(57)【要約】【課題】  現像同時クリーニングを行う画像形成装置において、かぶりなどの不良画像の発生を防止すること。【解決手段】  複数の現像器を有する現像同時クリーニングを行う画像形成装置において、各々の現像器のクリーニングした転写残トナーへの帯電付与の力を現像順に対して規定する。これによって、かぶりなどの不良画像の発生を防止し、長期にわたって安定した画像形成を行う事ができる。【選択図】  図１
2009122442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を保持する像担持体と、現像剤にて前記静電潜像を現像して現像剤像とする複数の現像手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を被転写体へと転写する転写手段とを備え、複数の現像手段のうち少なくとも１つ以上、前記転写時に被転写体へ転写されないで前記像担持体表面に残った現像剤を除去するクリーニング手段を前記現像手段が兼ねる現像器を有する画像形成装置において、
前記像担持体へ静電潜像を現像する複数の現像器のうち、現像順の上流に位置する現像器の単位時間当たりの現像剤に対する帯電付与力より、現像順の下流に位置する現像器の単位時間当たりの現像剤に対する帯電付与力の方が高い事を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
静電潜像を保持する像担持体と、現像剤にて前記静電潜像を現像して現像剤像とする複数の現像手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を被転写体へと転写する転写手段とを備え、複数の現像手段のうち少なくとも１つ以上、前記転写時に被転写体へ転写されないで前記像担持体表面に残った現像剤を除去するクリーニング手段を前記現像手段が兼ねる現像器を有する画像形成装置において、
前記像担持体へ静電潜像を現像する複数の現像器のうち、現像順の上流に位置する現像器の前記像担持体表面に残った現像剤をクリーニングし、再び静電潜像を現像する現像剤として用いるまでに与える現像剤への帯電付与力より、現像順の下流に位置する現像器の前記像担持体表面に残った現像剤をクリーニングし、再び静電潜像を現像する現像剤として用いるまでに与える現像剤への帯電付与力の方が高い事を特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記現像器は、現像剤を攪拌・搬送する攪拌搬送部材と、現像剤を像担持体の対向部まで担持搬送する現像剤担持体と現像剤担持体の現像剤量を規制する現像剤量規制部材分とを有し、
前記像担持体へ静電潜像を現像する複数の現像器において、現像順の上流になる現像器を駆動するための負荷より、現像順の下流になる現像器を駆動するための負荷の方が大きい事を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像器は、現像剤を攪拌・搬送する攪拌搬送部材と、現像剤を像担持体の対向部まで担持搬送する現像剤担持体と前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤量規制部材とを有し、
前記像担持体へ静電潜像を現像する複数の現像器において、現像順の上流になる現像器の現像剤担持体に付着する現像剤量より、現像順の下流になる現像器の現像剤担持体に付着する現像剤量の方が、多い事を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像器は、現像剤を攪拌・搬送する攪拌搬送部材と、磁性体を内包し現像剤を像担持体の対向部まで担持搬送する現像剤担持体と前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤量規制部材とを有し、
前記像担持体へ静電潜像を現像する複数の現像器において、現像順の上流になる現像器の現像剤担持体上の現像剤量を規制する規制部材近傍における磁気力より、現像順の下流になる現像器現像剤担持体上の現像剤量を規制する規制部材近傍における磁気力の方が、大きい事を特徴とする請求項１〜請求項４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、一般には、電子写真方式などにより像担持体に形成された静電潜像を現像剤像（即ち、トナー像）とし、このトナー像を中間転写体を介して記録材に、又は、直接に記録材に転写する複写装置、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。特に、本発明は、現像装置にて、像担持体に形成された静電潜像をトナー像とすると同時に、転写工程後の像担持体上の転写残トナーを像担持体上から除去、回収し、再利用する、所謂、クリーナレス方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、複写装置などのように、画像を紙などの記録材に記録する画像形成装置においては、像担持体としての電子写真感光体に電子写真プロセスによりトナー像を形成し、その後、トナー像を中間転写体を介して、或いは、直接に記録材に転写する転写方式の画像形成装置が広く使用されている。
