(57)【要約】【課題】安価な構成においても、帯電部でトナーの極性を揃え現像部で回収することで再転写ゴーストがなく良好な画像を出力できる画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供する。【解決手段】現像剤担持体は、現像動作と同時に像担持体１から残留現像剤を回収可能であり、現像剤担持体の移動方向は、現像位置において像担持体１の移動方向と逆方向であり、帯電手段は、像担持体１に接触可能な帯電部材２を備え、帯電部材２には、帯電手段に摺擦する残留現像剤帯電部材１３を具備することを特徴とする。【選択図】  図５
2004233552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の画像形成ステーションで受像部材へ第１の色の現像剤の像を転写した後、第２の画像形成ステーションで前記受像部材へ第２の色の現像剤の像を転写する転写手段と、
前記第１の画像形成ステーションには、第１の像担持体と、前記第１の像担持体を帯電する第１の帯電手段と、前記第１の色の現像剤を担持搬送し、前記第１の像担持体に形成された静電像を前記第１の色の現像剤で現像する第１の現像剤担持体と、が設けられ、
前記第２の画像形成ステーションには、第２の像担持体と、前記第２の像担持体を帯電する第２の帯電手段と、前記第２の色の現像剤を担持搬送し、前記第２の像担持体に形成された静電像を前記第２の色の現像剤で現像する第２の現像剤担持体と、が設けられた画像形成装置において、
前記第２の現像剤担持体は、現像動作と同時に前記第２の像担持体から残留現像剤を回収可能であり、
前記第２の現像剤担持体の移動方向は、現像位置において前記第２の像担持体の移動方向と逆方向であり、
前記第２の帯電手段は、前記第２の像担持体に接触可能な第２の帯電部材を備え、
前記第２の帯電部材には、前記第２の帯電手段に摺擦する残留現像剤帯電部材を具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記残留現像剤帯電部材は、前記第２の帯電部材に当接するフィルム状の摺擦部を備え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】
前記残留現像剤帯電部材は、前記第２の帯電部材に対し、像担持体の軸方向に平行に往復移動させる移動手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２の帯電部材は、ＡＣ電圧が印加されることなくＤＣ電圧が印加されることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第２の帯電部材は、前記第２の像担持体に対して周速差をもって回転可能であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記受像部材を前記第１の画像形成ステーションから前記第２の画像形成ステーションへ搬送する搬送手段を有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第２の現像剤担持体は、前記第２の像担持体に接触して設けら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８】
第１の画像形成ステーションで受像部材へ第１の色の現像剤像を転写した後、第２の画像形成ステーションで前記受像部材へ第２の色の現像剤像を転写する転写手段を備える画像形成装置本体、の前記第２の画像形成ステーションに着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
前記プロセスカートリッジは、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記第２の色の現像剤とを担持搬送し、前記像担持体に形成された静電像を前記第２の色の現像剤で現像する現像剤担持体を具備し、
前記現像剤担持体は、現像動作と同時に前記像担持体から残留現像剤を回収可能であり、
前記現像剤担持体の移動方向は、現像位置において前記像担持体の移動方向と逆方向であり、
前記第２の帯電手段は、前記第２の像担持体に接触可能な第２の帯電部材を備え、
前記第２の帯電部材には、前記帯電手段に摺擦する残留現像剤帯電部材を具備する、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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザービームプリンタや電子写真複写機などのカラー画像形成装置、及びこの装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジに関するものであり、特に複数の現像装置を具備したクリーナレス系のカラー画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置においては、一般に感光ドラム等の像担持体を一様かつ均一に帯電する帯電プロセス、帯電後の像担持体を露光し静電潜像を書き込む露光プロセス、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像プロセス、像担持体上のトナー像を紙等の転写材に転写する転写プロセス、転写材上のトナー像を定着する定着プロセス、そしてトナー像転写後の像担持体表面に残った転写残トナー等の残留物を除去するクリーニングプロセス等からなる一連の画像形成プロセスによって画像を形成している。
