(57)【要約】【課題】２色目以降の作像プロセスにおける前色のトナー像の表面電位の影響を抑制し、且つ、装置本体の小型化が可能なプロセスカートリッジ及びそのプロセスカートリッジを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】前色のトナー像の形成が終わった後の次色の作像の際に、帯電装置から放出される感光体ドラムの帯電極性と同一極性のイオンによって、前色のトナー像が有する上記逆極性の電荷の影響を限りなく消滅させつつ、感光体ドラム表面電位を限りなく一様とする事ができる。つまり、前色のトナー像の現像が終わってから次色の潜像が形成されるまでの間に、一つの帯電装置で前色のトナー像の除電と感光体ドラムの電位の初期化とを同時に行うことができる。よって、前色のトナー像の電位の影響を受けることなく次色のトナー像を形成することができる。【選択図】図１
2008216790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
該像担持体上を帯電せしめる１つ以上の帯電手段と、
該帯電手段によって帯電された該像担持体上を露光して各色ごとの潜像を形成する潜像形成手段と、
該像担持体上に形成された該潜像を、それぞれ異なる色のトナーによって可視像化する複数の現像手段とを備え、
各色ごとに、該像担持体を該帯電手段によって帯電せしめ、その像担持体上を該潜像形成手段が露光して潜像を形成し、その潜像を該現像手段が現像することによって、単一の像担持体上に各色のトナー像を順次形成してカラートナー像を形成する画像形成装置において、
該潜像形成手段は、該帯電手段によって帯電された該像担持体上の非画像部を露光して各色ごとの潜像を形成するものであり、
該複数の現像手段は、該帯電手段が該像担持体を帯電せしめる帯電極性とは逆極性のトナーによって各自対応する色の潜像を現像するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
少なくとも上記帯電手段と、該帯電手段に対して上記像担持体の表面移動方向の下流側に設けた上記現像手段とからなる画像形成要素を、上記単一の像担持体上に複数配列したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２の画像形成装置において、
上記帯電手段は、上記像担持体を正極性で帯電せしめるものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１または２の画像形成装置において、
上記帯電手段は、上記像担持体を負極性で帯電せしめるものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の画像形成装置において、
上記帯電手段は、非接触帯電方式により上記像担持体を帯電せしめるものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５の画像形成装置において、
上記帯電手段に電圧を供給する電圧供給手段を有しており、
該電圧供給手段は、該帯電手段に直流電圧を供給するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６の画像形成装置において、
上記現像手段は、現像領域において上記像担持体と非接触で対向するように配置された、上記トナーを担持するトナー担持体と、
該トナー担持体の表面に沿うように該トナー担持体に設けられ互いに絶縁された複数の電極とからなり、該複数の電極は、それぞれ印加される電圧の相対的な極性の向きが隣り合う該複数の電極とで互いに異なっていることにより、トナーをホッピングさせるためのホッピング電界発生手段とを有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７の画像形成装置において、
上記トナー担持体は、該トナー担持体の表面に担持されたトナーを、該トナー担持体の表面を移動させることによって、上記現像領域に搬送する表面移動部材であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８の画像形成装置において、
上記ホッピング電界発生手段は、上記トナー担持体の表面に担持されているトナーをホッピングさせつつ、該トナーを上記現像領域まで搬送するための進行波電界を、該トナー担持体の表面上に発生させるものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
像担持体と、該像担持体の表面を帯電せしめる帯電手段、該像担持体上の潜像を、該帯電手段が該像担持体を帯電せしめる電荷極性とは逆極性の電荷を保持するトナーによって可視像化する現像手段及びクリーニング手段から選択される少なくとも一つの手段とを有した、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロスカートリッジにおいて、
少なくとも請求項１乃至請求項９に記載の画像形成装置本体に対して着脱可能に設けられていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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及びその画像形成装置に対して着脱自在なプロセスカートリッジに係り、詳しくは、多重現像によって一つの像担持体上に複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成するものに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な電子写真方式としては高速でのフルカラー画像を得るために、複数の感光体を利用するタンデム方式が採用されている。ところが、感光体を複数使用することにより作像エンジンは大型化、複雑化、及び高コストとなってしまう。そのため、一つの感光体上で複数色を順次現像して重ねていく多重現像方式が提案されている（特許文献１や特許文献２など）。
【０００３】
図２４は、多重現像を行う際に採用される作像方式を示した作像ユニットである。なお、この作像方式は、帯電装置によって一様に帯電せしめられた感光体表面上の画像部を露光して電位を減衰させることで潜像を形成し、その潜像を感光体表面の帯電極性と同じ極性のトナーによって現像してトナー象を形成するものである。
【０００４】
このネガポジ現像方式を多重現像に採用した場合には、まず、１色目のトナー像を形成する際に、帯電装置２１によって感光体３０の表面をマイナス極性に一様に帯電し、感光体３０の表面上を露光して潜像を形成し、その潜像を現像装置４１がマイナス極性の１色目のトナーによって現像することで１色目のトナー像を形成する。次に、帯電装置２２によって感光体３０の表面及び１色目のトナー像をマイナス極性に帯電し、トナー像越しに感光体３０の表面上を露光し潜像を形成して、その潜像を現像装置４２がマイナス極性の２色目のトナーによって現像し１色目のトナー像上に２色目のトナー像を形成する。このような作像プロセスを各色ごとに行うことで、感光体３０上に複数色のトナー像を形成することができる。
【０００５】
図２５は、上で述べた図２４における帯電装置２１から露光部５２までの作像プロセスにおける感光体３０及びトナー像表面の電位に関する模式図である。まず、帯電装置２１によって感光体３０を図２５（ａ）に示すように−６００［Ｖ］で帯電せしめる。次に、露光部５１で像を形成する部分の感光体３０の表面を露光する。このように露光された感光体３０の表面電位は図２５（ｂ）に示すように−５０［Ｖ］になる。そして、１色目の現像時には、約３００［Ｖ］確保されている現像ポテンシャルによって、所定量のトナーが感光体３０上に付着し、１色目のトナー像が形成される。このトナー像はそれ自身が保持する電荷により、新たな表面電位成分を生じさせ、ここでは図２５（ｃ）に示すようにトナー像電位として約１００［Ｖ］が生じている。この状態で、帯電装置２２によって感光体３０及び１色目のトナー像が十分に再帯電せしめられると、感光体３０及び一色目のトナー像の表面電位がほぼ同一に確保されるが、一般に１色目のトナー像は帯電装置２２から放出されたマイナスイオンの一部を吸収するため、図２５（ｄ）に示すようにトナー像電位が大きくなる。この状態において、露光部５２でトナー像が存在する部位及びトナー像が存在しない部位に同じ光量で露光を行った場合、トナー像の存在する部位の現像ポテンシャルは、図２５（ｅ）に示すようにトナー像の存在しない部位の現像ポテンシャルに対して、トナー像電位分のポテンシャル分が浅くなってしまう。その結果として、２色目の現像において、１色目のトナー像の存在する部位と存在しない部位とでトナーの付着量が大きく変化してしまい、現像されたトナー像に濃度ムラが生じてしまう。
