(57)【要約】【課題】  クリーナレスシステムを備える画像形成装置において、感光体への負荷を合理的に配分することにより、高画質を保ちながら、製作コスト、寿命を合理的なものとすることができるようにする。【解決手段】  転写ベルト１１上に上流側から配置された感光体３Ａ〜３Ｄにおいて、それぞれ転写位置と帯電ローラ１Ａ〜１Ｄとの間にトナー攪乱ローラ２Ａ〜２Ｄを設ける。そして、トナー攪乱ローラ２Ａ〜２Ｄのトナー攪乱強度の大きさをトナー攪乱ローラ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの順に増強する。【選択図】      図１
2005189640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体に沿って帯電手段、露光手段、現像手段を配置して前記感光体上にトナー像を形成し、転写位置で前記トナー像を転写できるようにした複数の画像形成部がベルト転写体上に配置され、前記複数のトナー像を順次重ねて転写することにより画像を形成するようにした画像形成装置であって、
前記複数の画像形成部の転写位置下流側かつ帯電位置上流側に、感光体上の残留トナーの感光体付着力を低減させるトナー攪乱手段をそれぞれ設け、
該トナー攪乱手段によるトナー攪乱強度が、前記ベルト転写体の上流側から下流側に向けて順次増強される構成としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー像攪乱手段が、前記感光体に当接されるブラシ状部材であり、
前記トナー攪乱強度が、前記ブラシ状部材の形状特性により加減された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】
前記トナー像攪乱手段が、前記感光体に当接されるローラ状部材であり、
前記トナー攪乱強度が、前記ローラ状部材と前記感光体のとの軸間距離により加減された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】
前記トナー像攪乱手段が、前記感光体に対して所定線速で回転摺動するローラ状部材であり、
前記トナー攪乱強度が、前記線速比により加減されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナー像攪乱手段が、前記感光体に当接されるとともにバイアス電圧が印加される導電性部材であり、
前記トナー攪乱強度が、前記バイアス電圧により加減されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記複数の画像形成部のうち、前記ベルト転写体上の最も上流側に配置される画像形成部が黒色のトナー像を形成するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関する。特に電子写真を用いてトナー像を形成するタンデム方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラープリンタ、カラー複写機、カラーファックスなどの多色画像形成装置では、印字速度を向上できるタンデム方式が用いられる場合があった。タンデム方式は、複数の画像形成部を転写搬送ベルトまたは中間転写ベルト上に配置して、転写紙を吸着した転写搬送ベルトまたは中間転写ベルト上に色分解画像に対応したトナー像を順次転写し、色重ねして多色のトナー像を形成する方式である。
タンデム方式では、このように複数の画像形成部を備えるので、装置の大きさを小さくするために各画像形成部の大きさを小型化することが強く求められている。そのため、転写後の感光体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング手段を省略したクリーナレスシステムが提案されている。
例えば、特許文献１には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックをこの順に中間転写ベルト上に順次転写するクリーナレス方式のカラー画像形成装置が記載されている。この装置には感光体ドラム上に残留付着したトナーをかき乱して付着力を弱めるブラシが設けられている。
また特許文献２には、通常の画像形成工程、及びジャム解消後に転写器に所定の電圧を与えて、メモリー除去手段に蓄積したトナーを像担持体に戻すクリーナレス画像方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００１−３３７５０３号公報（第４−７頁、図１）
