(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像坦持体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像してトナー画像を形成し、このトナー画像をベルト状をした中間転写体上に転写し、この転写画像を最終転写媒体に転写して最終画像を形成する画像形成方法において、
前記中間転写体について転写ニップ部の背面側にバイアス印加のための転写電界印加手段を配し、
前記潜像坦持体から前記中間転写体に前記トナー画像を転写する際に、転写ニップ部における前記潜像坦持体の表面電位を除電しつつ転写することとし、前記中間転写体として光透過性を有するものを用い、前記転写ニップ部に光を照射することにより前記潜像坦持体の表面電位を除電するため、転写電界印加手段として光透過性を有する転写ローラを用い、該転写ローラの背面側から該転写ローラ及び前記中間転写体を通して前記潜像担持体に光照射を行うことで、転写電界印加中に前記潜像坦持体を光除電することを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成方法において、
前記潜像坦持体の除電は、画像作成領域のみについて行なうことを特徴とする画像形成方法。
【請求項３】
複数個の潜像坦持体のそれぞれに静電潜像を形成し、これらの静電潜像をそれぞれの潜像担持体について設けられたそれぞれの現像手段で現像して各潜像担持体上にそれぞれトナー画像を形成し、これらの各トナー画像を同一の中間転写体上に順次重ね転写し、この重ね転写画像を最終転写媒体に一括転写して最終画像を形成する一方、前記各潜像担持体から前記中間転写体への前記各トナー像の各転写部において転写されずに前記各潜像担持体上にそれぞれ残留したトナーを各潜像担持体に対応して設けられた各クリーニング手段により回収する画像形成方法において、
前記請求項１又は２に記載の画像形成方法を適用すると共に、前記各クリーニング手段において回収されたトナーを再びそれぞれの現像手段に戻して用いることを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電記録方式や電子写真方式の如き作像プロセスを利用した画像形成方法に関し、電子写真複写装置のみならず、プリンタ、或いはファクシミリ、その他の画像形成手段に適用可能である。
【０００２】
特に複数の潜像担持体上のトナー画像を、多重転写することにより多色画像として得るようにした多色画像形成方法、画像形成装置において適用可能である。
【０００３】
【従来の技術】
近年はオフィスでも大量のカラー文書が取り扱われるようになり、以前にも増して高速のフルカラープリンター、フルカラー複写機が望まれている。一般に近年普及し始めたカラーレーザープリンターは、一つの感光体に複数の現像器が接触可能に配置され、感光体一回転毎に各々の色のトナー像を作成し、その像を感光体から中間転写体、もしくは転写ドラムなどに保持された紙に順次転写しておき、カラートナー像を作成する、いわゆる１ドラム方式が主流である。
【０００４】
その中にも前述の中間転写体上で複数色のトナー像を重ね、その後、紙に一括転写する中間転写方式と、転写ドラムなどに保持された紙に順次転写していきカラートナー像を作成する直接転写方式とがある。
【０００５】
直接転写方式は構造が簡単で低コストだが、紙に複数回転写する場合に紙の抵抗や含水分によって条件が異なるため、安定した作像が難しい。中間転写方式では、画像の紙への転写は一回で済むので画質の安定性、紙種対応性が良好であるなどの特長がある。
【０００６】
しかし、いずれの機械も４色を使用したカラー像を得るためには感光体が４回回転せねばならず、生産性が上がらなかった。そこで、高速化を対応するために、感光体を色の数だけ増やし（通常３本か４本）、それに対応してそれぞれの現像器を配置し、紙が感光体に連続して接触し、カラー画像を得られる、いわゆるタンデム方式又はインライン方式の機械も上市されており、特許としても例えば、特開昭５３−７４０３７号公報（対応米国特許第４１６２８４３号明細書）には、カラー画像出力の高速化のために感光体を複数個積載して、転写材をベルト状の搬送手段で搬送しながら、順次トナー画像を多重転写する画像形成装置の提案がなされている。
【０００７】
この場合、１ドラム方式と感光体の外周速度が等速で在れば、４倍以上の速度で印刷することが可能である。しかしながら上述のように感光体から紙に直接転写を行う直接転写方式の場合は、紙転写の際の不安定性や、紙搬送の際の位置あわせの問題なども多い。そこで、タンデム方式で且つ中間転写体を使用する、いわゆるタンデム中間転写方式も実開昭５９−１９２１５９号公報などを初めとして提案されている。
【０００８】
最近の機種では、前述の通り、レイアウトの容易さ、転写の安定性、紙種対応性の観点から、中間転写体、特に中間転写ベルトを使用した１ドラム方式もしくはタンデム方式のカラー機が主流となりつつある。しかし、このようなトナー画像を中間転写体上で多重転写するようなカラー画像作成法の場合には、問題も指摘される。
【０００９】
例えば、潜像担持体としての感光体、帯電手段としての一次帯電器、潜像形成手段としての画像露光器、現像手段としての現像器及び転写手段を有する画像形成ユニットをシアントナー用、マゼンタトナー用、イエロートナー用及びブラックトナー用として４つ用い、中間転写体上に各色トナー用の画像形成ユニットの転写手段によって順次トナー画像を多重転写するフルカラー画像形成装置において，２色目以降の多重転写時に既に中間転写体上に転写されているトナーが、感光体に転写して戻るという、いわゆる逆転写が生じることがある。