【０００３】
複写装置は、単なる原稿を複写するための事務処理用複写機としてではなく、デジタル技術の導入により他の情報処理機と結び付いた情報出力機器として、或いは、多機能化により画像情報の加工や編集が容易になり新規なオリジナル原稿を作成するための複写機として、更に個人向けのパーソナルコピーとして使われている。
【０００４】
そのため、より高速化、より高画質化、より小型軽量化が追求され、より高信頼性が厳しく追求されてきている。
【０００５】
そのような中で、電子写真技術を用いた複写装置、プリンタ、ファクシミリなどにおいて、被帯電体としての像担持体である感光体表面を帯電処理する手段として、電圧を印加した帯電部材（例えば、導電性弾性ローラ或いはブレード）を感光体に接触させて感光体を帯電処理する接触帯電装置が近年使われている。
【０００６】
接触帯電装置は、電源の低圧化が図れ、オゾンの発生量が極めて少ない等の長所を有していることから、コロナ帯電装置に代わって感光体、誘電体等の像担持体、その他の被帯電体面の帯電処理手段として実用化されている。
【０００７】
このような接触帯電手段を有する画像形成装置では、コロナ帯電と比べて、比較的低電圧のバイアスで感光体の均一な帯電と十分な転写が可能となるため、装置自体の小型化、オゾン等のコロナ放電生成物抑制の点で優れている。
【０００８】
また、装置を使用するうえでのランニングコストを下げるため、従来の電子写真感光体が有していた問題点を解決し、膜強度を高くすることによって耐摩耗性及び耐傷性を向上させることで高耐久な感光体が要求されている。さらに、感光体としては、繰り返し使用時における残留電位の上昇等の感光体特性変化や劣化が非常に少なく、繰り返し使用時も安定した性能を発揮することが望まれている。このような電子写真感光体として、硬化性樹脂を表面層に含有した感光体を用いることが提案されている。
【０００９】
また一方では、環境保全や資源の有効利用の点から、クリーニング装置にて回収されている転写残トナー、所謂、廃トナーを現像装置に戻し再利用する電子写真装置が開発されている。
【００１０】
この一つの方式に、クリーニング装置を廃し、転写残トナーの清掃は現像装置において現像行程と同時に行う「クリーナーレス方式」というものが提案されている。通常、転写後の感光体に残存する転写残トナーは、クリーニング装置によって感光体面から除去されて廃トナーとなる。
【００１１】
ここで、クリーニング装置を無くし、転写後の感光体上の転写残トナーを帯電装置や補助帯電部材で所定の極性に帯電し、現像装置で感光体上から除去して、現像装置に回収・再使用する装置構成にしたクリーナーレスのプロセスシステムである（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
上述の現像同時クリーニングのクリーナーレス方式の画像形成装置では、転写残トナーなどの逆極性に帯電したトナーは、帯電装置や補助帯電部材等によって正規帯電に戻され、現像装置で回収されるシステムである。
【００１３】
しかし、クリーナーレス方式の画像形成装置において画像形成を繰り返し行っていくと、白地部にトナーが付着するかぶりという現象が問題として生じる。
【００１４】
このかぶりの原因としては、転写残トナーが現像器において回収されず感光体上に残ってしまい、次の画像形成における帯電又は、露光を阻害する事によって、感光体を適正な電位にする事ができず、かぶりとなることがあげられる。特に、繰り返し画像形成を行い、現像剤が劣化してくると、感光体から転写媒体へ転写する転写効率が低下してくる。転写効率の低下は、転写残トナーの増加であり、帯電装置や補助帯電部材における正規帯電へ戻す能力を初期以上に高める必要がでてくる。そこで、特許文献２、特許文献３では、帯電バイアスにＤｕｔｙをかけることで正規帯電に戻す効果を強くし、不適切な極性トナーの発生を抑制する技術が提案されている。
【００１５】
前述のかぶりのもう１つの原因として、現像器で転写残トナーを再帯電することがあげられる。現像器において転写残トナーを回収し、回収したトナーを再び現像に供するために、現像器内で再び現像に用いるまでの間に、トナーの再帯電を行う必要がある。再び転写残トナーを現像に用いるまでに適正な帯電を得る事ができないと、本来、現像すべきでない白地部などに現像されてしまい、かぶりとなってしまう。
【００１６】
特に、画像形成を繰り返し行ったトナーは、ストレスが継続的に加えられたため、トナーの外添剤が埋め込まれたり、外添剤が過度についたり変形したりして、正規の帯電に戻りにくくなる。さらに、カラーの画像を形成するために、複数の現像器を有するタンデム型の画像形成装置の場合、転写残トナーは下流の画像形成ステーションほど増えるため、下流の現像器における回収するトナーの量が増加する。そのため、回収したトナーを現像器内で適切な帯電付与を行うことができなくなり、かぶりが発生してしまっていた。
【特許文献１】特開２００３−１５６９７１号公報
【特許文献２】特開２００３−２５５６７５号公報
【特許文献３】特開平１１−７２９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
