画像形成装置
【課題】 転写部におけるトナーの飛び散りを防止する。
【解決手段】 静電潜像の光が照射された部分に第１トナーを、静電潜像の光が照射されていない部分に、第１トナーとは逆極性で且つ光透過性の第２トナーを付着させ、転写の前に、少なくとも第２トナーが付着した部分に光を照射する。
【解決手段】 静電潜像の光が照射された部分に第１トナーを、静電潜像の光が照射されていない部分に、第１トナーとは逆極性で且つ光透過性の第２トナーを付着させ、転写の前に、少なくとも第２トナーが付着した部分に光を照射する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真式方式にて画像を形成する画像形成装置に関する。特に電子写真感光体を像担持体として有し、この像担持体に対して、帯電、露光による画像書き込み、現像、転写電圧による転写、等の工程を含む画像形成工程にて、転写材に画像を形成する装置に関する。具体的な装置としては、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を利用したフルカラー画像形成装置として、中間転写方式を採用するタイプのものが増えつつある。
【０００３】
中間転写方式とは、一次転写及び二次転写をする方式である。つまり像担持体（感光体）上に形成された現像剤像（トナー像）を、第二の像担持体として備えられている中間転写体に、特に複数色のトナー像が順次重なる様に一次転写をする。その後、その一次転写により積層されたトナー像を用紙（記録材）等の転写材に一括して二次転写するものである。
【０００４】
この方式においては、感光体から直接転写材にトナー像を重ねる直接転写方式に比べて、以下の利点を有する。例えば、直接転写方式では、転写材を感光体との接触位置に搬送する転写材搬送体に転写材を固定したり、又は吸着したりすることで、接触位置へ転写材を搬送するものである。
【０００５】
つまり中間転写方式は、感光体からトナー像を直接転写材に転写する画像形成装置と比較すると、転写材になんら加工、制御（例えば、転写材をグリッパに把持する、転写材を吸着する、転写材に曲率をもたせる等）を必要としない。
【０００６】
従って、中間転写体からトナー像が転写されるため、薄い紙（４０ｇ／ｍ２紙）から、封筒、ハガキ、ラベル紙等の厚い紙（２００ｇ／ｍ２紙）まで、又、幅の広狭、長さの長短によらず、転写材を多種多様に選択することができる。
【０００７】
又、中間転写体をベルト形状とすることで、中間転写ドラムのような剛体のシリンダを用いる場合と比較して、画像形成装置内部に配置する際の自由度が増して、スペースの有効利用による装置本体の小型化やコストダウンを行うことができるメリットもある。
【０００８】
そこで複数色の現像剤を使用し、中間転写方式を採用したカラー画像形成装置、特に中間転写ベルトを使用したものとしては、主に以下の２つのタイプのものが知られている。
【０００９】
その１つは、第１タイプ（いわゆる４サイクルタイプ）の装置である（特許文献１参照）。つまり１つの感光体を備えた画像形成部において、色の違う現像剤を収容した現像装置を複数備え、１つの感光体に電子写真プロセスにより画像情報に応じた複数色のトナー像を、感光体を回転させながら、１色ずつ順次に形成する。その際、その各色のトナー像が形成される毎に、感光体に接触する中間転写ベルトに順次重ね合わせるように一次転写し、その中間転写ベルト上の多重トナー像を転写材に一括して最終転写するものである。
【００１０】
この画像形成装置としては、１つの感光体を備えた画像形成部が１つだけ存在する。そして感光体に対するトナー像作成に引き続いて中間転写ベルトへの一次転写を色数分繰り返して中間転写ベルトに複数色の複合トナー像を形成し、それを一括して転写材に二次転写する構成である。
【００１１】
もう１つは、第２タイプ（いわゆるタンデムタイプ）の装置である（特許文献２参照）。つまり１つの感光体を備えた画像形成部が複数存在し、その各画像形成部における感光体毎に電子写真プロセスにより画像情報に応じた色のトナー像をそれぞれ形成する。そして、その複数の画像形成部における感光体に接触して周回する中間転写ベルトに順次重ね合わせるように一次転写し、その中間転写ベルト上の多重トナー像を転写材に一括して最終転写するものである。
【００１２】
この画像形成装置としては、複数の画像形成部それぞれにおいて感光体を有し、中間転写ベルトが各画像形成部を通過する過程において、複数のトナー像が一次転写されて複合トナー像が形成され、その後、それを一括して転写材に二次転写する構成である。
【００１３】
そして、上記のような２つのタイプの画像形成装置はいずれも、感光体と中間転写ベルトとの接触部（転写部）において中間転写ベルトの裏面側から当接する一次転写ローラ等の転写部材が設けられている。そしてこの転写部材に現像剤（トナー）帯電極性と逆極性の転写電圧（転写バイアス）を印加して、その感光体上のトナー像を中間転写ベルトの外周面に静電的に転写させている。
【特許文献１】特開平１１−２４４２５号公報
【特許文献２】特開２００２−７２６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところが、このような画像形成装置にあっては、中間転写ベルトに一次転写された直後のトナー像を構成する現像剤（トナー）、特にトナー像の角部を形成するトナーの一部がそのトナー像の周囲に飛び散ってしまい、画像品質を低下させるという問題があった。
【００１５】
このトナー飛び散り現象の原因の一つは、以下の理由による。
【００１６】
反転現像系では、感光体上に形成された画像部（露光部）としてのトナーが載る画像領域に比べて、トナーの載らない非画像部（非露光部）は、感光体電位が一次帯電された帯電電位のままで高い状態にある。またトナー層が無いため感光体と転写部材との間の誘電体層の厚さが薄いものとなり、非画像部は静電容量が大きくなる。この状態で感光体から中間転写ベルトにトナー像を転写する工程を実行すると、非画像部の領域では画像部の領域よりも多くの電荷が中間転写ベルトに注入される。その結果、中間転写ベルトの電荷分布は、図９に示すように、トナーの無い非画像部が、トナーの有る画像部に比べて、プラスの電荷密度が高くなる。
【００１７】
この注入電荷はトナーの帯電極性と逆であるため、この電荷分布により中間転写ベルト上のトナーには飛び散るような力が働き、転写部通過後の中間転写ベルト上において、トナー像のトナーが飛び散ってしまう。
【００１８】
このトナーの飛び散り現象は、特に、２色目以降のトナー像の転写直後に発生しやすい傾向にある。又、現像剤が、球形に近い形状の粒子である、いわゆる球形トナーを含む場合にも発生しやすい傾向にある。
【００１９】
非画像部に対応する中間転写ベルトに注入される電荷を減らすため、転写前に感光体の長手方向全域を露光する方法（転写前露光）が特開平５−１６５３８３号に記載されている。しかしこの方法では、感光体上でのトナー拘束力が減少してしまい、転写前にトナーが飛び散ってしまう問題があった。
【００２０】
また特開２００２−７２６０２号には、露光部分と未露光部分との境界付近の未露光部分に逆極性のトナーを付着させ、その後、除電ランプによって感光ドラムの表面に光を照射することが記載されている。これにより、特開２００２−７２６０２号は、逆極性トナーが露光部分と未露光部分との境界付近における未露光部分の露光を阻止することができ、その結果、露光部分に付着しているトナーをこの境界付近の下がり切らない電位によって束縛するものである。しかし、この境界付近の下がり切らない電位によってベルトの非画像部には多くの電荷が注入されることになり、転写部でのトナー飛散を適切に防止できるものではなかった。
【００２１】
尚、特開平１１−２４４２５号には、体積抵抗率を特定するとともに耐候付与剤を含有させた最外層を設けた中間転写ベルトが記載されている。また特開２００３−５７９６３号には、転写部材により転写電圧を印加した後に、中間転写ベルトの裏面から転写電圧と逆極性の電圧を印加することが記載されている。しかしながら、いずれも、非画像部に対応する中間転写ベルトの領域に転写バイアスと同極性の電荷が注入されてしまうことを防止するものではなかった。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するため、本発明は、感光体と、帯電された前記感光体に光を照射することで形成される静電潜像の光が照射された部分に第１トナーを付着させる現像手段と、前記第１トナー像を転写媒体に転写する転写手段と、を有する画像形成装置において、前記静電潜像の光が照射されていない部分に、前記第１トナーとは逆極性で且つ光透過性の第２トナーを付着させる付着手段と、前記静電潜像に前記第１トナーと前記第２トナーが付着された後で且つ前記転写手段による転写の前に、少なくとも前記第２トナーが付着した部分に光を照射する光照射手段と、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明した様に本発明によれば、非画像部の電位を下げ、非画像部と画像部との電位差を小さくすることで、トナーの飛び散りを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２５】