【００１０】
上述したような逆転写が発生すると、感光体ドラムクリーナからの廃トナーを現像器にて再利用した場合、現像器内でのトナー混色という問題が発生してしまう。この現像器内での混色は、多色画像形成においては大きな問題点となるものである。また、逆転写が生じるということは中間転写体上のトナー像が乱されるということであり、画質の劣化を引き起こす。
【００１１】
特開平９−１４６３３４号公報においては、同様の課題を解決するために、潜像坦持体の水に対する接触角が８５度以上にすることによる、逆転写の軽減が提案されているが、十分に問題は解決されていないようである。
【００１２】
本発明者らによるこれまでの検討の結果、いわゆるネガポジプロセスにおいては、感光体から中間転写体への転写工程において、逆転写は主に感光体上の非画像部に対して、中間転写体上のトナーが戻ることが判明している。
【００１３】
本発明者らの実験条件においては、感光体の非画像部の帯電電位が約-550Vであるのに対して、トナーが現像された画像部においては、約-150Vと400Vの電位差が生じている。トナー像を中間転写体上へ転写するための転写バイアスによって中間転写体表面は約＋500V程度になっている。
【００１４】
このとき、転写ニップ近傍では画像部と中間転写体表面の電位差は650V程度であるのに対して、非画像部と中間転写体表面の電位差は約1050Vと大きくなっており、転写ニップの前後もしくはニップ中において非画像部と中間転写体表面との間で放電やトナーへの電荷注入などが起こりやすくなっていることが確認されている。これら放電や電荷注入が逆転写の原因と考えられており、逆転写はこれら中間転写体と感光体表面との電位差の寄与が大きいことが判明している。
【００１５】
特開平５−１６５３８３号公報では転写ニップ前に感光体表面を除電することにより画像部と非画像部の電位差を減らし、非画像への逆転写を減らすことが提案されている。本発明者らが実験した結果を図１３に示す。図１３（ａ）は中間転写体へのトナー像の転写前に感光体表面を除電しない場合の画像、図１３（ｂ）は中間転写体へのトナー像の転写前に感光体表面を光照射により除電した場合の画像である。
【００１６】
このように、転写前除電により画像の鮮明度に影響が現れるのは、中間転写体へのトナー像の転写前に光照射により感光体表面を除電し、画像と非画像部の電位差を解消すると、トナー像は同極性の荷電粒子の集まりであるため、トナー同士が静電気的に反発しあい、中間転写体へ転写する前にトナーが飛び散る、いわゆるトナー散りを生じてしまうためと考えられる。通常は感光体上の画像部に対する非画像部の電位の高さでトナー粒子は散らないように抑えられているのだが、除電されるとその抑止力が低下するのである。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、転写前のトナー散りを防止しつつ、逆転写による画像劣化を防止することのできる画像形成方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を達成するため以下の構成とした。
（１）．潜像坦持体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像してトナー画像を形成し、このトナー画像をベルト状をした中間転写体上に転写し、この転写画像を最終転写媒体に転写して最終画像を形成する画像形成方法において、
前記中間転写体について転写ニップ部の背面側にバイアス印加のための転写電界印加手段を配し、
前記潜像坦持体から前記中間転写体に前記トナー画像を転写する際に、転写ニップ部における前記潜像坦持体の表面電位を除電しつつ転写することとし、前記中間転写体として光透過性を有するものを用い、前記転写ニップ部に光を照射することにより前記潜像坦持体の表面電位を除電するため、転写電界印加手段として光透過性を有する転写ローラを用い、該転写ローラの背面側から該転写ローラ及び前記中間転写体を通して前記潜像担持体に光照射を行うことで、転写電界印加中に前記潜像坦持体を光除電することとした（請求項１）。
（２）．（１）に記載の画像形成方法において、前記潜像坦持体の除電は、画像作成領域のみについて行なうこととした（請求項２）。
（３）．複数個の潜像坦持体のそれぞれに静電潜像を形成し、これらの静電潜像をそれぞれの潜像担持体について設けられたそれぞれの現像手段で現像して各潜像担持体上にそれぞれトナー画像を形成し、これらの各トナー画像を同一の中間転写体上に順次重ね転写し、この重ね転写画像を最終転写媒体に一括転写して最終画像を形成する一方、前記各潜像担持体から前記中間転写体への前記各トナー像の各転写部において転写されずに前記各潜像担持体上にそれぞれ残留したトナーを各潜像担持体に対応して設けられた各クリーニング手段により回収する画像形成方法において、前記（１）又は（２）に記載の画像形成方法を適用すると共に、前記各クリーニング手段において回収されたトナーを再びそれぞれの現像手段に戻して用いることとした（請求項３）。
【００１９】
【発明の実施の形態】