現像工程と同時に転写残トナーのクリーニングを行うを現像手段を複数有する画像形成装置において、転写残トナーが適切な帯電をもてないことによって発生するかぶりなどの画像品位を低下させる事を防止し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】
【００１８】
上記課題は、本発明に係る以下の画像形成装置にて達成される。
【００１９】
（１）静電潜像を保持する像担持体と、現像剤にて前記静電潜像を現像して現像剤像とする複数の現像手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を被転写体へと転写する転写手段とを備え、複数の現像手段のうち少なくとも１つ以上、前記転写時に被転写体へ転写されないで前記像担持体表面に残った現像剤を除去するクリーニング手段を前記現像手段が兼ねる現像器を有する画像形成装置において、
前記像担持体へ静電潜像を現像する複数の現像器のうち、現像順の上流に位置する現像器の単位時間当たりの現像剤に対する帯電付与力より、現像順の下流に位置する現像器の単位時間当たりの現像剤に対する帯電付与力の方が高い事を特徴とする画像形成装置。
【００２０】
（２）静電潜像を保持する像担持体と、現像剤にて前記静電潜像を現像して現像剤像とする複数の現像手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を被転写体へと転写する転写手段とを備え、複数の現像手段のうち少なくとも１つ以上、前記転写時に被転写体へ転写されないで前記像担持体表面に残った現像剤を除去するクリーニング手段を前記現像手段が兼ねる現像器を有する画像形成装置において、
前記像担持体へ静電潜像を現像する複数の現像器のうち、現像順の上流に位置する現像器の前記像担持体表面に残った現像剤をクリーニングし、再び静電潜像を現像する現像剤として用いるまでに与える現像剤への帯電付与力より、現像順の下流に位置する現像器の前記像担持体表面に残った現像剤をクリーニングし、再び静電潜像を現像する現像剤として用いるまでに与える現像剤への帯電付与力の方が高い事を特徴とする画像形成装置。
【００２１】
（３）前記現像器は、現像剤を攪拌・搬送する攪拌搬送部材と、現像剤を像担持体の対向部まで担持搬送する現像剤担持体と現像剤担持体の現像剤量を規制する現像剤量規制部材分とを有し、
前記像担持体へ静電潜像を現像する複数の現像器において、現像順の上流になる現像器を駆動するための負荷より、現像順の下流になる現像器を駆動するための負荷の方が大きい事を特徴とする（１）又は（２）記載の画像形成装置。
【００２２】
（４）前記現像器は、現像剤を攪拌・搬送する攪拌搬送部材と、現像剤を像担持体の対向部まで担持搬送する現像剤担持体と前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤量規制部材とを有し、
前記像担持体へ静電潜像を現像する複数の現像器において、現像順の上流になる現像器の現像剤担持体に付着する現像剤量より、現像順の下流になる現像器の現像剤担持体に付着する現像剤量の方が、多い事を特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２３】
（５）前記現像器は、現像剤を攪拌・搬送する攪拌搬送部材と、磁性体を内包し現像剤を像担持体の対向部まで担持搬送する現像剤担持体と前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤量規制部材とを有し、
前記像担持体へ静電潜像を現像する複数の現像器において、現像順の上流になる現像器の現像剤担持体上の現像剤量を規制する規制部材近傍における磁気力より、現像順の下流になる現像器現像剤担持体上の現像剤量を規制する規制部材近傍における磁気力の方が、大きい事を特徴とする（１）~（４）のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、現像同時クリーニングを行う画像形成装置において、適切な帯電を得られない現像剤による発生する画像不良を改善することができ、長期にわたって良好な画像を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００２６】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して詳細を説明する。
【００２７】
図１に、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す。本実施例の画像形成装置１００は、接触帯電方式、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いた接触現像方式、クリーナレス方式を採用した中間転写方式の電子写真レーザビームプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）である。尚、プリンタ１００は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ用の感光ドラムと現像器をタンデムに並べた構成である。