図１に、本発明が適用できる、電子写真方式を採用した画像形成装置の概略構成図を示す。
【００２６】
この画像形成装置は、矢印方向に回転する像担持体としての感光ドラム１を１つ備える。その周囲には、一次帯電を行う帯電手段２、第１現像手段として、複数の現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂｋを搭載した回転現像装置５、転写手段３が設けられている。感光ドラム１の図上方には、画像書き込み手段であるレーザビームスキャナ４が配置されている。これら感光ドラム１、帯電手段２、回転現像装置５、転写手段３、レーザビームスキャナ４等は画像形成手段である。
【００２７】
そしてこれらの画像形成手段によって画像形成部が構成される。この画像形成装置は、中間転写方式を採用し、転写装置３には、感光ドラム１と接触する位置に転写媒体（中間転写体）としての中間転写ベルト３ａが備えられる。そして、画像形成部において、回転現像装置５が、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック色の現像剤（トナー）を収容した現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂｋを、順次感光ドラム１に対向させてそれぞれの色のトナー像が感光ドラムに順次形成される。そしてこのトナー像は順次中間転写ベルト３ａに重ねられながら一次転写され、積層された４色のトナー像は一括して転写材Ｐに二次転写される。
【００２８】
画像形成部では、感光体である感光ドラム１を一様帯電する一次帯電工程を実施するために、帯電装置２として導電性ゴムにて構成される帯電ローラ（帯電部材）を用いた接触帯電ローラ方式を採用した。帯電バイアスとして直流電圧（−６００Ｖ）に交流電圧（正弦波、９２０Ｈｚ、１１００μＡ）を重畳したものを用いた結果、約−６００Ｖの均一な帯電電位を得ることができた。
【００２９】
画像形成装置には、外部から画像情報を得るために、ＣＣＤ等の光電変換素子を有する原稿読み取り装置（不図示）が備えられ、原稿の画像情報に対応する画像信号がそこから出力される。帯電された感光ドラムを露光する画像用露光手段であるレーザビームスキャナ４に内蔵された半導体レーザは、この画像信号に対応して制御されたレーザビームＬを、感光ドラム１表面に出射し、感光ドラム上には静電潜像が形成される。尚、電子計算機からの出力信号もプリントアウトすることができる。
【００３０】
本実施例で用いた感光ドラム１は、負帯電のＯＰＣ感光体であり、外径８０ｍｍのアルミニウム製のドラム基体上に下記の第１〜第４の４層の機能層を下から順に設けたものである。
【００３１】
第１層は下引き層であり、アルミニウムドラム基体（アルミ基体）の欠陥等をならすため、又、レーザビームスキャナ４によるレーザ露光の反射によるモアレの発生を防止するために設けられている厚さ約２０μｍの導電層である。
【００３２】
第２層は正電荷注入防止層であり、アルミ基体から注入された正電荷が感光ドラム１表面に帯電された負電荷を打ち消すのを防止する役割を果たす。この層は、ポリアミド樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって１０６Ω・ｃｍ程度に、抵抗調整された厚さ約１μｍの中抵抗層である。
【００３３】
第３層は電荷発生層であり、ジスアゾ系の顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層であり、レーザ露光を受けることによって正負の電荷対を発生する。
【００３４】
第４層は電荷輸送層であり、ポリカーボネイト樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、Ｐ型半導体である。従って、感光ドラム１表面に帯電された負電荷はこの層を移動することはできず、電荷発生層で発生した正電荷のみを感光ドラム１表面に輸送することができる。
【００３５】
感光ドラム１は、矢示の時計方向に２００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で回転する。
【００３６】
この画像形成装置全体のシーケンスは、まず感光ドラム１が、帯電装置２によって一様に帯電される（一次帯電）。
【００３７】
次に画像信号により変調されたレーザ光Ｌにより走査露光が行われ、感光ドラム１上に静電潜像が形成され、回転現像装置５によってこの静電潜像は反転現像される。つまり静電潜像の光が照射された部分に第１トナー（イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー）が付着される。
【００３８】
本画像形成装置は、回転現像装置５が回転することによって、４種類の現像装置である現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂｋが順次感光ドラム１に対向して、静電潜像の現像動作を行い、現像剤像（トナー像）が形成される。トナー像は、現像動作によってトナーが載る画像部とトナーが載らない非画像部で構成される。尚、本実施例の現像器は二成分接触現像器である。
【００３９】
本実施例の画像形成装置では、現像されたトナー像は、感光ドラム１が回転することによって、一次転写ローラ３ｃと感光ドラム１が対向している一次転写部Ｔ１に移動する。そして、現像装置５内の現像剤（トナー）と逆極性の一次転写バイアスが電源９より一次転写ローラ３ｃに印加されることで、トナー像は中間転写ベルト３ａに順次転写され、重ね合わされる。中間転写ベルト３ａ上で４色重ねられたトナー像は、二次転写ローラ３ｆとバックアップローラ３ｅに挟まれている二次転写部Ｔ２にて、給紙カセット６から取り出され、給紙ローラ６ａ、給紙ガイド６ｂを経由して進行した紙等の転写材（記録材）Ｐに転写される。
【００４０】
本実施例の転写装置３に用いた転写部材である、一次転写ローラ３ｃ、二次転写ローラ３ｆは、それぞれ、芯金と、その外周面に形成された円筒状の導電性発泡ゴムとを有する。一次転写ローラ３ｃの直径は、２４ｍｍで、二次転写ローラ３ｆの直径は２８ｍｍであり、体積抵抗は、一次、二次転写ローラ３ｃ、３ｆ共に１０６〜１０８Ω・ｃｍであった。
【００４１】
又、二次転写部Ｔ２にて中間転写ベルト３ａを挟んで二次転写ローラ３ｆに当接する、中間転写ベルト３ａの巻架ローラであるバックアップローラ３ｅは、金属ローラ表面に体積抵抗１０６〜１０８Ω・ｃｍの導電性ゴムをコートしたものを用いた。
【００４２】
一次転写ローラ３ｃは、両端部が軸受部材にて回転自在に軸支されると共に、感光ドラム１の母線に平行に配置され、スプリング等の押圧手段で転写ベルト３ａを介して感光ドラム１に一定の力で押し当てられている。転写電圧印加は、端部軸受けに導電性樹脂を使用することで行っている。
【００４３】
中間転写ベルト３ａは、ポリイミド等の基材に導電性材料を含有させ、体積抵抗１０５〜１０１２Ω・ｃｍに調整した無端状のものを用いた。中間転写ベルト３ａは、中間転写ベルト３ａの移動方向で一次転写部Ｔ１上流側の駆動ローラ３ｂにより感光ドラム１の周速と同じ２００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。
【００４４】
４色重ねられたトナー像が転写材Ｐに転写された後に中間転写ベルト３ａ上に残った転写残トナーは、中間転写ベルト３ａ表面に当接、離間が自在に取り付けられた中間転写ベルト清掃部材３ｄにより除去される。中間転写ベルト清掃部材３ｄは一次転写中は中間転写ベルト３ａ表面から離間しており、二次転写前のトナー像を乱さないようにしている。
【００４５】
転写されずに感光ドラム１表面に残ったトナー、及び、詳しくは後述する逆極性で中間転写ベルト３ａに転写されない飛び散り防止トナーは、クリーニング装置７のブレード状のクリーニング部材７１により感光ドラム１表面から除去される。転写残トナーが除去された感光ドラム１は繰り返して画像形成に供される。
【００４６】
トナーが転写された転写材Ｐは定着器（熱ローラ定着器）８へと送られ、画像の定着が行われる。
【００４７】
上記のような中間転写方式の画像形成装置において、本実施例では、従来課題であった中間転写ベルト３ａからのトナー飛び散り対策を施している。
【００４８】
第１に、上記回転現像装置５による現像工程に使用される画像形成用の第１の現像剤（トナー）とは逆極帯電性のトナーを第２の現像剤（第２トナー）である「飛び散り防止トナー」として第２現像装置（以下、「飛散防止現像装置」と称す。）に収容した。そして帯電装置２の一次帯電工程から中間転写ベルト３ａへの一次転写工程までの間に、この飛び散り防止トナーにて現像動作を行う工程（以下、「飛散防止現像工程」と称す。）を設け、感光ドラム１上の非画像部の電位の絶対値を下げて、画像部と非画像部との電位差を低くする制御を施した。
【００４９】
本実施例では、図１に示すように、各色において非画像部に逆極性の飛び散り防止トナーを現像する飛散防止現像装置１０が、回転現像器５と一次転写位置Ｔ１との間で感光ドラム１に対向して設けられている。この現像装置１０には、感光ドラム１との対向部に表面を露出して、回転することによって、内部のトナーを感光ドラム１表面に搬送する飛び散り防止トナー担持体である飛散防止用現像スリーブ１０ａが備えられている。この現像スリーブ１０ａには、トナーを感光ドラム１へと飛翔させ得るための現像バイアスが印加される。ここで、画像を形成するトナーを剥ぎ取らないために現像スリーブ１０ａは感光ドラム１とは非接触となっている。そして、逆極性の飛び散り防止トナーとしては、仮に転写されても画像に影響しないように、透明のトナーを用いた。つまり現像装置１０は、静電潜像の光が照射されていない部分に、第１トナーとは逆極性で且つ光透過性の第２トナーを付着させる付着手段である。
