(57)【要約】【課題】像担持体に保護剤を塗布する構成で、現像手段への保護剤の混入、転写部での転写部材への保護剤の移行を防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】回転可能な像担持体と、前記像担持体に保護剤を供給する保護剤供給手段と、前記像担持体をトナーの正規の帯電極性と同極性に帯電する第１帯電手段と、前記像担持体に供給された前記保護剤をトナーの正規の帯電極性と逆極性に帯電する第２帯電手段と、前記像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体の静電潜像を現像する現像手段と、前記像担持体の像を転写する転写手段と、を備え、前記第２帯電手段を前記保護剤供給手段と前記現像手段の間に配置したことを特徴とする。【選択図】図２
2010026109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に保護剤を供給する保護剤供給手段と、
前記像担持体をトナーの正規の帯電極性と同極性に帯電する第１帯電手段と、
前記像担持体に供給された前記保護剤をトナーの正規の帯電極性と逆極性に帯電する第２帯電手段と、
前記像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、
前記像担持体の静電潜像を現像する現像手段と、
前記像担持体の像を転写する転写手段と、
を備え、
前記第２帯電手段を前記保護剤供給手段と前記現像手段の間に配置されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２帯電手段は前記像担持体を前記第１帯電手段で帯電した電位よりも絶対値で小さい電位に帯電す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】
前記第１帯電手段に続き前記第２帯電手段が配置され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】
前記保護剤供給手段は前記第１帯電手段の上流に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
転写後の前記像担持体をクリーニングする像担持体クリーナを備え、前記保護剤供給手段は前記像担持体クリーナに続いて配置された前記第１帯電手段と前記第２帯電手段との間に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２帯電手段は前記像担持体と接触する帯電ローラであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第２帯電手段は前記像担持体と非接触のコロナ帯電器であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記コロナ帯電器をスコロトロン帯電器とし、グリッドにトナーの正規の帯電極性と同極性のバイアスを印加し、ワイヤにトナーの正規の帯電極性と逆極性の電流を流すことを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像手段を前記像担持体と非接触式とすることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関し、詳しくは像担持体と、この像担持体を帯電する帯電手段と、この帯電手段で帯電された像担持体に対して露光により静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段で形成された前記静電潜像を現像する現像手段と、この現像手段で現像された像を転写する転写手段とを備え、前記像担持体に保護剤を塗布する画像形成装置において、前記像担持体上に塗布された保護剤の帯電極性を制御して前記保護剤の前記現像手段への混入を抑制し、フィルミングや画像ムラを防止するものである。
【背景技術】
【０００２】
感光体上にステアリン酸などの保護剤を塗布することにより、感光層を構成する樹脂の劣化や、感光体表面に付着する放電生成物の発生を抑制できるため、感光体を長寿命化することが可能である。またクリーナブレードを有するプロセスではブレード先端当接部の磨耗や、感光体の駆動トルクの低減もはかれるため、特に高速機、大型機では保護剤を塗布する構成が一般的になりつつある。
【０００３】
ただし、保護剤として多く用いられる高級脂肪酸（ステアリン酸など）は融点が低いものが多く、現像器に混入するとフィルミングの原因になるという課題があった。特に高速機では現像ローラの回転速度が高速になるためギヤ部での発熱やシール部での摩擦熱など現像ローラ自体の発熱温度も高くなり、よりいっそうフィルミングが発生しやすくなっていた。
【０００４】
さらに一成分現像システムでは現像器に保護剤が多量に混入すると供給部材との接触部や規制部材との接触部で摩擦力が変化し、フィルミングしないまでもトナーの供給性やトナーの搬送性、帯電性に影響を与え、画質劣化やカブリ、飛散、もれの原因となる場合があった。またゴムローラを用いた接触現像では感光体上に塗布された保護剤に直接現像ローラや現像ローラ上に搬送されたトナーが接触するため感光体上に塗布した保護剤が現像器にさらに混入しやすく上記の課題がより深刻な問題となっていた。
【０００５】