【０００３】
上述のクリーニング工程において、クリーニング装置によって回収された転写残トナーは廃棄用の容器に収められ、その後、廃棄するようにしていた。
【０００４】
そのため、近年、上述のクリーニング装置を省略して画像形成装置を小型化し、かつ転写残トナーを廃棄する等のメンテナンスを不要としたクリーナレスプロセスが提案されている。このクリーナレスプロセスの一形態においては、現像装置は、像担持体のうちの露光されて表面電位が減衰した部分にトナーを反転現像によって付着させると同時に、非露光部に残存する前記残留物を回収している。
【０００５】
すなわち、転写工程後、転写されずに像担持体上に残存する前記残留物は、帯電工程を通過した後、像担持体の表面電位と現像剤担持体に印加する現像バイアスとの差（以下「バックコントラスト」という）によって静電気力で現像装置に回収される。これはモノクロレーザープリンタのクリーナレスプロセスでみられる。
【０００６】
具体的には、負帯電性のトナーからなる一成分現像剤の場合、帯電工程において像担持体を一様に−６００Ｖに帯電させ、露光工程において像担持体のうち画像部に対応する部分を露光し表面電位を減衰させることで露光部を−２００Ｖとなるようにし、現像工程において−４００Ｖの直流電圧を現像バイアスとして現像剤担持体に印加すれば、マイナスに帯電された残留トナーは画像部に対応する露光部ではそのまま像担持体に残留するが、非露光部ではバックコントラストにより現像装置に回収されることになり、クリーニング装置を有しなくても転写残トナーを回収し、現像剤として再度利用することが可能となる。
【０００７】
また、最近のレーザービームプリンタ市場では、カラーレーザプリンタが主流になってきている。
【０００８】
そこで求められているのは、モノクロプリンタと同様、安価で小型なカラープリンタである。そのため、シンプルな電子写真システムを構築することが必要になってきている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術におけるモノクロ電子写真システムで用いられているクリーナレスシステムをフルカラー電子写真システムに適応した場合には、下記のような問題が生じていた。
【００１０】
図１は従来の画像形成装置の概略断面図である。上述の負帯電性のトナーの場合、転写材にトナーを転写するために転写工程ではプラスの電荷が転写材に付与され、マイナスに帯電されたトナーは転写材に転写されることになる。従って転写残トナーは通常ほとんどがプラスに帯電しているが、帯電工程をぬけることによりマイナスに帯電され、感光ドラム上に残る。
【００１１】
そこで、感光ドラム上の画像部に残っているマイナストナーは、感光ドラムの画像部に残ったまま現像され、非画像部に残っているマイナストナーは現像装置に回収される。これは、モノクロクリーナレスでは、画像部に残ったトナーは同色のトナーなので問題がなかった。
【００１２】
ところが、カラー電子写真システムでは、複数の色を使用するため転写残トナーにおける色味違いの問題が発生する。
【００１３】
図２はカラー電子写真システムの２色目の画像形成ステーションにおける転写残トナーの機構について示したものである。
【００１４】
カラー電子写真システムでは、各画像形成ステーションの感光ドラム上に形成したトナー像を、ベルト状の転写材搬送手段により担持搬送される転写材（例えば紙やＯＨＰシート等）上に順次に重ねて転写していくものである。
【００１５】
このような構成の画像形成装置においては、例えば、前のステーションで転写材上に転写されたトナーが、次のステーションに到達したときに次のステーションの感光ドラムに付着してしまう、いわゆる再転写が起きることがあり、次のステーションの転写残トナーに含まれる場合がある（図２においては転写後のドラム上のプラス極性のトナーが該当する）。
【００１６】
前のステーションの転写トナーは、当然異なった色のトナーである（前のステーションの転写トナーを以後再転写トナーと呼ぶ）。これらが、帯電装置をぬけることでマイナスに帯電され、非画像部に残っているトナーは現像装置に回収されるが、感光ドラム上の画像部に残っている異なった色の再転写トナーは現像部で回収されずそのまま画像部に残り現像され、色味の違ったゴーストとして画像に現れる。
【００１７】