【００２８】
先ず、図１を用いて、本実施例のプリンタ１００の全体構成及び各電子写真プロセスを実行する画像形成手段について説明する。
【００２９】
（像担持体、帯電手段）
プリンタ１００は、像担持体として、回転ドラム型の電子写真感光体１（Ｙ用は１Ｙ、Ｍ用は１Ｍ、Ｃ用は１Ｃ、Ｂｋ用は１Ｋと図示し、以下、「感光ドラム」という。）１を有する。本実施例において、感光ドラム１Ｙは、帯電特性が負帯電性の有機光導電体（ＯＰＣ）であり、外径３０ｍｍ、中心支軸を中心に１３０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって矢示の方向へ回転駆動される。帯電手段はＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ共通であるため、Ｙステーションを例にして説明をする。
【００３０】
プリンタ１００は、感光ドラム１Ｙ表面を一様に帯電処理する帯電手段として、接触帯電装置（接触帯電器）２（Ｙ用は２Ｙ、Ｍ用は２Ｍ、Ｃ用は２Ｃ、Ｂｋ用は２Ｋと図示）を有する。本実施例において、接触帯電装置２Ｙを用いている。接触帯電装置には、帯電ローラ２Ｙがあり、回転自在に保持されると共に、押圧ばね（不図示）によって感光ドラム１Ｙに向かって付勢して、感光ドラム１Ｙの表面に対して所定の押圧力をもって圧接させている。これにより、帯電ローラ２Ｙは、感光ドラム１Ｙの回転に従動して回転する。
【００３１】
帯電ローラ２Ｙには、電源（不図示）より所定の条件の帯電バイアス電圧が印加され、回転する感光ドラム１Ｙ表面は、所定の極性・電位に接触帯電処理される。
【００３２】
本実施例においては、帯電ローラ２Ｙに対する帯電バイアス電圧は、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、−５００Ｖの直流電圧と、周波数１．３ｋＨｚ、ピーク間電圧Ｖｐｐ１．７ｋＶ、正弦波の交流電圧とを重畳した振動電圧である。この帯電バイアス電圧により、感光ドラム１Ｙ表面は、帯電ローラ２Ｙに印加した直流電圧と同じ−５００Ｖ（暗電位Ｖｄ）に一様に接触帯電処理される。
【００３３】
（情報書き込み手段）
プリンタ１００は、帯電処理された感光ドラム１Ｙ〜Ｋの面に静電潜像を形成する情報書き込み手段として露光手段である露光装置３を有する。
【００３４】
本実施例において、露光装置３は、画像信号に対応して変調されたレーザ光を出力する。このレーザ光にて、一様に帯電処理された回転する感光ドラム１Ｙ〜Ｋの表面を、露光位置（即ち、露光部）にレーザ走査露光（イメージ露光）する。このレーザ走査露光により、感光ドラム１Ｙ〜Ｋの表面のレーザ光で照射されたところの電位が低下し、回転する感光ドラム１Ｙ〜Ｋの表面には、画像情報に対応した静電潜像が順次に形成されていく。
【００３５】
（現像手段、現像剤）
プリンタ１００は、感光ドラム１Ｙ〜Ｋ上の静電潜像に従ってトナーを供給し、静電潜像をトナー画像（現像剤像）として現像する手段として、Ｙ用の現像装置４、Ｍ用の現像装置５、Ｃ用の現像装置６とＢｋ用の現像装置７を有する。本実施例において現像装置４〜７は、トナーとキヤリアを含む二成分現像剤による磁気ブラシを、感光ドラム１Ｙ〜Ｋに接触させながら現像を行う二成分接触現像方式を採用した現像装置である。尚、本実施例においてＹ、ＭとＣは図２のような共通の現像器であり、Ｂｋは図３に示す現像器を有する構成をとっている。本工程においては、図２に示すうちのＹ用の現像器４を例にとって説明する。
【００３６】
現像装置４は、現像容器４ａ、現像剤担持体としての非磁性の現像スリーブ４ｂを備えている。現像スリーブ４ｂは、その外周面の一部を現像装置４の外部に露呈させて、現像容器４ａ内に回転可能に配置してあり、現像剤を担持し、搬送する。現像スリーブ４ｂ内には、非回転のマグネットローラ４ｃが挿設されている。現像スリーブ４ｂに対向して、現像剤量規制部材４ｄ（以下、現像ブレード）が設けられている。現像容器４ａは、現像剤を収容しており、現像容器４ａ内の底部側には現像剤攪拌部材４ｆが配設されている。又、補給用トナーがトナーホッパー４ｇに収容されている。
【００３７】
本実施例にて、現像容器４ａ内の現像剤４ｅは、主に、重合法や粉砕法により生成される非磁性トナーと、磁性キャリアとを含む２成分現像剤であり、現像剤攪拌部材４ｆにより攪拌・混合される。
【００３８】
二成分系現像剤に用いられるキャリア粒子は、トナー粒子に良好な帯電性を付与し、現像極において静電潜像上にトナーを現像し、キャリア粒子自身は現像容器内に戻され新たにトナーと混合し良好な帯電を付与するというサイクルで長時間繰り返し使用される。従来、キャリア粒子としては鉄粉キャリア、フェライトキャリア、磁性微粒子をバインダー中に分散した磁性体分散樹脂キャリア等が磁気ブラシ現像用の二成分系現像剤用として用いられている。本実施例では磁性微粒子をバインダー中に分散させて比抵抗を所定の値にしたものを用いて良好な画像が得るようにしている。
【００３９】
現像スリーブ４ｂは、感光ドラム１Ｙとの最近接距離を３００μｍに保持して感光ドラム１Ｙに近接対向配設される。この感光ドラム１Ｙと現像スリーブ４ｂとの対向部が現像部ｃである。