発明者等は、潜像坦持体としての静電潜像を形成し、この静電潜像を現像してトナー画像を形成し、このトナー画像を中間転写体上に転写し、この転写画像を最終転写媒体に転写して最終画像を形成する画像形成方法において、前記従来の技術では、現像が終わった後の、転写部へ達する前の転写電界がかかっておらず、またトナー画像が空間に露出している領域で感光体表面を除電するためにトナー散りが発生していることに着目し、前記課題を達成するためには、逆に現像後、転写電界が発生している領域、もしくは中間転写体とトナー像が接触している領域で感光体表面を除電しつつ転写することにより、トナー散りを発生させずに逆転写を防止できることを見出した。
【００２０】
トナー散りは、感光体上の画像部、非画像部の電位差で当該感光体上に閉じこめられるように現像されたトナーに作用している閉じこめ作用力が除電によって急激に開放されるため生ずる。
【００２１】
従って、現像後、転写電界が発生している領域、もしくは中間転写体とトナー像が接触している領域で感光体の表面電位を除電しつつ転写すればトナー散りは生じない。例えば転写ニップ部では感光体と中間転写体とが密着して転写電界が作用し、かつ、中間転写体とトナー像とが接触しているので両方の条件を満足し、さらに飛び散る空間もないのでトナー散りは生じない。本例は以下に説明する各例の上位概念にあたる。
【００２２】
除電の手段については、以下に各種の例で説明する。図１に「感光体表面電位と逆転写量」の関係を示す。横軸には、感光体と中間転写体とが密着している転写ニップ部における非画像部の感光体表面電位、縦軸に感光体への逆転写トナー量を示す。
【００２３】
図１によると、より非画像部の感光体表面電位の絶対値を低く抑えた場合の方が逆転写を抑えることができることがわかる。この実験の結果から、感光体の非画像部の表面電位を望ましくは-200V以下に抑えることで、逆転写を防止して画像が乱れることのない良好が画像を得ることができることが分かる。このときの画像部の感光体表面電位はほぼ0Vであったので、感光体上のトナー画像部と非画像部の電位差は200V以内とするのが逆転写を防止する上では望ましい。
【００２４】
転写電界が作用する領域、もしくは中間転写体と感光体上トナー像が接触している領域で感光体表面電位を除電するには、光を照射することによる光除電が最も有効で、簡便な手段である。
【００２５】
図２において、符号１はドラム状の感光体を示し、矢印で示す回転方向順に、帯電ローラ２、イレースランプ１７、現像器３、ドラム状の中間転写体４、クリーニング装置５、除電器６等が配置されている。帯電ローラ２と現像器３との間の感光体上には図示省略の露光手段から出射される書き込み光Ｌが照射されるようになっている。また、感光体１と中間転写体４とが接している領域を転写ニップ部といい符号ＮＰで示す。中間転写体４を介して感光体１を除電するのであるから、中間転写体４としては透明な材料を使用する。
【００２６】
画像形成プロセスの概要は、帯電ローラ２により感光体１の周面を一様に帯電後、書き込み光Ｌにより静電潜像を形成する。この静電潜像を現像器３においてトナーにより現像してトナー画像を形成し、このトナー画像を中間転写体４上に転写し、この転写画像を記録紙などの最終転写媒体に転写して最終画像を形成する。
【００２７】
転写ニップ部ＮＰには、感光体１と中間転写体４との間に印加されるバイアス電圧による転写電界が作用している。よって、この転写ニップ部ＮＰは、現像後、転写電界が発生している領域であると共に、中間転写体４と感光体1上のトナー画像とが接触している領域であり、この転写ニップ部ＮＰで感光体表面を除電すれば、トナー散りが発生せずに逆転写を防止できる。
【００２８】
通常の方法では感光体１と中間転写体４が接触している転写ニップ部ＮＰに光照射を行うことは、中間転写体４と感光体１それ自体が転写ニップ部ＮＰを塞いでいるので難しい。
【００２９】
しかし、図２に示した例のように中間転写体４として光透過性を有するものを用いて光透過性とし、感光体１に対して転写ニップ部ＮＰの背面側、つまり、中間転写体４の内側に感光体除電用の露光装置としての除電光源７を配置し、この除電光源７からの光を中間転写体４を通して転写ニップ部ＮＰに照射すれば、感光体１の表面電位を除電することができる。
【００３０】
除電光源７としては、LED（light emitting diode）、LD(laser diode)、キセノンランプなどを用いることができる。あらかじめLEDやLDに流れる電流や印加電圧と発光（露光）光量の関係を把握し、発光光量を調整して除電電荷量を制御することで、感光体表面電位を任意の値に制御可能である。基本的には図２に示したように感光体１の表面の電位は低ければ低いほど逆転写が生じにくいが、あまりに光量を上げて感光体１を照射すると、感光体１を傷め寿命を著しく縮めるおそれがあるので、適切な範囲に設定する必要がある。
【００３１】
通常の中間転写体に使用される半導電性樹脂やゴムなどは，導電性を持たせるためにカーボンブラックなどの顔料を分散させているため黒色であり，その他高分子自体がイオン性の導電性を持つものなどもあるが、これらも有色であるものがほとんどである。
【００３２】
ドラム状に構成される中間転写体は一般的には厚み2mm程度のアルミやSUSなどの金属管の表面に導電性ゴムを厚み0.5〜3mm程度つけた物が使われるが、本例においては感光体１に対して転写ニップＮＰの背面から露光する必要があるため、通常の構成のままでは使いにくい。
【００３３】
ここでは中間転写体を構成するドラムの剛体を出すため、金属管に代えて、厚み3mm程度の透明なアクリル樹脂管を使用し、アクリル管の表面にITOなどの透明金属膜を付けてバイアス印加電極としている。更に、ポリウレタンゴムなど透明ゴムに、導電性を付与するため酸化錫などの酸化金属粉を微分散させている物を表層のゴム層として使用している。