このような理由から一成分現像システムでは感光体上に保護剤を塗布する構成により感光体の長寿命化をはかることが困難となっていた。一方、二成分現像においても磁気穂が感光体に接触するため感光体上の保護剤の現像器への混入を完全に抑制できず、キャリアに対するフィルミングなどを考慮すると十分な保護剤量を感光体上に塗布することができなかった。保護剤の現像器への混入は、上記のような感光体と現像ローラとの接触による物理的な付着による移動のほかに、保護材が帯電している場合には、感光体と現像ローラ間の電界力による移動が存在し、現像ローラと感光体を非接触とするだけでは保護剤の現像器への混入を防止できない。また、感光体上に残留する保護剤については、保護剤がトナーの正規の極性と同極性に帯電している場合には、トナーの感光体上露光部への付着を妨げてしまうため印字部でトナー濃度が低下したり、濃度ムラになったりし、課題となっていた。また転写ローラなどに付着した場合、転写性が悪化したり、転写材の搬送性が低下して紙ジャムの原因になったりしていた。さらにカラー機では中間転写体としての転写ベルトや、転写ドラムの表層の汚染が発生したりして転写の不均一性の原因となったりしていた。
【０００６】
感光体に保護剤を塗布する従来技術として、特開２００７−８６２６２号公報には、帯電後に塗布部材で保護剤を塗布し、均し部材で保護剤を均一化した後に現像プロセスが存在する画像形成装置が開示されている。また、特開平９−８１００５号公報、特開２００７−２４０６９９号公報には、保護剤塗布後に感光体を帯電する画像形成装置が開示されている。また、特許第３４５５６７２号公報には、現像装置で余分な保護剤を除去する画像形成装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−８６２６２号公報
【特許文献２】特開平９−８１００５号公報
【特許文献３】特開２００７−２４０６９９号公報
【特許文献４】特許第３４５５６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特開２００７−８６２６２号公報に開示されたものは、保護剤の現像器や転写部材への移行を防止する手段が講じられておらず、現像フィルミングや転写部材汚染を防止することができない。また像担持体帯電後に当接部材が存在するので当接部材での摩擦などによって像担持体の帯電均一性が失われてスジやムラが発生し、高画質化における課題となる。また当接部材の帯電列によっては当接部材との摩擦で保護剤が帯電してしまい現像器への混入を助長する場合がある。
【０００８】
また、特開平９−８１００５号公報、特開２００７−２４０６９９号公報に開示されたものは、保護剤塗布後に感光体上を帯電するので感光体の帯電電位の均一性は確保されるが、帯電部で保護剤がトナーの正規の極性と同極性に帯電され、かつ、帯電部で劣化した保護剤がそのまま下流の現像部まで搬送されて、保護剤が現像部で現像器に混入し、現像ローラのフィルミングを悪化させる。特に帯電部で劣化した保護剤は潤滑性も損なわれ、よりフィルミングを悪化させる。
【０００９】
また、特許第３４５５６７２号公報に開示されたものは、現像装置により余分な保護剤を除去するものであるが、一成分現像システムでの現像ローラのフィルミングや二成分現像システムでのキャリアのフィルミングを考慮すると感光層を保護するのに十分な保護剤を供給できなかったり、現像器の長寿命化ができなかったりする問題がある。
【００１０】
本発明は、前記従来技術の持つ課題を解決する、感光体に保護剤を塗布する構成で、現像手段への保護剤の混入、転写部での転写部材への保護剤の移行を防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の画像形成装置は、前記課題を解決するために、回転可能な像担持体と、前記像担持体に保護剤を供給する保護剤供給手段と、前記像担持体をトナーの正規の帯電極性と同極性に帯電する第１帯電手段と、前記像担持体に供給された前記保護剤をトナーの正規の帯電極性と逆極性に帯電する第２帯電手段と、前記像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体の静電潜像を現像する現像手段と、前記像担持体の像を転写する転写手段と、を備え、前記第２帯電手段を前記保護剤供給手段と前記現像手段の間に配置されることを特徴とする。これにより、像担持体上に塗布した保護剤がトナーと反対極性に帯電され、非露光部での現像ローラと感光体非露光部との電位差により現像に回収されないこととなる。一方、露光部では現像ローラと感光体露光部との電位差により回収される方向だが、露光部ではトナーが現像されるため保護剤が現像器に回収される確率は少なく、また実印時では印字部面積は一般的に非印字部に比べて少なく、さらに印字面積が多い場合は、トナーの消費が多いためトナーや保護剤が現像ローラ上で滞留しつづけるリスクが小さくなりフィルミングのリスクは軽減する。したがって本発明のように感光体上に塗布した保護剤については、非露光部で回収されないような構成にすることが重要になる。また、保護剤をトナーと逆極性に帯電することで転写部において保護剤が転写されず、転写部材や転写ベルトに保護剤が移行しない。また、保護剤が現像前でトナーの正規の帯電極性と反対極性に帯電されるので感光体上の露光部で正規の帯電極性のトナーを静電気的に反発することがなくなり印字部での濃度低下がなくなるだけでなく、感光体非露光部でトナーの正規の帯電極性と反対極性に帯電した保護剤がトナーの正規の帯電極性と反対極性であるカブリトナーを反発するのでカブリを抑制することができる。また、保護剤が未帯電の場合には転写部や接触現像における現像部での接触による保護剤の移行を防止できないが、本発明のように保護剤にトナーの帯電極性と反対の極性を与えることにより、感光体と転写部材、現像ローラとの接触により移行する保護剤を電界の力で抑制できる。