【００４０】
現像スリーブ４ｂは、現像部ｃにおいて感光ドラム１Ｙの進行方向とは逆方向に回転駆動される。現像スリーブ４ｂ内のマグネットローラ４ｃの磁力により、現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅの一部が現像スリーブ４ｂの外周面に磁気ブラシ層として吸着保持される。この磁気ブラシ層は、現像スリーブ４ｂの回転に伴い回転搬送され、現像剤コーティングブレード４ｄにより所定の薄層に整層され、現像部ｃにおいて感光ドラム１Ｙの面に対して接触して感光ドラム面を適度に摺擦する。本実施例では、現像スリーブ４ｂは、外径１８ｍｍ、回転周速２２０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動している。
【００４１】
現像スリーブ４ｂには、電源（不図示）から所定の現像バイアスが印加される。本実施例において、現像スリーブ４ｂに対する現像バイアス電圧は、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、−３５０Ｖの直流電圧と、周波数８．０ｋＨｚ、ピーク間電圧１．８ｋＶ、矩形波の交流電圧とを重畳した振動電圧である。
【００４２】
このようにして、現像剤４ｅが、回転する現像スリーブ４ｂの面に薄層としてコーティングされ、現像部４ｃに搬送される。現像部ｃに搬送された現像剤４ｅ中のトナーが、現像バイアスによる電界によって感光ドラム１Ｙの表面に静電潜像に対応して選択的に付着し、静電潜像がトナー画像として現像される。本実施例の場合、感光ドラム１Ｙの表面の露光明部にトナーが付着して静電潜像が現像される。
【００４３】
実施例において、現像装置４の現像スリーブ４ｂは、上述のように現像部ｃにおいて感光ドラム１の表面の進行方向とは逆方向に回転させている。このように現像スリーブ４ｂを逆回転させることによって、感光ドラム１上の転写残トナーの回収を確実に行っている。尚、回収工程については、（クリーナレスシステム、均し手段）に詳細を述べてある。
【００４４】
現像部４ｃを通過した現像スリーブ４ｂ上の現像剤薄層は、引き続く現像スリーブ４ｂの回転に伴い現像容器４ａ内の現像剤溜り部に戻される。現像剤溜り部に戻されたトナーは、攪拌部材４ｆによって攪拌、搬送され、再び現像部へと循環し、現像に供される。
【００４５】
（転写手段、定着手段）
プリンタ１００は、感光ドラム１の上方に中間転写体１０を備えている。本実施例にて、中間転写体１０は、無端ベルト状の中間転写ベルトとされ、支持ローラ１１、１２、１３に懸架されて、矢印方向に回転移動される。
【００４６】
感光ドラム１に対向する一次転写手段であるローラ状の一次転写装置８（Ｙ用は８Ｙ、Ｍ用は８Ｍ、Ｃ用は８Ｃ、Ｂｋ用は８Ｋと図示）に、電源（不図示）からトナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バイアス、本実施例では＋２ｋＶが印加される。これにより、転写部を移動する中間転写ベルト１０の表面に感光ドラム１Ｙから１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面側のトナー画像が順次に静電転写されていく。中間転写ベルト１０上には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋとトナー画像が重なってくるため、中間転写ベルトへ転写する効率が転写順で下流になるほど、厳しくなり転写効率が下がってくる傾向にある。
【００４７】
その後、支持ローラ（対向ローラ）１２に対向する二次転写位置にて、二次転写手段１２ａにより記録材Ｐへとトナー画像が順次に静電転写されていく。
【００４８】
このとき、転写されずに中間転写ベルト１０上に残ったトナーは、クリーニング手段であるクリーニングブレード９ａを転写ベルト１０に当接させて有する転写クリーニング装置９を用いて除去、清掃される。
【００４９】
そして、記録材Ｐは、中間転写ベルト１０の表面から順次に分離されて定着装置１４へ搬送され、定着装置１４により記録材Ｐはトナー画像の定着処理を受けて画像形成物（プリント、コピー）として出力される。
【００５０】
（クリーナレスシステム、均し手段）
本実施例のプリンタ１００は、現像同時クリーニング、所謂、クリーナレスシステムを採用しており、トナー画像転写後の感光ドラム１の表面に若干量残留する転写残トナー（残留トナー）を除去する専用のクリーニング装置を具備していない。つまり、現像装置４が感光ドラム１のクリーニング装置を兼ねている。
【００５１】
感光ドラム１上の転写残トナーは、露光部を通るので、露光工程はその転写残トナー上からなされる。通常は、転写残トナーの量は少ないため、転写残トナー上から露光工程を行うことによる大きな影響は現れない。
【００５２】
ただ、転写残トナーには、帯電極性が正規極性（本実施例では負極性）のものや、逆極性（本実施例では正極性）のもの（反転トナー）、帯電量が少ないものなどが混在している。その内の反転トナーや帯電量が少ないトナーが、帯電部を通過する際に帯電ローラ２に付着すると、帯電ローラ２が許容以上にトナーにより汚染してしまい帯電不良を生じることがある。また、画像パターンに応じてカブリや転写残トナーが感光ドラム上に分布している。
