(57)【要約】【課題】  スコロトロン帯電器を用いて転写前除電を行うときに従来発生していた逆転写の発生を抑制できる画像形成装置を提供する。【解決手段】  トナー像が形成された感光体ドラム表面を、１次転写に先立ってスコロトロン帯電器１０１で除電する画像形成装置において、そのスコロトロン帯電器によって除電処理がなされる感光体ドラムの１次転写領域よりも中間転写ベルト表面移動方向上流側近傍に、中間転写ベルト上のトナー量を検知するトナー付着量センサ１０２を配置されている。そして、このセンサの検知結果に基づき、上記スコロトロン帯電器による電荷付与量を制御する。【選択図】  図１
2005242223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の潜像担持体と、
該複数の潜像担持体の表面を所定極性に一様帯電させる一様帯電手段と、
一様帯電された潜像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
該所定極性とは同じ極性に帯電した像形成物質を該静電潜像に対して静電的に付着させて現像を行う現像手段と、
該複数の潜像担持体に対向するように配置される中間転写体と、
該複数の潜像担持体と該中間転写体とがそれぞれ対向する各１次転写領域に１次転写電界を形成して、該複数の潜像担持体上の各可視像を互いに重なり合うように該中間転写体上に転写する１次転写手段と、
該複数の潜像担持体のうち中間転写体表面移動方向最上流に位置する潜像担持体を除いた潜像担持体の少なくとも１つの表面を、該現像手段による現像領域から該１次転写手段による１次転写領域までの間で除電する転写前除電手段とを備える画像形成装置において、
上記転写前除電手段として、上記所定極性とは逆極性の電荷を発生させてこれを潜像担持体表面に付与するスコロトロン帯電器を用い、
該スコロトロン帯電器によって除電処理がなされる潜像担持体の１次転写領域よりも中間転写体表面移動方向上流側であって、該潜像担持体に対して中間転写体表面移動方向上流側で隣り合う潜像担持体の１次転写領域よりも中間転写体表面移動方向下流側に、該中間転写体表面上の可視像を構成する像形成物質の量を検知するための検知手段を配置するとともに、
該検知手段で像形成物質量が検知された中間転写体表面部分が、該検知手段の中間転写体表面移動方向下流側で隣り合う潜像担持体と対向する１次転写領域に到達するタイミングと同じタイミングで該１次転写領域に到達する該潜像担持体の表面部分に対して該電荷が付与されるように、該スコロトロン帯電器を配置し、
該検知手段の検知結果に基づき、該スコロトロン帯電器によって該潜像担持体表面に付与する電荷量を制御する電荷付与量制御手段を設けた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、
現像時に、上記像形成物質を上記静電潜像に対して静電的に付着させるための現像電界を形成すべく該像形成物質を担持する現像担持体に印加する現像バイアス値と同じ値のバイアスを、上記スコロトロン帯電器のグリッド電極に印加するように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置において、
上記検知手段を、上記中間転写体上の可視像担持領域における中間転写体表面移動方向に直交する幅方向全域にわたって中間転写体表面に対向するように配置される誘導電極板と、該誘導電極板に発生する誘導電圧を計測する電圧計測手段とから構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１又は２の画像形成装置において、
上記検知手段として、検知対象である像形成物質量の増減に応じて出力電圧が増減するものを用い、
上記検知手段の出力電圧の増減に応じて増減する上記所定極性と同極性の電圧を、上記スコロトロン帯電器のケーシングに印加するケーシング電圧印加手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、
上記ケーシング電圧印加手段により上記ケーシングに印加される電圧は、上記検知手段の出力電圧の積分値を増幅したものであることを特徴とする画像形成装置。
【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係り、詳しくは、複数の潜像担持体上の各可視像を中間転写体上に互いに重なり合うように転写して画像形成を行う画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の画像形成装置としては、中間転写体表面にそれぞれ対向するように配置された複数の潜像担持体を備えるいわゆるタンデム型の画像形成装置が知られている。このような画像形成装置としては、例えば、４つの潜像担持体上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像（可視像）をそれぞれ形成し、これらを順次重ね合わせて中間転写体上に１次転写して得た重ね合わせトナー像（重ね合わせ画像）を、最終的に紙等の記録材上に転写してフルカラー画像を得るものがある。このような画像形成装置では、先に中間転写体上に１次転写された未定着の可視像を構成する像形成物質（例えばトナー）を、次の１次転写の際にその潜像担持体に逆転写させてしまうことがあった。この逆転写は、中間転写体に保持される未定着の像形成物質の帯電極性が反転することによって起こると考えられている。そして、このような極性反転が起こるのは、潜像担持体上の非画像部（非潜像部分）と、中間転写体上の未定着の可視像との間で放電が発生し、その可視像を構成する像形成物質に電荷注入が起こるためである。このような逆転写が起こると、中間転写体上の可視像を構成する像形成物質量が予定量よりも少なくなるため、最終的な重ね合わせ画像に濃度ムラや色ムラが生じるという不具合が発生する。また、逆転写した像形成物質が他色の像形成物質に混ざって混色が引き起されるため、逆転写を受けた潜像担持体から除去した転写残の像形成物質のリサイクル使用が困難になるという不具合も発生する。また、このような混色が引き起されると、逆転写を受けた潜像担持体上の転写残の像形成物質を除去せずにそのまま次の画像形成に移行させるいわゆるクリーニングレスの画像形成システムの採用が困難になるという不具合も発生する。
【０００３】
このような不具合を抑制する方策としては、１次転写領域で互いに対向する中間転写体表面と潜像担持体の非画像部との電位差をできるかぎり小さくするのが効果的である。そのため、従来から、潜像担持体の非画像部の電位を下げるための転写前除電を行う画像形成装置が提案されている（特許文献１、特許文献２及び特許文献３）。かかる転写前除電とは、潜像担持体上に形成した可視像を中間転写体に１次転写するのに先立って潜像担持体表面を除電しておく処理である。このような転写前除電を行えば、１次転写に先立って潜像担持体の非画像部の電荷が除去されるため、中間転写体表面と潜像担持体の非画像部との電位差が小さくなり、非画像部から可視像への電荷注入を生じさせる放電を回避できる。その結果、中間転写体から潜像担持体への像形成物質の逆転写を抑えることができる。
【０００４】
しかし、上記特許文献１に開示の画像形成装置では、潜像担持体表面全体の非画像部電位を一様に下げる構成となっているため、潜像担持体表面全体において潜像担持体上の可視像周囲の電位ポテンシャルの壁が低くなる。その結果、画像全体にチリが発生するおそれがあるという不具合がある。
一方、上記特許文献２に開示の画像形成装置においては、転写前除電を行う手段としてＬＥＤアレイを用い、潜像担持体上の可視像の周辺部分を除く非画像部について、選択的に電荷を除去する。具体的には、潜像担持体上に潜像を書き込んだ内容をフレームメモリにストックしておき、これをもとにＬＥＤアレイを制御して、潜像担持体上の可視像の周辺部分を除く非画像部について選択的に除電を行う。この画像形成装置によれば、潜像担持体上の可視像周囲の電位ポテンシャルの壁を高く維持しつつも、１次転写前に潜像担持体の非画像部の大部分の電荷を除電することができる。その結果、上述したようなチリの発生を大幅に抑制しつつ、中間転写体から潜像担持体への像形成物質の逆転写を抑えることができる。しかし、上記特許文献２に開示の画像形成装置では、潜像担持体上に潜像を書き込んだ内容をストックしておく潜像書込用のものとは別のフレームメモリを追加する必要があることに加え、その内容に従ってＬＥＤアレイを詳細に制御し得る高度な制御系を追加する必要もある。したがって、上記特許文献２に開示の画像形成装置では、その製造コストが高騰してしまう。