【特許文献２】特開平５−２２８９号公報（第２頁、図１、４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような従来の画像形成装置には以下のような問題がある。
特許文献１に記載の技術では、トナー回収するためにブラシによりトナーの付着力を弱めるが、単色の画像形成装置に比べて残留トナーが多くなり必要なトナー攪乱強度も大きくなるタンデム方式のカラー画像形成装置では、単色画像形成装置に比べ感光体ドラムへの負荷が大きくなるとう問題がある。特に本文献の構成では使用頻度の高いブラックトナー像を形成する感光体ドラムの寿命が短くなってしまうという問題がある。
特許文献２に記載の技術では、タンデム方式のカラー画像形成装置に適応した場合、逆転写トナーが蓄積される下流側のメモリー除去部材には、残留したトナーを像担持体に戻すために上流に比べより高電圧、もしくは電圧印加時間が長くなる。すなわち、単色制御の場合と比べ高電圧暴露条件が厳しくなり、像担持体に対して転写器からの放電による帯電生成物の付着量が増えたり、像担持体自体の耐圧信頼性を低下させたりする。これらのことによって、画像品質が低下し、像担持体の寿命が短くなるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、クリーナレスシステムを備える画像形成装置において、感光体への負荷を合理的に配分することにより、高画質を保ちながら、製作コスト、寿命を合理的なものとすることが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】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、感光体に沿って帯電手段、露光手段、現像手段を配置して前記感光体上にトナー像を形成し、転写位置で前記トナー像を転写できるようにした複数の画像形成部がベルト転写体上に配置され、前記複数のトナー像を順次重ねて転写することにより画像を形成するようにした画像形成装置であって、前記複数の画像形成部の転写位置下流側かつ帯電位置上流側に、感光体上の残留トナーの感光体付着力を低減させるトナー攪乱手段をそれぞれ設け、該トナー攪乱手段によるトナー攪乱強度が、前記ベルト転写体の上流側から下流側に向けて順次増強される構成とする。
この発明によれば、トナー像攪乱強度がベルト転写袋の上流側から下流側に向けて順次増強される構成とするので、下流側の転写位置でトナー像の重なりが増えることにより転写済みのトナーが感光体に戻されるいわゆるリトランスファー現象によって、残留トナーが増大しても確実に攪乱することができる。
その結果、上流側に位置する感光体に対するトナー攪乱強度が相対的に低減できるので、上流側に位置する感光体への負荷を低減することができ、各感光体への負荷を合理的に配分することができる。
例えば、上流側の感光体を比較的低耐久性の感光体を採用することにより安価な装置とすることができる。また例えば、上流側の画像形成部を比較的印字頻度が高い画像形成装置とすることにより、各画像形成部の耐久性のバランスをとることができる。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の画像形成装置において、前記トナー像攪乱手段が、前記感光体に当接されるブラシ状部材であり、前記トナー攪乱強度が、前記ブラシ状部材の形状特性により加減された構成とする。
この発明によれば、トナー像攪乱手段が感光体に当接されるブラシ状部材であるから、トナーの感光体付着力を機械的に低減することができる。またトナー攪乱強度がブラシ状部材の形状特性により加減されるから、形状特性の異なるブラシ状部材を用いるだけで容易に可変できる。
ここで、ブラシ状部材の形状特性とは、例えば、ブラシを構成するブラシ毛の植毛密度、ブラシ毛の太さ、ブラシ毛の毛足長さなどの特性を意味する。また、ブラシ状部材は、刷毛状であってもよいし、ローラ状であってもよい。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記トナー像攪乱手段が、前記感光体に当接されるローラ状部材であり、前記トナー攪乱強度が、前記ローラ状部材と前記感光体のとの軸間距離により加減された構成とする。
