(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電手段により表面電位ＶＨとなるように帯電された感光体に１回目の露光を行って表面に｜ＶＨ｜＞｜ＶＬ｜となる感光体と同極性の電位ＶＬの第１の潜像を形成し、１色目の現像手段によって感光体と同極性の１色目のトナーを前記第１の潜像に供給して第１のトナー像を形成した後、２回目の露光を行って｜ＶＨ｜＞｜ＶＢ｜＞｜ＶＬ｜となる電位ＶＢの第２の潜像を形成し、２色目の現像手段によって電位ＶＨの感光体の表面領域に感光体と逆極性の２色目のトナーを付着させることにより第２のトナー像を形成する電子写真装置において、
｜ＶＨ｜＞｜Ｖ２｜＞｜ＶＢ｜となる感光体と同極性の電位Ｖ２の電極を、１色目の現像手段と２色目の現像手段との間に感光体と対向して設けた電子写真装置。
【請求項２】
前記電極は、感光体の表面形状に沿う面を有する請求項１に記載の電子写真装置。
【請求項３】
前記電極は、露光手段の発光部から感光体表面までの距離よりも感光体表面に近い位置に設けられている請求項１または請求項２に記載の電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置かかり、特に、帯電、露光、現像によって感光体にトナー像を形成する電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、表面を帯電させた感光体に、画像データに基いて変調したビームを照射して露光することによって、感光体上に潜像を形成した後、この潜像にトナーを付着させることにより画像を形成する電子写真装置が知られている。
【０００３】
このような電子写真装置では、色材として粒子状のトナーを使用しているのでトナーが装置内で飛び散りやすく、この飛び散ったトナーが装置内の他の個所に付着して装置内が汚れる問題がある。この現象は、トナーが正帯電で感光体が負帯電の場合、又はトナーが負帯電で感光体が正帯電の場合のように、トナーと感光体が異極性に帯電していれば、互いに吸引力が働くので発生しないが、トナーが正帯電で感光体が正帯電の場合、又はトナーが負帯電で感光体が負帯電の場合のように、トナーと感光体が同極性に帯電している場合に発生し、問題となる。
【０００４】
特に、飛び散ったトナーが帯電器や露光器に付着すると、帯電不良や露光不良が起き、電子写真装置としての性能が低下するという深刻な問題となる。
【０００５】
このような問題を解決するために従来から様々な装置が提案されている。まず、特開昭６２−１３４６６４号公報には、感光体上に潜像を形成するための光学レンズの少なくとも一部に、直接若しくは間接的に透明導電膜が形成され、この透明導電膜にトナーと同極性の電圧を印加することによって装置内を浮遊するトナーを静電力で反発させ、装置内を浮遊するトナーが露光器の光学レンズに付着するのを防ぐことが提案されている。
【０００６】
また、実開平４−０８３６４６号公報には、露光器の先端部に開口を有する覆いを付けて、その覆いに電圧を印加することによって装置内を浮遊するトナーを静電力で反発させ、装置内を浮遊するトナーが露光器に付着するのを防ぐことが提案されている。
【０００７】
さらに、特許第２７１３２３３号には、感光体上に潜像を形成するスポット光を案内するスポット光走査通路を有し、このスポット光走査通路に板状のスポット光ガイド部材を装備すると共に、スポット光ガイド部材の側面を導電性の材料で覆って、外部電源から導電性の材料に電圧を印加することによって装置内を浮遊するトナーをスポット光ガイド部材に付着させて、露光器に付着するのを防ぐことが提案されている。
【０００８】
特開平２−０５０１７４号公報には、感光体に２色のトナーを重ねて形成させる装置において、２色目用の露光器の前面に電極を設けてトナーと同極性の電圧を印加する実施例が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、トナーを吸着又は反発させる電極は、感光体に近接して設けられた帯電器や露光器にトナーが付着するのを防止するものであるため、帯電器や露光器に近接した位置に配置しなければ、設置しても十分な効果が得られない。そのため、電極も感光体に近接した位置に配置することとなるが、感光体に近接して設けると感光体の電位の影響を受けるため、以下のような問題が生じる。
【００１０】