これらを現像部で回収するためには、現像ローラを感光ドラムに対して逆回転させて、機械的に現像ローラに回収することでゴーストを良化できる。
【００１８】
また、現像ローラを逆回転したとしても、帯電ローラで、確実にトナーをマイナスに帯電しないと、現像部で回収ができなくなってしまうため、色味の違ったゴーストが画像にでてしまう。
【００１９】
この再転写トナーのゴーストをなくすためには、現像プロセスより上流のプロセスで画像部に再転写トナーを未然に防ぐことが必要である。
【００２０】
その例として帯電ローラ前に感光ドラム上の転写残トナーを一時的に回収するブラシなどの補助部材を設けたプロセスが知られている。
【００２１】
しかしながら、プロセスが複雑になり、かつ、高価なものになってしまう。
【００２２】
本発明は、上記の従来技術を鑑みなされたもので、その目的とするところは、安価な構成においても、帯電部でトナーの極性を揃え現像部で回収することで再転写ゴーストがなく良好な画像を出力できる画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【００２３】
本発明の他の目的は、再転写ゴーストを防止した画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【００２４】
本発明の他の目的は、専用のクリーナをもたないクリーナレス方式に適した画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【００２５】
本発明の他の目的は、像担持体上の残留現像剤を現像時に残らず除去するようにした画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような手段とした。
【００２７】
すなわち、本発明の画像形成装置は、第１の画像形成ステーションで受像部材へ第１の色の現像剤の像を転写した後、第２の画像形成ステーションで前記受像部材へ第２の色の現像剤の像を転写する転写手段と、
前記第１の画像形成ステーションには、第１の像担持体と、前記第１の像担持体を帯電する第１の帯電手段と、前記第１の色の現像剤を担持搬送し、前記第１の像担持体に形成された静電像を前記第１の色の現像剤で現像する第１の現像剤担持体と、が設けられ、
前記第２の画像形成ステーションには、第２の像担持体と、前記第２の像担持体を帯電する第２の帯電手段と、前記第２の色の現像剤を担持搬送し、前記第２の像担持体に形成された静電像を前記第２の色の現像剤で現像する第２の現像剤担持体と、が設けられた画像形成装置において、
前記第２の現像剤担持体は、現像動作と同時に前記第２の像担持体から残留現像剤を回収可能であり、
前記第２の現像剤担持体の移動方向は、現像位置において前記第２の像担持体の移動方向と逆方向であり、
前記第２の帯電手段は、前記第２の像担持体に接触可能な第２の帯電部材を備え、
前記第２の帯電部材には、前記第２の帯電手段に摺擦する残留現像剤帯電部材を具備することを特徴とする。
【００２８】
この構成によれば、帯電部材に、前記帯電手段に摺擦する残留現像剤帯電部材を具備し、帯電部材上に付着した残留現像剤を摺擦によって正規の極性に揃え現像時に回収しやすくし、帯電部材によって、像担持体に残留現像剤を戻し、現像剤担持体は、像担持体上の前記残留現像剤を前記現像剤担持体と前記像担持体とのニップ部の前でせき止めることによって前記現像剤担持体へ回収し、現像時の混色を防止した画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することができる。
【００２９】
また、本発明の画像形成装置において、前記残留現像剤帯電部材は、前記第２の帯電部材に当接するフィルム状の摺擦部を備えることが好適である。すなわち、フィルム状の摺擦部を当接させることで、第２の帯電部材上に付着したトナーを摩擦帯電し、電荷を与え、ドラム上に回収させる。これにより、帯電ムラのなく、且つ、転写残トナーを現像に回収することが可能になる。トナーに電荷を与えるためのフィルム状の摺擦部としてポリイミドシート等が考えられる。
【００３０】
更に、本発明の画像形成装置において、前記残留現像剤帯電部材は、前記第２の帯電部材に対し、像担持体の軸方向に平行に往復移動させる移動手段を備えることが好適である。
【００３１】
更に、本発明の画像形成装置において、前記第２の帯電部材は、ＡＣ電圧が印加されることなくＤＣ電圧が印加されることが好適である。なぜならば、印加電圧がＡＣ電圧とＤＣ電圧との重畳電圧であると、ＡＣ電圧の作用により残留トナーを除電するからである。
【００３２】
更に、本発明の画像形成装置において、前記第２の帯電部材は、前記第２の像担持体に対して周速差をもって回転可能であることが好適である。こうすることで、像担持体表面と現像剤担持体表面との間に周速差を設けて、かつニップ圧をもたせ、機械的にニップ前で再転写トナーをせき止めて再転写トナーの進行を阻害させ、現像装置に前のステーションの色の異なった再転写トナーを回収させる。
