像器５の現像剤の混色による不明瞭画像を発生
する問題も生じなかった。

【００５３】実施例３ 感光ドラム１に対し帯電、露光、現像を繰り返して、感
光ドラム１にトナー像を多層に積層して形成し、これを
転写材に一括して転写する場合、各トナー層は異なるト
ナーで形成されているために、各層の転写効率が異な
り、このため転写材上で爆発的なトナーの飛び地理が発
生したり、色ムラが発生し、ひどいときには特定の色だ
け転写抜けを引き起こした。

【００５４】そこで、本実施例３では、図６に示すよう
に、感光ドラム１に対し、最終段の現像器７と転写帯電
器８との間に転写前帯電ローラ５５を設置し、感光ドラ
ム１上の多層トナー像に帯電ローラ５５を軽圧接触し
て、各層のトナーを均一に帯電し、トナーへの電荷を付
与することにより、転写効率を向上させた。

【００５５】図７に、転写前帯電ローラ５５の印加電圧
と転写効率の関係を示す。帯電ローラ５５に、約−１０
０Ｖの直流電圧と、ピークツウピーク電圧１ｋＶ、周波
数１ｋＨz の交流電圧を重畳して印加すると、２色とも
ほぼ９５％の転写効率を示し、良好な画像を得ることが
できた。ただし、転写前帯電ローラ５５の印加電圧を高
くしすぎると、感光ドラム１とのトナーのクーロン力が
強くなりすぎ、転写効率が減少する。

【００５６】さらに、この転写前帯電ローラ５５が、感
光ドラム１に付着したかぶりトナーや反転トナー（逆極
性に帯電したトナー。画像劣化を招く）を弱く電気的に
吸着して感光ドラム１から除去し、転写前帯電ローラ５
５の潤滑性によりブレードで容易に分離することも確認
された。これは、他の帯電ローラ５でも同様な効果が認
められた。また転写前帯電ローラ５５に静電的に付着し
たトナーや異物も、ＡＣ成分によりある程度まで除電可
能で、帯電ローラ５５から剥ぎ取りやすくなる。

【００５７】本実施例では、転写前帯電ローラ５５、転
写ローラ５への印加電圧のＡＣ成分にサイン波を用いた
が、デューティー波形や櫛形波形のような波形のＡＣ電
圧を用いると、さらにトナー層を感光ドラム１に密着さ
せることが可能となる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、再帯
電器としてコロナ帯電器の代わりに帯電ローラを用い、
ローラ帯電によるクーロン力と、帯電ローラの表層の電
界により、帯電ローラに感光ドラム上のトナーが飛翔す
るのを防止することができ、またコロナ帯電器を用いた
ときのような、コロナワイヤのトナー汚れによる帯電ム
ラをなくし、それによる画像不良を防止することができ
る。さらに、帯電ローラの表層に、摩擦帯電系列上、ト
ナーと同極性帯電でかつ潤滑性に優れた材料を用いるこ
とにより、トナーにクーロン斥力を強く働かせて、帯電
ローラ表層へのトナー付着防止効果を一層向上すること
ができる。また帯電ローラにより像担持体上の１色目の
トナー像を圧接するので、像担持体との１色目のトナー
の吸着力を増加させることができ、１色目のトナーが２
色目の現像器内に混入するのを防止することができる。
さらに、像担持体に付着したかぶりトナーや反転トナー
を帯電ローラで電気的に弱く吸着して、像担持体から除
去し、帯電ローラの潤滑性によりそのクリーニングブレ
ードで容易に除去することができる。

【００５９】その結果、再帯電後の潜像電位が略同電位
にならないので、２色目の現像時に、１色目のトナー像
を乱したり、２色目の潜像以外の部分にトナーが付着す
る問題がない。さらに、２色目の現像器内に１色目のト
ナーが混入して、後々の現像時に不明瞭な画像を現像し
てしまう等の、１パス多色印字画像形成装置で特にネ
ガ、ネガ帯電方式を用いるときに生じる問題を解決でき
た。