【００５３】
そこで、これらの感光体ドラム表面上の残留トナーを均一に均し、且つ、次回の現像時に回収され易いように、帯電極性も正規極性である負極性に揃えるため、転写部ｄよりも感光ドラム１の回転方向下流側の位置、且つ、帯電部よりも感光ドラム１の回転方向上流側の位置において、均し手段（トナー帯電手段）１６（Ｙ用は１６Ｙ、Ｍ用は１６Ｍ、Ｃ用は１６Ｃ、Ｂｋ用は１６Ｋと図示）を設ける。
【００５４】
均し手段（トナー帯電手段）１６で再度転写残トナーを正規極性に帯電処理する。これにより、帯電ローラ２への転写残トナーの付着防止を効果的に成すと共に、現像装置４での転写残トナーのクリーニング・回収を確実に行うことができる。
【００５５】
（現像手段の詳細）
以上のようなクリーナレス工程によって、画像形成が行われる。次に、本実施例の特徴である現像器の詳細構成を本発明の効果と共に説明する。
【００５６】
本実施例では、画像形成における現像順はＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの順番であり、Ｂｋに対して上流に位置するＹ、ＭとＣの現像器は図２のような構成であり、最下流に位置するＢｋの現像器は図３のような構成を有する。Ｙ、Ｍ、Ｃ用の現像器（図２）とＢｋの現像器（図３）において、現像スリーブに対する現像ブレードの位置を変更している。これによって、上流に位置する現像器に比べＢｋ現像器において、回収した転写残トナーが再び現像に供されるまでの間に与える帯電付与力を高める事ができる。
【００５７】
帯電付与力とは、トナーに帯電電荷を与える（帯電量を持たせる）事である。トナーに対する帯電付与力は、トナーとキャリアを接触させる確率と接触力に依存している事が筆者らの検討より分かった。また、検討より現像器中において、トナーとキャリアを接触させる確率と接触力を高める場所、すなわち帯電付与力の高い場所は、現像ブレード近傍部である事が判明した。
【００５８】
ここで、本実施例における現像ブレード近傍に着目してＹ、ＭとＣ用の現像器（代表例としてＹ用の現像器である図２）について説明する。図２の現像器は、現像部ｃに位置するＮ１極近傍にて感光ドラムへ現像し、同時に転写残トナーのクリーニングを行う。その後、現像スリーブ上の現像剤はＮ１極からＳ２極へと搬送される。Ｓ２極は、同極性のＳ３極が隣接しているためＳ２極からＳ３極間において反発磁界が形成され、現像剤は現像スリーブから離れ、現像容器へと戻っていく。現像容器へ戻った現像剤は、攪拌搬送部材４ｆによって攪拌搬送されていく。攪拌搬送された後、Ｓ３極近傍に搬送された際、Ｓ３極の磁力に引き寄せられて現像スリーブへと再び付着する。現像スリーブに付着した現像剤は現像スリーブの回転に伴って搬送され、Ｓ３極近傍に配置された現像ブレードによって、現像スリーブ上の現像剤量が規制される。現像ブレードによって規制される過程において、キャリアとトナーが接触する確率、及び接触力が増し、トナーに対して適切な帯電付与がなされる。
【００５９】
それに対して、Ｂｋ用の現像器（図３）は、Ｎ２極の近傍に現像ブレードを有する。図２に示したＹ、Ｍ、Ｃ用の現像器は現像ブレードによって規制されるのは、Ｓ３極部分の現像剤だまりであった。それに対して、図３のような構成の現像器においては、Ｓ３〜Ｎ２極まで規制されずに現像剤が付着するため、現像剤だまりの量が図２の現像器構成に比べ大きくなる。そのため、図２に比べ現像ブレード近傍における規制力が増す事によって、トナーとキャリアの接触回数と接触力が増加し、帯電付与力を大きくすることができる。
【００６０】
ここで、前述の転写工程のところで述べたが、現像順の上流に位置するＹに比べ、下流にあるＫなどにおいては、Ｙに比べ転写効率が低くなるため多量の転写残トナーをクリーニング回収しなければならない。クリーニングした現像剤は、均し手段によって、クリーニングしやすいように帯電極性を揃えたものの、再び現像に供するためには、現像に適する帯電量を付与する必要がある。せっかくクリーニングした現像剤も、再び現像に使用するまでの間に、適切な帯電量を与えることができないと、かぶり等の画像不良となってしまう。特に、転写効率の下がる下流の現像器においては、転写残トナーの量が多くなり、均し手段において帯電量を均しきれず、帯電量が低いままであったり、逆極性のままである割合が増える傾向が高いため、かぶり等の不良画像を発生させてしまうことが多かった。
【００６１】
そこで、本実施例では、転写効率が低下する転写順において下流に位置する現像器（本実施例の場合はＢｋ）を、帯電付与力を高めた現像器構成とすることによって、上流に比べ多量のクリーニングした現像剤を再び現像に使用するまでの間に適切な帯電量を与え、かぶり画像の発生を防止できるようになった。
【００６２】