すなわち、機内に浮遊するトナーは、正又は負の電荷を持つ粒子であり、その周囲の電界の向きによって静電力を受ける。したがって、例えば、トナー正の電荷を持つ場合、トナーを反発させるために電極の同極性である正の電荷を印加しても感光体がそれ以上の電位に帯電していれば、トナーが感光体と反発する力よりもトナーが電極と反発する力が弱いために、その合成力によってトナーは電極方向に移動してしまう。このことは、トナーが負の電荷を持ち、感光体が負の電位に帯電している場合も同様である。また、トナーを電極に付着させる場合も同様に、電極の電位よりも感光体の電位の方が大きければ、トナーは電極に付着せずに感光体に付着してしまう。
【００１１】
すなわち、トナーの汚れに対して効果を発揮するためには、トナーと同極性又は逆極性の電圧を印加するだけでは不充分であり、電極の電位と感光体の電位との関係を考慮しなければならない。上述した従来例は、すべてトナーの極性だけに着目したものであり、電極の電位と感光体の電位との関係間では考慮していないため、充分な効果が得られないという難点がある。
【００１２】
特に、このことは、特開平２−５０１７４号公報に開示されたような２色のトナーを感光体に重ねて形成させる装置において注意が必要である。なぜなら、２回以上の露光行う場合、１回目に露光により付着させたトナーが２回目の露光によって飛散してしまうためである。
【００１３】
これは、１回目の露光の段階で形成した電位ＶLの潜像の周りに、２回目の露光によって電位ＶBの第２の潜像を形成すると、２回目の露光によって、感光体の表面電位ＶHと第１の潜像の電位ＶLとの電位差よりも第１の潜像の電位ＶLの周りに形成された第２の潜像の電位ＶBとの電位差の方が小さくなるためにトナーの拘束力が弱まり、１回目の露光では拘束されていたトナー（すなわち、井戸型にせき止められていたトナー）が飛散しやすくなるためである。
【００１４】
例えば、図１０（Ａ）に示すように、表面電位ＶHが−７００Ｖに一様帯電された感光体に、１回目の露光により−１００Ｖの電位ＶLの第１の潜像を形成すると、６００Ｖの井戸型が形成される。この状態で１回目の露光により−４００Ｖの電位ＶBの第２の潜像を形成すると、図１０（Ａ）に示すように、第１の潜像と第２の潜像との電位差が３００Ｖしかないために、６００Ｖの井戸型にせき止められていたトナーの一部が飛散して浮遊してしまう。
【００１５】
以上のことから本発明は、効果的にトナー汚れを防止できる電子写真装置を提供することをその目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明の電子写真装置は、帯電手段により表面電位ＶＨとなるように帯電された感光体に１回目の露光を行って表面に｜ＶＨ｜＞｜ＶＬ｜となる感光体と同極性の電位ＶＬの第１の潜像を形成し、１色目の現像手段によって感光体と同極性の１色目のトナーを前記第１の潜像に供給して第１のトナー像を形成した後、２回目の露光を行って｜ＶＨ｜＞｜ＶＢ｜＞｜ＶＬ｜となる電位ＶＢの第２の潜像を形成し、２色目の現像手段によって電位ＶＨの感光体の表面領域に感光体と逆極性の２色目のトナーを付着させることにより第２のトナー像を形成する電子写真装置において、｜ＶＨ｜＞｜Ｖ２｜＞｜ＶＢ｜となる感光体と同極性の電位Ｖ２の電極を、１色目の現像手段と２色目の現像手段との間に感光体と対向して設けたものである。
【００２３】
すなわち、請求項１の発明では、｜ＶＨ｜＞｜Ｖ２｜＞｜ＶＢ｜となるＶＨより小さくＶＢよりも大きな電位Ｖ２の電極を１色目の現像手段と２色目の現像手段との間に感光体と対向して設けることにより、２回目の露光によって飛散しやすくなった１回目の露光で形成したトナー像のトナーを感光体表面に押し留め、感光体表面から離脱するのを防ぐことによって浮遊トナーの発生を防止する。
【００２４】
例えば、感光体とトナーとが正に帯電している場合、１回目の露光により感光体表面に形成される露光部（第１の潜像形成部分）の電位ＶLと感光体の表面電位＋ＶHとは、図９に示すような関係にあり、トナーは、感光体の表面電位となる露光外部分よりも低い電位の露光部（第１の潜像形成部分）に付着する。
【００２５】
また、２回目の露光によって形成される露光部（第２の潜像形成部分）の電位＋ＶＢと感光体の表面電位ＶＨとは、図９に示すような関係にあり、２色目のトナーは電位ＶＨの感光体の表面領域に付着する。
【００２６】