【００３４】
本例に限らず、以下で述べる各例においても、感光体の表面電位を効果的に除電するために、中間転写体や転写電界印加手段、その他の部材については光透過性を有するもので作る必要を生ずる。その場合には、機材となる樹脂やゴムなどに光透過性を有する材料を用いて、かつ導電性を付与するためのフィラーとして、酸化チタンや酸化錫などの酸化金属物を微分散させて用いることで、光透過性の半導電性高分子を作ることができる。
【００３５】
前記図２における例は中間転写体としてドラム形状のものを使用する例であったが、本例は図３に示すようにベルト状の中間転写体を使用している。他の構成部材については、共通機能のものについては図２におけるものと同じ符号を使用して説明は省略する。図３において、ベルト状の中間転写体を符号８で示す。この中間転写体８の背面から露光して感光体を除電する例である。
【００３６】
一般的にはベルト状の中間転写体８を用いる際には、中間転写体８の感光体１に対する転写ニップ部ＮＰの背面側にバイアス印加の為の転写電界印加手段を用いる。この転写電圧印加手段は、コロナチャージャー（コロトロン、スコロトロンなど）によるベルト裏面への電荷付与や、導電性ローラ、導電性ブラシ、導電性ブレードなどの接触による電圧印加などによるのが主である。
【００３７】
図３では、転写電圧印加手段の例として導電性ローラからなる転写ローラ９を使用した例を示している。転写ローラ９に限らず、上記した転写電界印加手段としての部材は従来、光透過性を有しない物が殆どであるので、中間転写体８の内側からの転写ニップ部ＮＰへの露光はこれらの転写電界印加手段よりも中間転写体回転方向で上流側からの照射が望ましい。なお、転写ローラ９は転写ニップ部ＮＰに対して若干下流側にオフセットして設けられており、その上流側に転写ニップ部ＮＰに対して光照射されるように除電光源７が配置されている。
【００３８】
本例では図３に示すように、中間転写体８の内側に設けた転写ローラ９よりも該中間転写体８の回転方向上流側の当該中間転写体８の内側に設けた除電光源７からの光照射により透明な中間転写体８を透して感光体１の表面電位を除電することとした。
【００３９】
中間転写体８などに用いる光透過性をもつベルトは、例えば、耐久性に優れ、ヤング率の高いポリイミド製のベルトや、表面平滑性に優れたPVDFベルト、その他ETFE，PFAなどのフッ素系高分子体、ポリカーボネートや、ポリウレタン樹脂などをベルトとして使用可能である。
【００４０】
構成としては樹脂ベルトだけでなく、樹脂ベルト層の上にポリウレタンゴムやポリウレアゴムなどのゴム層をもち、さらに上にフッ素成分を含有したコート層をもつ、表面が弾性の多層構造ベルト等も使用されている。特にポリウレタン多層構造ベルトは表面が弾性を持つため、感光体表面や紙表面との密着性が良く、一次転写、二次転写に優れている。
【００４１】
いずれのベルトも金属酸化物を添加することで，電気抵抗が調整されており，１０１０〜１０１２Ωcm程度の体積抵抗を持ち、トナーの載る部分の表面抵抗が１０１２Ω／□以上の特性値となっており、転写性に優れている。ベースとなる高分子ポリマーの種類によっては、若干の乳白色や褐色を呈するものもあるが、感光体表面を除電するための650nm〜780nm程度の赤色〜近赤外光は十分に透過させることができる。
【００４２】
前記図３で示した例におけるように、光透過性の中間転写体８を用いて、転写電荷印加手段としての転写ローラ９よりも矢印で示す中間転写体８の回転上流方向内側から除電光源７により転写ニップ部ＮＰを光照射すると、光透過性の中間転写体８を通して、転写ニップ部ＮＰに進入する以前の感光体表面までも除電してしまうおそれがある。転写ニップ部ＮＰよりも当該感光体１の回転方向上流側の部位で感光体表面を除電してしまうと、前述の通りトナー散りが生じて画像が著しく悪化してしまう。
【００４３】
そこで、そうならないように、図４に示すように転写ニップ部ＮＰよりも中間転写体８の回転方向の上流側（感光体１の回転方向の上流側でもある）で当該感光体１を除電しないように、除電光源７からの光を遮蔽する遮蔽手段としての遮蔽板１０を付設して照射してはならない領域への光照射を避けることとした。遮蔽板１０は本例では除電光源７に付設しているが、これに限るものではなく、適宜の不動部材に設けることができる。
【００４４】
図５はRICOH製フルカラー複写機Imagio Color 5100の感光体１とベルト状の中間転写体８０の接触部の構成を示している。現像器３０は実線で示したものが感光体１に対向位置している状態を示している。
【００４５】
本例では、現像器３０Ｋ（ブラック用）は所謂リボルバー型の現像装置１１の一部として構成されていて、機械的な構成は同一で色の異なるトナーを収納している他の現像器３０Ｍ（マゼンタ用）、３０Ｙ（イエロー用）、３０Ｃ（シアン用）が順次回転中心Ｏを中心に回転して感光体１に対峙した現像位置で、感光体１上の潜像を可視像化する。
【００４６】
本例では、中間転写体８０はローラＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５で支持されて矢印の向きに回転するようになっている。転写ニップ部ＮＰは、中間転写体８０のベルト内側に間隔をおいて配置された二本のローラＲ１、Ｒ２の間で感光体１に押し当てられていて、広がりのある領域として確保されている。
【００４７】