【００１２】
また、本発明の画像形成装置は、前記第２帯電手段は前記像担持体を前記第１帯電手段で帯電した電位よりも絶対値で小さい電位に帯電することを特徴とする。これにより、前記第２帯電手段は前記像担持体を第１帯電手段で帯電したトナーの正規の帯電極性と同極性の帯電極性を維持しつつ、保護剤をトナーの正規の帯電極性と逆極性に帯電できる。
【００１３】
また、本発明の画像形成装置は、前記第１帯電手段に続き前記第２帯電手段が配置されることを特徴とする。これにより、第１帯電手段は像担持体をトナーの正規の帯電極性と同極性に帯電し、第１帯電手段と第２帯電手段の両方で像担持体を所望の帯電電位に調整する。保護剤供給手段の下流で第２帯電手段により像担持体帯電電位を調整するので保護剤供給手段の当接や、表面に付着した保護剤により不均一になった像担持体の帯電電位を再び均一化できる。
【００１４】
また、本発明の画像形成装置は、前記保護剤供給手段は前記第１帯電手段の上流に配置されることを特徴とする。これにより、最も像担持体表面を劣化させる第１帯電手段による帯電部に十分な保護剤を供給することができる。
【００１５】
また、本発明の画像形成装置は、転写後の前記像担持体をクリーニングする像担持体クリーナを備え、前記保護剤供給手段は前記像担持体クリーナに続いて配置された前記第１帯電手段と前記第２帯電手段との間に配置されることを特徴とする。これにより、像担持体クリーナで保護剤が均され、膜化された状態で第１帯電手段に突入するため、像担持体表面を均一に保護できる。
【００１６】
また、本発明の画像形成装置は、前記第２帯電手段は前記像担持体と接触する帯電ローラであることを特徴とする。これにより、帯電ローラと像担持体との間で＋側の放電限界を超えたDCバイアスを印加する。接触DC帯電であっても保護剤が存在するためにニップ前後での微小放電を抑制でき、微小帯電ムラを防止できる。
【００１７】
また、本発明の画像形成装置は、前記第２帯電手段は前記像担持体と非接触のコロナ帯電器であることを特徴とする。これにより、保護剤の帯電器への固着がなく第２帯電手段の帯電性能の劣化を防止でき長寿命化が可能となる。また、本発明の画像形成装置は、前記コロナ帯電器をスコロトロン帯電器とし、グリッドにトナーの正規の帯電極性と同極性のバイアスを印加し、ワイヤにトナーの正規の帯電極性と逆極性の電流を流すことを特徴とする。これにより、像担持体の帯電電位をトナーの正規の帯電極性と同極性に維持したまま、像担持体上にトナーの正規の帯電極性と反対極性のコロナをふらせることができ、保護剤をトナーの正規の帯電極性と反対極性に帯電できる。また、像担持体の帯電電位がグリッド電圧で平衡状態になるので保護剤供給手段の摺擦や保護剤塗布で不均一になった像担持体の帯電電位を均一化できる。また、第２帯電手段では第１帯電手段における帯電で生じた帯電の不均一分を埋める電位分だけ除電するようにし、オゾン発生や補助帯電手段での放電生成物の発生、感光層の劣化を最小限にできる。
【００１８】
また、本発明の画像形成装置は、前記現像手段を前記像担持体と非接触式とした。現像部材の接触による物理的な保護剤の混入を防止できる。また、保護剤の帯電が弱い場合でも現像器への混入を防止抑制しやすい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の画像形成装置の全体を示す図である。
【００２０】
図１に示すように、画像形成装置１０は、４つの画像形成ステーション１５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）、中間転写ベルト７０、二次転写ユニット８０を有し、さらに、定着ユニット９０、ユーザへの報知手段をなし液晶パネルからなる表示ユニット９５、及び、これらのユニット等を制御し画像形成装置としての動作を司る制御ユニット１００を有している。
【００２１】
画像形成ステーション１５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーで画像を形成する機能を有している。画像形成ステーション１５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の構成は同様であるので、以下、画像形成ステーション１５Ｙについて説明する。
【００２２】
画像形成ステーション１５Ｙは、図１に示すように、像担持体の一例としての感光体２０Ｙの回転方向に沿って、帯電ユニット３０Ｙ、露光ユニット４０Ｙ、現像ユニット５０Ｙ、一次転写部Ｂ１、感光体クリーニングユニット７５Ｙを有している。
【００２３】
感光体２０Ｙは、円筒状の基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施の形態においては、矢印で示すように時計回りに回転する。