【００５０】
そして、第２に、上記飛散防止現像動作により、画像形成トナーと逆極性のトナーを載せておき、転写前に全面露光（転写前露光）する。つまり、非画像部の電位の絶対値を下げて、転写バイアス印加時に非画像部に対応する中間転写ベルト３ａに注入する電荷量を少なくする。それにより、中間転写ベルト３ａ上でのトナー飛び散りを防止する対策を実行した。
【００５１】
本実施例では、感光ドラム１の回転方向で飛散防止現像装置１０の下流側に感光ドラム１の長手全域を露光する転写前露光装置（以下、「プレ露光装置」と称す。）１１としてＬＥＤを設けた。
【００５２】
尚、このときは、画像部においては既にトナーが載っているので、画像部には光が透過せず、画像部における電位が変化することはない。つまり転写前露光装置は、静電潜像に第１トナーと第２トナーが付着された後で且つ転写手段による転写の前に、少なくとも第２トナーが付着した部分に光を照射する光照射手段である。
【００５３】
以下に、図２を参照して、作像条件の詳細を述べる。
（１）一次帯電工程において、帯電部材２により、感光ドラム１が一様に約−６００Ｖに帯電される。
（２）電位が一様に−６００Ｖとなった感光ドラム１表面に対して、送信されてくる画像情報に基づいて、レーザビームスキャナ４により画像露光が行われる。画像露光が実施された領域であるトナー像の画像部における感光ドラム１の表面電位は約−１００Ｖに減衰する。画像露光が行われない非画像部は−６００Ｖのままである。
（３）回転現像装置５に搭載され、感光ドラム１と対向する、例えば二成分接触現像器５Ｙに、−３００Ｖの直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを印加する。これにより、第１トナーが感光ドラム１の表面電位が約−１００Ｖの部分に付着し、静電潜像が現像され、トナー像となる。
（４）その後、飛散防止現像装置１０に備えられた現像スリーブ１０ａに−３５０Ｖの直流電圧を印加することで、第２トナーが感光ドラム１の表面電位が約−６００Ｖの部分に付着し、非画像部の現像が行われる。
【００５４】
（１）〜（４）の画像形成動作によって、図３に示す様に、画像用トナーが現像された領域の表面電位は約−２６０Ｖに、飛び散り防止トナーが現像された領域の表面電位は約−３７０Ｖとなった。飛び散り防止トナーは画像トナーと同じ厚さ（約１２μｍ）に現像された。
【００５５】
そして、本実施例では、更に、プレ露光装置１１によって、感光ドラム長手方向（軸方向）全域をプレ露光して、図４に示す様に、非画像部の電位を下げる。
【００５６】
尚、このときは、画像部においては既にトナーが載っているので、画像部には光が透過せず、画像部における電位が変化することはない。これに対し、非画像部にて現像されているトナーは透明であるため、光が透過し、電位は下がる。
【００５７】
ここで、比較例として飛び散り防止トナーを用いない場合、また上記（１）〜（４）の工程を行い、サンプルＮｏ．０として、プレ露光をしない場合について検討した。またサンプルＮｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３として、プレ露光の光量を３段階に変えて行った場合について検討した。検討項目は、飛び散り防止トナーを現像した領域の電位と画像用トナー部の電位と、そのときの中間転写ベルト３ａ上での飛び散りレベルについてである。その結果を表１に示す。
【００５８】
表１における飛び散りレベルの記号は、×：飛び散り有り、△：少し飛び散り有り、○：飛び散り無し、を表す。
【００５９】
【表１】
【００６０】
飛び散り防止トナーによる現像動作を行わない比較例では、感光ドラムの非画像部の電位は、感光ドラムが帯電部材により一次帯電された時の帯電電位（−６００Ｖ）と等しいため、転写電圧との電位差が大きくなる。又その上に、トナー層が無いため静電容量が大きくなり、同じ電圧でも多くの電荷が中間転写ベルトに注入される。そのため、転写後に中間転写ベルトの非画像部に注入された電荷によるトナー飛び散りが発生してしまう。
【００６１】
飛び散り防止トナーを現像しただけのサンプルＮｏ．０においては、感光ドラムの非画像部に逆極性のトナーが現像されているために、比較例よりも非画像部電位が低くなる。そのため、比較例よりも飛び散りレベルが改善されている。飛散防止現像動作を行うことによって、飛び散り防止効果が向上することが分かる。
【００６２】
更に、プレ露光の光量を変えたサンプルＮｏ．１、２、３を比較することにより、次のことがわかる。つまり感光ドラム１の画像部の電位よりも非画像部の電位を低くすることで、転写電圧印加時に非画像部に対応する中間転写ベルト３ａに流れ込む電荷の量が少なくなり、飛び散りが改善されている。
【００６３】
一般的には、透明トナー等の飛び散り防止トナーを現像しない状態でプレ露光を行い、画像部の電位よりも非画像部の電位を低くすると、感光ドラム上でのトナー拘束力が減少しトナーが飛び散ってしまう。しかし、本実施例では飛び散り防止トナーが画像トナーの横に、好ましくは図３で説明した様に画像トナーと同じ高さで現像されているため、プレ露光による飛び散りは発生しない。
【００６４】
尚、飛び散り防止トナーは画像トナーと逆極性に帯電しているため、転写電圧により中間転写ベルト３ａには転写されないため、画像に影響は無い。例え、少量転写されたとしても、透明であるために画像に与える影響はほとんどない。
【００６５】
このように、本実施例では、逆極性のトナーにより非画像部を現像し、非画像部と画像部との電位差を小さくすることで、トナーの飛び散り防止効果を得ることができる。更に、転写前に例えば全面を露光することにより、非画像部の電位をより低減することで、飛び散り防止効果を更に向上することができる。
【００６６】
次に本発明の他の実施例について説明する。
【００６７】
図５に、本実施例の電子写真方式画像形成装置の概略構成図を示す。図１の実施例においては、画像トナー、飛び散り防止トナーの順番で現像を行ったが、本実施例では、その逆の順番で行った。
【００６８】
図１の実施例では、飛散防止現像装置１０が、感光ドラム１の回転方向で回転現像装置５の下流側にあったのに対し、本実施例では、飛散防止現像装置１０が、感光ドラム１の回転方向で回転現像装置５の上流側に備えられている。その他の構成は、前述の実施例に説明したものと同様である。
【００６９】
以下に、図６を参照して、本実施例による作像条件の詳細を述べる。
（１）一次帯電工程において、帯電装置２により、感光ドラム１が一様に約−８００Ｖに帯電される。
（２）電位が一様に−８００Ｖとなった感光ドラム１に対して、送信されてくる情報に基づいて、レーザビームスキャナ４により画像露光が行われる。画像露光が実施された領域である画像部における感光ドラム１表面電位は約−１００Ｖに減衰する。非画像部は−８００Ｖのままである。
（３）次に飛散防止現像装置１０に備えられた現像スリーブ１０ａに、−５５０Ｖの直流電圧に交流電圧が重畳した現像バイアスを印加することで、非画像部に第２トナーを付着させ、現像を行う。
（４）続いて回転現像装置５に搭載され、感光ドラム１に非接触で対向する、例えば現像器５Ｙに、−３００Ｖの直流電圧の現像バイアスを印加することで、第１トナーが感光ドラム１の表面電位が約−１００Ｖの部分に付着し、静電潜像が画像トナーで現像される。
【００７０】
上記（１）〜（４）の工程を実行した後、画像用トナーが現像された領域の表面電位は約−２６０Ｖに、飛び散り防止トナーが現像された領域の表面電位は約−５７０Ｖとなった。飛び散り防止トナーは画像トナーと同じ厚さ（約１２μｍ）に現像された。
【００７１】
そして、本実施例では、更に、プレ露光装置１１によって、長手方向全域をプレ露光して、非画像部の電位を下げる。
【００７２】
尚、このときは、画像部においては既にトナーが載っているので、画像部には光が透過せず、画像部における電位が変化することはない。これに対し、非画像部にて現像されているトナーは透明であるため、光が透過し、電位は下がる。
【００７３】
そして、前述の実施例で行った表１におけるサンプルＮｏ．３のプレ露光のレベル３の光量で全面露光を行ったところ、感光ドラム１の表面電位は、画像部が−２５０Ｖで非画像部が−５０Ｖとなり、トナーの飛び散りを防止することができた。
【００７４】
尚、本実施例のように、飛散防止用の現像動作を、通常画像の現像動作より先に行う場合、通常画像の現像動作を先に行う前述の実施例の場合（−６００Ｖ）に比べて一次帯電電位を高電位（−８００Ｖ）に帯電している。
【００７５】
これは、通常画像の現像直流電圧と非画像部分の電位差を２００Ｖ以上に保つことで、非画像部に画像用のトナーが無駄に現像されることを防ぐためである。つまり飛散防止用の現像を先に行うことで非画像部の表面電位が約２００Ｖ下がるため、予め帯電電位を２００Ｖ高くしておくのである。