【００６０】さらに、帯電ローラに印加する電圧も上限
２ｋＶ程度ですみ、最高１０ｋＶ程度の電圧を印加する
必要のあるコロナ帯電器に比べ、電源の高圧発生装置も
安価、小型になる。また、転写前帯電ローラを設置し
て、像担持体上の多色トナー像を一括転写する前に、転
写前帯電ローラを像担持体に軽圧接触させ、像担持体上
の多色トナー像に電荷を付与して同一極性に均一に帯電
することにより、転写効率を向上することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構
成図である。

【図２】図１の画像形成装置における像担持体のネガ、
ネガ再帯電方式による表面電位の推移を示す模式図であ
る。

【図３】図１の画像形成装置における再帯電器としての
帯電ローラのトナー汚れ防止を示す説明図である。

【図４】帯電ローラに印加した直流電圧と像担持体上の
第１トナー像部分および非画像部の表面電位との関係を
示す説明図である。

【図５】帯電ローラに印加した交流電圧と像担持体上の
第１トナー像部分の表面電位および帯電ローラによるト
ナー剥ぎ取り率との関係を示す説明図である。

【図６】本発明の画像形成装置の他の一実施例を示す概
略構成図である。

【図７】本発明のさらに他の一実施例における転写前帯
電ローラに印加した直流電圧と各色のトナー像の転写効
率を示す説明図である。

【図８】従来の画像形成装置における再帯電器のトナー
汚れのメカニズムを示す説明図である。

【符号の説明】

１ 像担持体 ２ １次帯電器 ４ 第１現像器 ５ 再帯電用帯電ローラ ５ｃ 表面保護層 ７ 第２現像器 ８ 転写帯電器 ２０ 第１トナー ２１ クリーニングブレード ５５ 転写前帯電ローラ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の帯電手段、複数の露光手段、複数
   の現像手段および転写手段を備え、前記現像手段のうち
   の少なくとも２番目以降が１成分現像手段であり、像担
   持体上に帯電、露光および現像を順次繰り返して多色の
   トナー像を形成し、得られた多色のトナー像を転写材上
   に一括転写する多色画像形成装置において、前記複数の
   帯電手段のうちの第２番目以降の帯電手段は、像担持体
   に軽圧接触する接触式の弾性帯電部材からなり、該弾性
   帯電部材に帯電電圧として、直流電圧に交流電圧を重畳
   した電圧を印加することを特徴とする多色画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 前記帯電電圧の直流電圧は、像担持体上
   に現像によって形成されたトナー像のトナーと同極性で
   かつトナー層電位よりも大きい電圧であり、前記帯電電
   圧の交流電圧は、直流電圧と同一レベルかまたはそれよ
   りも小さい大きさの電圧である請求項１の多色画像形成
   装置。
3. 【請求項３】 前記弾性帯電部材は円筒形ローラからな
   り、その表層を、摩擦帯電系列上、トナーと同極性の樹
   脂、その樹脂に潤滑剤を混合した樹脂組成物、またはそ
   の樹脂にフッ素系樹脂を混合した樹脂組成物のいずれか
   １種で形成した請求項１または２の画像形成装置。
4. 【請求項４】 複数の帯電手段、複数の露光手段、複数
   の現像手段および転写手段を備え、像担持体上に帯電、
   露光および現像を順次繰り返して多色のトナー像を形成
   し、得られた多色のトナー像を転写材上に一括転写する
   多色画像形成装置において、前記像担持体の回転方向に
   関して転写手段の上流側に、像担持体に軽圧接触する接
   触式の弾性帯電部材を配置し、該弾性帯電部材に帯電電
   圧として、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加す
   ることを特徴とする多色画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記帯電電圧の直流電圧は、像担持体上
   に現像によって形成されたトナー像のトナーと同極性で
   かつトナー層電位よりも大きい電圧であり、前記帯電電
   圧の交流電圧は、直流電圧と同一レベルかまたはそれよ
   りも小さい大きさの電圧である請求項４の多色画像形成
   装置。
6. 【請求項６】 前記弾性帯電部材は円筒形ローラからな
   り、その表層を、摩擦帯電系列上、トナーと同極性の樹
   脂、その樹脂に潤滑剤を混合した樹脂組成物、またはそ
   の樹脂にフッ素系樹脂を混合した樹脂組成物のいずれか
   １種で形成した請求項４または５の画像形成装置。