これら転写ニップ部ＮＰを形成している二本のローラＲ１、Ｒ２の中、中間転写体８０の回転方向上流側に位置しているローラＲ１は電気的にグランドに接地されることによりアースローラとしても機能していて、感光体１から中間転写体８０へのトナー画像の転写に係る一次転写前の感光体１と中間転写体８０との間の不要な電界により感光体１上のトナー画像が乱されるのを防止している。
【００４８】
中間転写体８０の回転方向下流側に位置しているローラＲ２は転写バイアスローラで、転写電界を生じさせるための電圧が印加されており、若干の導電性を持つ中間転写体８０の最内面層を通じて転写ニップ部ＮＰに転写電界を生じさせている。
【００４９】
感光体１が回転する毎に当該感光体上に現像装置１１により順次マゼンタ、イエローシアン、ブラックの各トナー画像を形成しては、転写ニップ部ＮＰで中間転写体８０上に各トナー画像を重ね転写してフルカラー画像を形成し、このフルカラー画像を最終転写媒体である用紙Ｓに一括転写して最終画像を形成する一方、感光体１上に残留したトナーをクリーニング手段としてのクリーニング装置５で回収するようにしている。
【００５０】
感光体１に対してこれら二本のローラＲ１、Ｒ２間に相当する転写ニップ部ＮＰの裏側に相当する位置に除電光源７を設置し、前述の光透過性を有する材料からなる中間転写体８０を用いて実験したところ、逆転写のない、かつトナー散りの少ない良好な一次転写画像を中間転写体８０上に得ることができた。
【００５１】
本例では、転写電界が生じている転写ニップ部ＮＰで感光体１の表面が除電されていること、ローラＲ１が除電光源７からの光を遮蔽する遮蔽手段となって転写電界印加中に感光体１を光除電するなど、転写領域以外での感光体除電を行わないようにしていることなどの複合的な作用で転写前のトナー散りを防止しつつ逆転写による画像劣化を防止している。
【００５２】
請求項１の例
これまでの例では、感光体１が大きく、また、中間転写体８、８０の内側にも余裕があったため、除電光源７や遮蔽手段などの設置を行うことができたが、近年は小型化、高速化が進み、レイアウト上設置スペースの余裕のない場合も多い。
【００５３】
そこで、図６に示す例において、前記図３に示す構成における転写ローラ９を光透過性のものにおき換えた転写ローラ９０とした上で、この光透過性の転写ローラ９０の背面側に除電光源７を位置させて感光体１を露光する。
【００５４】
本例では、転写ローラ９０として導電性ウレタンゴムに酸化チタンを分散させた若干乳白色掛かったローラを使用した。この場合乳白色のため多少の散乱はあるが，十分に光を透過させることができる。
【００５５】
転写ローラ９０以外に、透明の導電性ブラシ、透明の導電性ブレードなどの接触転写部材を以って転写電界印加手段とし、これら透明の導電性ブレードや透明の導電性ブラシなどの背面側から露光を行うことによっても、より小型に画像形成装置を設計することが可能である。
【００５６】
図７に示すように転写電界印加手段として図６に示した転写ローラ９に代えてコロナ帯電器９００を転写ニップ部ＮＰに向けて設ける。コロナ帯電器９００は金属製のケースの中にワイヤが入っている構成であり、転写ローラに比べて光透過型に作りやすい。コロナ帯電器９００を構成するケースの一部をメッシュ状、もしくは開口状態としてそこから光を照射するようにすれば、簡単に転写ニップ部ＮＰでの露光を行うことができる。
【００５７】
上述のような、中間転写体を光透過性にして、背面から転写ニップ中での光除電を行う方法以外にも、効果は多少薄れるが、図８に示すように転写ニップ部ＮＰよりも中間転写体８の回転方向での下流側から転写ニップ部ＮＰに向けて光照射することで、転写ニップ部ＮＰ中で感光体１の除電を行うこともできる。
【００５８】
転写ニップ部ＮＰよりも中間転写体８及び感光体１の回転方向下流側であって、中間転写体８と感光体１の間の空間位置に除電光源７を配置し、転写ニップ部ＮＰ下流めがけて照射された光は、感光体１の感光層が光透過性を持つため転写ニップ部ＮＰ内にも進入し、転写ローラ９により転写電界が作用している転写ニップ部ＮＰ領域で感光体表面を除電する。
【００５９】
本例の場合には、中間転写体８を透して感光体１を露光する構成ではないので、透明な中間転写体８に代えて不透明な中間転写体を使用することも可能である。尤も、光透過性を有する中間転写体を使用することで更に除電効果が増す。
【００６０】
光透過性の中間転写体８を使用している場合は、図９に示すように中間転写体８の内側であって、転写ニップ部ＮＰよりも中間転写体８の下流側に除電光源７を配置して転写ニップ部ＮＰに向けて光照射しても良い。このように転写ニップ部ＮＰ下流側から光照射することで、確実に転写ニップ上流側への光の回り込みによる除電が防げ、トナー散りによる画像劣化を防止することができる。
【００６１】
請求項２の例
転写ニップ部ＮＰにおける感光体の除電であるが、画像形成装置の動作中、連続的に除電光源７より光を照射すれば制御が簡易だが、前述の通り感光体は過度な露光を行うと光疲労を起こして帯電特性が劣化することが知られているので、例えば作像を行っていない立ち上げ時や終了時、連続印字している際の紙と紙の間の領域などの、画像作成しない領域では光照射を行わず画像作成領域についてのみ光照射して除電することで、感光体の劣化を防ぐことができる。
【００６２】
請求項３の例
上述のような、逆転写の少ない良好な一次転写を達成できる画像形成装置においては、転写残トナーの再利用、いわゆるトナーリサイクルを行うことが可能となる。