【００３３】
更に、本発明の画像形成装置において、前記受像部材を前記第１の画像形成ステーションから前記第２の画像形成ステーションへ搬送する搬送手段を有することが好適である。
【００３４】
更に、本発明の画像形成装置において、前記第２の現像剤担持体は、前記第２の像担持体に接触して設けられることが好適である。
【００３５】
更に、本発明のプロセスカートリッジは、第１の画像形成ステーションで受像部材へ第１の色の現像剤像を転写した後、第２の画像形成ステーションで前記受像部材へ第２の色の現像剤像を転写する転写手段を備える画像形成装置本体、の前記第２の画像形成ステーションに着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
前記プロセスカートリッジは、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記第２の色の現像剤とを担持搬送し、前記像担持体に形成された静電像を前記第２の色の現像剤で現像する現像剤担持体を具備し、
前記現像剤担持体は、現像動作と同時に前記像担持体から残留現像剤を回収可能であり、
前記現像剤担持体の移動方向は、現像位置において前記像担持体の移動方向と逆方向であり、
前記第２の帯電手段は、前記第２の像担持体に接触可能な第２の帯電部材を備え、
前記第２の帯電部材には、前記帯電手段に摺擦する残留現像剤帯電部材を具備する、ことを特徴とする。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照し、この発明の実施の形態について詳細に説明する。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、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の図面において、前述の従来技術の説明で用いた図面に記載された部材と同様の部材には同じ番号を付す。
【００３７】
（第１の実施形態）
図３〜図７を参照して、第１の実施の形態に係る画像形成装置及びプロセスカートリッジについて説明する。
【００３８】
図３に、本発明に係る画像形成装置の一例として、複数の現像装置をもつタンデム式のカラーレーザービームプリンタの概略構成を示す。なお、同図は、受像部材である転写材８の搬送方向に沿った縦断面図を示すものである。
【００３９】
図３について説明すると、カラー画像形成装置は、転写材８を担持搬送するための転写材搬送手段である無端状に走行する転写ベルト９と、転写ベルト９の移動方向に各々異色のトナー像を形成する画像形成ステーションとしてのプロセスカートリッジＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が直列に配置してある。各プロセスカートリッジ（画像形成部）は現像装置４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋに収納するトナーが異色であるだけで、基本的な構成作用に変わりはない。また、プロセスカートリッジは画像形成装置本体に着脱可能な構成である。
【００４０】
ここで、画像形成手段としてのプロセスカートリッジＰ１乃至Ｐ４はイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４個の画像形成ユニットで構成され配設されている。そして、それぞれの画像形成ユニット部の構成は、像担持体である感光ドラム１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋが配置され、その外周部には各々一成分現像剤であるイエロートナー，マゼンタトナー，シアントナー，ブラックトナーを収納し、それらのトナーを搬送する現像剤担持体である現像ローラ５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋを具備した現像装置（現像手段）４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋ、露光手段である３ｙ、３ｍ、３ｃ、３ｋ、帯電手段（帯電部材）である帯電ローラ２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｋ、が配設してある。また、転写ベルト９を挟んで各々の感光ドラム１に対向する部位に転写手段としての転写ローラ６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋが配設してある。
【００４１】
この画像形成装置における転写材搬送手段は、適当な複数のローラに懸架されて走行する静電転写ベルト９であり、前記静電転写ベルト９の内部及び周囲には、転写ローラ６、吸着ローラ１０を備えている。転写ローラ６は、後述する複数の画像形成部の一部として複数個配備されている。
【００４２】