【００２４】
帯電ユニット３０Ｙは、感光体２０Ｙを帯電するための装置である。露光ユニット４０Ｙからは、レーザを照射することによって帯電された感光体２０Ｙ上に潜像を形成する。
【００２５】
露光ユニット４０Ｙは、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有しており、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等の不図示のホストコンピュータから入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザを帯電された感光体２０Ｙ上に照射する。
【００２６】
現像ユニット５０Ｙは、感光体２０Ｙ上に形成された潜像を、イエロー（Ｙ）のトナーを用いて現像するための装置である。現像ユニット５０Ｙは、交換可能なトナーカートリッジから新品トナーが供給される現像室内に現像ローラ、トナー供給ローラが配置され、現像ローラには、規制ブレードが当接し現像ローラ上のトナーを薄層化する。
【００２７】
一次転写部Ｂ１は、感光体２０Ｙに形成されたイエロートナー像を中間転写ベルト７０に転写するところである。一次転写部Ｂ１には一次転写バイアスを印加する一次転写ローラ６５Ｙが配置される。各一次転写部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４で４色のトナーが順次重ねて転写された場合には、中間転写ベルト７０にフルカラートナー像が形成される。
【００２８】
中間転写ベルト７０は、ベルト駆動ローラ７１ａ、従動ローラ７１ｂに張架されたエンドレスのベルトであり、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）と当接しながら回転駆動される。
【００２９】
二次転写ユニット８０は、中間転写ベルト７０上に形成された単色トナー像やフルカラートナー像を、二次転写部Ｃ１で二次転写ローラ８２からの二次転写バイアスを印加し、紙、フィルム、布等の転写材に転写するための装置である。
【００３０】
定着ユニット９０は、定着ローラ９０ａと加圧ローラ９０ｂにより構成され、転写材上に転写された単色トナー像やフルカラートナー像を転写材に融着させて永久像とするための装置である。
【００３１】
感光体クリーニングユニット７５Ｙは、感光体２０Ｙの表面に当接されたゴム製の感光体クリーニングブレード７６Ｙを有し、一次転写部Ｂ１で中間転写ベルト７０上にトナー像が転写された後に、感光体２０Ｙ上に残存するトナーを感光体クリーニングブレード７６Ｙにより掻き落として除去するための装置である。
【００３２】
次に、このように構成された画像形成装置１０の動作について説明する。
【００３３】
まず、不図示のホストコンピュータからの画像信号及び制御信号がインターフェイスを介して画像形成装置のメインコントローラに入力されると、このメインコントローラからの指令に基づくユニットコントローラの制御により感光体２０Ｙ、現像ユニット５０Ｙに備えられた現像ローラ、及び、中間転写ベルト７０等が回転する。感光体２０Ｙは、回転しながら、帯電位置において帯電ユニット３０Ｙにより順次帯電される。
【００３４】
感光体２０Ｙの帯電された領域は、感光体２０Ｙの回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット４０Ｙによって、イエローＹの画像情報に応じた潜像が該領域に形成される。
【００３５】
感光体２０Ｙ上に形成された潜像は、感光体２０Ｙの回転に伴って現像位置に至り、現像ユニット５０Ｙによって現像される。これにより、感光体２０Ｙ上にトナー像が形成される。
【００３６】
感光体２０Ｙ上に形成されたトナー像は、感光体２０Ｙの回転に伴って一次転写部Ｂ１位置に至り、一次転写ユニットによって、中間転写ベルト７０に転写される。この際、一次転写ユニットでは、一次転写ローラ６５Ｙからトナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧が印加される。この結果、各感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）上に形成された４色のトナー像は、中間転写ベルト７０に重なり合って転写され、中間転写ベルト７０上にはフルカラートナー像が形成される。
【００３７】
中間転写ベルト７０は、モータ等のベルト駆動手段からの駆動力がベルト駆動ローラ７１ａを介して伝達されることによって駆動される。
【００３８】
中間転写ベルト７０上に形成されたフルカラートナー像は、二次転写ユニット８０によって、二次転写部Ｃ１で二次転写ローラ８２からの二次転写バイアスが印加され紙等の転写材に転写される。このような転写材は、給紙トレイから、給紙ローラ９４ａ、レジストローラ９４ｂを介して二次転写ユニット８０へ搬送される。
【００３９】
転写材に転写されたフルカラートナー像は、定着ユニット９０によって加熱加圧されて転写材に融着される。定着ユニット９０の通過後、排紙ローラ９４ｃにより排紙される。
【００４０】