【０００５】
他方、上記特許文献３には、複数の潜像担持体と中間転写体とを備えたタンデム型の画像形成装置が開示されている。この画像形成装置は、プラス極性に一様に帯電した潜像担持体表面に露光装置で静電潜像を書き込んで、その書込部分（画像部）の電位を下げた後、この静電潜像に正帯電トナーを付着させてトナー像を形成し、これを中間転写体に静電的に転写する、いわゆるネガポジ方式のものである。この画像形成装置では、転写前除電を行う手段としてスコロトロン帯電器を用い、１次転写直前の潜像担持体上の画像部電位よりも大きい範囲で、１次転写直前の潜像担持体上の非画像部電位を下げるように除電処理を行う。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１６５３８３号公報
【特許文献２】特開２００３−２６３０３６号公報（段落００３７〜００４２、図１１）
【特許文献３】特開２００３−２７０９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らの研究の結果、同文献に開示の画像形成装置のようにスコロトロン帯電器を用いて転写前除電を行えば、上記特許文献２の画像形成装置と同様に、潜像担持体上の可視像の周辺部分を除く非画像部についてだけ選択的に除電することが低コストで可能になることが判明した。以下、図７を参照して具体的に説明する。
図７（ａ）乃至（ｃ）は、スコロトロン帯電器を用いて転写前除電が行われる様子を示す説明図である。なお、本例では、非画像部電位ＶDが−６００Ｖ、書込直後の画像部電位ＶLが−１５０Ｖ、現像バイアスＶBが−４００Ｖとしている。図７（ａ）に示すように、スコロトロン帯電器１０１の帯電領域直前においては、現像領域に形成される現像電界の働きにより、画像部にトナーＴが付着する。この現像電界は、画像部に付着したトナー群の表面電位が現像担持体の表面電位（現像バイアス）と同じになると働かなくなるため、一般に、現像後における画像部電位は現像バイアスＶBとほぼ同じ−４００Ｖとなる。非画像部電位を例えば現像バイアスＶBと同じ電位まで下げようとする場合、スコロトロン帯電器１０１のグリッド電極１０１ｃには、その現像バイアスＶBとほぼ同じ−４００Ｖを印加する。これにより、図７（ｂ）に示すように、スコロトロン帯電器１０１の放電体１０１ａで発生したプラス電荷は、接地されたケーシング１０１ｂとグリッド電極１０１ｃとの電位差によって、グリッド電極１０１ｃ側に向かって移動する。そして、グリッド電極１０１ｃに到達したプラス電荷は、今度はグリッド電極１０１ｃと潜像担持体との電位差によって、潜像担持体表面側に引き寄せられる。このとき、グリッド電極１０１ｃの電位は、トナーＴが付着した画像部電位ＶBとは同じなので電位差が生じないが、非画像部電位ＶDとの間では電位差が生じる。よって、グリッド電極１０１ｃから出たプラス電荷のほとんどは、非画像部に向かって移動し、これに付着することになる。そして、プラス電荷の付着により除電された非画像部電位ＶDがグリッド電極の電位と同じ−４００Ｖまで落ち込むと、グリッド電極１０１ｃと潜像担持体との電位差がなくなって、グリッド電極１０１ｃからのプラス電荷の放出が停止する。その結果、除電後の潜像担持体上の電位は、図７（ｃ）に示すようになる。ここで、非画像部のうち、トナーＴが付着した潜像担持体上の画像部の周辺部分については、図７（ｃ）に示すように、プラス電荷が付着しにくいことが確認された。これは、グリッド電極１０１ｃから放出されたプラス電荷が、画像部周辺に生じる電界によって潜像担持体上の画像部から離れる向きの力を受けたためだと考えられる。
このように、グリッド電極に印加するバイアスが適切に設定されたスコロトロン帯電器を用いて転写前除電を行うことで、上記特許文献２の画像形成装置と同様に、潜像担持体上の可視像の周辺部分を除く非画像部についてだけ選択的に除電することができる。しかも、この構成においては、別のフレームメモリや高度な制御系を必要としないため、上記特許文献２の画像形成装置よりもはるかに安価に構成できる。
【０００８】
ところが、図７（ｃ）に示したように、潜像担持体上の画像部の周辺部分については、十分な除電がなされないため放電が発生し、逆転写が起きるおそれがある。
具体的に説明すると、上述した逆転写の発生は、１次転写領域において、その潜像担持体上の非画像部と、すでに中間転写体上に転写されている可視像（トナー像）との間の電位差によって生じる放電に起因する。中間転写体上の可視像部分の電位は、これを構成する像形成物質（トナー）の量によって変動するため、上記放電が発生するかどうかは、潜像担持体上の非画像部と対向する中間転写体上の像形成物質の量によって左右される。しかし、従来の画像形成装置においては、スコロトロン帯電器１０１を用いて転写前除電を行う場合でも、その放電体１０１ａに対する印加バイアスは常に一定であり、中間転写体上の像形成物質の量について考慮がなされていなかった。しかも、放電生成物（ＮＯｘ等）による不具合を考慮すれば、放電量をなるべく少なくすべく、放電体１０１ａに対する印加バイアスは比較的低く設定される。したがって、１次転写領域で潜像担持体の非画像部と対向する中間転写体表面部分に大量の像形成物質が付着している場合には、その非画像部電位と中間転写体上の可視像部分の電位との電位差が大きく、逆転写を引き起こす放電が発生してしまう。
【０００９】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、スコロトロン帯電器を用いて転写前除電を行うときに従来発生していた逆転写の発生を抑制することが可能な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】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の潜像担持体と、該複数の潜像担持体の表面を所定極性に一様帯電させる一様帯電手段と、一様帯電された潜像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該所定極性とは同じ極性に帯電した像形成物質を該静電潜像に対して静電的に付着させて現像を行う現像手段と、該複数の潜像担持体に対向するように配置される中間転写体と、該複数の潜像担持体と該中間転写体とがそれぞれ対向する各１次転写領域に１次転写電界を形成して、該複数の潜像担持体上の各可視像を互いに重なり合うように該中間転写体上に転写する１次転写手段と、該複数の潜像担持体のうち中間転写体表面移動方向最上流に位置する潜像担持体を除いた潜像担持体の少なくとも１つの表面を、該現像手段による現像領域から該１次転写手段による１次転写領域までの間で除電する転写前除電手段とを備える画像形成装置において、上記転写前除電手段として、上記所定極性とは逆極性の電荷を発生させてこれを潜像担持体表面に付与するスコロトロン帯電器を用い、該スコロトロン帯電器によって除電処理がなされる潜像担持体の１次転写領域よりも中間転写体表面移動方向上流側であって、該潜像担持体に対して中間転写体表面移動方向上流側で隣り合う潜像担持体の１次転写領域よりも中間転写体表面移動方向下流側に、該中間転写体表面上の可視像を構成する像形成物質の量を検知するための検知手段を配置するとともに、該検知手段で像形成物質量が検知された中間転写体表面部分が、該検知手段の中間転写体表面移動方向下流側で隣り合う潜像担持体と対向する１次転写領域に到達するタイミングと同じタイミングで該１次転写領域に到達する該潜像担持体の表面部分に対して該電荷が付与されるように、該スコロトロン帯電器を配置し、該検知手段の検知結果に基づき、該スコロトロン帯電器によって該潜像担持体表面に付与する電荷量を制御する電荷付与量制御手段を設けた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、現像時に、上記像形成物質を上記静電潜像に対して静電的に付着させるための現像電界を形成すべく