【００７６】
前述の実施例に比べて、感光ドラム１の回転方向で下流側の現像装置に上流側の現像装置に収容されたトナーが混入したとしても、本実施例では、上流側が透明トナーを収容する飛散防止現像装置１０であるので、トナーの色に与える影響が少ない。特に、１つの感光ドラム周囲に複数色の現像装置を配置して、多色画像を形成する場合、画像トナー間の混色も防止することが可能となる。
【００７７】
次に本発明の更に他の実施例について説明する。
【００７８】
図７に本実施例による電子写真方式画像形成装置の概略構成図を示す。本実施例では、第１露光手段４により静電潜像を形成して、現像装置５によりトナー像を形成した後に、第２露光手段である第２の画像書き込み装置１２により、トナー像の画像部及びその周辺を除いた領域、つまり画像近隣を除いた非画像部を露光する。これにより、飛び散り防止の効果を損なうことなく飛び散り防止トナーの消費を抑えた。
【００７９】
前述の実施例と同様の構成の画像形成装置において、更に、感光ドラム１の周囲で回転現像装置５と飛散防止現像装置１０との間に、第２の画像書き込み装置としてのレーザビームスキャナ１２を設けた。レーザビームスキャナ１２は、本実施例では、第１の画像書き込み装置であるレーザビームスキャナ４と同様の構成としたが、他の構成のものでも良い。
【００８０】
第２の画像書き込み装置である本実施例のレーザビームスキャナ１２には、パソコンからの画像情報、又は画像読み取り装置が読み取った画像情報を装置内の制御手段１３にて変換し、画像部から周辺５ｍｍの領域外を露光するように露光情報が送信される。つまり静電潜像は、第１トナーが付着された後で且つ第２トナーが付着される前に、静電潜像の光が照射されていない部分の一部が光照射される。
【００８１】
以下に、図８を参照して、作像条件の詳細を述べる。
（１）一次帯電工程において、帯電部材２により、感光ドラム１が一様に約−６００Ｖに帯電される。
（２）電位が一様に−６００Ｖとなった感光ドラム１表面に対して、送信されてくる情報に基づいて、レーザビームスキャナ４により画像露光が行われる。画像露光が実施された領域である画像部における感光ドラム１の表面電位は約−１００Ｖに減衰する。非画像部は−６００Ｖのままである。
（３）回転現像装置５に搭載され、感光ドラム１と対向する、例えば二成分接触現像器５Ｙに、−３００Ｖの直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを印加する。これにより、第１トナーが感光ドラム１の表面電位が約−１００Ｖの部分に付着し、静電潜像が現像され、トナー像となる。
（４）レーザビームスキャナ１２により、非画像部における画像部周辺５ｍｍの領域外を露光することで、その部分の感光ドラム電位を約−１００Ｖに下げる。このことによって、レーザビームスキャナ１２に露光された部分の感光ドラム１の表面電位は−１００ｖに下がるので、感光ドラム１の非画像部の表面電位は、図８に示すように、画像部の周辺５ｍｍのみが一次帯電電位の−６００ｖで高い状態となっている。
（５）その後、飛散防止現像装置１０に備えられた現像スリーブ１０ａに−３５０ｖの直流電圧を印加することで、非画像部に第２トナーを付着させ、現像を行う。この時、図８に示すように、レーザビームスキャナ１２に露光されていない、感光ドラム１の非画像部の表面電位が高いのは、画像部の周辺５ｍｍのみであるので、その部分のみが現像される。つまり画像部周辺５ｍｍの部分にのみ飛び散り防止トナーが付着する。
【００８２】
（１）〜（５）の画像形成動作によって、画像用トナーが現像された領域の表面電位は約−２６０Ｖに、飛び散り防止トナーが現像された画像部周辺５ｍｍの領域の表面電位は約−３７０Ｖとなる。このとき飛び散り防止トナーは画像トナーと同じ厚さ（約１２μｍ）に現像された。そして、他の非画像部は−１００Ｖとなった。
【００８３】
その後に、前述の実施例におけるプレ露光レベル３で転写前に全面露光したところ、前述の実施例と同様にトナーの飛び散りを防止することができた。
【００８４】
尚、このときは、画像部においては既にトナーが載っているので、画像部には光が透過せず、画像部における電位が変化することはない。これに対し、非画像部にて現像されているトナーは透明であるため、光が透過し、電位は下がる。
【００８５】
つまり、第２の画像書き込み装置１２を設けたことによって、非画像部全域にわたって、飛び散り防止現像動作を施す必要がなくなり、飛び散り防止トナーの消費を抑え、コスト削減の効果を得ることができた。
【００８６】
尚、飛び散り対策としては、画像部周辺において生じるので、その部分にのみ飛散防止用現像を施すことで、上記のように、飛び散り防止が達成される。
【００８７】
以上、説明したように、本発明においては、画像形成時と逆極性のトナーで非画像部の現像を行うことで、転写時に生じていたトナー飛び散りを抑え、更に、転写前に画像全面を露光することで、その効果を更に向上させた。
【００８８】
尚、上記実施例では、中間転写方式の画像形成装置において、中間転写ベルトにおいて生じるトナー飛び散りについて説明した。しかしながら、感光ドラムから転写媒体としての転写材に直接トナー像が転写される直接転写方式の画像形成装置においても本発明は適用可能であり、転写材からのトナー飛び散り防止効果が得られる。
【００８９】
又、前述の実施例では、第２トナーは透明トナーを使用したが、第２トナーは、必ずしも透明である必要は無く、光照射手段からの光のうち感光体の電位を下げることが可能な波長域の光を透過可能なトナーであれば良い。
【００９０】
又、前述の実施例では、光照射手段からの光は感光体の全面に照射されたが、この光は画像部を除いた非画像部のみに照射されるものであっても良い。つまり光照射手段からの光は少なくとも第２トナーが付着した部分に光を照射するものであれば良い。
【００９１】
又、感光ドラムをそれぞれに備えた画像形成部を複数有するタンデム方式の画像形成装置においても、それぞれの画像形成部において、飛散防止現像装置やプレ露光装置を設置することで、同様の効果が得られる。
【００９２】
又、中間転写ベルトが中間転写ドラムであっても、画像書き込み装置が他のものであっても、本発明は適用できる。
【００９３】
又、以上に説明した画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施例である画像形成装置の概略図。
【図２】感光体の表面電位を示す図。
【図３】感光体の表面電位と感光体上のトナーの状態を示す図。
【図４】転写前に露光した後の感光体の表面電位を示す図。
【図５】本発明の他の実施例である画像形成装置の概略図。
【図６】感光体の表面電位と感光体上のトナーの状態を示す図。
【図７】本発明の他の実施例である画像形成装置の概略図。
【図８】感光体の表面電位と感光体上のトナーの状態を示す図。
【図９】一次転写後の中間転写体表面におけるプラス電荷の密度分布を示す図。
【符号の説明】
【００９５】
１ 感光体
２ 帯電手段
３ 転写装置
４ レーザビームスキャナ
５ 現像装置
１０ トナー付着手段
１１ 露光装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真式方式にて画像を形成する画像形成装置に関する。特に電子写真感光体を像担持体として有し、この像担持体に対して、帯電、露光による画像書き込み、現像、転写電圧による転写、等の工程を含む画像形成工程にて、転写材に画像を形成する装置に関する。具体的な装置としては、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を利用したフルカラー画像形成装置として、中間転写方式を採用するタイプのものが増えつつある。
【０００３】
中間転写方式とは、一次転写及び二次転写をする方式である。つまり像担持体（感光体）上に形成された現像剤像（トナー像）を、第二の像担持体として備えられている中間転写体に、特に複数色のトナー像が順次重なる様に一次転写をする。その後、その一次転写により積層されたトナー像を用紙（記録材）等の転写材に一括して二次転写するものである。
【０００４】
この方式においては、感光体から直接転写材にトナー像を重ねる直接転写方式に比べて、以下の利点を有する。例えば、直接転写方式では、転写材を感光体との接触位置に搬送する転写材搬送体に転写材を固定したり、又は吸着したりすることで、接触位置へ転写材を搬送するものである。
【０００５】
つまり中間転写方式は、感光体からトナー像を直接転写材に転写する画像形成装置と比較すると、転写材になんら加工、制御（例えば、転写材をグリッパに把持する、転写材を吸着する、転写材に曲率をもたせる等）を必要としない。
【０００６】
従って、中間転写体からトナー像が転写されるため、薄い紙（４０ｇ／ｍ２紙）から、封筒、ハガキ、ラベル紙等の厚い紙（２００ｇ／ｍ２紙）まで、又、幅の広狭、長さの長短によらず、転写材を多種多様に選択することができる。
【０００７】
又、中間転写体をベルト形状とすることで、中間転写ドラムのような剛体のシリンダを用いる場合と比較して、画像形成装置内部に配置する際の自由度が増して、スペースの有効利用による装置本体の小型化やコストダウンを行うことができるメリットもある。
【０００８】