一方、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は一次転写部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４位置を経過した後に、除電ユニット（図示せず）によって除電され、さらに、感光体クリーニングユニット７５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に支持された感光体クリーニングブレードによって、その表面に付着しているトナーが掻き落とされ、次の潜像を形成するための帯電に備える。掻き落とされたトナーは、感光体クリーニングユニット７５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）が備える残存トナー回収部に回収される。
【００４１】
二次転写後の中間転写ベルト７０の従動ローラ７１ｂ側に中間転写ベルトクリーニング装置（図示せず）が設置され、二次転写後の中間転写ベルト７０をクリーニングする。
【００４２】
なお、中間転写ベルトを用いた中間転写方式の実施例に基づいて説明してきたが、直接転写式の画像形成装置であっても良い。
【００４３】
このような画像形成装置１０において、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）上にステアリン酸などの保護剤を塗布することにより、感光層を構成する樹脂の劣化や、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）表面に付着する放電生成物の発生を抑制できるため、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の長寿命化が可能である。また感光体クリーニングブレード７６（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を有するプロセスでは、感光体クリーニングブレード７６（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）先端当接部の磨耗や、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の駆動トルクの低減もはかることができる。
【００４４】
図２は、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に保護剤を塗布する画像形成装置１０において、従来技術が持つ課題を解決するための実施例１の画像形成装置である。実施例１の画像形成装置は、単色の画像形成装置にも適用可能であるが、図２ではカラー画像形成装置のイエロー画像形成ユニット１５Ｙを例として示す。
【００４５】
感光体２０Ｙは、円筒状の導電性基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、図２に示される実施例１においては、矢印で示すように反時計回りに回転する。
【００４６】
感光体２０Ｙには、一次転写部Ｂ１の下流に発光ダイオード（ＬＥＤ）等からなる除電ユニット１１０Ｙが配置され、感光体２０Ｙが除電される。除電ユニット１１０Ｙの下流に、感光体クリーニングユニット７５Ｙに支持された感光体クリーニングブレード７６Ｙが感光体２０Ｙの回転方向に対してカウンタ当接して配置され、一次転写後の感光体２０Ｙをクリーニングする。
【００４７】
感光体クリーニングブレード７６Ｙの下流に、保護剤供給手段１１１Ｙが配置される。保護剤は、感光体２０Ｙの感光層を保護すると同時に潤滑効果が得られるので、感光体クリーニングユニット７５Ｙとして感光体クリーニングブレード７６Ｙを用いる場合に摩耗や局部的なカケを防止する。保護剤としては、脂肪酸金属塩を使用することができ、感光体２０Ｙへの供給態様により、粉状、固形状に形成して使用することができる。飛散等の問題を無くすためにも固形状で使用するのが望ましい。その脂肪酸金属塩を構成する金属元素としては、例えば亜鉛、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム、鉛、ニッケル等を挙げることができ、その脂肪酸金属塩を構成する脂肪酸としては、例えばステアリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸等を挙げることができる。なかでも、固形状として用いる場合はステアリン酸亜鉛が好ましい。実施例１では、保護剤供給手段１１１Ｙとして、ステアリン酸亜鉛のブロックを感光体２０Ｙに接触させて、保護剤を感光体２０Ｙに供給している。
【００４８】
保護剤供給手段１１１Ｙの下流に主帯電手段である第１帯電手段１１２Ｙが配置される。第１帯電手段１１２Ｙは、感光体２０Ｙをトナーの正規の帯電極性と同極性に帯電する。実施例１の第１帯電手段１１２Ｙは、導電性ゴムローラからなる接触帯電ローラとし、感光体との間で放電限界を超えるＤＣバイアスを印加する。第１帯電手段１１２Ｙである帯電ローラは、感光体２０Ｙの回転に従動し、感光体２０Ｙの回転方向（反時計回り）と反対方向（時計回り）に連れ回りする。実施例１では、第１帯電手段１１２Ｙに本実施例で使用する感光体の放電限界である６００Ｖを超える−１３００ＶのＤＣバイアスを印加し、感光体２０Ｙの電位を−７００Ｖに帯電する。
【００４９】