該像形成物質を担持する現像担持体に印加する現像バイアス値と同じ値のバイアスを、上記スコロトロン帯電器のグリッド電極に印加するように構成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又は２の画像形成装置において、上記検知手段を、上記中間転写体上の可視像担持領域における中間転写体表面移動方向に直交する幅方向全域にわたって中間転写体表面に対向するように配置される誘導電極板と、該誘導電極板に発生する誘導電圧を計測する電圧計測手段とから構成した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又は２の画像形成装置において、上記検知手段として、検知対象である像形成物質量の増減に応じて出力電圧が増減するものを用い、上記検知手段の出力電圧の増減に応じて増減する上記所定極性と同極性の電圧を、上記スコロトロン帯電器のケーシングに印加するケーシング電圧印加手段を有す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４の画像形成装置において、上記ケーシング電圧印加手段により上記ケーシングに印加される電圧は、上記検知手段の出力電圧の積分値を増幅したものであることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１乃至５の画像形成装置においては、転写前除電手段として用いるスコロトロン帯電器の除電対象となる潜像担持体表面部分と１次転写領域で対向することになる中間転写体表面部分に付着した像形成物質の量が検知される。そして、その検知結果すなわち中間転写体表面部分に付着した像形成物質の量に応じて、その表面部分に対向することになる潜像担持体表面部分に付与される電荷量が制御される。したがって、中間転写体表面部分に大量の像形成物質が付着している場合には、その表面部分に対向することになる潜像担持体表面部分への電荷付与量を多くするという制御を行うことができる。また、中間転写体表面部分に少量の像形成物質しか付着していない場合には、その表面部分に対向することになる潜像担持体表面部分への電荷付与量を少なくすることで、放電生成物（ＮＯｘ等）による不具合を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上、請求項１乃至５の発明によれば、中間転写体表面部分に付着した像形成物質の量に応じて、その表面部分に対向することになる潜像担持体表面部分に付与される電荷量を制御することができる結果、スコロトロン帯電器を用いて転写前除電を行うときに従来発生していた逆転写の発生を抑制することが可能となるという優れた効果が奏される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のカラー複写機に適用した一実施形態について説明する。
近年、電子写真方式の画像形成装置では、市場からの要求に伴い、カラー複写機やカラープリンタなどのカラー画像形成装置が多くなってきている。カラー画像形成装置には、１つの潜像担持体のまわりに複数色の現像装置を備え、これらの現像装置によりそれぞれ可視像であるトナー像を形成して、これらのトナー像を重ね合わせてカラー画像を得るいわゆる１ドラム型の画像形成装置が知られている。この画像形成装置においては、複数の現像器を現像位置へ順次回転させて現像を行ういわゆるリボルバ型の現像装置を用いるものがある。一方、複数の潜像担持体を備え、各潜像担持体に対してそれぞれ個別に現像装置を設け、各潜像担持体上にそれぞれ各色のトナー像を形成し、これらのトナー像を順次重ね合わさるようにして転写してカラー画像を得る、いわゆるタンデム型の画像形成装置も知られている。１ドラム型とタンデム型とを比較すると、前者は、潜像担持体が１つであることから、小型化が比較的容易で低コスト化を図りやすいという利点があるものの、１つの潜像担持体を用いて複数回（通常４回）画像形成を繰り返してカラー画像を得る必要があることから、画像形成の高速化が困難であるという欠点がある。これに対し、後者は、逆に、小型化、低コスト化が困難であるという欠点があるものの、画像形成の高速化が容易であるという利点がある。最近は、カラー画像についてもモノクロ並みのスピードが望まれることから、タンデム型の画像形成装置が注目されている。特に、各潜像担持体上のトナー像を１次転写装置により一旦中間転写体上に互いに重なり合うように転写して後、その中間転写体上のトナー像を２次転写装置によりシートＳに一括転写する中間転写方式を採用したものが注目されている。これは、２次転写位置を比較的自由に設置することができるから、給紙装置や定着装置の配置の自由度が増し、小型化が容易となるからである。また、定着装置の配置の自由度が増すことで、定着装置と転写部との間のシート部分が撓むことができる十分な余裕をもたせることができるから、定着装置がほとんど画像形成に影響を及ぼさないようにすることができる。このようなことから、最近は、タンデム型の画像形成装置の中の、特に中間転写方式のものが注目されてきている。
したがって、本実施形態では、中間転写方式を採用したタンデム型の画像形成装置を採用している。
【００１４】
まず、本実施形態に係る複写機全体の構成について説明する。
図２は、本実施形態に係る複写機全体の概略構成図である。この複写機は、複写機本体５００と、この複写機本体を載置する給紙テーブル２００と、その複写機本体上に取り付けるスキャナ３００と、このスキャナの上部に取り付けられる原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とから構成されている。
【００１５】
図３は、複写機本体５００部分の構成を示す拡大図である。複写機本体５００には、無端ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１４，１５，１６に張架された状態で、図３中時計回り方向に回転駆動される。支持ローラのうちの第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間のベルト張架部分には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋが並んで配置されている。これらの画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの上方には、図２に示すように、潜像形成手段としての露光装置２１が設けられている。この露光装置２１は、スキャナ３００で読み取った原稿の画像情報に基づいて、各画像形成ユニットに設けられる潜像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ上に静電潜像を形成するためのものである。また、支持ローラのうちの第３支持ローラ１６に対向する位置には、２次転写装置２２が設けられている。この２次転写装置２２は、２つのローラ２３ａ，２３ｂ間に無端ベルト状の２次転写ベルト２４が張架した構成を有する。そして、中間転写ベルト１０上のトナー像を記録材としての転写紙上に２次転写する際には、２次転写ベルト２４を第３支持ローラ１６に巻回された中間転写ベルト１０部分に押し当てて２次転写を行う。なお、２次転写装置２２は、２次転写ベルト２４を用いた構成でなくても、例えば転写ローラや非接触の転写チャージャを用いた構成としてもよい。また、２次転写装置２２の２次転写ベルト２４による転写紙搬送方向下流側には、転写紙上に転写されたトナー像を定着させるための定着装置２５が設けられている。この定着装置２５は、加熱ローラ２６に加圧ローラ２７を押し当てた構成となっている。
【００１６】