【００６３】
ただし、前記図５で説明したような、一個の感光体に複数個の現像装置を備える、いわゆる１ドラムタイプの画像形成装置では、逆転写トナーがなくとも、感光体が一つであるため、各色の作像時に感光体上に残った転写残トナーが一つのクリーニング装置に回収されてしまうためそれぞれの色が混色してしまい、再利用することが難しくなる。
【００６４】
これに対して、複数個の潜像坦持体のそれぞれに静電潜像を形成し、これらの静電潜像をそれぞれの潜像担持体について設けられたそれぞれの現像手段で現像して各潜像担持体上にそれぞれトナー画像を形成し、これらの各トナー画像を同一の中間転写体上に順次重ね転写し、この重ね転写画像を最終転写媒体に一括転写して最終画像を形成する一方、前記各潜像担持体から前記中間転写体への前記各トナー像の各転写部において転写されずに前記各潜像担持体上にそれぞれ残留したトナーを各潜像担持体に対応して設けられた各クリーニング手段により回収する、というように一色に付き一つの感光体を備える、いわゆるタンデム方式の画像形成方法（装置）の場合は、各クリーニング装置に入力されるトナーは逆転写がない場合にはそのクリーニング装置に対応している感光体で現像される色だけであるので、そのまま各クリーニング装置で回収されたトナーをその感光体について設けた現像装置に戻すことが可能となり、トナー散りの少なさと逆転写の少なさを両立した、良好な画像の提供ができると共に、トナーリサイクルを簡易に行うことができるようになる。
【００６５】
本発明の一例としての画像形成装置として、図１０にカラーレーザプリンターにおける全体の内部機構を示す。画像形成装置本体は従来公知の電子写真方式によるカラー画像形成を行うための、画像読取部１２、画像書込部１３、画像形成部１４、給紙部１５、排紙部１６から構成されている。
【００６６】
図１０に示したカラーレーザプリンターの要部である画像書込部１３、画像形成部１４など拡大して図１１に示し、さらに図１２には感光体まわりの構成を拡大して示す。
【００６７】
これらの図に基いて画像が形成される動作を説明すると、先ず、画像信号を元に図示省略の画像処理部で画像処理されて画像形成用の黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色信号に変換され、画像書込部１３へ画像信号が送信される。
【００６８】
画像書込部１３の内部構成は周知なので図示は省略するが、レーザ光源と、回転多面鏡等の偏向器と、走査結像光学系、及びミラー群、からなるレーザ走査光学系や、一次元もしくは二次元に多数のLEDが配列したLEDアレイと、結像光学系からなるLED書込み系により構成されていて、上記の各色の画像信号に対応した４つの光路を有し、画像形成部１４の各色毎に設けられた感光ドラム１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃに各色信号に応じた書込み光Ｌを照射して画像書込を行う。
【００６９】
画像形成部１４は黒（Ｋ）用、イエロー（Ｙ）用、マゼンタ（Ｍ）用、シアン（Ｃ）用の各感光体１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃを備えている。これら各色用の感光体としては通常ＯＰＣ感光体が用いられる。
【００７０】
各感光体１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃの周囲には、帯電ローラ２、画像書込部１３からのレーザによる書込み光Ｌの感光体上での照射部である露光部、各感光体に対応して設けられた現像器３、一次転写用の転写ローラ９、クリーニング装置５、除電器６等が配設されている。なお、現像器３には２成分磁気ブラシ現像方式を用いている。
【００７１】
各感光体１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃについての画像作成プロセスは共通であるので、感光体１Ｋまわりの画像形成プロセスについて代表して説明する。画像書き込み前には、感光体上１Ｋの露光部よりも回転方向の上流に設けられた帯電ローラ２で感光体表面は約-700Vに帯電されている。帯電ローラ２としては実施例中では導電性ゴムローラが用いられ、この帯電ローラ２は感光体１Ｋに対して50μｍほどの距離を保って、非接触に設置されている。
【００７２】
帯電ローラ２には約１ｋＨｚ、ピーク間電圧2kVの交流電圧が印加されており、その中心値は約-800V程度に設定されている。これにより感光体１Ｋを約-700Vに均一帯電している。帯電手段としては帯電ローラ６に限らず、導電性のゴムローラを感光体１Ｋに接触するようにして帯電させる接触帯電、AC＋DC帯電、ACバイアスをかけずDCバイアスのみを約-1400V印加して感光体１Ｋを帯電するDCバイアスローラ帯電方法や、従来からよく用いられるコロトロンやスコロトロンを用いたコロナ帯電方法、ブラシ帯電方式などを採用することもできる。感光体１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ上に書き込みが行われたあと、現像器３による現像工程によって静電潜像が現像される。
【００７３】
図１２において、現像器３は現像ローラ３ａとドクタブレード３ｂ、2本のスクリュ３ｃ、３ｄ、トナー濃度センサ３ｅと外ケース３ｆからなる。現像ローラ３ａとスクリュ３ｃ、３ｄの位置関係は現像ローラ３ａよりスクリュ３ｃが斜め下方向の位置にあり、2本のスクリュ３ｃ、３ｄは水平方向並列に配設されている。外ケース３ｆには2本のスクリュ３ｃ、３ｄを２室に分ける仕切り板３ｇが設けられている。