この発明によれば、トナー像攪乱手段が感光体に当接されるローラ状部材であるから、トナーの感光体付着力を機械的に低減することができる。またトナー攪乱強度が、ローラ状部材と感光体との軸間距離により加減されるから、ローラ状部材の構成を共通として、軸間距離のみを変えてトナー攪乱強度が加減できる。したがって、ローラ状部材の共通化が図れる。
なお、ローラ状部材は、感光体に対して適宜の線速比で回転できるようにすることができる。
【０００８】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記トナー像攪乱手段が、前記感光体に対して所定線速で回転摺動するローラ状部材であり、前記トナー攪乱強度が、前記線速比により加減された構成とする。
この発明によれば、トナー像攪乱手段が感光体に対して所定線速で回転摺動するローラ状部材であるから、トナーの感光体付着力を機械的に低減することができる。またトナー攪乱強度が、ローラ状部材の線速比により加減されるから、ローラ状部材の構成を共通として、線速比のみを変えてトナー攪乱強度が加減できる。したがって、ローラ状部材の共通化が図れる。
【０００９】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記トナー像攪乱手段が、前記感光体に当接されるとともにバイアス電圧が印加される導電性部材であり、前記トナー攪乱強度が、前記バイアス電圧により加減された構成とする。
この発明によれば、トナー像攪乱手段が、感光体に当接されるとともにバイアス電圧が印加される導電性部材であるから、トナーの感光体付着力を機械的かつ電気的に低減することができる。またトナー攪乱強度が、バイアス電圧により加減されるから、導電性部材を共通として、バイアス電圧のみを変えてトナー攪乱強度が加減できる。したがって、導電性部材の共通化が図れる。
【００１０】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記複数の画像形成部のうち、前記ベルト転写体上の最も上流側に配置される画像形成部が黒色のトナー像を形成するものである構成とする。
この発明によれば、黒色のトナー像を形成する画像形成部がベルト転写体上の最も上流側に配置されるので、その感光体に係るトナー攪乱強度が最小となる。したがって、感光体に対する負荷が最小となる。その結果、比較的高頻度の白黒印字が行われる場合にも、感光体へのダメージが少なくなり、長寿命化が図れる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置によれば、ベルト転写体の上に配置された複数の画像形成部のトナー攪乱強度を合理的に配分することができるので、残留トナー量に見合ったトナー攪乱強度として各感光体に対する負荷を合理的に配分することができるので、残留トナーによる画質劣化を防止しつつ製作コスト、寿命を合理的なものとすることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
本発明の実施形態に係る画像形成装置について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の主要部の概略構成について説明するための正面視断面の模式説明図である。図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の概略構成を説明するための概念図である。
【００１３】
図１に主要部の構成を示した本発明の実施形態に係るカラープリンタ１０（画像形成装置）は、印字すべき画像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに色分解し、電子写真方式によりそれぞれの色分解画像をトナー像として顕像化し、最終的に転写紙２５に色重ねして転写することにより画像形成を行うタンデム方式のカラー画像形成装置であり、いわゆるクリーナレス方式により、クリーニングブレードなどのトナー除去手段を設けず、感光体上の残留トナーを現像手段により回収できるようにしたものである。
カラープリンタ１０の概略構成は、露光部１６（露光手段）、画像形成部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、転写搬送部３０、定着部１７からなる。
なお、以下では符号の記載を簡潔にするために、アルファベット順の添字が連続するように符号を列挙する場合、例えば、「２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ」を単に「２０Ａ〜２０Ｄ」と略記する場合がある。