また、中間転写ベルト１０の支持ローラのうちの第２支持ローラ１５に対向する位置には、ベルトクリーニング装置１７が設けられている。このベルトクリーニング装置１７は、記録材としての転写紙に中間転写ベルト１０上のトナー像を転写した後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナー（像形成物質）を除去するためのものである。このベルトクリーニング装置１７は、クリーニング部材として２つのファーブラシを備えている。これらのファーブラシは、φ２０ｍｍであり、６．２５Ｄ／Ｆで１０万本／ｉｎｃｈ2のアクリルカーボンから構成されたブラシローラであり、その抵抗値が１０7Ωのものを使用している。これらのファーブラシは、中間転写ベルト１０に対してカウンタ方向に回転駆動する。各ファーブラシには、それぞれ金属ローラが当接しており、図示しない電源装置から金属ローラを介してそれぞれ異なる極性のバイアスが印加される。本実施形態では、中間転写ベルト１０の表面移動方向上流側に位置するファーブラシには、マイナス電圧を印加し、下流側に位置するファーブラシにはプラス電圧を印加する。また、各金属ローラには、それぞれブレードの先端が押し当てられている。このような構成により、まず、中間転写ベルト１０の表面移動方向上流側のファーブラシを用いて中間転写ベルト表面のクリーニングを行う。具体的には、金属ローラに−７００Ｖを印加すると、これに当接したファーブラシには−４００Ｖが印加され、中間転写ベルト１０上のプラス帯電トナーがこのファーブラシ９０に付着する。この付着したプラス帯電トナーは、電位差によりファーブラシから金属ローラへ転移し、ブレードにより掻き落とされ、回収される。同様にして、中間転写ベルト１０の表面移動方向下流側のファーブラシを用いて、中間転写ベルト１０上のマイナス極性トナーのクリーニングも行う。各ブレードで掻き落とされたトナーは、図示しないタンクに回収する。トナーリサイクル装置を用いて現像装置内へ戻すようにしてもよい。このようにファーブラシを用いたクリーニングによりほとんどのトナーは除去されるが、中間転写ベルト１０上には、まだ少しのトナーが残ることがある。このトナーは、下流側のファーブラシによるクリーニング時にプラス帯電されているので、ブラックの１次転写位置において感光体ドラム２０Ｋ側に逆転写し、感光体クリーニング装置６３Ｋで回収される。
【００１７】
次に、画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの構成について説明する。以下の説明では、黒色のトナー像を形成する画像形成ユニット１８Ｋを例に挙げて説明するが、他の画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍも同様の構成を有する。
図４は、隣り合う２つの画像形成ユニット１８Ｍ，１８Ｋの構成を示す拡大図である。なお、図中の符号では、色の区別を示す「Ｍ」及び「Ｋ」の記号を省略しており、以下の説明でも記号は適宜省略する。
画像形成ユニット１８には、感光体ドラム２０の周囲に、一様帯電手段としての帯電装置６０、現像手段としての現像装置８０及びクリーニング手段としての感光体クリーニング装置６３が設けられている。また、感光体ドラム２０に対して中間転写ベルト１０を介して対向する位置には、１次転写手段としての１次転写ローラ６２が設けられている。
【００１８】
上記帯電装置６０は、帯電ローラを採用した接触帯電方式のものであり、感光体ドラム２０に接触して電圧を印加することにより感光体ドラム２０の表面を一様に帯電する。これにより、本実施形態では、感光体ドラム２０の表面がマイナス極性に一様に帯電される。この帯電装置６０には、非接触のコロトロンチャージャなどを採用した非接触帯電方式のものも採用できる。
【００１９】
また、上記現像装置８０は、一成分現像剤を使用してもよいが、本実施形態では、磁性キャリアと、帯電極性がマイナス極性である非磁性トナーからなる二成分現像剤を使用している。この現像装置８０は、現像担持体としての現像スリーブ８１の表面の一部を感光体ドラム２０に対向させるための開口部が設けられたケーシング８４を備えている。本実施形態では、現像スリーブ８１の直径をφ１８とし、その表面について、サンドブラスト加工処理を施し、又は１〜数ｍｍの深さを有する軸方向に延びる複数の溝を形成する処理を施し、表面粗さＲｚで１０〜３０μｍの範囲内に入るようにしている。現像スリーブ８１の内部には、ドクタブレード８３に対向する箇所から現像スリーブ表面移動方向に沿ってＮ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２、Ｓ３の５磁極の磁石が固定配置されている。また、ケーシング８４の内部には、二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を収容するための現像剤収容空間としての内部空間Ａが形成されている。現像スリーブ８１は、表面に現像剤を担持した状態で、感光体ドラム２０の回転に対して連れ回り方向に回転駆動する。内部空間Ａには、現像スリーブ８１の回転軸方向に現像剤を搬送する搬送部材としての２本の搬送スクリュー８２ａ，８２ｂが設けられている。この２本の搬送スクリュー８２ａ，８２ｂは、回転軸に固定されたフィンを回転させることで、現像剤を攪拌しながら、現像スリーブ８１の回転軸方向と平行な方向にに搬送する。なお、各搬送スクリュー８２ａ，８２ｂは、互いに逆向きに現像剤を搬送するように構成されている。２本の搬送スクリュー８２ａ，８２ｂの間には、現像スリーブ回転軸方向両端部で互いが連通するように仕切っている仕切り部材８４ａがケーシング８４と一体的に形成されている。これにより、２本の搬送スクリュー８２ａ，８２ｂの両端部領域には、一方の搬送スクリュー８２ａ，８２ｂの搬送終了端部まで搬送された現像剤を他方の搬送スクリュー８２ｂ，８２ａの搬送開始端部まで移動させるための移動通路が形成される。よって、各搬送スクリュー８２ａ，８２ｂにより現像剤がその搬送終了端部まで搬送されると、その現像剤は移動通路を通って他方の搬送スクリュー８２ｂ，８２ａ側に移動し、今度は逆向きに搬送され、内部空間Ａ内を現像剤が循環する。なお、現像装置８０の構成及び動作についての詳細は後述する。
【００２０】
また、上記１次転写ローラ６２は、中間転写ベルト１０を挟んで感光体ドラム２０側に押し当てられるように設置されている。１次転写ローラ６２の代わりに、ローラ形状以外の形状をもった部材を用いてもよい。また、この１次転写ローラ６２には、プラス極性の直流転写バイアスを印加する図示しない電源装置が設けられており、この電源装置とともに１次転写手段を構成する。なお、直流バイアスに交流バイアスを重畳させた転写バイアスを用いてもよい。なお、図３中符号７４で示す部材は、各１次転写ローラ６２の間に設けられる導電性ローラである。この導電性ローラ７４は、中間転写ベルト１０のベース層側（内周面側）に接触して設けられ、１次転写時に各１次転写ローラ６２に印加される転写バイアスが、中抵抗のベース層や表面を介して隣りの１次転写部に流れ込むことのを阻止するためのものである。
また、上記感光体クリーニング装置６３は、先端を感光体ドラム２０に押し当てられるように配置される、例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード７５を備えている。また、本実施形態では、クリーニング性能を高めるために感光体ドラム２０に接触する導電性のファーブラシ７６を併用している。このファーブラシ７６には、金属製の電界ローラ７７からバイアスが印加されており、その電界ローラ７７にはスクレーパ７８の先端が押し当てられている。そして、クリーニングブレード７５やファーブラシ７６により感光体ドラム２０から除去されたトナーは、感光体クリーニング装置６３の内部に収容される。その後、回収スクリュ７９により感光体クリーニング装置６３の片側に寄せられ、図示しないトナーリサイクル装置を通じて現像装置８０へと戻され、再利用する。
また、除電装置６４は、除電ランプで構成されており、光を照射して感光体ドラム２０の表面電位を初期化する。
【００２１】
以上の構成をもつ画像形成ユニット１８では、感光体ドラム２０の回転とともに、まず帯電装置６０で感光体ドラム２０の表面を一様に帯電する。次いでスキャナ３００により読み取った画像情報に基づいて露光装置２１からレーザやＬＥＤ等による書込光Ｌを照射し、感光体ドラム２０上に静電潜像を形成する。その後、現像装置８０により静電潜像が可視像化されてトナー像が形成される。このトナー像は、１次転写ローラ６２により中間転写ベルト１０上に１次転写される。１次転写後に感光体ドラム２０の表面に残留した転写残トナーは、感光体クリーニング装置６３により除去され、その後、感光体ドラム２０の表面は、除電装置６４により除電されて、次の画像形成に供される。
【００２２】