静電転写ベルト９の吸着ローラ１０は、画像形成に先立って、給紙部から搬送された転写材８を静電転写ベルト９上に静電吸着する。各画像形成部Ｐ１乃至Ｐ４は、静電転写ベルト９上に静電吸着した転写材８が走行するにつれて、転写材８上の所定の位置に順次イエロートナー像，マゼンタトナー像，シアントナー像，ブラックトナー像が重なるようにタイミングをあわせて像形成を行い、順次重畳転写していく。
【００４３】
以下に画像形成手順を画像形成ステーションとしてのプロセスカートリッジ（画像形成部ともいう）Ｐ１に着目して説明する。
【００４４】
不図示の駆動手段により回転駆動する感光ドラム１ｙの表面感光層が、帯電バイアス−１１５０Ｖが印加された帯電ローラ２ｙによって一様に帯電される。帯電バイアスは交流電圧なしの直流電圧であり、感光ドラム１ｙの表面電位が−６００Ｖとなるようにした。即ち、感光ドラム１ｙは、ドラム１ｙとローラ２ｙとの微小空隙における放電現象によって、ほぼ（印加直流電圧−放電開始電圧）の電位に帯電される。本実施の形態では放電開始電圧は約５５０Ｖであった。この感光ドラム１ｙの帯電面にイエロー成分による画像形成信号がレーザースキャナから投影されて静電潜像が形成される。
【００４５】
この静電潜像が、感光ドラム１ｙの回転に伴って現像部位に達すると、現像バイアスにより現像ローラ４ｙからマイナス帯電極性のイエロートナーが前記潜像に付与されてイエロートナー像として反転現像される。このイエロートナー像はさらに感光ドラム１ｙの回転に伴って前記の転写部位へと送られる。
【００４６】
このイエロートナー像が前記転写部位に達するタイミングにあわせて、あらかじめ転写ベルト９上に静電吸着された転写材８が搬送され、前記転写ローラ７ｙに印加される転写バイアス（プラス極性）によって、イエロートナー像は転写材８上に転移（転写）する。転写に寄与せず像担持体１上に残る残留トナーは帯電ローラ２ｙによって、現像装置に回収できる正規の極性（マイナス極性）に帯電される。また感光ドラムもマイナスに帯電される。転写後の感光ドラム上の残留トナーは正規の極性（マイナス極性）と逆の極性になっているものも多いが、帯電ローラ２ｙが放電を用いて帯電が行なわれることにより、強くマイナス極性に帯電される。
【００４７】
なお、残留トナーを強くマイナスに帯電するために、帯電ローラ２ｙに印加される電圧はＡＣ電圧なしのＤＣ電圧であることが好ましい。なぜならば、印加電圧がＡＣ電圧とＤＣ電圧との重畳電圧であると、ＡＣ電圧の作用により残留トナーを除電するからである。
【００４８】
また、感光ドラム上の残留トナーをより確実にマイナスに帯電するために、帯電ローラ２ｙの表面層は、トナーをマイナスに摩擦帯電する摩擦帯電極性を備えることが良い。即ち、帯電ローラによってトナーがマイナスに摩擦帯電するように帯電ローラ２ｙの表面層の材料とトナーの材料とを選択すれるのが良い。
【００４９】
その後感光ドラムに残留トナーが存在したままの状態で、感光ドラムは、レーザスキャナにより画像情報に応じて光照射される。現像装置が潜像を現像するのと同時に、帯電ローラ２ｙにより正規の極性に帯電された残留トナーは現像装置に回収される。
【００５０】
そのとき、感光ドラム１ｙは次の画像形成動作に既に入っている。
【００５１】
イエロートナー像を転写させた前記転写材８は、転写ベルト９の移動に伴いプロセスカートリッジ（画像形成部）Ｐ２に搬送される。転写材８が画像形成部Ｐ２に達する迄に、上記と同様に、レーザースキャナ３ｍ及び現像ローラ５ｍにより、感光ドラム１ｍ上にマゼンタトナー像が形成され、このトナー像が転写ローラ６ｍによって、前記のイエロートナー像に重畳転写される。この重畳トナー像を転写させた転写材８は、プロセスカートリッジ（画像形成部）Ｐ３に搬送される。
【００５２】
同様に、画像形成部Ｐ３，Ｐ４で、レーザースキャナ３ｃ，３ｋ及び現像ローラ５ｃ，５ｋにより、感光ドラム１ｃ，１ｋ上にシアントナー像，ブラックトナー像が形成され、転写ローラ６ｃ，６ｋによって、前記の重畳トナー像に順次重畳転写されて転写行程が終了する。
【００５３】
転写を終えた転写材８は、定着装置１２に至り、ここで加熱，加圧されてトナー像が融解，混色されてカラー画像となり、転写材８に定着固定された後、機外に排出される。
【００５４】
感光ドラム１ｙは、導電性の円筒状のドラム基体表面に感光層（例えば、有機光半導体、アモルファスシリコン等）を設けて構成したものである。感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって回転駆動され、その表面は所定の表面移動速度（以下周速度と略す。）で矢印方向に移動（回転）するようになっている。
【００５５】
帯電ローラ２ｙは、芯金の外周面を弾性体で被覆した構成であり、弾性体の表面を感光ドラム１ｙ表面に接触するようにして配置される。
【００５６】