【０００６】
つまり、多重現像方式で高画質の画像を形成するためには、前色のトナー像の電位による次色の作像に与える上述したような影響を低減させる必要がある。
【０００７】
特許文献３の画像形成装置では、前色のトナー像が現像されてから次色の帯電が行われるまでの間に、帯電手段によって像担持体及びトナーが帯電せしめられた電荷極性とは逆極性の電荷を与える除電手段によって、像担持体及びトナー像の除電を行っている。これにより、前色のトナー像電位によって次色の作像に与える影響、例えば、トナー像が存在する部位とトナー像が存在しない部位との現像ポテンシャルの差異を低減させている。
【０００８】
【特許文献１】特開平０８−０８７１７９号公報
【特許文献２】特開平１０−００３１９１号公報
【特許文献３】特開平８−２８６４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献３に記載の画像形成装置では、像担持体及び前色のトナー像の除電を行うため専用の除電手段が必要となり、その分装置本体が大型化してしまうといった問題が生じる。特に、像担持体が１回転する間に全ての色のトナー像を像担持体上に形成する、いわゆる、１パスで多重現像を行う画像形成装置では、除電手段を少なくとも最後に形成される色以外の各色ごとに設ける必要がある。そのため、多くの除電手段が必要となり更に装置本体が大型化してしまう。
【００１０】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、２色目以降の作像プロセスにおける前色のトナー像の表面電位の影響を抑制し、且つ、装置本体の小型化が可能なプロセスカートリッジ及びそのプロセスカートリッジを備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体と、該像担持体上を帯電せしめる１つ以上の帯電手段と、該帯電手段によって帯電された該像担持体上を露光して各色ごとの潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上に形成された該潜像を、それぞれ異なる色のトナーによって可視像化する複数の現像手段とを備え、各色ごとに、該像担持体を該帯電手段によって帯電せしめ、その像担持体上を該潜像形成手段が露光して潜像を形成し、その潜像を該現像手段が現像することによって、単一の像担持体上に各色のトナー像を順次形成してカラートナー像を形成する画像形成装置において、該潜像形成手段は、該帯電手段によって帯電された該像担持体上の非画像部を露光して各色ごとの潜像を形成するものであり、該複数の現像手段は、該帯電手段が該像担持体を帯電せしめる帯電極性とは逆極性のトナーによって各自対応する色の潜像を現像するものであることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、少なくとも上記帯電手段と、該帯電手段に対して上記像担持体の表面移動方向の下流側に設けた上記現像手段とからなる画像形成要素を、上記単一の像担持体上に複数配列したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記帯電手段は、上記像担持体を正極性で帯電せしめるものであることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記帯電手段は、上記像担持体を負極性で帯電せしめるものであることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の画像形成装置において、上記帯電手段は、非接触帯電方式により上記像担持体を帯電せしめるものであることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５の画像形成装置において、上記帯電手段に電圧を供給する電圧供給手段を有しており、該電圧供給手段は、該帯電手段に直流電圧を供給するものであることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６の画像形成装置において、上記現像手段は、現像領域において上記像担持体と非接触で対向するように配置された、上記トナーを担持するトナー担持体と、該トナー担持体の表面に沿うように該トナー担持体に設けられ互いに絶縁された複数の電極とからなり、該複数の電極は、それぞれ印加される電圧の相対的な極性の向きが隣り合う該複数の電極とで互いに異なっていることにより、トナーをホッピングさせるためのホッピング電界発生手段とを有していることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の画像形成装置において、上記トナー担持体は、該トナー担持体の表面に担持されたトナーを、該トナー担持体の表面を移動させることによって、上記現像領域に搬送する表面移動部材であることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項８の画像形成装置において、上記ホッピング電界発生手段は、上記トナー担持体の表面に担持されているトナーをホッピングさせつつ、該トナーを上記現像領域まで搬送するための進行波電界を、該トナー担持体の表面上に発生させるものであることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電せしめる帯電手段、該像担持体上の潜像を、該帯電手段が該像担持体を帯電せしめる電荷極性とは逆極性の電荷を保持するトナーによって可視像化する現像手段及びクリーニング手段から選択される少なくとも一つの手段とを有した、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロスカートリッジにおいて、少なくとも請求項１乃至請求項９に記載の画像形成装置本体に対して着脱可能に設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
ここで、「非画像部」とは、各色について、その色のトナー像を構成しない部分である。
【００１３】
本発明においては、帯電手段によって帯電された像担持体上の非画像部を潜像形成手段によって露光して形成した潜像に、該帯電手段が該像担持体を帯電せしめる電荷極性とは逆極性のトナーによって現像を行う作像プロセスを各色ごとに行って、像担持体上に各色のトナー像を重ねたカラートナー像を形成する。これにより、例えば、２色のカラートナー像を形成する際に、上記作像プロセスを経て像担持体上に形成された１色目のトナー像は、２色目の作像プロセスを行うときに、帯電手段によって像担持体と同様に上記トナーとは逆極性で帯電せしめられる。その結果、帯電手段によって像担持体が所定の電位（１色目の帯電と同じ電位）に帯電する際に、１色目のトナー像の除電も行われる。つまり、上記トナー像を除電するため専用の除電手段を設けることなく、上記トナー像の除電を行うことができる。なお、１色目の作像プロセスの際にトナー像が形成された像担持体の表面は露光されていないため、その部分の像担持体の表面電位は１色目の作像プロセスの際に帯電した電位のままである。よって、２色目の帯電により、１色目のトナー像を除電し電位を低減させることによって、２色目の潜像を現像する際に、２色目の潜像における１色目のトナー像がある部分と無い部分とで現像ポテンシャルが略同一となり、トナー濃度のムラが生じることなく２色目のトナー像を形成することができる。なお、言うまでも無く、２色以上のカラートナー像を形成する際にも同様に、前色のトナー像の電位の影響を受けることなく次色のトナー像を形成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上、本発明によれば、前色のトナー像を除電するため専用の除電手段を設けることなく、次色の作像プロセスにおける前色のトナー像の表面電位の影響を抑制することができ、且つ、上記除電手段を設けない分、装置本体の小型化ができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