【００１４】
露光部１６は、潜像形成を行うために画像信号に応じた光を射出するためのものである。例えば、画像信号により半導体レーザを変調して、レーザビームを形成し、それを偏向走査する機構や、ＬＥＤアレイ素子などが採用できる。
露光部１６からは、４色に色分解された画像信号に応じて、光ビーム１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄが、それぞれ平行な走査線上に走査されるようになっている。
【００１５】
画像形成部２０Ａは、図２に示したように、図示紙奥行き方向に延ばされた半径ｒｄを有する円筒金属部材の表面に光導電層が形成された感光体ドラム３Ａ（感光体）を備える。感光体ドラム３Ａは、転写紙２５の幅以上の有効作像領域が形成され、不図示の駆動手段により図示回転矢印方向に回転可能とされる。円筒金属部材は接地されている。
感光体ドラム３Ａの外周部には、有効作像領域の範囲に延ばされたトナー攪乱ローラ２Ａ（トナー攪乱手段）、帯電ローラ１Ａ（帯電手段）、光ビーム１６ａの入射部、現像ユニット５０Ａが回転矢印の方向に沿ってこの順に配置される。トナー像を転写する転写位置は、トナー攪乱ローラ２Ａの上流側かつ現像ユニット５０Ａの下流側に設けられる。
【００１６】
トナー攪乱ローラ２Ａは、感光体ドラム３Ａ上に付着して残留する転写残トナーを機械的、電気的に攪乱し、感光体ドラム３Ａ上を移動させたり、付着力を弱めるためのもので、本実施形態では、例えばナイロン、アクリルなどの導電性繊維を植毛したブラシ状のローラとし、不図示の駆動手段により感光体ドラム３Ａと適宜の線速比で回転できるようになっている。そして、高圧電源７によりバイアス電圧ＶｂＡが印加できるようになっている。
また、トナー攪乱ローラ２Ａの半径はｒＡとされる。
【００１７】
帯電ローラ１Ａは、感光体ドラム３Ａを初期帯電するための導電性ゴムローラなどで構成された帯電手段であり、高圧電源６に接続されてローラ電圧Ｖｒが印加され、感光体ドラム３Ａの表面電位をＶＤとすることができるようになっている。
本実施形態では、Ｖｒ＝−１２００（Ｖ）、ＶＤ＝−７００（Ｖ）とされる。
【００１８】
現像ユニット５０Ａは、光ビーム１６ａにより形成される潜像を現像でき、現像位置まで到達した残留トナーを回収できればどのような現像手段でもよいが、例えば、接触現像を行う１成分または２成分現像などを採用できる。そのため、不図示のトナーを、現像ローラ５上で、トナー層規制ブレード４により、薄層化するとともに帯電させ、高圧電源８により、現像バイアス電圧ＶＢを印加して、現像ローラ５上の薄層化トナーを感光体ドラム３Ａに付着させる、といった機構を採用できる。
本実施形態では、ＶＢ＝−５００（Ｖ）とされる。
【００１９】
画像形成部２０Ｂ〜２０Ｄは、それぞれ、画像形成部２０Ａと同様の構成を備える。例えば、感光体ドラム３Ａに対応して感光体ドラム３Ｂ〜３Ｄが、トナー攪乱ローラ２Ａ（半径ｒＡ）に対応して、半径がそれぞれｒＢ、ｒＣ、ｒＤのトナー攪乱ローラ２Ｂ、２Ｃ、２Ｄが、帯電ローラ１Ａに対応して、帯電ローラ１Ｂ〜１Ｄが、現像ユニット５０Ａに対応して、現像ユニット５０Ｂ〜５０Ｄがそれぞれ設けられる。
そして、画像形成部２０Ａ〜２０Ｄは、それぞれ感光体ドラム３Ａ〜３Ｂの回転軸が所定のドラム間隔をおいて平行とされ、その順に各転写位置が同一平面上に整列するように配置される。そして、画像形成部２０Ａは、後述する転写搬送部３０の搬送方向の最上流側に配置される。
【００２０】
ただし、画像形成部２０Ａ〜２０Ｄの現像ユニット５０Ａ〜５０Ｄに供給されるトナーの色はそれぞれ異なっている。例えば、本実施形態では、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエロー色のトナーが供給され、それぞれの色で色分解された画像信号により変調された光ビーム１６ａ〜１６ｄが入射され、感光体ドラム３Ａ〜３Ｄ上に対応する色のトナー像が形成できるようになっている。
また、トナー攪乱ローラ２Ａ〜２Ｄは、トナー攪乱強度が画像形成部２０Ａ〜２０Ｄの順に大きくなるような構成とされる。
【００２１】
トナー攪乱強度は、機械的攪乱の例として、例えば、ブラシの形状特性であるブラシ毛の植毛密度、太さ、毛足長さ、あるいはそれらを適宜組み合わせて可変することができる。