摺擦部材７ｙは、帯電ローラ２ｙの表面に付着した転写残トナー等を正規の極性に帯電させ、帯電ローラ表面から感光ドラムへ転写残トナーを転移させるものである。材料としては、トナーの正規の極性と逆極性に帯電する材料であり、且つ絶縁性のものが好ましく、本実施例では、トナーはマイナス極性で、シートは、プラス極性に帯電しやすいポリイミドシートを使用した。
【００５７】
現像装置４ｙは、回転駆動される現像ローラ５ｙと、現像ローラ５ｙ表面に担持されるトナーの層厚を規制する現像ブレードと、現像ローラ５ｙに新しいトナーを供給しながら、現像ローラ５ｙから古いトナーを剥ぎ取るために、現像ローラに対してカウンタに回転させるトナー供給ローラ７（図４参照）を現像装置４ｙ内に配置している。トナー供給ローラは、現像ローラに圧接して設けられる。
【００５８】
トナーとしては、磁性又は非磁性のいずれのトナーも使用することができ、またその製法についても重合、又は粉砕のいずれのものであってもよい。本実施の形態で使用したトナーは、摩擦により通常マイナスに帯電する負帯電性のものである。
【００５９】
現像ローラ５ｙ表面に塗布されるとともに現像ブレードによって層厚規制されたトナーは、電源（不図示）によって現像ローラ５ｙに−４００Ｖの現像バイアス（ＤＣ電圧）を印加することにより、感光ドラム１ｙ上の露光部に付着し、これにより静電潜像がトナー像として現像される。
【００６０】
一方、トナー像転写後に感光ドラム表面に残った転写残トナー等の感光ドラム上残留物は、以下のようにして除去する。
【００６１】
現像時に現像装置から感光ドラム表面に付着されたトナーは、マイナスに帯電している。このトナーは、転写時に転写ローラ４によって転写材の裏面がプラスに帯電され、その電界により転写材上に転写される。
【００６２】
このとき感光ドラムもプラスに帯電を受けるため一部のトナーがプラスに帯電されてしまい、結果転写材に転写されずに感光ドラム上に残ってしまう。
【００６３】
転写材８上に転写されないで感光ドラム１表面に残った感光ドラム上残留物は、プラスとマイナスとに帯電しているものがある。マイナスに帯電しているものは現像時に回収される。しかし、プラスに帯電したものは、帯電プロセスによってマイナスに帯電され、感光ドラム上の残留物は元の現像装置へと回収される。
【００６４】
図４に示すように、感光ドラム１と現像ローラ５を接触して設け、所定の周速度で回転する感光ドラム１の表面の移動方向に対して、感光ドラム１と現像ローラ５の接触部において逆方向（矢印方向）に回転させる。
【００６５】
本実施の形態では、逆方向（カウンタ方向）で感光ドラムの周速に対して１７０％の周速で現像ローラを回転させた。こうすることで、図４に示すように、感光ドラム１表面と現像ローラ５表面との間に周速差を設けて、かつニップ圧をもたせ、機械的にニップ前で再転写トナーをせき止めて再転写トナーの進行を阻害させ、現像装置に前のステーションの色の異なった再転写トナーを回収させる。
【００６６】
なお、現像ローラ５によって回収された感光ドラム上残留物は、撹拌部材によって現像装置４内で撹拌されて他のトナーと混合されて再利用されることになるが、再転写トナー（色の異なるトナー）は非常に少ないため、現像装置内で混合されることで画像上問題ないレベルとなる。
【００６７】
しかしながら、プラスに帯電している感光ドラム上残留物を現像時にバックコントラストによって回収するには、感光ドラム上残留物をマイナスに帯電する必要がある。
【００６８】
これを、帯電ローラ２によって感光ドラム１表面をマイナスに帯電するのと同時に行うのだが、残留物を帯電ローラ２のみでマイナスに帯電できる場合はよいが、帯電できないものは帯電ローラ２に付着してしまい帯電ローラ２を汚染して帯電ムラを引き起こす。
【００６９】
特に、高印字など転写残トナーが多い場合は、マイナスに帯電仕切れずに帯電ローラ２に付着することもある。そこで、帯電ローラ２に摺擦部材１３（図５参照）を当接させることで、帯電ローラ２上に付着したトナーを摩擦帯電し、電荷を与え、ドラム上に回収させる。
【００７０】
これにより、帯電ムラのなく、且つ、転写残トナーを現像に回収することが可能になる。本実施の形態においては、トナーに電荷を与えるための材料としてポリイミドシートを当接させた。
【００７１】
実際、帯電摺擦部材であるポリイミドシートの当接有無における、画像評価を行った。評価項目は、
・色味違いゴーストの確認
・帯電ムラによる画像弊害の確認及び帯電部でのドラムへの回収量
である。
【００７２】
すなわち、色味違いゴーストのサンプル画像としては、図６に示すような、パターン画像を使用した。Ａの領域に４ｃｍ角の正方形のべた黒画像を書き、Ｂの領域にハーフトーンパターンを書いた画像である。Ａの領域には１次色目にイエローのみ画像形成パターンを形成し、Ｂの領域には２次色目にマゼンタのみ画像形成パターンを形成した。
【００７３】
これにより、現像でイエロートナーが回収されない場合は、Ｂの領域にＡの領域の画像パターンが現れて画像弊害となる。なお、画像弊害のでるものは図７のように認識でき、Ｃの領域の濃度とＤの領域の色味違いで画像を比較した。
【００７４】