［実施形態１］
以下、本発明を、画像形成装置であるプリンタに適用した一実施形態について説明する。まず、本実施形態に係るプリンタの構成及び動作について説明する。
図２は、本実施形態に係るプリンタ全体の概略構成図である。画像形成装置の本体中央部には作像部があり、この作像部に像担持体としての感光体ドラム１を備えている。感光体ドラム１の周辺には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｂｋ）の各色のトナー像を形成するための帯電装置２と現像装置４とが、上方から反時計回りに４組が配置されている。また、装置の右方には感光体ドラム１にレーザー光Ｌを照射する露光装置５が設けられており、各帯電装置２と各現像装置４の間の露光部に各色の潜像形成用のレーザー光Ｌを照射している。すなわち、イエロー（Ｙ）用の帯電装置２Ｙ、露光部３Ｙ、現像装置４Ｙ、マゼンタ（Ｍ）用の帯電装置２Ｍ、露光部３Ｍ、現像装置４Ｍ、シアン（Ｃ）用の帯電装置２Ｃ、露光部３Ｃ、現像装置４Ｃ、黒（Ｂｋ）用の帯電装置２Ｂｋ、露光部３Ｂｋ、現像装置４Ｂｋが順に配置されている。また、これらの下流の感光体ドラム１の周辺には、転写ベルト装置９と、クリーニング装置１４とが設けられている。なお、本実施形態の作像部は、感光体１と、帯電装置２、現像装置４及びクリーニング装置１４とを一体とした、装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジとなっている。プロセスカートリッジとしての構成は本実施形態のような構成に限るものではなく、また、作像部をプロセスカートリッジ化しなくても構わない。
【００１６】
なお、帯電装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋ、露光部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋ及び現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋに関しては、構成・動作が同じ部分は、添字のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを省略して説明をおこなう。
【００１７】
帯電装置２はスコロトロン帯電器で、装置本体に設けた図示しない電源装置によって電圧を供給され、感光体ドラム１の有機感光体層に対して、所定の電位に保持されたグリッドと放電ワイヤによるコロナ放電とによって帯電作用を行い、感光体ドラム１表面に一様な電位を与える。
【００１８】
露光装置５は、レーザー光Ｌを感光体ドラム１に対して４箇所放射状に入光する、一体化されたユニット構成からなる。露光装置５は、一様に帯電された感光体１上の露光部３に各色の画像データに基づきレーザー光Ｌを照射して、各色の潜像を形成する。なお、露光装置５は、色毎にユニット化された４体から構成されても、各ＬＥＤアレイから構成されても良い。
【００１９】
現像装置４は、感光体ドラム１と対向する位置に設けられた、静電的にトナーを担持して感光体ドラム１の現像領域にトナーを搬送する現像ローラを有している。
【００２０】
転写ベルト装置９は、転写ベルト１３と、これを張架する駆動ローラ１０、従動ローラ８と、転写ローラ１２とを備えている。転写ベルト１３が感光体ドラム１周面に接する領域の転写ベルト１３内側には転写ローラ１２が配設され、感光体ドラム１のトナー像を転写ベルト１３の担持する記録用紙上へ転写する転写域を形成する。転写ベルト１３は無端状のベルトである。このベルトは、シリコンゴム或いはウレタンゴムからなる体積抵抗値１０８〜１０１２［Ω・ｃｍ］、厚さ０．５〜２．０［ｍｍ］の半導電性基体と、トナーフィルミング防止のため厚さ５〜５０［μｍ］のフッ素コーティングの半導電性表層の２層構成のゴムベルトである。また、上記ゴム状の基体の代わりに、厚さ０．１〜０．５［ｍｍ］の半導電性のポリエステルやポリスチレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート等を使用することもできる。また、転写ベルト１３にはベルト表面を清掃するベルトクリーニング装置（図示なし）が設けられている。
【００２１】
クリーニング装置１４は、クリーニングブレード１５とファーブラシ１６とを備えている。なお、クリーニングブレード１５のみの構成でも良い。
【００２２】
記録用紙の搬送方向に関して転写ベルト装置９の下流には、定着装置１８が配設されている。定着装置１８は、無端状の定着ベルト１９とそれを支持する２本のローラとテンションローラ２０と定着ベルト１９に圧接している加圧ローラから構成されている。
【００２３】
また、画像形成装置本体の下部には、転写材である記録用紙が収納された給紙カセット３１と給紙カセット３１から記録用紙を送り出す給紙ローラ３２とフィードローラ３３が配設されている。転写ベルト１３までの記録用紙搬送経路には搬送ローラ対３４、レジストローラ対３５が設けられている。定着装置１８後の記録用紙搬送経路には本体上に設けられた記録用紙スタック部に排出する排紙ローラ２７、また両面印刷する経路には反転ローラ２８、さらにレジストローラ対３５までの反転経路には搬送ローラ対が３組設けられている。また、本体左側には手差し給紙部があり、記録用紙を給紙、搬送するピックアップローラ２９とフィードローラとが配設されている。
【００２４】
次に、上記構成の画像形成装置の動作を説明する。
原稿画像は本装置とは別体の画像読み取り装置（図示なし）の撮像素子により読み取られた画像或いはコンピュータで編集された画像を、Ｙ，Ｍ，Ｃ及びＢｋの各色別の画像信号として一旦メモリに記憶し格納される。画像記録のスタートにより感光体駆動モータ（図示なし）の始動により感光体ドラム１を反時計方向へと回転し、同時にＹ用帯電装置２Ｙの帯電作用により電位の付与が開始される。感光体ドラム１は電位を付与されたあと、露光装置５より照射されるレーザー光ＬＹにより第１の色信号即ちイエロー（Ｙ）の画像信号に対応する電気信号に基づく露光が開始されドラムの回転走査によってその表面の感光層に原稿画像のイエロー（Ｙ）の画像に対応する潜像を形成する。Ｙ用の潜像は現像装置４Ｙの現像ローラ３０にて、感光体ドラム１との対向部に搬送されてきたトナーにより非接触現像され、感光体ドラム１上にイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。
【００２５】
次いで、感光体ドラム１は上記イエロー（Ｙ）のトナー像の上に、Ｍ用帯電装置２Ｍの帯電作用により電位を付与され、露光装置５より照射されるレーザー光ＬＭにより第２の色信号即ちマゼンタ（Ｍ）の画像信号に対応する電気信号による露光が行われ、原稿画像のマゼンタ（Ｍ）の画像に対応する潜像を形成する。Ｍ用の潜像は現像装置４Ｍの現像ローラ３０にて、感光体ドラム１との対向部に搬送されてきたトナーにより非接触現像され、上記のイエロー（Ｙ）のトナー像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が順次重ね合わせて形成していく。同様のプロセスによりＣ用帯電装置２Ｃ、露光装置５からのレーザー光ＬＣによる露光及び現像装置４Ｃによって更に第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像が、また帯電装置２Ｂｋ、露光装置５からのレーザー光ＬＢｋによる露光及び現像装置４Ｂｋによって第４の色信号に対応する黒色（Ｂｋ）のトナー像が順次重ね合わせて形成され、感光体ドラム１の一回転以内にその周面上にカラーのトナー像が形成される。
【００２６】
一方では給紙カセット３１から給紙ローラ３２、フィードローラ３３、搬送ローラ対３４の作動により記録用紙が搬出されてレジストローラ対３５に搬送され、感光体ドラム１上のカラートナー像の搬送に同期して転写ベルト１３の転写域に給紙される。給紙された記録用紙は転写域において転写ローラ１２によるトナーと反対極性のバイアス電圧の印加により順次カラートナー像は記録用紙上に転写される。