ここで、従来の現像器構成と本実施例の構成において、画像形成を５万枚行い画像比較を行った結果を表１に示す。従来のＹからＢｋ全ての現像器（図２）を有する構成においては、１万枚を超えたあたりから、出力画像上にＢｋのかぶりが発生してしまった。そこで、実施例１のようにＢｋのみ図３のような現像器構成に変えた構成にしたところ、４万枚まで、かぶりを発生することなく画像形成を行うことが出来た。しかし、４万枚をすぎると、ＣとＢｋのかぶりが若干みられたが、従来に比べれば長期にわたってかぶりの発生を防止できた。
【００６３】
【表１】
2009122442.tif 000003
尚、筆者らの検討において、帯電付与力（帯電量）の測定は、ＨＯＳＯＫＡＷＡ  ＭＩＣＲＯＮ  Ｃｏｒｐ．社製のＥ−Ｓｐａｒｔ  Ａｎａｌｉｚｅｒを用いた帯電量測定から求めている。筆者らの検討によれば、回収される転写残トナーは、現像器内のトナーの帯電量に比べ、帯電量が著しく低い傾向にあった。そのため、転写残トナーを回収すると、現像容器内の現像剤の帯電量は回収前に比べ、低い状態になる。そして、再び現像スリーブ上に出現するまでの間に現像器内にて、回収された現像剤に対して帯電付与が行われる。
【００６４】
本提案における帯電付与力とは、上述の回収した現像剤に対して行われる帯電付与の大きさであり、転写残トナーの回収前後において、どれくらい変化し、再び現像に供されるまでの間に、現像剤の帯電量が回収前と比べどれくらい変化したかを示す指標である。
【００６５】
帯電付与力の試験方法の一例として、まず、現像スリーブに転写残トナーを想定したトナー量（０．０５〜０．５ｇ）を回収させ、以下の２項目について測定を行う。
【００６６】
（１） 現像器の転写残トナーを回収前の帯電量
（２） 転写残トナーを回収し、再び現像スリーブへ転写残トナーが戻ってきた時の帯電量
そして、（２）／（１）×１００（％）により、回収した転写残トナーを再び現像に供するまでの間に、回収する前の現像剤の帯電量に対して、どれだけ帯電付与されたかの割合を求め、帯電付与力とした。
【００６７】
また、所定時間毎に回収後における現像剤の帯電量の測定（＝（２）’）を繰り返し行い、測定データを時系列順に並べ、転写残トナーを回収してから、どれくらいの時間で回収する前の帯電量（＝（１））に戻ってくるか帯電量の推移を求めて、帯電付与力としてもよい。それから、帯電量の測定に用いた、ＨＯＳＯＫＡＷＡ  ＭＩＣＲＯＮ  Ｃｏｒｐ．社製のＥ−Ｓｐａｒｔ  Ａｎａｌｉｚｅｒは、帯電量分布を測定する事ができ、低帯電量に属するトナー数の測定（１）〜（２）’より、帯電量分布の推移比較からも、帯電付与力に準ずる指標を得る事ができる。
【００６８】
本実施例では、Ｙ、Ｍ、Ｃの現像器と比べ、Ｂｋの現像ブレードの位置を変更し、現像ブレードで規制される現像剤量を増やした。これにより、現像ブレード近傍でのトナーとキャリアの接触回数と接触力が増加し、帯電付与力を大きくすることができた。ここで、図２と図３の現像スリーブに付着する現像剤の量を比較したところ、Ｂｋ現像器の現像スリーブに付着する現像剤量の方がＹ、Ｍ、Ｃの現像スリーブに付着する現像剤量の約１．３倍近く多い事がわかった。それから、駆動トルクや現像スリーブの回転数（本実施例において、現像スリーブの回転数はY、M、C、K全て共通の２２０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動している）などから現像器を駆動するための負荷を測定したところ、Ｂｋ現像器の方が、Ｙ、Ｍ、Ｃの現像器に比べ、大きいことが分かった。特に、現像スリーブのみの駆動トルクを比較したところ、Ｂｋ用の現像スリーブは０．２８Ｎ・ｍだったのに対して、Ｙ用の現像スリーブは０．１２Ｎ・ｍであった。筆者らの検討によれば、現像ブレードにて規制する現像剤の量が多いほど現像スリーブの駆動トルクが大きくなる傾向にあった。
【００６９】
現像器内の帯電付与を行う割合の多くは、現像ブレード近傍であるので、現像ブレード近傍における現像剤の量が多い、すなわち、駆動トルクが高い状態であると、トナーとキャリアの接触回数と接触力が増加し、帯電付与力が高くすることができる。
【００７０】
また、Ｂｋの現像器に比べ、Ｙ、Ｍ、Ｃの現像器の駆動負荷を小さくしてあるので、全ての現像器を駆動する負荷の総和を小さくすることが出来る。現像器の駆動負荷を小さくすることによって、駆動モーターのコストダウンを行える事や、駆動時の電力配分が少なくてすむので、例えば、電力ON時には、定着の立上げに電力を集中させることによって立上げ時間を早くする事ができるなど様々なメリットが生まれる。
【実施例２】
【００７１】
本実施例では、実施例１と同様のＹ→Ｍ→Ｃ→Ｂｋの順にて現像・転写を行う画像形成装置（図１）を例としてあげる。しかし、実施例１とは、色毎の現像器の構成が異なる。ＹとＭ用の現像器は図２のような構成を有し、現像ブレードは非磁性材質のものを用い、現像ブレード近傍に位置する現像スリーブに内包されたマグネットの磁極Ｓ３の磁力は６００Ｇである。それに対して、ＣとＢｋ用の現像器は図３のような構成を有し、Ｃの現像器は非磁性材質の現像ブレードを有し、マグネットの磁力はＳ３極が６００Ｇ、現像ブレード近傍に位置するＮ２極が６００Ｇとし、Ｂｋの現像器は、磁性材質の現像ブレードを有し、マグネットの磁力はＳ３極が６００Ｇ、現像ブレード近傍に位置するＮ２極が６５０Ｇとした。他の構成は、実施例１と同様である。