また、帯電ムラによる画像弊害の確認については、５０枚連続通紙後のハーフトーンパターンで確認した。
【００７５】
更に帯電部でのドラムへの回収量については、転写残トナー量１００％に対して帯電部通過後のドラム上のトナー量の割合について示した。
【００７６】
これらの結果を表１に示す。なお、色味違いゴーストについては、○は色味違いが確認できなかったもの、△×は色味違いが画像パターンに現れているのが確認できた場合である。
【００７７】
【表１】
2004233552.tif 000003
【００７８】
このように、帯電ローラに帯電摺擦部材を当接した方が、色味の弊害も帯電ムラの弊害もなく良好な画像が得られた。
【００７９】
上述したように、本実施の形態では、クリーナレス方式のカラー画像形成において転写直後帯電前にブラシなどの補助部材を用いることなく、現像ローラと感光ドラムの対向部において、現像ローラ表面を感光ドラム表面の移動方向に対して逆方向に移動させる。
【００８０】
その結果、機械的にニップ前で再転写トナーをせき止めて再転写トナーの進行を阻害させ、現像装置に再転写トナーを回収させる。これにより、シンプルなカラークリーナレスシステムにおいて、再転写トナーの影響をなくした高画質な画像が得ることができた。
【００８１】
なお、本実施の形態では、帯電装置、現像装置、感光ドラムが一体型になったプロセスカートリッジを使用したが、帯電装置もしくは現像装置を画像形成装置本体に具備してもよく、また各々の感光ドラムを画像形成装置本体に具備してもよい。
【００８２】
また、上記画像形成装置にスキャナー等の画像入力手段と、コンピュータやサーバ等の制御手段を組み合わせた画像システムとしてもよい。
【００８３】
（第２の実施形態）
図８には、第２の実施の形態が示されている。第２の実施の形態において、画像形成装置構成、現像装置構成は、第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は簡略し、本発明の特徴的な構成について説明を行う。
【００８４】
第１の実施の形態では、帯電装置として感光ドラムに対して従動で回転する帯電ローラを用いた構成であった。しかし、第２の実施の形態においては、所定の周速度で回転する感光ドラムの表面に対して帯電ローラ表面を接触させ、さらに順方向に回転させてかつ周速度を異なるようにするか、又は逆方向に回転させる構成で行うものとする。
【００８５】
このような構成においては、帯電ローラに転写残トナーが付着しても転写残トナーに対する帯電性能は劣化せず、長期間にわたって安定して転写残トナーを所望の極性に摩擦帯電させやすくなるため、再転写ゴースト等の画像弊害を生じることもない。
【００８６】
本発明者の実験においては、１％以上の周速差を付けることで効果があることがわかっており、以上述べた周速差とは、周速度で１％以上の差のことをさすものである。
【００８７】
第２の実施の形態では、帯電ローラ２ｙを感光ドラムの回転方向に対して順方向で回転させ、感光ドラムの周速に対して１２０％の周速で回転させた。このように、摺擦部材によって、帯電ローラ上の転写残トナーをマイナス帯電し、更に、感光ドラム表面と帯電ローラ表面との間に周速差を設けることによって、帯電ローラ表面のトナーなどの汚染物を摺擦させ、摩擦帯電によってマイナスに帯電することが有効に行なえる。
【００８８】
次に第２の実施の形態の構成について、図８の装置本体の概略図に基づき説明する。
【００８９】
プロセスカートリッジＰ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４は、感光ドラム、帯電ローラ、現像ローラ、トナー容器を一体的に収納したものである。
【００９０】
帯電ローラ２２は、感光ドラムの回転方向に対して順方向で回転させ、感光ドラムの周速に対して１２０％の周速で回転させた。このように、感光ドラム表面と帯電ローラ表面との間に周速差を設けることによって、帯電ローラ表面のトナーなどの汚染物を摺擦させ、摩擦帯電によってマイナスに帯電することが有効に行なえる。
【００９１】
ここで、マイナスに帯電したトナーはある程度、帯電ローラと感光ドラムの電位差（例えば、帯電ローラ印加電圧１２５０Ｖ、感光ドラム電位−７００Ｖ）によって感光ドラム表面に移動する。なお、第１の実施の形態と同様に帯電ローラは放電を用いて感光ドラムを帯電するものであり、この放電によってもトナーは強くマイナスに帯電されやすくなる。
【００９２】
マイナスに帯電された転写残トナー（最転写トナーを含む）は、感光ドラム表面の移動方向に対し逆方向で回転する現像ローラに回収され、現像容器内に収容し撹拌部材でトナーが撹拌される。なお、再転写トナーは、非常に少ないため、現像装置内で混合されることで画像上問題ないレベルとなる。
【００９３】
使用している部材は、第１の実施の形態と同様なものを使用しているものとする。このような構成をとることによって第１の実施の形態と同様な効果が得られた。
【００９４】