このとき、２回目の露光により感光体表面に形成される露光部（第２の潜像形成部分）の電位ＶBよりも大きく設定することにより、電極と１色目のトナーとが反発する力が感光体と１色目のトナーとが反発する力よりも強くなるため、その合力として、１色目のトナーと電極とを反発させ、１色目のトナーが電極に付着するのを防ぐと共に、感光体表面に押し留めることができる。
【００３１】
また、請求項２に記載したように、前記電極を感光体の表面形状に沿う面を有する構成とすれば、感光体と電極間の電界が一様となり効果的である。
【００３２】
なお、請求項３に記載したように、露光手段が感光体に近接して設けられている場合に、露光手段の発光部から感光体表面までの距離よりも感光体表面に近い位置に電極を設けることにより、例えば、ＬＥＤヘッドなどの感光体に近接して設けられる露光手段を使用した場合も、トナーが露光手段に到達する前に電極の影響を受けるので効果的であり好ましい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００３４】
（第１の実施の形態）
図１に示すように、第１の実施の形態の電子写真装置は、大別して、円筒状の感光ドラム１０、感光ドラム表面を一様な正電位＋ＶHに帯電させる帯電コロトロン１２、感光ドラム表面に電界を作用させる電極１４、感光ドラム表面にトナーを供給する現像器１６、感光ドラム上のトナー像を用紙搬送ガイド２２に沿って搬送される用紙（図示せず）に転写する転写剥離コロトロン２０及び感光ドラム表面の残留トナーを除去するクリーナ２４を備えている。
【００３５】
感光ドラム１０は、帯電コロトロン１２により表面が一様な正電位＋ＶHにされたのち、アナログ式又はレーザ式の露光器（図示せず）によって画像データに合わせて変調された光ビーム３０が感光ドラム１０の表面に照射される。このとき、感光ドラム１０自身が一定の速度で回転して副走査を行い、これにより、表面に正電位＋ＶL（但し、＋ＶH＞＋ＶL）の二次元潜像が形成される。
【００３６】
露光器（図示せず）により感光ドラム１０の表面に潜像形成後、現像器１６により供給されたトナーが潜像部分に付着して感光ドラム１０の表面にトナー像が形成される。
【００３７】
露光器（図示せず）による潜像形成位置（すなわち、露光位置）と現像器１６との間には、感光ドラム１０と対向する面が感光ドラム１０の表面形状に合わせて湾曲され、且つ、感光ドラム１０の長手方向に沿って感光ドラム表面の画像形成領域をカバーする長さに構成された金属板より構成された電極１４が、露光器から感光ドラム１０の表面までの距離よりも感光ドラム表面に近い位置に設けられている。この電極１４は、電源１８により正の電位＋Ｖ1（但し、＋Ｖ1＞＋ＶH）にされており、現像器１６から放出された浮遊トナーに感光ドラム１０の表面電位よりも大きな電位の電界を作用させて浮遊トナーを感光ドラム側に押し留め、露光器（図示せず）に向かうのを阻止している。
【００３８】
現像器１６により現像されて形成されたトナー像は、用紙搬送ガイド２２側に設けられた転写剥離コロトロン２０によって、用紙搬送ガイド２２に沿って搬送された用紙（図示せず）に転写される。
【００３９】
その後、感光ドラムの表面をクリーナ２４によりクリーニングして、感光ドラム表面の残留トナーを除去した後、再び帯電コロトロン１２により表面が一様な正電位＋ＶHにされ、次の画像形成が行われる。
【００４０】
このように本第１の実施の形態では、潜像形成位置と現像器１６との間に、感光ドラムの表面電位よりも大きい正の電位＋Ｖ1の電極１４を設けることによって、浮遊トナーを感光ドラム側に押し留めて、露光器（図示せず）に向かうのを阻止できるので、トナーによる露光器（図示せず）の汚れに起因する画質の低下を防止できる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、アナログ式又はレーザ式の露光器（図示せず）によって露光する場合について説明したが、図２に示すように感光ドラム１０の表面に近接して設けられた短焦点型のＬＥＤ１３を使用して露光する場合も、本発明は、適用できる。
【００４２】
（第２の実施の形態）