【００７２】
現像ブレードの材質とマグネットの磁力を変更することによって、現像ブレード付近における磁力線の分布が変化し、現像剤の挙動に変化が生じ、帯電付与力が変わる。マグネットの極配置と現像ブレードの位置関係によって、現像ブレード部の現像剤だまり量を変え、帯電付与力を変えることができるのは実施例１にて述べたとおりである。したがって、ＹとＭの現像器に比べ、ＣとＢｋの現像器は現像ブレード近傍の現像剤だまりの量が多く帯電付与力は高い。さらに、ＣとＢｋの現像器を比較すると、Ｂｋの現像器は磁性材質の現像ブレードを用いることによって、マグネットから発生する磁気力を現像ブレードに集中させている。磁気力を現像ブレードに集中させることによって、現像ブレード部における現像剤にかかる規制力は強くなり、トナーとキャリアの接触回数と接触力が増加する。そのため、Ｂｋの現像器における帯電付与力はＣの現像器に比べ、高くなる。また、Ｂｋの現像器は、現像ブレード近傍にあるＮ２極の磁力をＣの磁力に比べ５０Ｇ高くしてある。これによっても、現像ブレード部に働く磁力を強くすることによって、トナーとキャリアの接触回数と接触力を増させ、帯電付与力を高めている。以上より、本実施例における４つの現像器を帯電付与力の順に並べると、Ｂｋ＞Ｃ＞Ｍ＝Ｙとなる。
【００７３】
ここで、ＹからＢｋ全ての現像器を図２のような構成で画像形成を５万枚行い、画像の比較を行った結果を表２に示す。従来の現像器構成においては、１万枚を超えたあたりから、出力画像上にＢｋのかぶりが発生してしまった。また、前述した実施例１の構成では、４万枚を過ぎたあたりから、CやBkにおいて若干のかぶりがみられた。次に、本実施例の現像器構成にしたところ、５万枚の画像形成をかぶり画像を発生させることなく、出力する事ができた。
【００７４】
【表２】
2009122442.tif 000004
これは、ＢｋのみならずＣの現像器の帯電付与力をあげることによって、Cのかぶりを抑えた事と、転写効率を極力下げないようにしたために５万枚の画像形成に耐えうることが出来たと考えている。画像形成の下流に行くほど、転写する絶対量が増えるため、転写残トナーはどうしても増える傾向にある。転写工程において、感光ドラムから中間転写ベルトに転写するためには、転写するために適切な帯電量を持っていなければならない。本実施例のような構成をとれば、転写残トナーが増えても、現像器の帯電付与力を高めておくことによって、回収した現像剤に適切な帯電量を持たせて現像することができる。現像剤に適切な帯電量を与えることは、転写においても適切な帯電量をもつことであり、転写効率の低下を極力、抑えることができる。よって、クリーニング回収する転写残トナー自体を減らすことにつながり、均し手段に対する負荷と現像器に対する負荷を減らすことができる。その結果、上記のように長期にわたって不良画像を発生させることなく画像形成を行うことが出来る。
【００７５】
尚、攪拌搬送部材の長さを長くしたり、トナーに帯電付与しやすい攪拌搬送部材の形状や材料に変更したり、現像スリーブの径を大きくすることや、現像スリーブの回転速度を上げることによっても、トナーとキャリアの接触回数と接触力を増加させることによっても、単位時間当たりの帯電付与力を増加させ、同様の効果を得ることができる。また、実施例１、実施例２においてはトナーとキャリアを有する２成分現像剤の例について記載したが、１成分現像剤を用いた画像形成装置や、表面が弾性体からなる現像スリーブを、感光ドラムと接触させて現像する現像装置においても、本実施例と同様の効果を達成することが可能であることは勿論である。
【００７６】
また、本発明は、特に、実施例１〜実施例２において説明した図１のような構成のインライン中間転写方式を採用した画像形成装置において特に有効であるが、それに限定されるわけではなく、感光ドラムから搬送されてくる転写材Ｐに直接トナー像を転写する直接転写方式する構成であっても適用可能である。
【００７７】
以上説明したように、本発明によって、感光ドラム上に残った転写残トナーを現像器にてクリーニングし、再び利用する構成を有する画像形成装置において、現像器の駆動負荷を減らし、かつ、トナーかぶりなどの不良画像を発生させることなく、長期にわたって良好な画像を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】現像同時クリーニングを実施する画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本実施例における現像器の詳細断面図（１）である。
【図３】本実施例における現像器の詳細断面図（２）である。
【符号の説明】
【００７９】
１  感光ドラム（像担持体）
２  帯電ローラ（帯電手段）
４  Ｙ用の現像装置
５  Ｍ用の現像装置
６  Ｃ用の現像装置
７  Ｂｋ用の現像装置
８  一次転写装置
９  転写クリーニング装置
１０  中間転写ベルト（中間転写体）
１２ａ  二次転写装置
１４  定着装置
１６  均し手段
【図１】
2009122442.tif 000005
【図２】
2009122442.tif 000006
【図３】
2009122442.tif 000007