ブラシ毛の植毛密度の場合、植毛密度が大きいほどトナー攪乱強度は高くなり、例えば、２．５万〜１５万（本／平方インチ）の範囲で可変することができる。トナー攪乱をより効率的にするとともに感光体ドラムへの負荷をより小さくするためには、５万〜１０万（本／平方インチ）の範囲で可変することが好ましい。
【００２２】
ブラシ毛の太さの場合、太いほどトナー攪乱強度は高くなり、例えば、１万〜９万（ｄ）の範囲で可変することができる。トナー攪乱をより効率的にするとともに感光体ドラムへの負荷をより小さくするためには、２万〜６万（ｄ）の範囲で可変することが好ましい。ここで単位ｄ（デニール）は、糸の太さを表す単位で、長さ４５０ｍで，質量が０．０５ｇのものが１ｄである。
【００２３】
毛足長さの場合、毛足が短いほどトナー攪乱強度は高くなり、例えば、０．７５〜４．５（ｍｍ）の範囲で可変することができる。トナー攪乱をより効率的にするとともに感光体ドラムへの負荷をより小さくするためには、１．５〜３（ｍｍ）の範囲で可変することが好ましい。
【００２４】
また、トナー攪乱強度は、機械的攪乱の他の例として、例えば、ブラシの感光体ドラム３Ａ〜３Ｄへの圧接量によっても可変することができる。
圧接量は、トナー攪乱ローラ２Ａ〜２Ｄと感光体ドラム３Ａ〜３Ｄとの圧接の重なり量ΔＬＡ〜ΔＬＤとして定義される。すなわち、それぞれの軸間距離をＬＡ〜ＬＤとして、次式（１）〜（４）で表される。
ΔＬＡ＝ｒＡ＋ｒｄ−ＬＡ                      ・・・（１）
ΔＬＢ＝ｒＢ＋ｒｄ−ＬＢ                      ・・・（２）
ΔＬＣ＝ｒＣ＋ｒｄ−ＬＣ                      ・・・（３）
ΔＬＤ＝ｒＤ＋ｒｄ−ＬＤ                      ・・・（４）
圧接量ΔＬＡ〜ΔＬＤは、その値が大きいほど、トナー攪乱強度は高くなり、例えば、０．１〜７．５（ｍｍ）の範囲で可変することができる。トナー攪乱をより効率的にするとともに感光体ドラムへの負荷をより小さくするためには、０．２〜０．５（ｍｍ）の範囲で可変することが好ましい。
【００２５】
この場合、圧接量ΔＬＡ〜ΔＬＤを変える手段は適宜でよい。例えば、ｒＡ＝ｒＢ＝ｒＣ＝ｒＤとして、軸間距離ＬＡ〜ＬＤを変えてもよいし、ＬＡ＝ＬＢ＝ＬＣ＝ＬＤとして、トナー攪乱ローラ２Ａ〜２Ｄの半径を変えてもよい。
特に前者の場合は、トナー攪乱ローラ２Ａ〜２Ｄの半径を共通化することができ、軸間距離だけでトナー攪乱強度を変える場合、部品を共通化して容易に可変できるという利点がある。
また、圧接量は、回転軸を所定位置に固定することによって変えてもよいが、回転軸を弾性支持してその弾性押圧力とトナー攪乱ローラ２Ａ〜２Ｄのそれぞれの弾性変形をバランスさせることにより変えてもよい。
【００２６】
また、トナー攪乱強度は、機械的攪乱のさらに他の例として、例えば、トナー攪乱ローラ２Ａ〜２Ｄの感光体ドラム３Ａ〜３Ｄに対する線速比によっても可変することができる。
線速比は、その値が大きいほど、トナー攪乱強度は高くなり、例えば、１〜４．５倍の範囲で可変することができる。感光体ドラムへの負荷をより小さくするためには、１〜３倍の範囲で可変することが好ましい。
【００２７】
また、トナー攪乱強度は、電気的攪乱の例として、例えば、トナー攪乱ローラ２Ａ〜２Ｄに印加されるバイアス電圧ＶｂＡ〜ＶｂＤによっても可変することができる。そのため、高圧電源７はトナー攪乱ローラ２Ａ〜２Ｄごとに異なる電圧を印加できるように構成される。
バイアス電圧は、電圧の絶対値が小さいほど、トナー攪乱強度が高くなり、例えば、−１０００〜−５００（Ｖ）の範囲で可変することができる。
【００２８】
なお、上記いずれの場合でも、各トナー攪乱ローラ２Ａ〜２Ｄへのトナー攪乱強度の振り分けは必ずしも等分とする必要はないが、一例として、トナー攪乱ローラ２Ａを最小値、トナー攪乱ローラ２Ｄを最大値として、その中間を略等分とする振り分けが採用できる。
トナー攪乱ローラ２Ａ〜２Ｄに対応したトナー攪乱強度をそれぞれＰＡ〜ＰＤと表すことにすれば、本実施形態では、ＰＡ＜ＰＢ＜ＰＣ＜ＰＤとなるようにする。例えば、トナー攪乱手段として、バイアス電圧のみ可変する場合、｜ＶｂＡ｜＜｜ＶｂＢ｜＜｜ＶｂＣ｜＜｜ＶｂＤ｜とする。
また、これらのトナー攪乱強度は、上記の各手段を適宜組み合わせることによりそれぞれの数値幅をより狭くしつつ所望のトナー攪乱強度を実現できるものである。
【００２９】