【００２７】
転写後は感光体ドラム１上の転写残トナーをクリーニング装置１４によってクリーニングする。クリーニングは、まずファーブラシ１６で残トナーを感光体ドラム１から剥ぎ取り、その下流でクリーニングブレード１５によって完全に掻き取る。クリーニングされたトナーはクリーニングスクリュ１７によって不図示の廃トナーボトルへ送られる。
【００２８】
また、カラートナー像の転写を受けた記録用紙は転写ベルト１３に静電的に貼り付いて駆動ローラ１０部まで搬送されると、記録用紙先端は転写ベルト１３と曲率分離して定着装置１８に搬送され、定着ベルト１９と加圧ローラの間に挟着搬送して加熱され、トナーを溶着して定着がなされたのち排紙ローラ２８を介して装置スタック部２６に排出される。
【００２９】
両面印刷する場合は、記録用紙は反転ローラ２８側に搬送され、反転ローラ２８の逆回転により、再度、レジストローラ２５に送られる。そして感光体ドラム１上に形成されたカラートナー像とタイミングを合わせて、転写ベルト１３のニップ部へ送られ、記録用紙裏面に転写され、再度定着装置１８を通過して、スタック部２６に排出される。
【００３０】
［実施例１］
実施例１における作像ユニットの概略構成図を図３に示す。本実施例においては、感光層厚みが約２０［μｍ］の正帯電の感光体を利用し、感光体ドラム１を帯電せしめる帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢｋはすべてＤＣ（直流）電圧のスコロトロンとする。露光３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋはトナー層を透過しやすいように近赤外線領域の波長である７８０［ｎｍ］のレーザー光Ｌを利用している。なお、レーザー光Ｌの波長は近赤外線の波長より大きいものであればいずれの波長でも基本的には適用可能である。また、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋは、現像ギャップを１５０［μｍ］とした非接触の一成分ＤＣジャンピング現像方式を利用する。なお、多重現像工程においては、前色のトナー像がある上から次色のトナー像を現像するので、前色のトナー像を乱さないように非接触の現像装置が必須となり、現像ローラと感光体との間の現像空間全域に対して交番電界を用いるＡＣ（交流）ジャンピング現像は不向きである。
【００３１】
次に、帯電装置２Ｙから露光３Ｍまでの作像プロセスの概要について説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、帯電装置２Ｙから放出される正イオンにより、感光体ドラム１を＋６００［Ｖ］に一様帯電する次に、図１（ｂ）に示すように露光３Ｙによって感光体ドラム１の非画像部を露光する。そして、現像装置４Ｙが、非露光部に対して約４００［Ｖ］の現像ポテンシャルを持って、約６［μｍ］の粒子径を有する負帯電トナー（電荷量は約−２０［μＣ／ｇ］）を、単位面積当り付着量にして約０．４５［ｍｇ／ｃｍ２］だけ付着させて現像を行う。このとき、トナー層が形成される事によって、図１（ｃ）に示すように、表面電位は見掛け上約１００［Ｖ］低下する。その後、帯電装置２Ｍから放出される正イオンにより、感光体ドラム１を＋６００［Ｖ］に一様帯電する。このとき、非画像部の感光体電位は図１（ａ）の状態つまり＋６００［Ｖ］に復元し、同時に、画像部の負極性トナーは正イオンを積極的に吸収することにより除電される。その結果、トナー層の電荷量が約０ないし数［μＣ／ｇ］となるため、図１（ｃ）で見掛け上形成されていたトナー層による電位は約０ないし数［Ｖ］にまで低減し、感光体ドラム１の表面電位は、図１（ｄ）に示すように、ほぼ一様となる。そして、図１（ｅ）に示すようにトナー層越しに次色の作像に係る非画像部を露光３Ｍによって露光する。
【００３２】
このように、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋが、トナー極性と逆極性のイオンによってトナー像の形成された感光体ドラム１を再帯電することにより、一つの帯電装置２でトナー層の除電と感光体電位の初期化を同時に実現する事ができる。よって、例えば、Ｙトナー像を現像した後にＭトナー像を作像する際に、Ｙトナー像の有する電荷による影響、つまり、Ｍ色の潜像上においてＹトナー像がある部分と無い部分とで図１（ｅ）のように現像ポテンシャルが略同じになるので、濃度ムラなくＭトナー像を現像することができる。
【００３３】
現像装置４Ｂｋまでの工程にて多重現像された４色画像に関して、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃにて現像されたトナー像に関しては、帯電装置２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋによってトナー電荷が約０もしくは非常に小さくなっている。そのため、記録用紙に静電転写することが困難である。よって、本実施例では、帯電装置２５によって、４色分のトナー像全体に対して正電荷（もしくは負電荷）を付与させる事で、静電転写時の転写効率の向上を実現している。なお、帯電装置２として、本実施例では正イオン放電方式または負イオン放電方式のコロナチャ−ジャを用いるが、非接触帯電ローラやイオン発生装置を用いることもできる。さらに、感光体ドラム１上に形成されているトナー像を乱さない程度の当接圧であれば接触帯電ローラなどを用いた接触帯電手段に置き換えることも可能である。
【００３４】
また本実施例においては、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋとして、正イオン放電式のコロナチャージャを利用しているため、負イオン放電式にコロナチャ−ジャに比べてオゾン発生量が非常に少なく、表面劣化や高湿時の像流れなどの感光体ドラム１への悪影響に対して非常に有利であり、且つ、機外に排出されてしまうオゾンも非常に少ない。
【００３５】
なお、本実施例においては、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢｋとしてＤＣスコロトロンを用いたが、ＤＣスコロトロンでは無くＤＣのコロトロンを利用しても良い。
ＤＣコロトロンを用いることにより放電安定性が若干低下し、若干の画像濃度ムラが発生しやすくなってしまうが、チャージャの構成がシンプルとなるため非常に低コストでの作像ユニットを実現する事ができる。さらに、ＤＣコロトロンを用いることにより、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋから放出されるイオン量をさらに低減させることができる。
【００３６】
また、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋとして、ＡＣスコロトロン若しくはＡＣコロトロンを利用しても良い。
作像プロセスが非常に高速の場合、トナー粒子の大きさが非常に小さい場合、及び、トナー層の厚みが非常に大きい場合などには、ＤＣ放電のみではトナー層全体が除電しきれない場合がある。こういった場合に、ＡＣを重畳する事によって、トナー層全域に渡り均一にトナー除電をすることができる。
【００３７】
［実施例２］
本実施例では、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋとして、図４に示した現像装置を適用している。なお、本実施例に適用した現像装置４も、実施例１で適用した現像装置４と同様に、前色のトナー像を乱さないように非接触の現像方式である。
【００３８】
次に、本実施例に適用した現像装置４の詳細について説明する。