次に、本実施形態における複写機の動作について説明する。
上記構成をもつ複写機を用いて原稿のコピーをとる場合、まず、図２に示した原稿自動搬送装置４００の原稿台３０に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。その後、ユーザーが図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときには、原稿がコンタクトガラス３２上に搬送される。そして、スキャナ３００が駆動して第１走行体３３および第２走行体３３が走行を開始する。これにより、第１走行体３３からの光がコンタクトガラス３２上の原稿で反射し、その反射光が第２走行体３３のミラーで反射されて、結像レンズ３５を通じて読取センサ３６に案内される。このようにして原稿の画像情報を読み取る。
【００２３】
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、図示しない駆動モータが駆動し、支持ローラ１４，１５，１６のうちの１つが回転駆動して中間転写ベルト１０が回転駆動する。また、これと同時に、各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋも回転駆動する。なお、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの駆動機構の詳細は後述する。その後、スキャナ３００の読取センサ３６で読み取った画像情報に基づいて、露光装置２１から、各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ上に書込光Ｌがそれぞれ照射される。これにより、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋには、それぞれ静電潜像が形成され、現像装置８０Ｙ，８０Ｃ，８０Ｍ，８０Ｋにより可視像化される。そして、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ上には、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像が形成される。このようにして形成された各色トナー像は、各１次転写ローラ６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｍ，６２Ｋにより、順次中間転写ベルト１０上に重なり合うようにそれぞれ１次転写される。これにより、中間転写ベルト１０上には、各色トナー像が重なり合った合成トナー像が形成される。なお、２次転写後の中間転写ベルト１０上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１７により除去される。
【００２４】
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、ユーザーが選択した転写紙に応じた給紙テーブル２００の給紙ローラ４２が回転し、給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚に分離して給紙路４６に入り込み、搬送ローラ４７により複写機本体５００内の給紙路４８まで搬送される。このようにして搬送された転写紙は、レジストローラ４９に突き当たったところで止められる。なお、給紙カセット４４にセットされていない転写紙を使用する場合、手差しトレイ５１にセットされた転写紙を給紙ローラ５０により送り出し、手差し給紙路５３を通って搬送される。そして、同じくレジストローラ４９に突き当たったところで止められる。
【００２５】
レジストローラ４９は、上述のようにして中間転写ベルト１０上に形成された合成トナー画像が２次転写装置２２の２次転写ベルト２４に対向する２次転写部に搬送されるタイミングに合わせて回転を開始する。本実施形態では、このレジストローラ４９として、導電性ゴムローラを用い、バイアスを印加している。具体的には、径φ１８の芯がね表面に１ｍｍの厚さの導電性ＮＢＲゴムをコーティングしたもので、このゴムの電気抵抗値は、体積抵抗率で１０9Ω・ｃｍ程度である。そして、トナーが転写される側の転写紙面（表面）に対向するローラには−８５０Ｖ程度の電圧を印加し、その裏面に対向するローラには＋２００Ｖ程度の電圧を印加する。特に、裏面の紙粉転写を考慮する必要が少ない場合には、電圧を印加せずにレジストローラ４９をアースしてもよい。また、本実施形態では、レジストローラ４９への印加電圧として、直流バイアスを用いているが、直流バイアスを重畳させた交流バイアスを用いてもよい。直流バイアスを重畳させた交流バイアスを用いた方が、転写紙の表面を均一に帯電するのに適している。本実施形態においては、レジストローラ４９を通過した後の転写紙部分の表面は、若干マイナス側に帯電した状態になる。よって、中間転写ベルト１０から転写紙への２次転写時には、レジストローラ４９に電圧を印加しない場合と転写条件が変わる場合があるので、注意が必要である。
【００２６】
このレジストローラ４９により送り出された転写紙は、中間転写ベルト１０と２次転写ベルト２４との間に送り込まれ、２次転写装置２２により、中間転写ベルト１０上の合成トナー像が転写紙上に２次転写される。その後、転写紙は、２次転写ベルト２４に吸着した状態で定着装置２５まで搬送され、定着装置２５で熱と圧力が加えられてトナー像の定着処理が行われる。定着装置２５を通過した転写紙は、排出ローラ５６により排紙トレイ５７に排出されスタックされる。なお、トナー像が定着された面の裏面にも画像形成を行う場合には、定着装置２５を通過した転写紙の搬送経路を切換爪５５により切り換える。そして、その転写紙は、２次転写装置２２の下方に位置するシート反転装置２８に送り込まれ、そこで反転し、再び２次転写部に案内される。
【００２７】
本実施形態では、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ、その周囲に配置された現像装置８０等の部品を、一体化したプロセスカートリッジとして構成している。このプロセスカートリッジは、プリンタ本体に対して着脱自在となっている。よって、プロセスカートリッジ内に収容された部品に寿命が到来したり、メンテナンスが必要になったりしたときには、そのプロセスカートリッジを交換すればよく、利便性が向上する。
【００２８】
本実施形態の具体的な構成について補足すると、本実施形態では、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋとして、アルミニウム等の素管に感光性を有する有機感光材を塗布して感光層を形成したドラム状のものを用いているが、無端ベルト状のものであってもよい。なお、本実施形態の感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの直径は５０ｍｍであり、その感光層の厚みは３０μｍである。また、本実施形態では、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの線速を、２００ｍｍ／ｓとし、トナー帯電量を−１０〜−３０μＣ／ｇの範囲内としている。また、露光装置２１のビームスポット径を５０×６０μｍとし、その光量を０．４７ｍＷとしている。また、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの露光前における帯電電位Ｖ０は−７００Ｖであり、露光後の露光部電位（画像部の電位）ＶＬは−１２０Ｖである。現像バイアスは−４７０Ｖであるので、現像ポテンシャルは３５０Ｖである。また、中間転写ベルト１０は、高分子による単層若しくは複層のベルト状部材であり、その体積抵抗率は１０7Ω・ｃｍ以上であるのが好ましい。なお、中間転写ベルト１０に代えて、ドラム状の中間転写体などを用いてもよい。