そこで複数色の現像剤を使用し、中間転写方式を採用したカラー画像形成装置、特に中間転写ベルトを使用したものとしては、主に以下の２つのタイプのものが知られている。
【０００９】
その１つは、第１タイプ（いわゆる４サイクルタイプ）の装置である（特許文献１参照）。つまり１つの感光体を備えた画像形成部において、色の違う現像剤を収容した現像装置を複数備え、１つの感光体に電子写真プロセスにより画像情報に応じた複数色のトナー像を、感光体を回転させながら、１色ずつ順次に形成する。その際、その各色のトナー像が形成される毎に、感光体に接触する中間転写ベルトに順次重ね合わせるように一次転写し、その中間転写ベルト上の多重トナー像を転写材に一括して最終転写するものである。
【００１０】
この画像形成装置としては、１つの感光体を備えた画像形成部が１つだけ存在する。そして感光体に対するトナー像作成に引き続いて中間転写ベルトへの一次転写を色数分繰り返して中間転写ベルトに複数色の複合トナー像を形成し、それを一括して転写材に二次転写する構成である。
【００１１】
もう１つは、第２タイプ（いわゆるタンデムタイプ）の装置である（特許文献２参照）。つまり１つの感光体を備えた画像形成部が複数存在し、その各画像形成部における感光体毎に電子写真プロセスにより画像情報に応じた色のトナー像をそれぞれ形成する。そして、その複数の画像形成部における感光体に接触して周回する中間転写ベルトに順次重ね合わせるように一次転写し、その中間転写ベルト上の多重トナー像を転写材に一括して最終転写するものである。
【００１２】
この画像形成装置としては、複数の画像形成部それぞれにおいて感光体を有し、中間転写ベルトが各画像形成部を通過する過程において、複数のトナー像が一次転写されて複合トナー像が形成され、その後、それを一括して転写材に二次転写する構成である。
【００１３】
そして、上記のような２つのタイプの画像形成装置はいずれも、感光体と中間転写ベルトとの接触部（転写部）において中間転写ベルトの裏面側から当接する一次転写ローラ等の転写部材が設けられている。そしてこの転写部材に現像剤（トナー）帯電極性と逆極性の転写電圧（転写バイアス）を印加して、その感光体上のトナー像を中間転写ベルトの外周面に静電的に転写させている。
【特許文献１】特開平１１−２４４２５号公報
【特許文献２】特開２００２−７２６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところが、このような画像形成装置にあっては、中間転写ベルトに一次転写された直後のトナー像を構成する現像剤（トナー）、特にトナー像の角部を形成するトナーの一部がそのトナー像の周囲に飛び散ってしまい、画像品質を低下させるという問題があった。
【００１５】
このトナー飛び散り現象の原因の一つは、以下の理由による。
【００１６】
反転現像系では、感光体上に形成された画像部（露光部）としてのトナーが載る画像領域に比べて、トナーの載らない非画像部（非露光部）は、感光体電位が一次帯電された帯電電位のままで高い状態にある。またトナー層が無いため感光体と転写部材との間の誘電体層の厚さが薄いものとなり、非画像部は静電容量が大きくなる。この状態で感光体から中間転写ベルトにトナー像を転写する工程を実行すると、非画像部の領域では画像部の領域よりも多くの電荷が中間転写ベルトに注入される。その結果、中間転写ベルトの電荷分布は、図９に示すように、トナーの無い非画像部が、トナーの有る画像部に比べて、プラスの電荷密度が高くなる。
【００１７】
この注入電荷はトナーの帯電極性と逆であるため、この電荷分布により中間転写ベルト上のトナーには飛び散るような力が働き、転写部通過後の中間転写ベルト上において、トナー像のトナーが飛び散ってしまう。
【００１８】
このトナーの飛び散り現象は、特に、２色目以降のトナー像の転写直後に発生しやすい傾向にある。又、現像剤が、球形に近い形状の粒子である、いわゆる球形トナーを含む場合にも発生しやすい傾向にある。
【００１９】
非画像部に対応する中間転写ベルトに注入される電荷を減らすため、転写前に感光体の長手方向全域を露光する方法（転写前露光）が特開平５−１６５３８３号に記載されている。しかしこの方法では、感光体上でのトナー拘束力が減少してしまい、転写前にトナーが飛び散ってしまう問題があった。
【００２０】
また特開２００２−７２６０２号には、露光部分と未露光部分との境界付近の未露光部分に逆極性のトナーを付着させ、その後、除電ランプによって感光ドラムの表面に光を照射することが記載されている。これにより、特開２００２−７２６０２号は、逆極性トナーが露光部分と未露光部分との境界付近における未露光部分の露光を阻止することができ、その結果、露光部分に付着しているトナーをこの境界付近の下がり切らない電位によって束縛するものである。しかし、この境界付近の下がり切らない電位によってベルトの非画像部には多くの電荷が注入されることになり、転写部でのトナー飛散を適切に防止できるものではなかった。
【００２１】
尚、特開平１１−２４４２５号には、体積抵抗率を特定するとともに耐候付与剤を含有させた最外層を設けた中間転写ベルトが記載されている。また特開２００３−５７９６３号には、転写部材により転写電圧を印加した後に、中間転写ベルトの裏面から転写電圧と逆極性の電圧を印加することが記載されている。しかしながら、いずれも、非画像部に対応する中間転写ベルトの領域に転写バイアスと同極性の電荷が注入されてしまうことを防止するものではなかった。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するため、本発明は、感光体と、帯電された前記感光体に光を照射することで形成される静電潜像の光が照射された部分に第１トナーを付着させる現像手段と、前記第１トナー像を転写媒体に転写する転写手段と、を有する画像形成装置において、前記静電潜像の光が照射されていない部分に、前記第１トナーとは逆極性で且つ光透過性の第２トナーを付着させる付着手段と、前記静電潜像に前記第１トナーと前記第２トナーが付着された後で且つ前記転写手段による転写の前に、少なくとも前記第２トナーが付着した部分に光を照射する光照射手段と、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明した様に本発明によれば、非画像部の電位を下げ、非画像部と画像部との電位差を小さくすることで、トナーの飛び散りを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２５】
図１に、本発明が適用できる、電子写真方式を採用した画像形成装置の概略構成図を示す。
【００２６】
この画像形成装置は、矢印方向に回転する像担持体としての感光ドラム１を１つ備える。その周囲には、一次帯電を行う帯電手段２、第１現像手段として、複数の現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂｋを搭載した回転現像装置５、転写手段３が設けられている。感光ドラム１の図上方には、画像書き込み手段であるレーザビームスキャナ４が配置されている。これら感光ドラム１、帯電手段２、回転現像装置５、転写手段３、レーザビームスキャナ４等は画像形成手段である。
【００２７】
そしてこれらの画像形成手段によって画像形成部が構成される。この画像形成装置は、中間転写方式を採用し、転写装置３には、感光ドラム１と接触する位置に転写媒体（中間転写体）としての中間転写ベルト３ａが備えられる。そして、画像形成部において、回転現像装置５が、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック色の現像剤（トナー）を収容した現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂｋを、順次感光ドラム１に対向させてそれぞれの色のトナー像が感光ドラムに順次形成される。そしてこのトナー像は順次中間転写ベルト３ａに重ねられながら一次転写され、積層された４色のトナー像は一括して転写材Ｐに二次転写される。
【００２８】
画像形成部では、感光体である感光ドラム１を一様帯電する一次帯電工程を実施するために、帯電装置２として導電性ゴムにて構成される帯電ローラ（帯電部材）を用いた接触帯電ローラ方式を採用した。帯電バイアスとして直流電圧（−６００Ｖ）に交流電圧（正弦波、９２０Ｈｚ、１１００μＡ）を重畳したものを用いた結果、約−６００Ｖの均一な帯電電位を得ることができた。
【００２９】
画像形成装置には、外部から画像情報を得るために、ＣＣＤ等の光電変換素子を有する原稿読み取り装置（不図示）が備えられ、原稿の画像情報に対応する画像信号がそこから出力される。帯電された感光ドラムを露光する画像用露光手段であるレーザビームスキャナ４に内蔵された半導体レーザは、この画像信号に対応して制御されたレーザビームＬを、感光ドラム１表面に出射し、感光ドラム上には静電潜像が形成される。尚、電子計算機からの出力信号もプリントアウトすることができる。
【００３０】
本実施例で用いた感光ドラム１は、負帯電のＯＰＣ感光体であり、外径８０ｍｍのアルミニウム製のドラム基体上に下記の第１〜第４の４層の機能層を下から順に設けたものである。
【００３１】
第１層は下引き層であり、アルミニウムドラム基体（アルミ基体）の欠陥等をならすため、又、レーザビームスキャナ４によるレーザ露光の反射によるモアレの発生を防止するために設けられている厚さ約２０μｍの導電層である。