図４に示すように現像装置４は、トナー担持ローラ６１と、マグローラ６２と、２成分現像剤と攪拌スクリュウ６３，６４とを収容するケースからなる。トナー担持ローラ６１以外は通常の２成分現像方式と同じである。２成分現像剤は粒径５０［μｍ］の磁性キャリア粉に粒径約６［μｍ］のトナーを重量比で約６ｗｔ％となるように混合させたものである。この２成分現像剤を永久磁石の内包されたマグローラ６２によってトナー担持ローラ６１まで搬送し、そこでトナーの一部が印加されるバイアス電位によってトナー担時ローラに転移する。トナー担持ローラ６１に転移されたトナーは、後述する原理によってクラウド状態（トナーが浮遊している状態）を形成し、トナー担持ローラ６１の回転によって感光体ドラム１との対向部の現像部へと運ばれる。トナー担持ローラ表面の平均電位と感光体ドラム電位との差によってトナー像が形成され、現像に寄与しなかった不要なトナーは再びマグローラ６２に戻ってくる。また、クラウド状態が形成されているので、トナーの付着力は非常に小さく、トナー担持ローラ６１によって現像部から戻ってきたトナーは、マグローラ６２の回転に追随した２成分現像剤の穂によって容易に掻き取られたり均されたりする。これを繰り返すことによって、トナー担持ローラ６１上には常にほぼ一定量のトナーがクラウド状態として担持される。なお、トナー担持ローラ６１へのトナー供給法として２成分現像方式を採用したが、現像装置の構成としてはこれに限定されるわけではない。
【００３９】
次に、トナー担持ローラ６１について説明する。図５はトナー担持ローラ６１の表面部を拡大したものを示したものであり、支持基盤６５上に空間周期的なアルミ蒸着電極６６を配置して、表面を樹脂コート６７で覆っている。但し、この周期的な電極の構成方法はこれに限ったものではない。
【００４０】
図５で示すように周期的に配列した電極の交互に、図６に示すような異なる波形の電圧Ｖａ１と電圧Ｖｂ１とを印加したときの、トナークラウド状態を図７に示す。電圧Ｖａ１と電圧Ｖｂ１とは、図６に示すように時間的に電位の正負が逆向きである（位相が１８０度ずれている）ようにする。すると、電圧Ｖａ１を印加した電極と電圧Ｖｂ１を印加した電極との間に、振動電界が形成される。そして、この振動電界によって、トナーは電圧Ｖａ１を印加した電極と電圧Ｖｂ１を印加した電極との間をホッピングして、クラウド状態（トナーが浮遊している状態）が形成される。このようにして、トナー担持ローラ６１上にトナーをクラウド状態として担持できる。
【００４１】
なお、図６では電圧Ｖａ１と電圧Ｖｂ１とは矩形波として示したが、正弦波で形成される通常の交流電圧であってもよい。また、ここでは周期的な電極を２分割して交互に異なる波形の電圧を印加したが、振動電界が形成されてトナーがホッピングしてクラウド状態を形成できる条件ならば、電極を３分割以上に分割して、それぞれに異なる波形の電圧を印加するように構成してもよい。
【００４２】
本実施例では、電圧Ｖａ１と電圧Ｖｂ１とには、交流成分がピーク間電圧６００［Ｖ］、周波数１［ｋＨｚ］の矩形波で、＋２００［Ｖ］の直流成分を重畳した電圧を印加する。なお、現像領域で潜像へのトナーによる現像のきっかけとなる現像バイアスは、この電圧の時間平均値であり、＋２００［Ｖ］である。このようなクラウド現像方式の採用により、実施例１で適用した通常の非接触のＤＣ一成分ジャンピング現像に対して、十分に低い現像ポテンシャルによって現像を行う事ができる。そのため、感光体ドラム１の必要とされる帯電電位は小さくでき、トナー担持ローラ６１上のトナーが浮遊している状態を形成しているため、トナーとトナー担持ローラ６１との間の付着量は非常に小さいので、実施例１では＋６００［Ｖ］であったのに対し、本実施例では＋４００［Ｖ］とした。
【００４３】
次に、帯電装置２Ｙから露光３Ｍまでの本実施例における作像プロセスの概要を示す。
まず、図８（ａ）に示すように帯電装置２Ｙから放出される正イオンにより、感光体ドラム１を＋４００［Ｖ］に一様帯電する。次に、図８（ｂ）に示すように露光３Ｙによって感光体ドラム１の非画像部を露光する。そして、現像装置４Ｙが、非露光部に対して約２００［Ｖ］の現像ポテンシャルを持って、約６［μｍ］の粒子径を有する負帯電トナー（電荷量は約−２２［μＣ／ｇ］）を、単位面積当り付着量にして約０．４［ｍｇ／ｃｍ２］だけ付着させて現像を行う。このとき、トナー層が形成される事によって、図８（ｃ）に示すように、表面電位は見掛け上約１００［Ｖ］低下する。その後、帯電装置２Ｍから放出される正イオンにより、感光体ドラム１を＋４００［Ｖ］に一様帯電する。このとき、非画像部の感光体電位は図８（ａ）の状態つまり＋４００［Ｖ］に復元し、同時に、画像部の負極性トナーは正イオンを積極的に吸収することにより除電される。その結果、トナー層の電荷量が約０ないし数［μＣ／ｇ］となるため、図８（ｃ）で見掛け上形成されていたトナー層による電位は約０ないし数［Ｖ］にまで低減し、感光体ドラム１の表面電位は、図８（ｄ）に示すように、ほぼ一様となる。そして、図８（ｅ）に示すようにトナー層越しに次色の作像に係る非画像部を露光３Ｍによって露光する。
【００４４】
図８からわかるように、本実施例においては、トナー担持ローラ６１上のトナーが浮遊している状態を形成しているため、トナーとトナー担持ローラ６１との間の付着量は非常に小さいので、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋで必要とされる放電能力は、実施例１よりも、より低く抑えることができる。よって、実施例１で用いた帯電装置２よりも、さらなるオゾン発生量の低減が可能となり、さらに、感光体ドラム１の長寿命化や、トナー担持ローラ６１表面の機械的駆動が無いため、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋの小型化にも繋がる。
【００４５】
［実施例３］
本実施例の現像装置は、図９に示すように実施例２の現像装置４とほぼ同様な形状をしている。実施例４の現像装置４と異なる点は、トナー担持ローラ６８が回転駆動せずに固定されている点である。その代わりに、本実施例では、図１０に示すように周期的な電極を３分割（ここでは３分割としたがそれ以上でも良い）にして、図１１及び図１２で示すようにそれぞれの電極に異なる波形の電圧Ｖａ２、電圧Ｖｂ２及び電圧Ｖｃ２を印加する。すると、実施例２と同様に、トナーは電圧Ｖａ２を印加した電極と電圧Ｖｂ２を印加した電極と電圧Ｖｃ２を印加した電極との間をホッピングして、クラウド状態（トナーが浮遊している状態）が形成される。さらに、図１２で示すように、電圧Ｖａ２、電圧Ｖｂ２及び電圧Ｖｃ２の位相を適切にずらすことによって、トナーを搬送する進行波電界が生じる。これによりトナーは、各電極から反発力や吸引力などを受けて、ホッピングしながらトナー搬送方向へ移動することができる。したがって、トナー担持ローラ６８自体を機械的に回転させることなく、現像部（感光体ドラム１との対向部）へクラウド状態のトナーを運ぶことができる。
【００４６】
本実施例においては、電圧Ｖａ２と電圧Ｖｂ２と電圧Ｖｃ２として、交流成分がピーク間電圧７００［Ｖ］、周波数１．５［ｋＨｚ］の矩形波で、＋２００［Ｖ］の直流成分を重畳した電圧を印加する。なお、現像領域で潜像へのトナーによる現像のきっかけとなる現像バイアスは、この電圧の時間平均値であり、つまり現像バイアスは＋２００［Ｖ］である。このようなクラウド現像方式の採用により、実施例１で適用した通常の非接触のＤＣ一成分ジャンピング現像に対して、十分に低い現像ポテンシャルによって現像を行う事ができるため、感光体ドラム１の必要とされる帯電電位は小さくでき、本実施例では＋４００［Ｖ］とした。
【００４７】
また、本実施例においても、実施例２で図８を用いて示したのと同様の作像プロセスを行うことができる。よって、本実施例においても、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋで必要とされる放電能力は実施例１よりも、より低く抑えることができ、さらなるオゾン発生量の低減のみならず、感光体ドラム１の長寿命化や帯電装置２の小型化にも繋がる。
【００４８】
［実施形態２］
以下、本発明を、画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。なお、本実施形態に係る画像形成装置の基本的な構成及び動作については、実施形態１に記載した画像形成装置と略同様なので説明は省略する。
【００４９】
［実施例４］