第１帯電手段１１２Ｙの下流に補助帯電手段である第２帯電手段１１３Ｙが配置される。第２帯電手段１１３Ｙは、保護剤供給手段１１１Ｙにより感光体２０Ｙに供給された保護剤を、トナーの正規の帯電極性とは反対の極性に帯電する。実施例１の第２帯電手段１１３Ｙは、導電性ゴムローラからなる接触帯電ローラを用い、感光体２０Ｙとの間に＋側の放電限界を超えたＤＣバイアスを印加する。第２帯電手段１１３Ｙである帯電ローラは、感光体２０Ｙの回転に従動し、感光体２０Ｙの回転方向（反時計回り）と反対方向（時計回り）に連れ回りする。実施例１では、第２帯電手段１１３Ｙに＋１００ＶのＤＣバイアスを印加する。これにより第２帯電手段と、第１帯電手段で帯電した感光体表面との電位差が放電限界６００Vを超える８００Vとなり、第２帯電手段と感光体との間でコロナ放電が発生し、感光体２０Ｙの電位が−５００Ｖになる。すなわち第２帯電手段１１３Ｙは、感光体２０Ｙの帯電電位を第１帯電手段１１２Ｙで帯電した電位よりも絶対値で小さい電位に帯電する。この第２帯電手段での帯電過程で、帯電ローラと感光体との接触部前後での微小ギャップ部において、第２帯電手段である帯電ローラから感光体表面に＋コロナがふりそそぎ、感光体上に塗布した保護剤がトナーの正規の極性と反対の極性である＋極性に帯電される。
【００５０】
第２帯電手段１１３Ｙの下流に露光ユニット４０Ｙが配置される。露光ユニット４０Ｙは、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有しており、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等の不図示のホストコンピュータから入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザを帯電された感光体２０Ｙ上に照射する。
【００５１】
露光ユニット４０Ｙの下流に現像ユニット５０Ｙが配置される。露光ユニット４０Ｙによって、イエローＹの画像情報に応じた潜像が該領域に形成された感光体２０Ｙは、現像ユニット５０Ｙにより現像される。実施例１の現像ユニット５０Ｙは、非接触式で、感光体２０Ｙと所定の現像ギャップをもって現像ローラ５１Ｙが配置される。現像ローラ５１Ｙにはトナー供給ローラや規制ブレードによって荷電されたトナー薄層が形成される。現像ローラ５１ＹにＤＣにＡＣを重畳した現像バイアスを印加し、トナーを感光体２０Ｙ表面に飛翔させ、感光体２０Ｙの潜像を現像する。
【００５２】
現像ユニット５０Ｙの下流に一次転写ユニットが配置される。一次転写ユニットは、感光体２０Ｙに中間転写ベルト７０を介して一次転写部Ｂ１で当接する一次転写ローラ６５Ｙにトナーの正規の帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧を印加し、感光体２０Ｙの像を中間転写ベルト７０に転写する。
【００５３】
実施例１の画像形成のプロセス動作を次の表１に示す。
【００５４】
【表１】
2010026109.tif 000003
【００５５】
前記表１に示す実施例１の画像形成装置のプロセス動作の結果を表２に示す。
【００５６】
【表２】
2010026109.tif 000004
【００５７】
実施例１の画像形成装置は、保護剤供給手段１１１Ｙの下流で現像ユニット５０Ｙの上流に第２帯電手段１１３Ｙを配置することにより、保護剤がトナーと反対極性に帯電され、非露光部では現像ローラと感光体非露光部との電位差により現像部に回収されない。露光部では現像ローラと感光体露光部との電位差により回収される方向だが、印字部ではトナーが現像されるため現像器に回収される確率は少なく、また実印時では印字部面積は一般的に非印字部に比べて少なく、さらに印字面積が多い場合は、トナーの消費が多いため、トナーや保護剤が現像ローラ５１Ｙ上で滞留しつづけるリスクが小さくなりフィルミングのリスクは軽減する。したがって実施例１の画像形成装置のように非露光部で保護剤が回収されないような構成にすることが重要になる。なお本構成においては、第２帯電手段１１３Ｙとして接触帯電ローラを用いた接触ＤＣ帯電を使用しても、保護剤が帯電ローラ表面に付着して帯電ローラの表面平滑性を改善するために、感光体と帯電ローラのニップ前後で発生する微小な異常放電が抑制でき、微小な放電ムラを防止できる。
【００５８】
また、一次転写部Ｂ１においても保護剤が転写されず、中間転写ベルト７０に保護剤が移行しない。したがって、本実施例では保護剤は主帯電部である第１帯電手段１１２Ｙまで到達し、第１帯電手段での帯電時に感光体を保護することができる。また、保護剤が現像部の前で＋に帯電されるので感光体露光部において現像しようとするトナーを静電気的に反発することがなくなり印字部での濃度低下がない。一方、感光体非露光部では＋に帯電した保護剤が+のカブリトナーを反発するのでカブリを抑制することができる。また、保護剤が未帯電の場合には転写部や接触現像における現像部での接触による保護剤の移行を防止できないが、本発明のように保護剤にトナーの帯電極性と反対の極性を与えることにより、感光体と転写部材、現像ローラとの接触により移行する保護剤を電界の力で抑制できる。
【００５９】
また、実施例１の画像形成装置は、第２帯電手段１１３Ｙの上流に第１帯電手段１１２Ｙを設け、第１帯電手段１１２Ｙは感光体２０Ｙをトナーの正規の帯電極性と同極性に帯電し、第１帯電手段１１２Ｙと第２帯電手段１１３Ｙの両方で感光体２０Ｙを所望の帯電電位に調整する。保護剤供給手段１１１Ｙの下流で第２帯電手段１１３Ｙにより感光体帯電電位を調整するので、保護剤供給手段１１１Ｙの当接や、表面に付着した保護剤により不均一になった感光体２０Ｙの帯電電位を再び均一化できる。