【００３２】
第２層は正電荷注入防止層であり、アルミ基体から注入された正電荷が感光ドラム１表面に帯電された負電荷を打ち消すのを防止する役割を果たす。この層は、ポリアミド樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって１０６Ω・ｃｍ程度に、抵抗調整された厚さ約１μｍの中抵抗層である。
【００３３】
第３層は電荷発生層であり、ジスアゾ系の顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層であり、レーザ露光を受けることによって正負の電荷対を発生する。
【００３４】
第４層は電荷輸送層であり、ポリカーボネイト樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、Ｐ型半導体である。従って、感光ドラム１表面に帯電された負電荷はこの層を移動することはできず、電荷発生層で発生した正電荷のみを感光ドラム１表面に輸送することができる。
【００３５】
感光ドラム１は、矢示の時計方向に２００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で回転する。
【００３６】
この画像形成装置全体のシーケンスは、まず感光ドラム１が、帯電装置２によって一様に帯電される（一次帯電）。
【００３７】
次に画像信号により変調されたレーザ光Ｌにより走査露光が行われ、感光ドラム１上に静電潜像が形成され、回転現像装置５によってこの静電潜像は反転現像される。つまり静電潜像の光が照射された部分に第１トナー（イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー）が付着される。
【００３８】
本画像形成装置は、回転現像装置５が回転することによって、４種類の現像装置である現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂｋが順次感光ドラム１に対向して、静電潜像の現像動作を行い、現像剤像（トナー像）が形成される。トナー像は、現像動作によってトナーが載る画像部とトナーが載らない非画像部で構成される。尚、本実施例の現像器は二成分接触現像器である。
【００３９】
本実施例の画像形成装置では、現像されたトナー像は、感光ドラム１が回転することによって、一次転写ローラ３ｃと感光ドラム１が対向している一次転写部Ｔ１に移動する。そして、現像装置５内の現像剤（トナー）と逆極性の一次転写バイアスが電源９より一次転写ローラ３ｃに印加されることで、トナー像は中間転写ベルト３ａに順次転写され、重ね合わされる。中間転写ベルト３ａ上で４色重ねられたトナー像は、二次転写ローラ３ｆとバックアップローラ３ｅに挟まれている二次転写部Ｔ２にて、給紙カセット６から取り出され、給紙ローラ６ａ、給紙ガイド６ｂを経由して進行した紙等の転写材（記録材）Ｐに転写される。
【００４０】
本実施例の転写装置３に用いた転写部材である、一次転写ローラ３ｃ、二次転写ローラ３ｆは、それぞれ、芯金と、その外周面に形成された円筒状の導電性発泡ゴムとを有する。一次転写ローラ３ｃの直径は、２４ｍｍで、二次転写ローラ３ｆの直径は２８ｍｍであり、体積抵抗は、一次、二次転写ローラ３ｃ、３ｆ共に１０６〜１０８Ω・ｃｍであった。
【００４１】
又、二次転写部Ｔ２にて中間転写ベルト３ａを挟んで二次転写ローラ３ｆに当接する、中間転写ベルト３ａの巻架ローラであるバックアップローラ３ｅは、金属ローラ表面に体積抵抗１０６〜１０８Ω・ｃｍの導電性ゴムをコートしたものを用いた。
【００４２】
一次転写ローラ３ｃは、両端部が軸受部材にて回転自在に軸支されると共に、感光ドラム１の母線に平行に配置され、スプリング等の押圧手段で転写ベルト３ａを介して感光ドラム１に一定の力で押し当てられている。転写電圧印加は、端部軸受けに導電性樹脂を使用することで行っている。
【００４３】
中間転写ベルト３ａは、ポリイミド等の基材に導電性材料を含有させ、体積抵抗１０５〜１０１２Ω・ｃｍに調整した無端状のものを用いた。中間転写ベルト３ａは、中間転写ベルト３ａの移動方向で一次転写部Ｔ１上流側の駆動ローラ３ｂにより感光ドラム１の周速と同じ２００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。
【００４４】
４色重ねられたトナー像が転写材Ｐに転写された後に中間転写ベルト３ａ上に残った転写残トナーは、中間転写ベルト３ａ表面に当接、離間が自在に取り付けられた中間転写ベルト清掃部材３ｄにより除去される。中間転写ベルト清掃部材３ｄは一次転写中は中間転写ベルト３ａ表面から離間しており、二次転写前のトナー像を乱さないようにしている。
【００４５】
転写されずに感光ドラム１表面に残ったトナー、及び、詳しくは後述する逆極性で中間転写ベルト３ａに転写されない飛び散り防止トナーは、クリーニング装置７のブレード状のクリーニング部材７１により感光ドラム１表面から除去される。転写残トナーが除去された感光ドラム１は繰り返して画像形成に供される。
【００４６】
トナーが転写された転写材Ｐは定着器（熱ローラ定着器）８へと送られ、画像の定着が行われる。
【００４７】
上記のような中間転写方式の画像形成装置において、本実施例では、従来課題であった中間転写ベルト３ａからのトナー飛び散り対策を施している。
【００４８】
第１に、上記回転現像装置５による現像工程に使用される画像形成用の第１の現像剤（トナー）とは逆極帯電性のトナーを第２の現像剤（第２トナー）である「飛び散り防止トナー」として第２現像装置（以下、「飛散防止現像装置」と称す。）に収容した。そして帯電装置２の一次帯電工程から中間転写ベルト３ａへの一次転写工程までの間に、この飛び散り防止トナーにて現像動作を行う工程（以下、「飛散防止現像工程」と称す。）を設け、感光ドラム１上の非画像部の電位の絶対値を下げて、画像部と非画像部との電位差を低くする制御を施した。
【００４９】
本実施例では、図１に示すように、各色において非画像部に逆極性の飛び散り防止トナーを現像する飛散防止現像装置１０が、回転現像器５と一次転写位置Ｔ１との間で感光ドラム１に対向して設けられている。この現像装置１０には、感光ドラム１との対向部に表面を露出して、回転することによって、内部のトナーを感光ドラム１表面に搬送する飛び散り防止トナー担持体である飛散防止用現像スリーブ１０ａが備えられている。この現像スリーブ１０ａには、トナーを感光ドラム１へと飛翔させ得るための現像バイアスが印加される。ここで、画像を形成するトナーを剥ぎ取らないために現像スリーブ１０ａは感光ドラム１とは非接触となっている。そして、逆極性の飛び散り防止トナーとしては、仮に転写されても画像に影響しないように、透明のトナーを用いた。つまり現像装置１０は、静電潜像の光が照射されていない部分に、第１トナーとは逆極性で且つ光透過性の第２トナーを付着させる付着手段である。
【００５０】
そして、第２に、上記飛散防止現像動作により、画像形成トナーと逆極性のトナーを載せておき、転写前に全面露光（転写前露光）する。つまり、非画像部の電位の絶対値を下げて、転写バイアス印加時に非画像部に対応する中間転写ベルト３ａに注入する電荷量を少なくする。それにより、中間転写ベルト３ａ上でのトナー飛び散りを防止する対策を実行した。
【００５１】
本実施例では、感光ドラム１の回転方向で飛散防止現像装置１０の下流側に感光ドラム１の長手全域を露光する転写前露光装置（以下、「プレ露光装置」と称す。）１１としてＬＥＤを設けた。
【００５２】
尚、このときは、画像部においては既にトナーが載っているので、画像部には光が透過せず、画像部における電位が変化することはない。つまり転写前露光装置は、静電潜像に第１トナーと第２トナーが付着された後で且つ転写手段による転写の前に、少なくとも第２トナーが付着した部分に光を照射する光照射手段である。
【００５３】
以下に、図２を参照して、作像条件の詳細を述べる。
（１）一次帯電工程において、帯電部材２により、感光ドラム１が一様に約−６００Ｖに帯電される。
（２）電位が一様に−６００Ｖとなった感光ドラム１表面に対して、送信されてくる画像情報に基づいて、レーザビームスキャナ４により画像露光が行われる。画像露光が実施された領域であるトナー像の画像部における感光ドラム１の表面電位は約−１００Ｖに減衰する。画像露光が行われない非画像部は−６００Ｖのままである。
（３）回転現像装置５に搭載され、感光ドラム１と対向する、例えば二成分接触現像器５Ｙに、−３００Ｖの直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを印加する。これにより、第１トナーが感光ドラム１の表面電位が約−１００Ｖの部分に付着し、静電潜像が現像され、トナー像となる。
（４）その後、飛散防止現像装置１０に備えられた現像スリーブ１０ａに−３５０Ｖの直流電圧を印加することで、第２トナーが感光ドラム１の表面電位が約−６００Ｖの部分に付着し、非画像部の現像が行われる。
【００５４】
（１）〜（４）の画像形成動作によって、図３に示す様に、画像用トナーが現像された領域の表面電位は約−２６０Ｖに、飛び散り防止トナーが現像された領域の表面電位は約−３７０Ｖとなった。飛び散り防止トナーは画像トナーと同じ厚さ（約１２μｍ）に現像された。