これにより、シンプルなカラークリーナレスシステムにおいて、帯電ローラへの転写残トナーによる汚染をも防止し、かつ、再転写トナーの影響をなくした高画質な画像が得ることができた。
【００９５】
上述の実施の形態においては、全ての画像形成ステーションにおいて、同じ現像装置としていたが、１色目の画像形成ステーションにおいては、通常、再転写トナーが付着しにくいので、１色目の画像形成ステーションの現像装置においては上記現像装置に限られることもない。
【００９６】
即ち、１色目の画像形成ステーションにおいて、感光体の回転方向に対して現像ローラを順方向に回転することもできるし、感光体と現像ローラとを非接触として現像時に現像ローラ上のトナーを感光体へ飛翔させることもできる。ただし、転写ベルトによって１色目の像担持体に他の色のトナーが搬送されやすく１色目の像担持体に再転写トナーが付着しやすい場合には、第１及び第２の実施の形態のように１色目の画像形成ステーションの現像装置も他のステーションの現像装置と同じにすることが有効である。
【００９７】
上述の実施の形態において、受像部材は転写材であり、転写材を転写ベルトで担持して各画像形成ステーションに搬送したが、受像部材を中間転写ベルトとして、各画像形成ステーションから中間転写ベルトに各色トナー像を重畳転写した後、中間転写ベルトから転写材へ重畳トナー像を一括転写するようにしても良い。
【００９８】
以上説明したように、現像同時回収を行うシンプルなカラークリーナレスシステムにおいて、像担持体表面の移動方向に対し現像剤担持体を逆方向に回転させることで、再転写ゴースト等の画像弊害をなくすことが可能となる。
【００９９】
本発明は以上の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内においてあらゆる変形が可能である。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、帯電部材に、前記帯電手段に摺擦する残留現像剤帯電部材を具備し、帯電部材上に付着した残留現像剤を摺擦によって正規の極性に揃え現像時に回収しやすくし、帯電部材によって、像担持体に残留現像剤を戻し、現像剤担持体は、像担持体上の前記残留現像剤を前記現像剤担持体と前記像担持体とのニップ部の前でせき止めることによって前記現像剤担持体へ回収し、現像時の混色を防止した画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の画像形成装置の概略断面図である。
【図２】カラー電子写真システムの２次色目のステーションにおける転写残トナーの機構について示したものである。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の断面図である。
【図４】本発明の画像形成装置における再転写トナーの回収の様子を示した模式図である。
【図５】第１の実施の形態において、帯電ローラにポリイミドシートを当接した断面図である。
【図６】第１の実施の形態において、画像弊害を確認するためのパターン画像を示した図である。
【図７】第１の実施の形態において、再転写ゴーストが現れたパターン画像を示した図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の断面図である。
【符号の説明】
１，１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋ  感光ドラム（像担持体）
２，２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｋ  帯電ローラ（帯電部材）
３，３ｙ，３ｍ，３ｃ，３ｋ  露光手段
４，４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋ  現像装置（現像手段）
５，５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋ  現像ローラ（現像剤担持体）
６，６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋ  感光ドラム
７  トナー供給ローラ
８  転写材
９  転写ベルト
１０  吸着ローラ
１２  定着装置
１３  摺擦部材
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４  プロセスカートリッジ
【図１】
2004233552.tif 000004
【図２】
2004233552.tif 000005
【図３】
2004233552.tif 000006
【図４】
2004233552.tif 000007
【図５】
2004233552.tif 000008
【図６】
2004233552.tif 000009
【図７】
2004233552.tif 000010
【図８】
2004233552.tif 000011