また、本実施形態で使用するトナーは、ポリエステル、ポリオ−ル、スチレンアクリル等の樹脂に帯電制御剤（ＣＣＡ）、色剤を混合し、その周りにシリカ、酸化チタン等の物質を外添することで、その帯電特性、流動性を高めている。添加剤の粒径は、通常、０．１〜１．５μｍの範囲である。色剤としては、カ−ボンブラック、フタロシアニンブルー、キナクリドン、カーミン等を挙げることができる。帯電極性は、本実施形態ではマイナス極性である。トナーは、ワックス等を分散混合させた母体トナーに上記種類の添加剤を外添しているものを使用することができる。なお、トナーは、粉砕法で作成されたものの他、重合法等で作成したものも使用可能である。一般に重合法、加熱法等で作成されたトナーは、形状係数を９０％以上に形成することが可能で球形に近いものとなり、添加剤の被覆率も極めて高くなる。ここで、形状係数は、本来ならば球形度となって、「粒子と同体積の球の表面積／実粒子の表面積＊１００％」で定義されるが、測定がかなり困難になるので、平均円形度で算出してもよい。平均円形度の定義は、「粒子と同じ投影面積を持つ円の周長／実粒子の投影輪郭長さ＊１００％」の平均値である。したがって、投影された円が真円に近づくほど、平均円形度は１００％に近づくことになる。トナーの体積平均粒径の範囲は、３〜１２μｍが好適である。本実施形態では、トナーの体積平均粒径を６μｍとし、１２００ｄｐｉ以上の高解像度の画像にも十分対応することが可能である。
また、本実施形態で使用する磁性キャリアは、金属または樹脂をコアとしてフェライト等の磁性材料を含有し、表層はシリコン樹脂等で被覆されたものである。その粒径は、２０〜５０μｍの範囲が良好である。また、電気抵抗値は、ダイナミック抵抗で１０4〜１０6Ωの範囲が最適である。このダイナミック抵抗は、磁性キャリアを、磁石を内包したローラ（φ２０；６００ｒｐｍ）に担持させ、幅６５ｍｍ、長さ１ｍｍの面積の電極をギャップ０．９ｍｍで当接させて、耐圧上限レベル（高抵抗シリコンコートキャリアでは４００Ｖ、鉄粉キャリアでは数Ｖ）の印加電圧を印加したときの測定値である。
【００２９】
次に、本発明の特徴部分である転写前除電について説明する。
上述のように、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ上に形成された各色トナー像は、それぞれ中間転写ベルト１０上に重ね合わせて１次転写される。具体的には、中間転写ベルト１０上には、まず、感光体ドラム２０Ｙ上のＹトナー像が１次転写される。そして、このＹトナー像は、中間転写ベルト１０の表面移動に伴って次のＣ用の１次転写領域に進入し、感光ドラム２０Ｃ上のＣトナー像と重ね合わされる。そして、その上に更に、Ｍトナー像及びＫトナー像が重ね合わせ転写される。この際、中間転写ベルト１０上のＹトナー像を構成するＹトナー（像形成物質）が感光体ドラム２０Ｃの非画像部に接触して電荷注入を受け、中間転写ベルト１０上から感光体ドラム２０Ｃ上に逆転写してしまうことがある。同様にして、Ｍ用の１次転写領域やＫ用の１次転写領域では、すでに中間転写ベルト１０に１次転写されたトナーが感光体ドラム２０Ｍ，２０Ｋの非画像部に逆転写してしまうことがある。かかる逆転写を抑えるべく、本実施形態における複写機では、図４に示すように、各画像形成ユニット１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋに、１次転写に先立って感光体ドラム２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋを除電しておく転写前除電手段としてのスコロトロン帯電器１０１を設けている。
【００３０】
図１は、Ｍ用の画像形成ユニット１８Ｍに対応する１次転写領域周辺を拡大した説明図である。なお、転写前除電を行う他の画像形成ユニット１８Ｃ，１８Ｋの構成も同様であるので説明を省略し、また色分け記号についても適宜省略する。
本実施形態においては、中間転写ベルト１０の表面上のトナー像を構成するトナーＴの量を検知するための検知手段として、トナー付着量センサ１０２が設けられている。このトナー付着量センサ１０２は、４つの感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの間にそれぞれ配置されている。具体的には、上記スコロトロン帯電器１０１によって除電処理がなされる感光体ドラム２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの１次転写領域よりも中間転写ベルト表面移動方向上流側であって、これらの感光体ドラムに対して中間転写ベルト表面移動方向上流側で隣り合う感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍの１次転写領域よりも中間転写ベルト表面移動方向下流側に配置されている。すなわち、本実施形態では、３つのトナー付着量センサ１０２が設けられている。また、各スコロトロン帯電器１０１は、それぞれの除電処理対象となる感光体ドラム２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの中間転写ベルト表面移動方向上流側に位置する各トナー付着量センサ１０２と、１対１で対応している。そして、各スコロトロン帯電器１０１は、対応するトナー付着量センサ１０２でトナーＴの量が検知された中間転写ベルト表面部分がその除電処理対象となる感光体ドラム２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの１次転写領域に到達するタイミングと同じタイミングでその１次転写領域に到達する感光体ドラム表面部分に対して電荷が付与されるように配置されている。
【００３１】
上記スコロトロン帯電器１０１は、ワイヤー又は鋸電極若しくはピン電極などの放電体１０１ａで放電を発生させ、プラス電荷を発生させる。また、このスコロトロン帯電器１０１は、感光体ドラム２０との対向面が開口したケーシング１０１ｂと、その開口部分に設けられたグリッド電極１０１ｃとを備えている。ケーシング１０１ｂは、金属又は導電樹脂などで形成されており、図示しないが接地されている。グリッド電極１０１ｃには、現像スリーブ８１に印加される現像バイアスＶＢと同じ値のバイアス、すなわち−４７０Ｖが印加される。本実施形態において、グリッド電極１０１ｃと感光体ドラム２０との間隔は、通常よりも広めに設定されており、３ｍｍ以上に設定される。
上記トナー付着量センサ１０２は、中間転写ベルト１０の可視像担持領域、すなわち、トナーＴが付着し得る領域の、ベルト幅方向にわたって対向する金属板又は薄く中抵抗物質コーティングを施した電極板などの誘導電極板１０２ａを備える。この誘導電極板１０２ａは、キャパシタンス１０２ｂを介して接地されている。この誘導電極板１０２ａとの対向領域に中間転写ベルト１０の表面移動に伴ってトナー像が進入すると、このトナー像を構成する帯電したトナーＴによる誘電効果によって、キャパシタンス１０２ｂの両端に電位差が生じる。この電位差信号（出力電圧）は、制御部１０４に入力される。また、誘導電極板１０２ａの中間転写ベルト１０との対向する面の反対面側には、接地されたガード電極１０３が設けられている。
【００３２】
図５は、上記制御部１０４を構成する電気回路の概略構成を示す回路図である。
本実施形態の制御部１０４は、トナー付着量センサ１０２の出力電圧を、増幅器ＩＣ１，ＩＣ２でそれぞれ増幅させるアンプ部１０４Ａ，１０４Ｂと、オシレータ駆動回路１０４Ｃと、高圧側駆動回路１０４Ｄとを備えている。第１アンプ部１０４ＡにおけるスイッチＳＷ１は、増幅器ＩＣ１の保護用接地のためのものであり、高インピーダンス入力品であることが望まれる。第１アンプ部１０４Ａの出力電圧は、第２アンプ部１０４ＢのキャパシタンスＣ２及び保護用抵抗Ｒ１により積分される。なお、抵抗Ｒ２は保護用の抵抗である。また、オシレータ駆動回路１０４Ｃは、第２アンプ部１０４Ｂの出力電圧に基づいてトランス入力電圧の増減を行う。高圧側駆動回路１０４Ｄは、トランスの出力側に生じた電圧に基づいて単波整流する。この高圧側駆動回路１０４Ｄの出力は、上記スコロトロン帯電器１０１の放電体１０１ａに接続されている。電流についてはフィードバック信号が返される。
【００３３】