【００５５】
そして、本実施例では、更に、プレ露光装置１１によって、感光ドラム長手方向（軸方向）全域をプレ露光して、図４に示す様に、非画像部の電位を下げる。
【００５６】
尚、このときは、画像部においては既にトナーが載っているので、画像部には光が透過せず、画像部における電位が変化することはない。これに対し、非画像部にて現像されているトナーは透明であるため、光が透過し、電位は下がる。
【００５７】
ここで、比較例として飛び散り防止トナーを用いない場合、また上記（１）〜（４）の工程を行い、サンプルＮｏ．０として、プレ露光をしない場合について検討した。またサンプルＮｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３として、プレ露光の光量を３段階に変えて行った場合について検討した。検討項目は、飛び散り防止トナーを現像した領域の電位と画像用トナー部の電位と、そのときの中間転写ベルト３ａ上での飛び散りレベルについてである。その結果を表１に示す。
【００５８】
表１における飛び散りレベルの記号は、×：飛び散り有り、△：少し飛び散り有り、○：飛び散り無し、を表す。
【００５９】
【表１】
【００６０】
飛び散り防止トナーによる現像動作を行わない比較例では、感光ドラムの非画像部の電位は、感光ドラムが帯電部材により一次帯電された時の帯電電位（−６００Ｖ）と等しいため、転写電圧との電位差が大きくなる。又その上に、トナー層が無いため静電容量が大きくなり、同じ電圧でも多くの電荷が中間転写ベルトに注入される。そのため、転写後に中間転写ベルトの非画像部に注入された電荷によるトナー飛び散りが発生してしまう。
【００６１】
飛び散り防止トナーを現像しただけのサンプルＮｏ．０においては、感光ドラムの非画像部に逆極性のトナーが現像されているために、比較例よりも非画像部電位が低くなる。そのため、比較例よりも飛び散りレベルが改善されている。飛散防止現像動作を行うことによって、飛び散り防止効果が向上することが分かる。
【００６２】
更に、プレ露光の光量を変えたサンプルＮｏ．１、２、３を比較することにより、次のことがわかる。つまり感光ドラム１の画像部の電位よりも非画像部の電位を低くすることで、転写電圧印加時に非画像部に対応する中間転写ベルト３ａに流れ込む電荷の量が少なくなり、飛び散りが改善されている。
【００６３】
一般的には、透明トナー等の飛び散り防止トナーを現像しない状態でプレ露光を行い、画像部の電位よりも非画像部の電位を低くすると、感光ドラム上でのトナー拘束力が減少しトナーが飛び散ってしまう。しかし、本実施例では飛び散り防止トナーが画像トナーの横に、好ましくは図３で説明した様に画像トナーと同じ高さで現像されているため、プレ露光による飛び散りは発生しない。
【００６４】
尚、飛び散り防止トナーは画像トナーと逆極性に帯電しているため、転写電圧により中間転写ベルト３ａには転写されないため、画像に影響は無い。例え、少量転写されたとしても、透明であるために画像に与える影響はほとんどない。
【００６５】
このように、本実施例では、逆極性のトナーにより非画像部を現像し、非画像部と画像部との電位差を小さくすることで、トナーの飛び散り防止効果を得ることができる。更に、転写前に例えば全面を露光することにより、非画像部の電位をより低減することで、飛び散り防止効果を更に向上することができる。
【００６６】
次に本発明の他の実施例について説明する。
【００６７】
図５に、本実施例の電子写真方式画像形成装置の概略構成図を示す。図１の実施例においては、画像トナー、飛び散り防止トナーの順番で現像を行ったが、本実施例では、その逆の順番で行った。
【００６８】
図１の実施例では、飛散防止現像装置１０が、感光ドラム１の回転方向で回転現像装置５の下流側にあったのに対し、本実施例では、飛散防止現像装置１０が、感光ドラム１の回転方向で回転現像装置５の上流側に備えられている。その他の構成は、前述の実施例に説明したものと同様である。
【００６９】
以下に、図６を参照して、本実施例による作像条件の詳細を述べる。
（１）一次帯電工程において、帯電装置２により、感光ドラム１が一様に約−８００Ｖに帯電される。
（２）電位が一様に−８００Ｖとなった感光ドラム１に対して、送信されてくる情報に基づいて、レーザビームスキャナ４により画像露光が行われる。画像露光が実施された領域である画像部における感光ドラム１表面電位は約−１００Ｖに減衰する。非画像部は−８００Ｖのままである。
（３）次に飛散防止現像装置１０に備えられた現像スリーブ１０ａに、−５５０Ｖの直流電圧に交流電圧が重畳した現像バイアスを印加することで、非画像部に第２トナーを付着させ、現像を行う。
（４）続いて回転現像装置５に搭載され、感光ドラム１に非接触で対向する、例えば現像器５Ｙに、−３００Ｖの直流電圧の現像バイアスを印加することで、第１トナーが感光ドラム１の表面電位が約−１００Ｖの部分に付着し、静電潜像が画像トナーで現像される。
【００７０】
上記（１）〜（４）の工程を実行した後、画像用トナーが現像された領域の表面電位は約−２６０Ｖに、飛び散り防止トナーが現像された領域の表面電位は約−５７０Ｖとなった。飛び散り防止トナーは画像トナーと同じ厚さ（約１２μｍ）に現像された。
【００７１】
そして、本実施例では、更に、プレ露光装置１１によって、長手方向全域をプレ露光して、非画像部の電位を下げる。
【００７２】
尚、このときは、画像部においては既にトナーが載っているので、画像部には光が透過せず、画像部における電位が変化することはない。これに対し、非画像部にて現像されているトナーは透明であるため、光が透過し、電位は下がる。
【００７３】
そして、前述の実施例で行った表１におけるサンプルＮｏ．３のプレ露光のレベル３の光量で全面露光を行ったところ、感光ドラム１の表面電位は、画像部が−２５０Ｖで非画像部が−５０Ｖとなり、トナーの飛び散りを防止することができた。
【００７４】
尚、本実施例のように、飛散防止用の現像動作を、通常画像の現像動作より先に行う場合、通常画像の現像動作を先に行う前述の実施例の場合（−６００Ｖ）に比べて一次帯電電位を高電位（−８００Ｖ）に帯電している。
【００７５】
これは、通常画像の現像直流電圧と非画像部分の電位差を２００Ｖ以上に保つことで、非画像部に画像用のトナーが無駄に現像されることを防ぐためである。つまり飛散防止用の現像を先に行うことで非画像部の表面電位が約２００Ｖ下がるため、予め帯電電位を２００Ｖ高くしておくのである。
【００７６】
前述の実施例に比べて、感光ドラム１の回転方向で下流側の現像装置に上流側の現像装置に収容されたトナーが混入したとしても、本実施例では、上流側が透明トナーを収容する飛散防止現像装置１０であるので、トナーの色に与える影響が少ない。特に、１つの感光ドラム周囲に複数色の現像装置を配置して、多色画像を形成する場合、画像トナー間の混色も防止することが可能となる。
【００７７】
次に本発明の更に他の実施例について説明する。
【００７８】
図７に本実施例による電子写真方式画像形成装置の概略構成図を示す。本実施例では、第１露光手段４により静電潜像を形成して、現像装置５によりトナー像を形成した後に、第２露光手段である第２の画像書き込み装置１２により、トナー像の画像部及びその周辺を除いた領域、つまり画像近隣を除いた非画像部を露光する。これにより、飛び散り防止の効果を損なうことなく飛び散り防止トナーの消費を抑えた。
【００７９】
前述の実施例と同様の構成の画像形成装置において、更に、感光ドラム１の周囲で回転現像装置５と飛散防止現像装置１０との間に、第２の画像書き込み装置としてのレーザビームスキャナ１２を設けた。レーザビームスキャナ１２は、本実施例では、第１の画像書き込み装置であるレーザビームスキャナ４と同様の構成としたが、他の構成のものでも良い。
【００８０】
第２の画像書き込み装置である本実施例のレーザビームスキャナ１２には、パソコンからの画像情報、又は画像読み取り装置が読み取った画像情報を装置内の制御手段１３にて変換し、画像部から周辺５ｍｍの領域外を露光するように露光情報が送信される。つまり静電潜像は、第１トナーが付着された後で且つ第２トナーが付着される前に、静電潜像の光が照射されていない部分の一部が光照射される。
【００８１】
以下に、図８を参照して、作像条件の詳細を述べる。
（１）一次帯電工程において、帯電部材２により、感光ドラム１が一様に約−６００Ｖに帯電される。
（２）電位が一様に−６００Ｖとなった感光ドラム１表面に対して、送信されてくる情報に基づいて、レーザビームスキャナ４により画像露光が行われる。画像露光が実施された領域である画像部における感光ドラム１の表面電位は約−１００Ｖに減衰する。非画像部は−６００Ｖのままである。
（３）回転現像装置５に搭載され、感光ドラム１と対向する、例えば二成分接触現像器５Ｙに、−３００Ｖの直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを印加する。これにより、第１トナーが感光ドラム１の表面電位が約−１００Ｖの部分に付着し、静電潜像が現像され、トナー像となる。