転写搬送部３０は、図１に示したように、例えば合成樹脂、合成ゴムなどの薄層誘電体で構成される無端ベルトである転写ベルト１１を図示左側に駆動ローラ１４、図示右側に従動ローラ１３を配置して張架し、不図示の駆動手段により、駆動ローラ１４を図示矢印方向に回転させることができる構成とされる。転写ベルト１１の上側には感光体ドラム３Ａ〜３Ｄが当接され、それぞれに対向する位置に、転写ベルト１１の内周側から転写ローラ１２Ａ〜１２Ｄが当接されている。
転写ローラ１２Ａ〜１２Ｄは、導電性ゴムローラに不図示の高圧電源が接続され、感光体ドラム３Ａ〜３Ｄ上に形成されたトナー像を転写ベルト１１側に吸引して、転写ベルト１１上に吸着して搬送される転写紙２５上にトナー像を転写するためのものである。
そのため転写ローラ１２Ａ〜１２Ｄには、正の高電圧、例えば＋２（ｋＶ）が印加されるようになっている。
【００３０】
定着部１７は、転写紙２５上に色重ねして転写されたトナー像を熱ロール定着するための定着手段である。その構成は周知のいかなる定着手段を用いてもよい。
【００３１】
次に本実施形態のカラープリンタ１０の動作を説明する。トナー攪乱ローラ２Ａ〜２Ｄの作用を中心に説明する。
外部からプリント信号が入力されると、各色ごとに色分解された画像信号が露光部１６に入力され、それに応じて変調された光ビーム１６ａ〜１６ｄが射出される。そして、画像形成部２０Ａ〜２０Ｄにより潜像形成および現像が行われる。一方、それに同期して転写搬送部３０により転写紙２５が搬送され、従動ローラ１３側の転写ベルト１１上に供給される。そして転写搬送ベルト１１上に静電吸着されて図示矢印方向に搬送される。そして画像形成部２０Ａと転写ベルト１１との当接部間に侵入すると、転写ローラ１２Ａにより感光体ドラム３ａ上のトナー像が転写紙２５上に静電吸引され、順次転写されて所定線速で搬送される。
そして、画像形成部２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄのトナー像が転写ローラ１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄにより順次転写され、転写紙２５上に４色のトナー像が順次色重ねされる。そして、転写ベルト１１の駆動ローラ１４側で転写紙２５が分離され、定着部１７へ搬送され、トナー像が転写紙２５上に定着される。
またカラープリンタ１０は、外部からモノクロプリント信号が入力されると、上記動作を画像形成部２０Ａのみが行うことで、ブラックトナーによるモノクロ画像が形成されるようになっている。このようなカラープリンタ１０では、多くの印字画像にブラック印字部が含まれること、印字頻度としてモノクロ印字が多いことなどの理由で、画像形成部２０Ａの動作、およびトナー消費が最大となるのが一般的である。
【００３２】
一方、各感光体ドラム３Ａ〜３Ｄ上には、転写ローラ１２Ａ〜１２Ｄにより転写しきれないトナーが残留トナーとして残る。
残留トナーには、トナー像を形成する負帯電トナーが転写されることなく残留する転写残トナーと、現像ユニット内でわずかながら発生する正帯電した逆帯電トナーと、画像形成部２０Ｂから下流側では、転写位置で接触した他色のトナーの一部が転写ローラ１４Ｂ〜１４Ｄなどの正チャージを受けて、帯電量が変化したり逆帯電したりして感光体ドラム表面に吸着される、いわゆるリトランスファートナーとがある。各画像形成部の転写効率が同等の場合、リトランスファートナーの量により、残留トナー量が変化する。容易に理解されるように、リトランスファートナーは、他色の転写済みトナーとの接触機会の多い感光体ドラム２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの順に増大するものである。
【００３３】
このような残留トナーは、トナー攪乱ローラ２Ａ〜２Ｄに到達すると、それぞれのトナー攪乱強度に応じて、機械的、電気的に攪乱され、感光体ドラム３Ａ〜３Ｄ上を移動されたり、付着力が低減されたりする。
【００３４】
例えば、トナー攪乱ローラ２Ａなどのブラシ毛とトナーが接触することにより、感光体ドラム３Ａなどとの付着力を上回るブラシ毛の弾性力、回転力が作用して、残留トナーを機械的に移動することができる。トナーの付着力はファンデルワールス力やクーロン力なので、いったん付着状態を解かれると、付着力が急激に減少し、初期状態のような付着力を回復できなくなる。加えて、このようなブラシ毛はトナー攪乱ローラ２Ａなどの回転により高頻度で残留トナーに当たるので、トナーは移動を繰り返し、感光体ドラム表面を完全に離れてブラシ間に侵入したりして、感光体ドラム表面から除去される頻度も高まる。