【００７４】
この仕切り板３ｇの紙面と垂直な奥側と手前側は、非磁性のトナーとキャリアとからなる2成分現像剤がこれら2本のスクリュ３ｃ３ｄ間を循環できるように切り欠かれている。また、外ケース３ｆは感光体１Ｋと対面する部分が開口しており、この開口部から現像ローラの３ａ一部が露出するようになっている。
【００７５】
このように外ケース３ｆは図１２に示すように現像ローラ１Ｋ横でスクリュ３ｃの上方の空間を少し多めにして現像ローラ３ａ、スクリュ３ｃ、３ｄ、ドクタブレード３ｂを囲っている。
【００７６】
現像ローラ３ａは回転可能な非磁性の現像スリーブ３ａ１と内側に磁界発生手段であるマグネット３ａ２が固定されて構成されている。
【００７７】
スクリュ３ｃ、３ｄはその回転により互いに逆向きに現像剤を搬送するようになっている。現像剤は送り方向が反対のスクリュ３ｃ、３ｄによって攪拌されながら搬送され、仕切り板３ｇによって仕切られた2室を常に循環している。
【００７８】
攪拌搬送されて循環している現像剤はスクリュ３ｃによって現像スリーブ３ａ１に供給され、マグネット３ａ２の磁力によって表面に磁気ブラシ状で保持されて現像スリーブ３ａ１の回転方向に汲み上げられる。汲み上げられた磁気ブラシ上の現像剤はドクタブレード３ｂによって適正な量に穂切りされて感光体１Ｋと対向している現像部へと送られる。
【００７９】
ドクタブレード３ｂで穂切りされて残った現像剤は重力で現像スリーブ３ａ１表面の磁気ブラシ状の外側を落ちてスクリュ３ｃに戻され、仕切り板３ｇの奥側の切り欠き部からスクリュ３ｄに移行し仕切り板３ｇの手前側の切り欠き部からスクリュ３ｃに戻り、再度攪拌搬送されながら現像スリーブ３ａ１に供給することが繰り返される。一方、現像スリーブ３ａ１と対峙している感光体１Ｋの周面部である現像部に送られた現像剤は感光体１Ｋ上の静電潜像にトナーが移行して顕像化される。
【００８０】
現像スリーブ３ａ１上には2.25kHz、ピーク間電圧約1kVの交流電圧が、中心値を-500Vとして印加されている。この現像バイアスにより、感光体１Ｋ上の露光領域（帯電電位約-150V）との電位差でトナーが移行される。
【００８１】
顕像化に使われなかった現像剤は外ケース３ｆ内に戻り、マグネット３ａ２の磁力が働かない部分で現像スリーブ３ａ１から離れてスクリュ３ｃに回収される。
【００８２】
このように現像剤はスクリュ３ｃとスクリュ３ｄを攪拌搬送されて循環しながら現像スリーブ３ａ１に供給、回収される。また画像が繰り返し出力されるとトナー濃度が薄くなるのでトナー濃度センサ３ｅで検知しながら一定濃度になるように図示省略のトナーボトルなどからトナー補給する。
【００８３】
中間転写体８００は透明でベルト状のものが用いられていて、前記図４で説明したものと同じ構成の転写ローラ９と各感光体１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃとの間に介在し、また、前記図４で説明したものと同じ構成の除電光源及び遮蔽板１０が転写ニップＮＰに対して感光体１Ｋの背面側に配置されている。
【００８４】
各感光体１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ上に形成された各色のトナー画像は、中間転写体８００の同一の画像形成領域が転写ニップ部ＮＰを通過する間に順次重ね合わせて転写され、最後の感光体１Ｃにおける一次転写部を通過したときには各感光体上のトナー画像の合成によるフルカラーの重ね転写画像を坦持する。
【００８５】
一次転写の方式としてはベルト状をした中間転写体８００を挟み込むように感光体１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃと対向して設けられた、転写電荷付加手段としての転写ローラ９が転写電界を発生させることにより静電的に転写される。図中では導電性ウレタンゴム（ゴム硬度JIS-A 40度、体積抵抗１０８Ωcm）からなる転写ローラ９に約1.5kVの電圧を印加して転写電界を発生させている。
【００８６】
中間転写体８００は表面平滑性に優れた厚み150μｍのPVDF（ポリビニルデンフロライド）ベルトを使用している。PVDFには酸化錫などの金属酸化物を添加することで，電気抵抗が調整されており、１０１０〜１０１２Ωcm程度の体積抵抗を持ち、トナーの載る部分の表面抵抗が１０１２Ω／□以上の特性値となっており、転写性に優れている。若干乳白色のかかった色を呈しており、多少の散乱はあるが，十分に光を透過させる。
【００８７】
除電光源７を構成するLEDは一定の間隔を設けて感光体１Ｋの軸方向（図１２で紙面を貫く方向）に１６個配列されている。光照射光量を一定とするために図示省略の拡散板が表面に設けられている。また、不要な領域に光照射されないように遮蔽板１０も設けられている。
【００８８】
中間転写体８００はローラＲ６、Ｒ７、Ｒ８により支持されていて、中間位置にあるローラＲ８が図示しない移動手段により搬送ベルト１８を支持する一方のローラＲ１０に対して接離するようになっている。中間転写体８００のテンションをコントロールするため、例えば、ローラＲ７はテンション方向に弾性手段で付勢されているものとする。
【００８９】