実施例４における作像ユニットの概略構成図を図１３に示す。本実施例においては、像担持体として感光層厚みが約２０［μｍ］の負帯電の感光体ドラム１１を用いており、感光体ドラム１１を帯電せしめる帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢｋはすべてＤＣのスコロトロンとする。露光３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋはトナー層を透過しやすいように近赤外線領域の波長である７８０［ｎｍ］のレーザー光Ｌを利用している。なお、レーザー光Ｌの波長は近赤外線の波長より大きいものであればいずれの波長でも基本的には適用可能である。また、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋは、現像ギャップを１５０［μｍ］とした非接触の一成分ＤＣジャンピング現像方式を利用する。なお、多重現像工程においては、前色のトナー像がある上から次色のトナー像を現像するので、前色のトナー像を乱さないように非接触の現像装置が必須となり、現像ローラと感光体との間の現像空間全域に対して交番電界を用いるＡＣジャンピング現像は不向きである。
【００５０】
次に、本実施例における帯電装置２Ｙから露光３Ｍまでの作像プロセスの概要を説明する。
まず、図１４（ａ）に示すように帯電装置２Ｙから放出される負イオンにより、感光体ドラム１１を−６００［Ｖ］に一様帯電する次に、図１４（ｂ）に示すように露光３Ｙによって感光体ドラム１１の非画像部を露光する。そして、現像装置４Ｙが、非露光部に対して約４００［Ｖ］の現像ポテンシャルを持って、約６［μｍ］の粒子径を有する正帯電トナー（電荷量は約＋２０［μＣ／ｇ］）を、単位面積当り付着量にして約０．４５［ｍｇ／ｃｍ２］だけ付着させて現像を行う。このとき、トナー層が形成される事によって、図１４（ｃ）に示すように、表面電位は見掛け上約１００［Ｖ］低下する。その後、帯電装置２Ｍから放出される負イオンにより、感光体ドラム１１を−６００［Ｖ］に一様帯電する。このとき、非画像部の感光体電位は図１４（ａ）の状態つまり−６００［Ｖ］に復元し、同時に、画像部の正極性トナーは負イオンを積極的に吸収することにより除電される。その結果、トナー層の電荷量が約０ないし数［μＣ／ｇ］となるため、図１４（ｃ）で見掛け上形成されていたトナー層による電位は約０ないし数［Ｖ］にまで低減し、感光体ドラム１１の表面電位は、図１４（ｄ）に示すように、ほぼ一様となる。そして、図１４（ｅ）に示すようにトナー層越しに次色の作像に係る非画像部を露光３Ｍによって露光する。
【００５１】
このように、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋが、トナー極性と逆極性のイオンによってトナー像の形成された感光体ドラム１１を再帯電することにより、一つの帯電装置２でトナー層の除電と感光体電位の初期化を同時に実現する事ができる。よって、例えば、Ｙトナー像を現像した後にＭトナー像を作像する際に、Ｙトナー像の有する電荷による影響、つまり、Ｍ色の潜像上においてＹトナー像がある部分と無い部分とで図１４（ｅ）のように現像ポテンシャルが略同じになるので、濃度ムラなくＭトナー像を現像することができる。
【００５２】
現像装置４Ｂｋまでの工程にて多重現像された４色画像に関して、現像装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃにて現像されたトナー像に関しては、帯電装置２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋによってトナー電荷が約０もしくは非常に小さくなっている。そのため、記録用紙に静電転写することが困難である。よって、本実施例では、帯電装置２Ｅによって、４色分のトナー像全体に対して正電荷（もしくは負電荷）を付与させる事で、静電転写時の転写効率の向上を実現している。
【００５３】
なお、本実施例においては、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢｋとしてＤＣスコロトロンを用いたが、ＤＣスコロトロンでは無くＤＣのコロトロンを利用しても良い。
ＤＣコロトロンを用いることにより放電安定性が若干低下し、若干の画像濃度ムラが発生しやすくなってしまうが、チャージャの構成がシンプルとなるため非常に低コストでの作像ユニットを実現する事ができる。さらに、ＤＣコロトロンを用いることにより、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋから放出されるイオン量を低減させることができる。
【００５４】
また、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋとして、ＡＣスコロトロン若しくはＡＣコロトロンを利用しても良い。
作像プロセスが非常に高速の場合、トナー粒子の大きさが非常に小さい場合、及び、トナー層の厚みが非常に大きい場合などには、ＤＣ放電のみではトナー層全体が除電しきれない場合がある。こういった場合に、ＡＣを重畳する事によって、トナー層全域に渡り均一にトナー除電をすることができる。
【００５５】
［実施例５］
本実施例では、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋとして、図１５に示した現像装置を適用している。なお、本実施例に適用した現像装置４も、実施例４で適用した現像装置４と同様に、前色のトナー像を乱さないように非接触の現像方式である。
【００５６】
次に、本実施例に適用した現像装置４の詳細について説明する。
図１５に示すように現像装置４は、トナー担持ローラ７１と、マグローラ７２と、２成分現像剤と攪拌スクリュ７３，７４とを収容するケースからなる。トナー担持ローラ７１以外は通常の２成分現像方式と同じである。２成分現像剤は粒径５０［μｍ］の磁性キャリア粉に粒径約６［μｍ］のトナーを重量比で約６ｗｔ％となるように混合させたものである。この２成分現像剤を永久磁石の内包されたマグローラ７２によってトナー担持ローラ７１まで搬送し、そこでトナーの一部が印加されるバイアス電位によってトナー担時ローラ７１に転移する。トナー担持ローラ７１に転移されたトナーは、クラウド状態（トナーが浮遊している状態）を形成し、トナー担持ローラ７１の回転によって感光体ドラム１１との対向部の現像部へと運ばれる。トナー担持ローラ表面の平均電位と感光体ドラム電位との差によってトナー像が形成され、現像に寄与しなかった不要なトナーは再びマグローラ７２に戻ってくる。また、クラウド状態が形成されているので、トナーの付着力は非常に小さく、トナー担持ローラ７１によって現像部から戻ってきたトナーは、マグローラ７２の回転に追随した２成分現像剤の穂によって容易に掻き取られたり均されたりする。これを繰り返すことによって、トナー担持ローラ７１上には常にほぼ一定量のトナーがクラウド状態として担持される。なお、トナー担持ローラ７１へのトナー供給法として２成分現像方式を採用したが、現像装置の構成としてはこれに限定されるわけではない。
【００５７】
次に、トナー担持ローラ７１について説明する。図１６はトナー担持ローラ７１の表面部を拡大したものを示したものであり、支持基盤７５上に空間周期的なアルミ蒸着電極７６を配置して、表面を樹脂コート７７で覆っている。但し、この周期的な電極の構成方法はこれに限ったものではない。
【００５８】
図１６で示すように周期的に配列した電極の交互に、図１７に示すような異なる波形の電圧Ｖａ３と電圧Ｖｂ３とを印加したときの、トナークラウド状態を図１８に示す。電圧Ｖａ３と電圧Ｖｂ３とは、１７に示すように時間的に電位の正負が逆向きである（位相が１８０度ずれている）ようにする。すると、電圧Ｖａ３を印加した電極と電圧Ｖｂ３を印加した電極との間に、振動電界が形成される。そして、この振動電界によって、トナーは電圧Ｖａ３を印加した電極と電圧Ｖｂ３を印加した電極との間をホッピングして、クラウド状態（トナーが浮遊している状態）が形成される。このようにして、トナー担持ローラ７１上にトナーをクラウド状態として担持できる。なお、図１７では電圧Ｖａ３と電圧Ｖｂ３とは矩形波として示したが、正弦波で形成される通常の交流電圧であってもよい。また、ここでは周期的な電極を２分割して交互に異なる波形の電圧を印加したが、振動電界が形成されてトナーがホッピングしてクラウド状態を形成できる条件ならば、電極を３分割以上に分割して、それぞれに異なる波形の電圧を印加するように構成してもよい。
【００５９】