すなわち、上記に例示したブラシ毛の形状特性、圧接量、ローラの線速比などのトナー攪乱強度は、ブラシ毛の弾性、密集度、ブラシ毛の当接頻度などに比例して強度が大きくなることを利用したものでである。
【００３５】
また、トナー攪乱ローラ２Ａなどにバイアス電圧ＶｂＡなどを印加する場合には、電気的にトナーを攪乱することができる。つまり、暗電位より絶対値が大きく、ドラム表面電位より絶対値が小さいバイアス電圧ＶｂＡなどを印加することにより、残留トナーが乗る感光体ドラム表面上の電位を均し、種々の電荷を帯びた残留トナーが受けるクーロン力を低減するとともに、トナー攪乱ローラ２Ａなどが残留トナーと接触することにより、残留トナーの電荷を整えたり、ブラシ毛に吸着したりすることで残留トナーを電気的に攪乱するものである。
【００３６】
このように残留トナーが攪乱されると、正帯電トナーは帯電ローラ１Ａなどに回収され、負帯電トナーは、帯電ローラ１Ａなどを通過し、下流の現像ローラ５の接触現像部において、現像バイアス電圧の作用により感光体ドラム上に再付着するか、または現像ユニット５０Ａなどに円滑に回収される。
【００３７】
このようなトナー攪乱は、機械的電気的いずれであっても、介在する残留トナーの量が少ないと、感光体ドラム２Ａ〜２Ｄの負荷として作用し、経時劣化の原因となる。
本実施形態では、トナー攪乱強度がトナー攪乱ローラ２Ａ〜２Ｄの順に大きくなるので、残留トナーの量に応じて合理的にトナーを攪乱することができる。そのため、感光体ドラム３Ａ側ほど感光体ドラムへの機械的電気的負荷を軽減することができる。それにより、感光体ドラム３Ａ側を相対的に長寿命化することができる。
特に、印字頻度、トナー消費量が多くなりやすい黒色トナー像を形成する画像形成部２０Ａを転写工程の最上流に配置することにより、他色のリトランスファートナーがなく、相対的に残留トナーが最小となるようにして、トナー攪乱ローラ２Ａによる感光体ドラムへの負荷を最小とできるようにしたので、寿命バランスの優れた合理的な構成を実現することができるという利点がある。
このように本実施形態によれば、クリーナレス方式を採用するタンデム方式カラー画像形成装置において、残留トナーによる画質劣化を防止しつつ製作コスト、寿命を合理的なものとすることができる。
【００３８】
なお、上記の説明で、トナー攪乱手段として、ブラシ状かつローラ状の部材であるトナー攪乱ローラ２Ａ〜２Ｄを用いたが、これらは目標とするトナー攪乱強度に応じて、刷毛状のブラシや、ブラシ状でないローラ状などの形状を採用することができる。
ブラシ状でないローラ状部材としては、例えばスポンジなどの弾性を備えた発泡材料を用いたスポンジ状ローラを採用することができる。
また、不織布など繊維間に隙間を有するローラ状またはパット状の部材としてもよい。
【００３９】
また、上記の説明では、転写搬送部を備える画像形成装置の例で説明したが、画像形成部が中間転写ベルト上に配置された画像形成装置にも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の主要部の概略構成について説明するための正面視断面の模式説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の概略構成を説明するための模式説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ  帯電ローラ（帯電手段）
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ  トナー攪乱ローラ（トナー攪乱手段）
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ  感光体ドラム（感光体）
７  高圧電圧
１０  カラープリンタ（画像形成装置）
１１  転写ベルト（ベルト転写体）
１６  露光部（露光手段）
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ  画像形成部
５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ  現像ユニット（現像手段）
【図１】
2005189640.tif 000003
【図２】
2005189640.tif 000004