以上の構成において、スコロトロン帯電器１０１の放電体１０１ａに高圧側駆動回路１０４Ｄの出力が印加されると、その放電体１０１ａでプラス電荷が発生する。このプラス電荷は、接地されたケーシング１０１ｂとグリッド電極１０１ｃとの電位差によって、グリッド電極１０１ｃ側に向かって移動する。そして、グリッド電極１０１ｃに到達したプラス電荷は、今度はグリッド電極１０１ｃと感光体ドラム２０との電位差によって、感光体ドラム２０側に引き寄せられる。このとき、グリッド電極１０１ｃの電位（−４７０Ｖ）は、トナーＴが付着した画像部電位ＶB（−４７０Ｖ）と同じなので電位差が生じないが、非画像部電位ＶD（−７００）との間では電位差が生じる。よって、図７（ｂ）に示したものと同様に、グリッド電極１０１ｃから出たプラス電荷のほとんどは、非画像部に向かって移動し、これに付着することになる。そして、プラス電荷の付着により除電された非画像部電位ＶDがグリッド電極の電位と同じ−４７０Ｖまで落ち込むと、グリッド電極１０１ｃと感光体ドラム２０との電位差がなくなって、グリッド電極１０１ｃからのプラス電荷の放出が停止する。その結果、除電後の感光体ドラム２０上の電位は、図７（ｃ）に示したものと同様になる。すなわち、非画像部のうち、感光体ドラム２０上のトナー像周辺部分を除く部分についてだけ、選択的に除電することができる。よって、感光体ドラム２０上のトナー像周囲の電位ポテンシャルの壁を高く維持しつつ、１次転写前に感光体ドラム２０の非画像部の大部分の電荷を除電できる。したがって、感光体ドラム２０上の静電潜像に付着したトナーのチリが発生するのを抑制しつつ、中間転写ベルト１０から感光体ドラム２０へのトナーの逆転写を抑えることができる。
【００３４】
ここで、上述したようにトナー像周辺部分を除く非画像部についてのみ選択的な除電を適切に行うためには、グリッド電極１０１ｃから放出されたプラス電荷を、感光体ドラム２０上の非画像部へ的確に案内できることが重要である。グリッド電極１０１ｃと感光体ドラム２０との間隔が近すぎると、画像部に向かって放出されたプラス電荷が電界の作用を受けて非画像部側へ移動する前に感光体ドラム２０の表面に到達してしまい、プラス電荷を感光体ドラム２０上の非画像部へ的確に案内することができなくなる。また、グリッド電極１０１ｃから放出されたプラス電荷の移動速度が速すぎる場合も、同様に、電界の作用を受けて非画像部側へ移動する前にプラス電界が感光体ドラム２０の表面に到達してしまい、感光体ドラム２０上の非画像部へ的確に案内されない。したがって、上述したようにトナー像周辺部分を除く非画像部についてのみ選択的な除電を適切に行うためには、グリッド電極１０１ｃと感光体ドラム２０との間隔を適度に広く設定したり、放電により発生したプラス電荷を適度に低速化したりすることが要求される。そこで、本実施形態では、グリッド電極１０１ｃと感光体ドラム２０との間隔を３ｍｍ程度に設定している。なお、この間隔については、グリッド電極１０１ｃと感光体ドラム２０との間の電界とプラス電荷の移動速度との関係を実験やシミュレーション等により把握した上で、上述した選択的な除電が適切に行われるような最適なものを求めることで得ることができる。
【００３５】
ところが、このように選択的な除電を行う場合、非画像部のうちトナー像周辺部分については、図７（ｃ）に示したように、十分な除電がなされない。そのため、このトナー像周辺部分の非画像部が転写領域に到達したとき、すでに中間転写ベルト１０上に転写されているトナー像との間で局部的な放電が発生するおそれがある。この局部的な放電が発生すると、そのトナー像を構成するトナーに電荷注入が起こり、逆転写が発生してしまう。この局部的な放電が発生するかどうかは、感光体ドラム２０上におけるトナー像周辺部分の非画像部と対向する中間転写ベルト部分に存在するトナー量によって左右される。よって、この中間転写ベルト部分に存在し得る最大トナー量を想定し、上記スコロトロン帯電器１０１により感光体ドラム２０に付与する電荷量を多くしておけば、中間転写ベルト部分に存在し得るトナー量の多少に関わらず、トナー像周辺部分の非画像部の表面電位を下げることができ、局部的な放電を抑制できる。しかし、スコロトロン帯電器１０１による電荷付与量を一律に多くすることは、放電生成物（ＮＯｘ等）による不具合を助長することとなり、望ましくない。そこで、本実施形態では、次のようにして放電の発生を抑制する。
【００３６】
すなわち、本実施形態では、上記トナー付着量センサ１０２によって、転写領域直前の中間転写ベルト１０の表面電位を検知する。この中間転写ベルト１０の表面電位は、トナー付着量センサ１０２の検知領域内における中間転写ベルト部分上に存在するトナー量に比例するものである。したがって、トナー付着量センサ１０２の検知結果から、そのトナー付着量センサ１０２の検知領域内の中間転写ベルト部分上に存在するトナー量を把握することができる。このトナー付着量センサ１０２の検知結果である出力電圧は、図５に示したように、制御部１０４の第１アンプ部１０４Ａに入力される。そして、制御部１０４のオシレータ駆動回路１０４Ｃにおいて、トナー付着量センサ１０２の出力電圧に応じ、スコロトロン帯電器１０１の放電体１０１ａに印加する印加電流Ｉｄｔが制御される。具体的には、中間転写ベルト１０上のトナー量が多い場合、トナー付着量センサ１０２の出力電圧が大きくなって、放電体１０１ａに印加される印加電流Ｉｄｔが大きくなる。これにより、スコロトロン帯電器１０１で発生する電荷量が多くなり、トナー像周辺部分の非画像部の表面電位が下がる結果、中間転写ベルト１０上のトナー量が多くても局部的な放電が十分に抑制される。一方、中間転写ベルト１０上のトナー量が少ない場合、トナー付着量センサ１０２の出力電圧が小さくなって、放電体１０１ａに印加される印加電流Ｉｄｔが小さくなる。これにより、スコロトロン帯電器１０１で発生する電荷量が少なくなる結果、放電生成物が不要に発生するのを抑制できる。なお、中間転写ベルト１０上のトナー量が少ない場合、中間転写ベルト１０上のトナー量が多い場合に比べて、スコロトロン帯電器１０１で発生させる電荷量が少なくても、局部的な放電を十分に抑制できる。
【００３７】
以上、本実施形態の複写機は、複数の潜像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋと、これらの感光体ドラムの表面をマイナス極性に一様帯電させる一様帯電手段としての帯電装置６０と、一様帯電された感光体ドラム表面に静電潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置２１と、マイナス極性に帯電した像形成物質であるトナーを静電潜像に対して静電的に付着させて現像を行う現像手段としての現像装置８０を備えている。また、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋに対向するように配置される中間転写体としての中間転写ベルト１０と、これらの感光体ドラムと中間転写ベルト１０とがそれぞれ対向する各１次転写領域に１次転写電界を形成して、これらの感光体ドラム上の各トナー像（可視像）を互いに重なり合うように中間転写ベルト上に転写する１次転写手段としての１次転写ローラ６２と、これらの感光体ドラムのうち中間転写ベルト表面移動方向最上流に位置する感光体ドラム２０Ｙを除いた感光体ドラム２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの少なくとも１つの表面を、１次転写ローラ６２による１次転写に先立って除電する転写前除電手段としてのスコロトロン帯電器１０１を備えている。このスコロトロン帯電器１０１は、プラス極性の電荷を発生させてこれを感光体ドラム２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの表面に付与するものである。また、このスコロトロン帯電器１０１によって除電処理がなされる感光体ドラム２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの１次転写領域よりも中間転写ベルト表面移動方向上流側であって、これらの感光体ドラム２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋに対して中間転写ベルト表面移動方向上流側で隣り合う感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍの１次転写領域よりも中間転写ベルト表面移動方向下流側には、中間転写ベルト表面上のトナー像を構成するトナーの量を検知するための検知手段としてのトナー付着量センサ１０２が配置されている。