本実施例では、電圧Ｖａ３と電圧Ｖｂ３として、交流成分がピーク間電圧６００［Ｖ］、周波数１［ｋＨｚ］の矩形波で、−２００［Ｖ］の直流成分を重畳した電圧を印加する。なお、現像領域で潜像へのトナーによる現像のきっかけとなる現像バイアスは、この電圧の時間平均値であり、−２００［Ｖ］である。このようなクラウド現像方式の採用により、実施例４で適用した通常の非接触のＤＣ一成分ジャンピング現像に対して、十分に低い現像ポテンシャルによって現像を行う事ができる。そのため、感光体ドラム１１の必要とされる帯電電位は小さくでき、実施例４では−６００［Ｖ］であったのに対し、本実施例では−４００［Ｖ］とした。
【００６０】
次に、本実施例における帯電装置２Ｙから露光３Ｍまでの作像プロセスの概要を説明する。
まず、図１９（ａ）に示すように帯電装置２Ｙから放出される負イオンにより、感光体ドラム１１を−４００［Ｖ］に一様帯電する。次に、図１９（ｂ）に示すように露光３Ｙによって感光体ドラム１１の非画像部を露光する。。そして、現像装置４Ｙが、非露光部に対して約２００［Ｖ］の現像ポテンシャルを持って、約６［μｍ］の粒子径を有する正帯電トナー（電荷量は約＋２２［μＣ／ｇ］）を、単位面積当り付着量にして約０．４［ｍｇ／ｃｍ２］だけ付着させて現像を行う。このとき、トナー層が形成されることによって、図１９（ｃ）に示すように、表面電位は見掛け上約１００［Ｖ］低下する。その後、帯電装置２Ｍから放出される負イオンにより、感光体ドラム１１を−４００［Ｖ］に一様帯電する。このとき、非画像部の感光体電位は図１９（ａ）の状態つまり−４００［Ｖ］に復元し、同時に、画像部の正極性トナーは負イオンを積極的に吸収することにより除電される。その結果、トナー層の電荷量が約０ないし数［μＣ／ｇ］となるため、図１９（ｃ）で見掛け上形成されていたトナー層による電位は約０ないし数［Ｖ］にまで低減し、感光体ドラム１１の表面電位は、図１９（ｄ）に示すように、ほぼ一様となる。そして、図１９（ｅ）に示すようにトナー層越しに次色の作像に係る非画像部を露光３Ｍによって露光する。
【００６１】
図１９からわかるように、本実施例においては、トナー担持ローラ７１上のトナーが浮遊している状態を形成しているため、トナーとトナー担持ローラ７１との間の付着量は非常に小さいので、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋで必要とされる放電能力は、実施例４よりも、より低く抑えることができる。よって、実施例４で用いた帯電装置２よりも、さらなるオゾン発生量の低減が可能となり、さらに、感光体ドラム１１の長寿命化や、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋの小型化にも繋がる。
【００６２】
［実施例６］
本実施例の現像装置は、図２０に示すように実施例５の現像装置４とほぼ同様な形状をしている。実施例５の現像装置４と異なる点は、トナー担持ローラ７８が回転駆動せずに固定されている点である。その代わりに、本実施例では、図２１に示すように周期的な電極を３分割（ここでは３分割としたがそれ以上でも良い）にして、図２２及び図２３で示すようにそれぞれの電極に異なる波形の電圧Ｖａ４、電圧Ｖｂ４及び電圧Ｖｃ４を印加する。すると、実施例５と同様に、トナーは電圧Ｖａ４を印加した電極と電圧Ｖｂ４を印加した電極と電圧Ｖｃ４を印加した電極との間をホッピングして、クラウド状態（トナーが浮遊している状態）が形成される。さらに、図２３で示すように、電圧Ｖａ４、電圧Ｖｂ４及び電圧Ｖｃ４の位相を適切にずらすことによって、トナーを搬送する進行波電界が生じる。これによりトナーは、各電極から反発力や吸引力などを受けて、ホッピングしながらトナー搬送方向へ移動することができる。したがって、本実施例では、トナー担持ローラ７８自体を機械的に回転させることなく、現像部（感光体ドラム１１との対向部）へクラウド状態のトナーを運ぶことができる。
【００６３】
本実施例においては、電圧Ｖａ４と電圧Ｖｂ４と電圧Ｖｃ４として、交流成分がピーク間電圧７００［Ｖ］、周波数１．５［ｋＨｚ］の矩形波で、−２００［Ｖ］の直流成分を重畳した電圧を印加する。なお、現像領域で潜像へのトナーによる現像のきっかけとなる現像バイアスは、この電圧の時間平均値であり、つまり現像バイアスは−２００［Ｖ］である。このようなクラウド現像方式の採用により、実施例４で適用した通常の非接触のＤＣ一成分ジャンピング現像に対して、十分に低い現像ポテンシャルによって現像を行う事ができるため、感光体ドラム１１の必要とされる帯電電位は小さくでき、本実施例では−４００［Ｖ］とした。
【００６４】
また、本実施例においても、実施例５で図１９を用いて示したのと同様の作像プロセスを行うことができる。よって、本実施例においても、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋで必要とされる放電能力は実施例４よりも、より低く抑えることができ、さらなるオゾン発生量の低減のみならず、感光体ドラム１１の長寿命化や帯電装置２の小型化にも繋がる。
【００６５】
以上、各実施形態によれば、像担持体である感光体ドラム１，１１と、感光体ドラム１，１１上を帯電せしめる１つ以上の帯電手段である帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋと、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋによって帯電された感光体ドラム１，１１を露光して各色ごとの潜像を形成する潜像形成手段である露光装置５と、感光体ドラム１，１１上に形成された潜像を、それぞれ異なる色のトナーによって可視像化する複数の現像手段である現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋとを備え、各色ごとに、感光体ドラム１，１１を帯電装置２によって帯電せしめ、その感光体ドラム１，１１上を露光装置５が露光して潜像を形成し、その潜像を現像装置４が現像することによって、単一の感光体ドラム１，１１上に各色のトナー像を順次形成してカラートナー像を形成する画像形成装置であるプリンタにおいて、露光装置５は、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋによって帯電された感光体ドラム１，１１上の非画像部を露光して各色ごとの潜像を形成するものであり、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋは、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋが感光体ドラム１，１１を帯電せしめる帯電極性とは逆極性のトナーによって各自対応する色の潜像を現像するものである。これにより、前色のトナー像の形成が終わった後の次色の作像の際に、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋから放出される感光体ドラム１，１１の帯電極性と同一極性のイオンによって、前色のトナー像が有する上記逆極性の電荷の影響を限りなく消滅させつつ、感光体ドラム表面電位を限りなく一様とする事ができる。つまり、前色のトナー像の現像が終わってから次色の潜像が形成されるまでの間に、一つの帯電装置２で前色のトナー像の除電と感光体ドラム１，１１の電位の初期化とを同時に行うことができる。よって、前色のトナー像の電位の影響を受けることなく次色のトナー像を形成することができる。したがって、前色のトナー像を除電するため専用の除電手段を設けることなく、次色の作像プロセスにおける前色のトナー像の電位の影響を抑制することができ、且つ、上記除電手段を設けない分、装置本体の小型化ができる。
また、各実施形態によれば、少なくとも帯電装置２Ｙと、帯電装置２Ｙに対して感光体ドラム１の表面移動方向の下流側に設けた現像装置４とからなる画像形成要素を、単一の感光体ドラム１上に複数配列することにより、１パスで感光体ドラム１上にフルカラートナー像を形成することができるので、作像時間を短くすることができる。