【００６０】
また、実施例１の画像形成装置は、現像を非接触現像としているため、現像部材の接触による物理的な保護剤の混入を防止できる。保護剤の帯電が弱い場合でも現像器への混入を防止抑制しやすい。
【００６１】
図３は、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に保護剤を塗布する画像形成装置１０において、従来技術が持つ課題を解決するための実施例２の画像形成装置である。実施例２の画像形成装置は、単色の画像形成装置にも適用可能であるが、図３ではカラー画像形成装置のイエロー画像形成ユニット１５Ｙを例として示す。
【００６２】
感光体２０Ｙには、一次転写部Ｂ１の下流に発光ダイオード（ＬＥＤ）等からなる除電ユニット１１０Ｙが配置され、感光体２０Ｙが除電される。除電ユニット１１０Ｙの下流に、感光体クリーニングユニット７５Ｙに支持された感光体クリーニングブレード７６Ｙが感光体２０Ｙの回転方向に対してカウンタ当接して配置され、一次転写後の感光体２０Ｙをクリーニングする。感光体クリーニングブレード７６Ｙの感光体２０Ｙへの当接圧は、２５ｇ／ｃｍとする。
【００６３】
感光体クリーニングブレード７６Ｙの下流に、保護剤供給手段１１１Ｙが配置される。実施例２では、保護剤供給手段１１１Ｙとして、ステアリン酸亜鉛のブロックから保護剤を塗布された絶縁性ブラシローラが感光体２０Ｙに保護剤を供給している。絶縁性ブラシローラは感光体２０Ｙの回転方向と逆方向の時計方向に回転する。
【００６４】
保護剤供給手段１１１Ｙの下流に主帯電手段である第１帯電手段１１２Ｙが配置される。第１帯電手段１１２Ｙは、感光体２０Ｙをトナーの正規の帯電極性と同極性に帯電する。実施例２の第１帯電手段１１２Ｙは、導電性ブラシローラとしている。第１帯電手段１１２Ｙである導電性ブラシローラは、感光体２０Ｙの回転方向（反時計回り）と同方向（反時計回り）に回転する。実施例２では、第１帯電手段１１２Ｙに本実施例に使用する感光体の放電限界６００Ｖを超える−１５００ＶのＤＣバイアスを印加し、感光体２０Ｙの電位を−９００Ｖに帯電する。
【００６５】
第１帯電手段１１２Ｙの下流に補助帯電手段である第２帯電手段１１３Ｙが配置される。第２帯電手段１１３Ｙは、保護剤供給手段１１１Ｙにより感光体２０Ｙに供給された保護剤を、トナーの正規の帯電極性とは反対の極性に帯電する。実施例２の第２帯電手段１１３Ｙは、非接触式のスコロトロン帯電器を用いている。スコロトロン帯電器は、グリッドにトナーの正規の帯電極性と同極性−５００Ｖのバイアスを印加し、ワイヤにトナーの正規の帯電極性と反対極性の＋２００μＡの電流を流し、感光体の帯電電位をトナーの正規の帯電極性と同極性に維持したまま、像担持体上にトナーの正規の帯電極性と反対極性のコロナをふらせ、保護剤をトナーの正規の帯電極性とは反対の極性に帯電する。第２帯電手段１１３Ｙによる帯電後の感光体２０Ｙの電位は−５００Ｖになる。
【００６６】
第２帯電手段１１３Ｙの下流に露光ユニット４０Ｙが配置され、露光ユニット４０Ｙの下流に現像ユニット５０Ｙが配置され、現像ユニット５０Ｙの下流に一次転写ユニットが配置される構成は実施例１の画像形成装置と同様であるので説明を省略する。
【００６７】
実施例２の画像形成のプロセス動作を次の表３に示す。
【００６８】
【表３】
2010026109.tif 000005
【００６９】
前記表３に示す実施例２の画像形成装置のプロセス動作の結果を表４に示す。
【００７０】
【表４】
2010026109.tif 000006
【００７１】
実施例２の画像形成装置は、実施例１と同様に、保護剤供給手段１１１Ｙ、第１帯電手段１１２Ｙ、第２帯電手段１１３Ｙ、露光ユニット４０Ｙ、現像ユニット５０Ｙ、一次転写ユニットの順に配置されるので、実施例１の画像形成装置と同様の作用、効果を得ることができる。
【００７２】
実施例２の画像形成装置は、第２帯電手段１１３Ｙとして、非接触式のスコロトロン型のコロナ帯電器を用いるので、保護剤の帯電器への固着がなく、第２帯電手段１１３Ｙの帯電性能の劣化を防止でき長寿命化が可能となる。また、帯電の均一性がさらに向上し、画質均一性が向上する。
【００７３】
図４は、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に保護剤を塗布する画像形成装置１０において、従来技術が持つ課題を解決するための実施例３の画像形成装置である。実施例３の画像形成装置は、単色の画像形成装置にも適用可能であるが、図４ではカラー画像形成装置のイエロー画像形成ユニット１５Ｙを例として示す。
【００７４】
感光体２０Ｙには、一次転写部Ｂ１の下流に発光ダイオード（ＬＥＤ）等からなる除電ユニット１１０Ｙが配置され、感光体２０Ｙが除電される。除電ユニット１１０Ｙの下流に、感光体クリーニングユニット７５Ｙに支持された感光体クリーニングブレード７６Ｙが感光体２０Ｙの回転方向に対してカウンタ当接して配置され、一次転写後の感光体２０Ｙをクリーニングする。感光体クリーニングブレード７６Ｙの感光体２０Ｙへの当接圧は、１５ｇ／ｃｍとする。
【００７５】