（４）レーザビームスキャナ１２により、非画像部における画像部周辺５ｍｍの領域外を露光することで、その部分の感光ドラム電位を約−１００Ｖに下げる。このことによって、レーザビームスキャナ１２に露光された部分の感光ドラム１の表面電位は−１００ｖに下がるので、感光ドラム１の非画像部の表面電位は、図８に示すように、画像部の周辺５ｍｍのみが一次帯電電位の−６００ｖで高い状態となっている。
（５）その後、飛散防止現像装置１０に備えられた現像スリーブ１０ａに−３５０ｖの直流電圧を印加することで、非画像部に第２トナーを付着させ、現像を行う。この時、図８に示すように、レーザビームスキャナ１２に露光されていない、感光ドラム１の非画像部の表面電位が高いのは、画像部の周辺５ｍｍのみであるので、その部分のみが現像される。つまり画像部周辺５ｍｍの部分にのみ飛び散り防止トナーが付着する。
【００８２】
（１）〜（５）の画像形成動作によって、画像用トナーが現像された領域の表面電位は約−２６０Ｖに、飛び散り防止トナーが現像された画像部周辺５ｍｍの領域の表面電位は約−３７０Ｖとなる。このとき飛び散り防止トナーは画像トナーと同じ厚さ（約１２μｍ）に現像された。そして、他の非画像部は−１００Ｖとなった。
【００８３】
その後に、前述の実施例におけるプレ露光レベル３で転写前に全面露光したところ、前述の実施例と同様にトナーの飛び散りを防止することができた。
【００８４】
尚、このときは、画像部においては既にトナーが載っているので、画像部には光が透過せず、画像部における電位が変化することはない。これに対し、非画像部にて現像されているトナーは透明であるため、光が透過し、電位は下がる。
【００８５】
つまり、第２の画像書き込み装置１２を設けたことによって、非画像部全域にわたって、飛び散り防止現像動作を施す必要がなくなり、飛び散り防止トナーの消費を抑え、コスト削減の効果を得ることができた。
【００８６】
尚、飛び散り対策としては、画像部周辺において生じるので、その部分にのみ飛散防止用現像を施すことで、上記のように、飛び散り防止が達成される。
【００８７】
以上、説明したように、本発明においては、画像形成時と逆極性のトナーで非画像部の現像を行うことで、転写時に生じていたトナー飛び散りを抑え、更に、転写前に画像全面を露光することで、その効果を更に向上させた。
【００８８】
尚、上記実施例では、中間転写方式の画像形成装置において、中間転写ベルトにおいて生じるトナー飛び散りについて説明した。しかしながら、感光ドラムから転写媒体としての転写材に直接トナー像が転写される直接転写方式の画像形成装置においても本発明は適用可能であり、転写材からのトナー飛び散り防止効果が得られる。
【００８９】
又、前述の実施例では、第２トナーは透明トナーを使用したが、第２トナーは、必ずしも透明である必要は無く、光照射手段からの光のうち感光体の電位を下げることが可能な波長域の光を透過可能なトナーであれば良い。
【００９０】
又、前述の実施例では、光照射手段からの光は感光体の全面に照射されたが、この光は画像部を除いた非画像部のみに照射されるものであっても良い。つまり光照射手段からの光は少なくとも第２トナーが付着した部分に光を照射するものであれば良い。
【００９１】
又、感光ドラムをそれぞれに備えた画像形成部を複数有するタンデム方式の画像形成装置においても、それぞれの画像形成部において、飛散防止現像装置やプレ露光装置を設置することで、同様の効果が得られる。
【００９２】
又、中間転写ベルトが中間転写ドラムであっても、画像書き込み装置が他のものであっても、本発明は適用できる。
【００９３】
又、以上に説明した画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施例である画像形成装置の概略図。
【図２】感光体の表面電位を示す図。
【図３】感光体の表面電位と感光体上のトナーの状態を示す図。
【図４】転写前に露光した後の感光体の表面電位を示す図。
【図５】本発明の他の実施例である画像形成装置の概略図。
【図６】感光体の表面電位と感光体上のトナーの状態を示す図。
【図７】本発明の他の実施例である画像形成装置の概略図。
【図８】感光体の表面電位と感光体上のトナーの状態を示す図。
【図９】一次転写後の中間転写体表面におけるプラス電荷の密度分布を示す図。
【符号の説明】
【００９５】
１ 感光体
２ 帯電手段
３ 転写装置
４ レーザビームスキャナ
５ 現像装置
１０ トナー付着手段
１１ 露光装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、帯電された前記感光体に光を照射することで形成される静電潜像の光が照射された部分に第１トナーを付着させる現像手段と、前記第１トナー像を転写媒体に転写する転写手段と、を有する画像形成装置において、
前記静電潜像の光が照射されていない部分に、前記第１トナーとは逆極性で且つ光透過性の第２トナーを付着させる付着手段と、前記静電潜像に前記第１トナーと前記第２トナーが付着された後で且つ前記転写手段による転写の前に、少なくとも前記第２トナーが付着した部分に光を照射する光照射手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記光照射手段は、前記感光体の全面に光を照射することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記静電潜像は、前記第１トナーが付着された後に、前記第２トナーが付着されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２トナーは、前記光照射手段からの光のうち前記感光体の電位を下げることが可能な波長域の光を透過することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第２トナーは透明であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記静電潜像は、前記第１トナーが付着された後で且つ前記第２トナーが付着される前に、前記静電潜像の光が照射されていない部分の一部が光照射されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記転写媒体は中間転写体であり、前記感光体上の第１トナーによる画像は前記中間転写体に転写され、前記中間転写体上の画像は転写材に転写されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記転写媒体は転写材であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項１】
感光体と、帯電された前記感光体に光を照射することで形成される静電潜像の光が照射された部分に第１トナーを付着させる現像手段と、前記第１トナー像を転写媒体に転写する転写手段と、を有する画像形成装置において、
前記静電潜像の光が照射されていない部分に、前記第１トナーとは逆極性で且つ光透過性の第２トナーを付着させる付着手段と、前記静電潜像に前記第１トナーと前記第２トナーが付着された後で且つ前記転写手段による転写の前に、少なくとも前記第２トナーが付着した部分に光を照射する光照射手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記光照射手段は、前記感光体の全面に光を照射することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記静電潜像は、前記第１トナーが付着された後に、前記第２トナーが付着されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２トナーは、前記光照射手段からの光のうち前記感光体の電位を下げることが可能な波長域の光を透過することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第２トナーは透明であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記静電潜像は、前記第１トナーが付着された後で且つ前記第２トナーが付着される前に、前記静電潜像の光が照射されていない部分の一部が光照射されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記転写媒体は中間転写体であり、前記感光体上の第１トナーによる画像は前記中間転写体に転写され、前記中間転写体上の画像は転写材に転写されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記転写媒体は転写材であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−７２３３５（Ｐ２００６−７２３３５Ａ）
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１６２２５（Ｐ２００５−２１６２２５）
【出願日】平成１７年７月２６日（２００５．７．２６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２６日（２００５．７．２６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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