また、実施形態１によれば、感光体ドラム１の帯電極性が正であり、トナーの電荷極性が負である。これにより、帯電装置２として、負イオン放電式のコロナチャ−ジャに比べてオゾン発生量が非常に少ない正イオン放電式のコロナチャージャを用いることができる。よって、表面劣化や高湿時の像流れなどの感光体ドラム１への悪影響に対して非常に有利であり、且つ、機外に排出されてしまうオゾンも非常に少なくすることができる。
また、実施形態２によれば、感光体ドラム１１の帯電極性が負であり、トナーの電荷極性が正である。これにより、一般に正帯電の感光体よりも種類が多く安価な負帯電の感光体を用いることができる。
また、各実施形態によれば、帯電装置２は、非接触帯電方式により感光体ドラム１，１１及びトナー像を帯電せしめるものである。これにより、既に感光体ドラム１，１１上に形成されたトナー像を機械的接触などにより乱すことなく感光体ドラム１，１１及びトナー像を帯電せしめることができる。
また、各実施形態によれば、帯電装置２に電圧を供給する電圧供給手段である装置本体に設けた図示しない電源装置を有しており、電源装置は、帯電装置２に直流電圧を供給するものである。これにより、直流電圧を印加された帯電装置２は定常的に同一極性のイオンを発生するため、小型のチャ−ジャにより、高いプロセス線速にて感光体ドラム１，１１を速やかに帯電せしめることができる。
また、各実施形態によれば、現像装置４は、現像領域において感光体ドラム１，１１と非接触で対向するように配置された、トナーを担持するトナー担持体であるトナー担持ローラ６１，６８，７１，７８と、トナー担持ローラ６１，６８，７１，７８の表面に沿うようにトナー担持ローラ６１，６８，７１，７８に設けられ互いに絶縁された複数の電極６６，７６からなり、電極６６，７６は、それぞれ印加される電圧の相対的な極性の向きが隣り合う電極６６，７６とで互いに異なっていることにより、トナー担持ローラ６１，６８，７１，７８の表面に担持されているトナーをホッピングさせるためのホッピング電界発生手段とを有している。これにより、トナー担持ローラ６１，６８，７１，７８上のトナーが浮遊している状態（トナークラウドと呼ぶ）を形成しているので、トナーとトナー担持ローラ６１，６８，７１，７８の間の付着量はとても小さい。そのため、小さな現像ポテンシャル（画像部の感光体ドラム電位と現像電位の差）であっても非接触にて十分な現像を行うことができる。よって、感光体ドラム１，１１の必要とされる帯電電位を小さくすることが可能となり、より帯電能力の低い小型の帯電装置２を用いることができるので、より小型の作像エンジンを構成することができる。
また、各実施形態によれば、トナー担持ローラ６１，７１は、トナー担持ローラ６１，７１の表面に担持されたトナーを、トナー担持ローラ６１，７１の表面を移動させることによって、上記現像領域に搬送する表面移動部材である。これにより、トナー担持ローラ６１，７１の表面に担持されたトナーを容易に上記現像領域へ搬送することができる。
また、各実施形態によれば、上記ホッピング電界発生手段は、トナー担持ローラ６８，７８の表面に担持されているトナーをホッピングさせつつ、上記トナーを上記現像領域まで搬送するための進行波電界を、トナー担持ローラ６８，７８の表面上に発生させるものである。これにより、トナー担持ローラ６８，７８を回転駆動させることなく、トナー担持ローラ６８，７８に担持したトナーを進行波電界によって現像領域まで搬送することができるので、トナー担持ローラ６８，７８を駆動させる駆動手段が必要ないために、さらに装置本体の小型化が可能となる。
また、各実施形態によれば、感光体ドラム１，１１と、帯電装置２、現像装置４及びクリーニング装置１４から選択される少なくとも一つの手段とを有した、プリンタ本体に対して着脱可能なプロスカートリッジを用いることによって、部品交換などを容易に行うことができる。
【００６６】
なお、各実施形態においては、帯電手段として非接触帯電手段を用いた例を示したが、感光体ドラム１上に形成されているトナー像を乱さない程度の当接であれば接触帯電ローラなどを用いた接触帯電手段に置き換えることも可能である。
また、各実施形態においては、露光３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋが各色ごとに一つずつ、つまり、四つ設置された１パスでのフルカラー作像装置の例を挙げたが、感光体ドラム１を複数回転させることでフルカラー画像を作像する装置にも適用される。また、例えば、４色のトナーを用いて４パスでフルカラー画像を作像するような画像形成装置においては、本実施形態のように帯電装置２と現像装置４とを各色ごとに一対にして設けても良いし、現像装置４は各色ごとに設けるが帯電装置２を単一の感光体ドラム１に１つだけ設け、その帯電装置２を各色共通で用いるような構成にして良い。このように１つの帯電装置２を各色で共用することにより、装置本体内に設ける帯電装置２の数を減らすことができるので、装置本体の小型化やコスト削減がさらに可能となる。また、ブラック色を含まないイエロー色とマゼンタ色とシアン色とによる三色カラー作像装置など、少なくとも二色以上を感光体ドラム１上に多重現像するあらゆる作像装置に適用される。また、各実施形態においては露光手段として、トナー層を介した露光のみを例示したが、感光体ドラム１の背面（トナー層の無い側）からの露光手段などにも適用される。さらに、各実施形態では潜像担持体としてドラム形状の感光体ドラム１を用いたが、ドラム形状のみならず、ベルト形状のものにも適用される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の特徴部を示した感光体ドラム及びトナー像表面の電位に関する模式図。
【図２】本実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図３】実施例１における作像ユニットの概略構成図。
【図４】実施例２で用いた現像装置の概略構成図。
【図５】トナー担持ローラの表面部の拡大図。
【図６】周期的に配列した電極に印加する電圧の波形図。
【図７】周期的に配列した電極の交互に異なる波形の電圧を印加した際のトナークラウド状態を示した図。
【図８】実施例２における感光体ドラム及びトナー像表面の電位に関する模式図。
【図９】実施例３で用いた現像装置の概略構成図。
【図１０】トナー担持ローラの表面部の拡大図。
【図１１】周期的に配列した電極の交互に異なる波形の電圧を印加した際のトナークラウド状態を示した図。
【図１２】周期的に配列した電極に印加する電圧の波形図。
【図１３】実施例４における作像ユニットの概略構成図。
【図１４】実施例４における感光体ドラム及びトナー像表面の電位に関する模式図。
【図１５】実施例５で用いた現像装置の概略構成図。
【図１６】トナー担持ローラの表面部の拡大図。
【図１７】周期的に配列した電極に印加する電圧の波形図。
【図１８】周期的に配列した電極の交互に異なる波形の電圧を印加した際のトナークラウド状態を示した図。
【図１９】実施例５における感光体ドラム及びトナー像表面の電位に関する模式図。
【図２０】実施例６で用いた現像装置の概略構成図。
【図２１】トナー担持ローラの表面部の拡大図。
【図２２】周期的に配列した電極の交互に異なる波形の電圧を印加した際のトナークラウド状態を示した図。
【図２３】周期的に配列した電極に印加する電圧の波形図。
【図２４】従来の作像ユニットの概略構成図。
【図２５】従来の画像形成装置における感光体ドラム及びトナー像表面の電位に関する模式図。
【符号の説明】
【００６８】
１    感光体ドラム
２    帯電装置
４    現像装置
５    露光装置
９    転写ベルト装置
１１  感光体ドラム
１２  転写ローラ
１３  転写ベルト
１４  クリーニング装置
１５  クリーニングブレード
１８  定着装置
６１  トナー担持ローラ
６２  マグローラ
６３  搬送スクリュウ
６４  搬送スクリュウ
６５  支持基盤
６６  アルミ蒸着電極
６７  樹脂コート
６８  トナー担持ローラ
７１  トナー担持ローラ
７２  マグローラ
７３  搬送スクリュウ
７４  搬送スクリュウ
７５  支持基盤
７６  アルミ蒸着電極
７７  樹脂コート
７８  トナー担持ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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