ローラＲ８とローラＲ１０との対向部は中間転写体８００上に形成されたフルカラーの重ね転写画像を、レジストローラ対Ｒ１１から送り出されてくる最終転写媒体である用紙に転写する二次転写部であり、この二次転写部において用紙に転写された最終画像は、定着装置１９で定着されて、排紙部１６へ排出される。本例ではベルト状の中間転写体を使用する例を示したが、機械レイアウトや、求められる精度、大きさなどから図３で説明したようなドラム状の中間転写体方式を採用してもよい。
【００９０】
図１０乃至図１２において、用紙に転写を終えた中間転写体８００は二次転写部より下流に設けられた中間転写体用のクリーニング手段２０によって転写残トナーが除去され、再び一次転写部で次の画像が形成される。
【００９１】
次にクリーニング装置５について説明する。ここでも、クリーニング装置５は各感光体１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃにそれぞれ設けられているがその中、同じ構成なので感光体１Ｋについてのクリーニング装置５についてのみ説明する。
【００９２】
クリーニング装置５は、一次転写後に感光体１Ｋ上に残留したトナーを除去するもので、弾性体のクリーニングブレード５ａ、ファーブラシ５ｂ、或はこれらを併用したものが用いられる。本例では、弾性体、例えばポリウレタンゴムのクリーニングブレードとファーブラシ及びファーブラシに接触して配設された電界ローラ５ｃと電界ローラ５ｃのスクレーパ５ｄ、さらに図１２において紙面を貫く方向に長さを有する回収スクリュ５ｅ等で構成されている。ファーブラシ５ｂは導電性で電界ローラ５ｃは金属である。
【００９３】
動作としては、まず感光体１Ｋの回転方向とは逆方向のカウンタで回転しているファーブラシ５ｂで、感光体１Ｋ上の残留トナーを掻き落とす。ファーブラシ５ｂに付着したトナーはファーブラシ５ｂに対してカウンタで回転している電界ローラ５ｃで取り除く。電界ローラ５ｃはスクレーパ５ｄでクリーニングされる。
【００９４】
このとき電界ローラ５ｃにはバイアスが印加されており、静電気力で残留トナーが感光体１Ｋからファーブラシ５ｂ、ファーブラシ５ｂから電界ローラ５ｃへと移動して最後スクレーパ５ｄで掻き落とされ回収スクリュ５ｅで現像装置５に戻して再利用する。或は、廃トナーボトル（不図示）に回収するようにすることもできる。
【００９５】
ここでは、現像装置５に戻して再利用できる構成について説明する。
同一の感光体、例えば、感光体１Ｋに対するクリーニング装置５と現像装置３の位置関係は、クリーニング装置５の回収スクリュ５ｅを包囲する搬送ダクト５ｆの部分が現像装置３のスクリュ３ｄの上側の外ケース３ｆに対して上側に連通する構成となっている。この搬送ダクト５ｆの内部には搬送スクリュが設けられていて、スクレーパ５ｄで掻き落とされたトナーは現像装置３のスクリュ３ｄに回収される。
【００９６】
かかる画像形成方法（装置）では、感光体との間での逆転写が少なくトナー像が乱されることない良好な画像を、高速な生産性を落とすことなく達成でき、かつトナーを再利用することができる。
【００９７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、転写バイアスがかかっている領域を直接、光照射して除電でき逆転写の発生を防止でき、かつ画像形成装置の小型化を図ることができる。
請求項２記載の発明によれば、光除電による感光体の劣化を防ぎ永く使用できる。
請求項５記載の発明では、逆転写を効率的に防止できるため、クリーニング回収部での混色を防止し、トナーリサイクルすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】感光体の表面電位と逆転写トナー量との関係を示したグラフである。
【図２】画像形成装置の要部構成を説明した正面図である。
【図３】画像形成装置の要部構成を説明した正面図である。
【図４】画像形成装置の要部構成を説明した正面図である。
【図５】画像形成装置の要部構成を説明した正面図である。
【図６】画像形成装置の要部構成を説明した正面図である。
【図７】画像形成装置の要部構成を説明した正面図である。
【図８】画像形成装置の要部構成を説明した正面図である。
【図９】画像形成装置の要部構成を説明した正面図である。
【図１０】カラーレーザプリンターの全体構成図である。
【図１１】カラーレーザプリンターの要部構成を説明した正面図である。
【図１２】カラーレーザプリンターの要部構成を説明した正面図である。
【図１３】図１３（ａ）は中間転写体へのトナー像の転写前に感光体表面を除電しない場合の画像を写真撮影した図、図１３（ｂ）は中間転写体へのトナー像の転写前に感光体表面を光照射により除電した場合の画像を写真撮影した図である。
【符号の説明】
１  潜像担持体としての感光体
４、８、８０、８００  中間転写体
７  除電光源
【図１】
0004077194.tif 000002
【図２】
0004077194.tif 000003
【図３】
0004077194.tif 000004
【図４】
0004077194.tif 000005
【図５】
0004077194.tif 000006
【図６】
0004077194.tif 000007
【図７】
0004077194.tif 000008
【図８】
0004077194.tif 000009
【図９】
0004077194.tif 000010
【図１０】
0004077194.tif 000011
【図１１】
0004077194.tif 000012
【図１２】
0004077194.tif 000013
【図１３】
0004077194.tif 000014