図３に示すように、第２の実施の形態の電子写真装置は、大別して、円筒状の感光ドラム１０、感光ドラム表面を一様な正電位＋ＶHに帯電させる帯電コロトロン１２、第１の画像データに応じて感光ドラムを露光する第１ＬＥＤ１３ａ、第１ＬＥＤ１３ａによる露光後の感光ドラム表面に１色目のトナーを供給する第１現像器１６ａ、第２の画像データに応じて１色目のトナー像が形成された感光ドラムを露光する第２ＬＥＤ１３ｂ、第２ＬＥＤ１３ｂによる露光後の感光ドラム表面に電界を作用させる電極１５、第２ＬＥＤ１３ｂによる露光後の感光ドラム表面に２色目のトナーを供給する２現像器１６ｂ、感光ドラム上の２色のトナー像を用紙搬送ガイド２２に沿って搬送される用紙（図示せず）に転写する転写剥離コロトロン２０及び感光ドラム表面の残留トナーを除去するクリーナ２４を備えている。
【００４３】
感光ドラム１０は、帯電コロトロン１２により表面が一様な正電位＋ＶHにされたのち、第１ＬＥＤ１３ａによって第１の画像データに合わせて変調された光ビームが感光ドラム１０の表面に照射される。このとき、感光ドラム１０自身が一定の速度で回転して副走査を行い、これにより、表面に＋ＶH＞＋ＶLの正電位＋ＶLの第１の二次元潜像が形成される。
【００４４】
その後、第１現像器１６ａにより１色目のトナーが供給され、１色目のトナーが第１の二次元潜像に付着して感光ドラム１０の表面に第１のトナー像が形成される。
【００４５】
第１現像器１６ａの下流側には、第２ＬＥＤ１３ｂが設けられており、この第２ＬＥＤ１３ｂによって第２の画像データに合わせて変調された光ビームが感光ドラム１０の表面に照射され、感光ドラム１０の回転による副走査に従って電位＋ＶBの第２の二次元潜像が形成される。
【００４６】
その後、第２現像器１６ｂにより２色目のトナーが供給され、２色目のトナーが電位ＶHの感光体の表面領域に付着して感光ドラム１０の表面に第２のトナー像が形成される。
【００４７】
第２ＬＥＤ１３ｂと第２現像器１６ｂとの間には、感光ドラム１０と対向する面が感光ドラム１０の表面形状に合わせて湾曲され、且つ、感光ドラム１０の長手方向に沿って感光ドラム表面の画像形成領域をカバーする長さに構成された金属板より構成された電極１５が第２ＬＥＤ１３ｂから感光ドラム１０の表面までの距離よりも感光ドラム１０の表面に近い位置に設けられている。
【００４８】
この電極１５は、電源１８により＋ＶH＞＋Ｖ2＞＋ＶBの正の電位＋Ｖにされており、感光ドラム１０の表面電位＋ＶHよりも小さく、且つ、トナーが付着していない第２の二次元潜像の電位＋ＶBよりも大ききな電位＋Ｖ2の電界を作用させて、第２現像器１６ｂから放出された浮遊トナーを感光ドラム側に押し留め、露光器（図示せず）に向かうのを阻止すると共に、井戸型の減少により感光体表面から飛散しやすくなったトナーを感光ドラム側に押し留め、トナーの飛散を押さえている。
【００４９】
その後、２色のトナーから形成される２色トナー像は、用紙搬送ガイド２２側に設けられた転写剥離コロトロン２０によって、用紙搬送ガイド２２に沿って搬送された用紙（図示せず）に転写される。
【００５０】
その後、感光ドラムの表面をクリーナ２４によりクリーニングして、感光ドラム表面の残留トナーを除去した後、再び帯電コロトロン１２により表面が一様な正電位＋ＶHにされ、次の画像形成が行われる。
【００５１】
このように本第２の実施の形態では、第２ＬＥＤ１３ｂと第２現像器１６ｂとの間にトナーが付着していない第２の二次元潜像の電位＋ＶBよりも大ききな電位＋Ｖ2の電極１５を設けることによって、浮遊トナーを感光ドラム側に押し留めて、第２LＥＤ１３ｂに向かうのを阻止すると共に、井戸型の減少により感光体表面から飛散しやすくなったトナーを感光ドラム側に押し留め、トナーの飛散を押さえているので、トナーによる第１ＬＥＤ１３ａ、第２ＬＥＤ１３ｂや帯電コロトロン１２の汚れに起因する画質の低下を防止できる。
【００５２】
以上は、２色のトナーを用いて２色の画像を形成する場合について説明したが、２色以上のトナーを用いて２色以上の画像を形成する場合も、２色目以降の露光器近傍に電極を配置することによって適用できる。
【００５３】
例えば、図４に示すように、４色のトナーを用いる場合、第２画像形成領域以降に夫々電極１５ｂ〜１５ｄを設け、次の露光による井戸型の減少により感光体表面から飛散しやすくなったトナーを感光ドラム側に押し留め、トナーの飛散を押さえることができる。なお、図４において横軸は距離であり、説明のため平面的に記載しているが、平面的に画像を形成する場合に限定するのではなく、上記で説明したような回転ドラムやその他の構成の感光体にも適用できることは言うまでもない。
【００５４】
なお、本第２の実施の形態も上記第１の実施の形態と同様に、第１ＬＥＤ１３ａと第１現像器１６ａとの間に感光ドラム１０の表面電位＋ＶHよりも大きな電位＋Ｖ1の電極１４を設けた構成とすることもできる。