また、このトナー付着量センサ１０２でトナー量が検知された中間転写ベルト１０の表面部分が、そのセンサの中間転写ベルト表面移動方向下流側で隣り合う感光体ドラム２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋと対向する１次転写領域に到達するタイミングと同じタイミングでその１次転写領域に到達する感光体ドラム２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの表面部分に対してプラス電荷が付与されるように、上記スコロトロン帯電器１０１が配置されている。また、本実施形態の複写機は、このトナー付着量センサ１０２の検知結果に基づき、スコロトロン帯電器１０１によって感光体ドラム２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋに付与する電荷量を制御する電荷付与量制御手段としての制御部１０４を備えている。そして、本実施形態の複写機は、中間転写ベルト１０の表面部分に大量のトナーが付着している場合には、その表面部分に対向することになる感光体ドラム２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの表面部分への電荷付与量を多くし、中間転写ベルト１０の表面部分に少量のトナーが付着している場合には、その表面部分に対向することになる感光体ドラム２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの表面部分への電荷付与量を少なくするように、制御部１０４においてスコロトロン帯電器１０１による電荷付与量が制御される。これにより、中間転写ベルト１０の表面部分に大量のトナーが付着している場合でも、局部的な放電を十分に抑制して逆転写を抑えることができる。加えて、不要な放電が抑えられるため、放電生成物（ＮＯｘ等）による不具合も抑制される。
また、本実施形態においては、現像時に、トナーを静電潜像に対して静電的に付着させるための現像電界を形成すべくトナーを担持する現像担持体としての現像スリーブ８１に印加する現像バイアスＶBと同じ値のバイアスを、スコロトロン帯電器１０１のグリッド電極１０１ｃに印加するように構成されている。これにより、グリッド電極１０１ｃへの印加電圧を発生させる手段を別途設ける必要がなくなり、装置構成を簡略化することができる。しかも、適正な転写前除電を行うには、帯電装置６０により一様帯電された感光体ドラムの表面電位（非画像部電位）よりも小さく、かつ、トナーが付着した画像部電位以上である電圧をグリッド電極１０１ｃへ印加する必要がある。このような電圧としては、現像バイアスＶBが適切である。
また、本実施形態においては、上記トナー付着量センサ１０２を、中間転写ベルト１０上の可視像担持領域における中間転写ベルト表面移動方向に直交する幅方向全域にわたって中間転写ベルト表面に対向するように配置される誘導電極板１０２ａと、この誘導電極板１０２ａに発生する誘導電圧を計測する電圧計測手段としてのキャパシタンス１０２ｂとから構成している。中間転写ベルト１０の表面電位からトナー付着量を検知するセンサとしては、振動型電位センサのような検知領域が小さいものではなく、中間転写ベルト１０上の可視像担持領域の幅方向全域を検知できるものであるのが望ましい。可視像担持領域の幅方向全域と同程度のサイズを有する誘導電極板１０２ａを中間転写ベルト１０に対向させて、その誘導電極板１０２ａに生じた誘導電圧を計測すれば、中間転写ベルト１０上の可視像担持領域の全体におけるトナー付着量を把握することができる。また、途中の浮遊容量を考慮すると、誘導電極板１０２ａはできるだけ広い方がよい。また、誘導電極板１０２ａが広ければ、センサ感度を高めることができるので、高感度で高額な電位センサを用いることなく、低コストで高いセンサ感度を得ることができる。
なお、本実施形態においては、スコロトロン帯電器１０１のケーシング１０１ｂを接地する構成について説明したが、他の構成を採用してもよい。例えば、トナー付着量センサ１０２として、本実施形態のように検知対象であるトナー量の増減に応じて出力電圧が増減するものを用い、このトナー付着量センサ１０２の出力電圧の増減に応じて増減するマイナス極性の電圧を、スコロトロン帯電器１０１のケーシング１０１ｂに印加するケーシング電圧印加手段を設けるようにしてもよい。このような構成の利点は次の通りである、すなわち、トナー付着量センサ１０２により検知されるトナー量が多いほど、上述したように、スコロトロン帯電器１０１による感光体ドラム２０への電荷付与量を多くする必要がある。そのため、トナー付着量センサ１０２により検知されるトナー量が多くても、スコロトロン帯電器１０１の立ち上がり時間を改善して、陣族に多くの電荷を付与できるようにすることが望まれる。特に、本実施形態のように広幅の誘導電極板１０２ａでトナー量を検知する場合には、スコロトロン帯電器１０１へのフィードバックが遅くなるので、スコロトロン帯電器１０１の立ち上がり時間の改善は重要である。上記のように、トナー付着量センサ１０２の出力電圧の増減に応じて増減するマイナス極性の電圧をスコロトロン帯電器１０１のケーシング１０１ｂに印加する構成とすれば、トナー付着量センサ１０２により検知されるトナー量が多い場合、その分だけトナー付着量センサ１０２の出力電圧が高くなり、ケーシング１０１ｂにはマイナス極性の大きな電位が印加されることになる。これにより、プラス極性の放電バイアスが印加される放電体１０１ａとケーシング１０１ｂとの電位差が大きくなり、強い放電が行われる。よって、スコロトロン放電器の立ち上がり時間が改善される。特に、ケーシング電圧印加手段によりケーシング１０１ｂに印加される電圧として、トナー付着量センサ１０２の出力電圧の積分値を増幅したものを用いれば、スコロトロン帯電器１０１の安定した立ち上がりを実現できる。すなわち、トナー付着量センサ１０２の出力電圧をそのままスコロトロン帯電器１０１のケーシング１０１ｂに印加した場合、中間転写ベルト１０が高抵抗等のときには、その出力電圧は図６（ａ）の実線で示すようになる。これに対し、トナー付着量センサ１０２の出力電圧の積分値をスコロトロン帯電器１０１のケーシング１０１ｂに印加した場合、中間転写ベルト１０が高抵抗等のときにでも、その出力電圧は図６（ｂ）に示すようになる。この場合、中間転写ベルト１０の抵抗にバラツキがあっても、スコロトロン帯電器１０１を安定して立ち上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施形態における複写機のＭ用画像形成ユニットに対応する１次転写領域周辺を拡大した説明図。
【図２】同複写機全体の概略構成図。
【図３】同複写機本体部分の構成を示す拡大図。
【図４】同複写機における隣り合う２つの画像形成ユニットの構成を示す拡大図。
【図５】同複写機の制御部を構成する電気回路の概略構成を示す回路図。
【図６】（ａ）は、トナー付着量センサ１０２の出力電圧を示すグラフである。（ｂ）はその出力電圧の積分値を示すグラフである。
【図７】（ａ）乃至（ｃ）は、スコロトロン帯電器を用いて転写前除電が行われる様子を示す説明図。
【符号の説明】
【００３９】
１０  中間転写ベルト
１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋ  画像形成ユニット
２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ  感光体ドラム
２１  露光装置
２２  ２次転写装置
６０  帯電装置
６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｍ，６２Ｋ  １次転写ローラ
８０  現像装置
１０１  スコロトロン帯電器
１０１ａ  放電体
１０１ｂ  ケーシング
１０１ｃ  グリッド電極
１０２  トナー付着量センサ（検知手段）
１０２ａ  誘導電極板
１０３  ガード電極
１０４  制御部
【図１】
2005242223.tif 000003
【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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