感光体クリーニングブレード７６Ｙの下流に、主帯電手段である第１帯電手段１１２Ｙを配置する。第１帯電手段１１２Ｙは、感光体２０Ｙをトナーの正規の帯電極性と同極性に帯電する。実施例３の第１帯電手段１１２Ｙは、導電性ブラシローラとしている。第１帯電手段１１２Ｙである導電性ブラシローラは、感光体２０Ｙの回転方向（反時計回り）と逆方向（時計回り）に回転する。実施例３では、第１帯電手段１１２Ｙに本実施例に使用する感光体の放電限界６００Ｖを超える−１５００ＶのＤＣバイアスを印加し、感光体２０Ｙの電位を−９００Ｖに帯電する。
【００７６】
第１帯電手段１１２Ｙの下流に保護剤供給手段１１１Ｙを配置する。実施例３では、保護剤供給手段１１１Ｙとして、ステアリン酸亜鉛のブロックから保護剤を塗布された絶縁性ブラシローラが感光体２０Ｙに保護剤を供給している。絶縁性ブラシローラは感光体２０Ｙの回転方向と同方向の反時計方向に回転する。
【００７７】
保護剤供給手段１１１Ｙの下流に、補助帯電手段である第２帯電手段１１３Ｙを配置する。第２帯電手段１１３Ｙは、保護剤供給手段１１１Ｙにより感光体２０Ｙに供給された保護剤を、トナーの正規の帯電極性とは反対の極性に帯電する。実施例２の第２帯電手段１１３Ｙは、非接触式のスコロトロン帯電器を用いている。スコロトロン帯電器は、グリッドにトナーの正規の帯電極性と同極性−５００Ｖのバイアスを印加し、ワイヤにトナーの正規の帯電極性と反対極性の＋２００μＡの電流を流し、感光体の帯電電位をトナーの正規の帯電極性と同極性に維持したまま、トナーの正規の帯電極性と反対極性のコロナをふらせ、保護剤をトナーの正規の帯電極性とは反対の極性に帯電する。第２帯電手段１１３Ｙの帯電後の感光体２０Ｙの電位は−５００Ｖになる。
【００７８】
第２帯電手段１１３Ｙの下流に露光ユニット４０Ｙが配置され、露光ユニット４０Ｙの下流に現像ユニット５０Ｙが配置され、現像ユニット５０Ｙの下流に一次転写ユニットが配置される構成は実施例１、２の画像形成装置と同様であるので説明を省略する。
【００７９】
実施例３の画像形成のプロセス動作を次の表５に示す。
【００８０】
【表５】
2010026109.tif 000007
【００８１】
前記表５に示す実施例３の画像形成装置のプロセス動作の結果を表６に示す。
【００８２】
【表６】
2010026109.tif 000008
【００８３】
実施例３の画像形成装置では、保護剤供給手段１１１Ｙの下流で現像ユニット５０Ｙの上流に第２帯電手段１１３Ｙを配置することにより、保護剤がトナーと反対極性に帯電され、非露光部では現像ローラと感光体非露光部との電位差により現像部に回収されない。露光部では現像ローラと感光体露光部との電位差により回収される方向だが、印字部ではトナーが現像されるため保護剤が現像器に回収される確率は少なく、また実印時では印字部面積は一般的に非印字部に比べて少なく、さらに印字面積が多い場合は、トナーの消費が多いためトナーや、保護剤が現像ローラ５１Ｙ上で滞留しつづけるリスクが小さくなりフィルミングのリスクは軽減する。
【００８４】
さらに、実施例３の画像形成装置は、第１帯電手段１１２Ｙと第２帯電手段１１３Ｙの間に保護剤供給手段１１１Ｙを配置している。感光体クリーニングブレード７６Ｙで保護剤が均され膜化した状態で帯電器に突入するため、感光体２０Ｙ表面を均一に保護できる。
【００８５】
以上のように、本発明の画像形成装置は、感光体に保護剤を塗布し、保護剤にトナーの正規の帯電極性と反対の電荷を与える第２帯電手段を設けることにより、現像器への保護剤の混入、転写部での転写部材への保護剤の移行を防止し、高画質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の画像形成装置の全体を示す図である。
【図２】本発明の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の実施形態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１０：画像形成装置、１５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）：画像形成ステーション、２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）：感光体、３０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）：帯電ユニット、４０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）：露光ユニット、５０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）：現像ユニット、７０：中間転写ベルト、７５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）：感光体クリーニングユニット、７６Ｙ：感光体クリーニングブレード、８０：二次転写ユニット、９０：定着ユニット、１１０Ｙ：除電ユニット、１１１Ｙ：保護剤供給手段、１１２Ｙ：第１帯電手段、１１３Ｙ：第２帯電手段
【図１】
2010026109.tif 000009
【図２】
2010026109.tif 000010
【図３】
2010026109.tif 000011
【図４】
2010026109.tif 000012