【００５５】
また、以上で説明した第１の実施の形態と第２の実施の形態とにおいて、感光ドラム１０の表面電位とトナーとが正に帯電されている場合について説明したが、感光ドラム１０の表面電位とトナーとが負に帯電されている場合についても同様であるので、説明は省略する。
【００５６】
さらに、上記第１の実施の形態と第２の実施の形態では、電極に直流電圧を印加した場合について説明したが、交流電圧を印加すれば、実際の浮遊トナーが狙いとした極性と逆に帯電している場合も確実に電極による電界の影響を受けさせ、トナーを細かく振動させてトナーが露光器に近づくのを阻止できるので、トナーが露光器や帯電器に付着するのを防止できる。
【００５７】
なお、上記第１の実施の形態と第２の実施の形態では、電極をトナーと同極性に帯電させ、電極とトナーとを反発させてトナーを感光ドラム側に押し付ける構成について説明したが、電極をトナーと逆極性に帯電、または接地電位に設定し、電極にトナーを吸着させるように構成することによってもトナーが露光器や帯電器に付着するのを防止できるので、トナーによる露光器や帯電器の汚れに起因する画質の低下を防止できる。
【００５８】
なお、以上述べたすべての実施の形態では、電極を金属板から構成した場合について説明したが、本発明はこの構成に限らず、例えば、電極を露光器前面に配置した透明導電性シートにより構成することも可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、浮遊トナーが装置内の露光器や帯電器に付着するのを防止すると共に、感光体表面のトナー像からトナーが離脱して浮遊トナーとなるのを抑えられる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施の形態の電子写真装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】  別の構成の電子写真装置の概略構成を示す説明図である。
【図３】  第２の実施の形態の電子写真装置の概略構成を示す説明図である。
【図４】  第２の実施の形態の応用例であり、４色のトナーを用いる場合の説明図である。
【図５】  感光体とトナーとが正に帯電している場合の感光体表面に形成される露光部の電位＋ＶLと感光体の表面電位＋ＶHとの関係を示す説明図である。
【図６】  感光体とトナーとが正に帯電している場合のトナーと電極とを反発させて、感光体表面に押し留める様子を示す説明図である。
【図７】  感光体とトナーとが負に帯電している場合の感光体表面に形成される露光部の電位−ＶLと感光体の表面電位−ＶHとの関係を示す説明図である。
【図８】  感光体とトナーとが負に帯電している場合のトナーと電極とを反発させて、感光体表面に押し留める様子を示す説明図である。
【図９】  第２の実施の形態における２回目の露光によって形成される露光部の電位＋ＶLと感光体の表面電位ＶHとの関係を示す説明図である。
【図１０】  （Ａ）は１回目の露光により形成された井戸型の説明図であり、（Ｂ）は２回目の露光により電位差が小さくなって井戸型内にせき止められたトナーが放出される様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１０        感光ドラム
１２        帯電コロトロン
１３ａ            第１ＬＥＤ
１３ｂ            第２ＬＥＤ
１４、１５  電極
１６        現像器
１６ａ            第１現像器
１６ｂ            第２現像器
１８        電源
２０        転写剥離コロトロン
２２        用紙搬送ガイド
２４        クリーナ
３０        光ビーム
【図１】
0003852238.tif 000002
【図２】
0003852238.tif 000003
【図３】
0003852238.tif 000004
【図４】
0003852238.tif 000005
【図５】
0003852238.tif 000006
【図６】
0003852238.tif 000007
【図７】
0003852238.tif 000008
【図８】
0003852238.tif 000009
【図９】
0003852238.tif 000010
【図１０】
0003852238.tif 000011