JP2001249511A - カラー画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大型化やコストアップを抑制しつつ、オゾン
レスであり、且つ、メンテナンス性の向上や転写残トナ
ーの再利用を図ることができるカラー画像形成装置を提
供すること。 【構成】 複数の感光ドラム（像担持体）１ａ〜１ｄ
と、該感光ドラム１ａ〜１ｄをそれぞれ帯電処理する複
数の帯電手段２ａ〜２ｄと、各感光ドラム１ａ〜１ｄの
帯電面に形成された静電潜像を複数色の現像剤でそれぞ
れ現像して各色トナー画像を形成する複数の現像器（現
像手段）４ａ〜４ｄと、前記複数色のトナー画像を記録
紙（被転写体）Ｐに順次転写する複数の転写ローラ（転
写手段）１０ａ〜１０ｄを備えるカラー画像形成装置に
おいて、前記各帯電手段２ａ〜２ｄを前記各感光ドラム
１ａ〜１ｄと接触部を形成する可撓性の帯電ローラ（帯
電部材）で構成し、各帯電ローラ２ａ〜２ｄに１０００
Ｖ以下の電圧を印加するとともに、トナー画像転写後に
前記各感光ドラム１ａ〜１ｄ上に残留する現像剤を前記
現像器４ａ〜４ｄによって回収するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の感光体を備
え、各像担持体上に形成された画像を同一の転写材上に
順次重ね合わせることによって複数色の画像を形成する
レーザープリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真
記録方式を利用したカラー画像形成装置とこれに着脱さ
れるプロセスカートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を利用して転写材にカラー
画像を形成する種々のカラー画像形成装置が提案され、
その幾つかが実用化されている。

【０００３】電子写真記録方式を利用したカラー画像形
成装置の代表的な例として、例えば回転現像装置内蔵型
のカラー画像形成装置が知られている。この種のカラー
画像形成装置は、その内部に回転体（回転現像装置）を
備えており、同回転体の回転周面に沿って例えばイエロ
ー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック
（Ｂｋ）の４色の現像剤であるトナーを内包した現像器
を備える回転現像装置が配設されることによって静電潜
像担持体である感光体に形成された静電潜像を各色のト
ナーを用いて順次現像することができる。

【０００４】このような回転現像装置を備える画像形成
装置では、共通の感光体上に形成された各色の静電潜像
を各々の現像器によって所定の現像位置においてトナー
画像として可視化し、このトナー画像が得られる毎に用
紙等のシート状の記録紙（転写材）上に転写する工程を
繰り返すことによって複数色トナー画像が形成される。

【０００５】又、他の例としては、感光体面上に順次各
色のトナー画像を選択的に重ね合わせ、感光体面上に複
数色トナー画像を形成し、その後、記録紙に一括転写す
る方式の装置も考案されている。

【０００６】更に、複数の感光体を用いて各色の現像剤
により各色のトナー画像を別々に形成し、各感光体から
転写材上に順次転写しつつ、転写材を搬送して複数色ト
ナー画像を形成する所謂タンデム方式を採用した画像形
成装置も提案されている。

【０００７】ここで、直接記録紙にではなく、中間転写
体上に各色のトナー画像を順次重ね合わせることによっ
て複数色トナー画像を形成し、その後、記録紙に一括転
写するタイプのものも提案されている。

【０００８】電子写真記録方式を利用したカラー画像形
成装置の代表的な方式には、それぞれ一長一短がある
が、近年の市場のニーズとも相俟って進む高速化という
観点からはタンデム方式が優位であり、この方式で実用
化されている製品も多い。

【０００９】図９はタンデム方式を採用するカラー画像
形成装置の概略構成図であり、４連ドラム多重転写方式
のカラー画像形成装置（以下、タンデムカラープリンタ
と称する）の主要内部構造を概略的に示す。

【００１０】タンデムカラープリンタ１２は、各色のト
ナーを内包する現像手段４ａ〜４ｄに対向配設された静
電潜像担持体である感光ドラム１ａ〜１ｄを転写材搬送
方向に順次配設し、現像手段４ａ〜４ｄにより各感光ド
ラム１ａ〜１ｄ上に形成された各色トナー画像を転写ベ
ルト６によって搬送される記録紙Ｐに順次転写しつつ、
３原色であるイエロー、マゼンタ、シアン及びブラック
の４色のトナーによりフルカラー画像を得るものであ
り、以下のように構成されている。

【００１１】図９において、無端状の転写ベルト６が駆
動ローラ７、従動ローラ９及びテンションローラ１０に
懸架されて図示矢印方向に回転している。この転写ベル
ト６に対向して４つの感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１
ｄが直列に配置されており、イエロー用、マゼンタ用、
シアン用及びブラック用の各色画像ステーションＹ，
Ｍ，Ｃ，Ｂｋを構成している。

【００１２】又、各色画像ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂ
ｋの画像形成手段は、感光ドラム１ａ〜１ｄ、帯電手段
２ａ〜２ｄ、露光手段３ａ〜３ｄ、現像手段４ａ〜４ｄ
及びクリーニング手段５ａ〜５ｄによって構成され、こ
れらはそれぞれ感光ドラム１ａ〜１ｄの周辺に配設され
ている。

【００１３】各色の画像形成手段は、現像手段４ａ〜４
ｄの現像剤収容部にそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の各色のト
ナーが内包されている点を除き、ほぼ同様の構成を有し
ている。

【００１４】次に、画像形成動作について説明する。

【００１５】各帯電手段２ａ〜２ｄによって均一に帯電
された感光ドラム１ａ〜１ｄは図示矢印方向に回転し、
その表面には画像データに変調されたレーザービームが
露光手段３ａ〜３ｄによって照射され、感光ドラム１ａ
〜１ｄ上には各色に対して所望の静電潜像が形成され
る。そして、この静電潜像は、これと対向して配設され
ている各色のトナーを内包した現像手段４ａ〜４ｄによ
って現像部位で反転現像されてトナー画像として可視化
される。

【００１６】上記トナー画像は、不図示の給紙手段によ
って給紙されて搬送ベルト６によって図９の右方向（矢
印Ｂ方向）から搬送されてくる記録紙Ｐに転写ニップ部
にて転写ローラ等の転写手段８ａ〜８ｄによって静電的
にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブ
ラック（Ｂｋ）の順に転写される。

【００１７】この記録紙Ｐ上に多重転写されたカラート
ナー画像は、不図示の定着手段により溶融定着され、記
録紙Ｐ上に永久定着されて所望のカラープリント画像が
得られる。

【００１８】又、転写後に転写されないで感光ドラム１
ａ〜１ｄ上に残ったトナーは、クリーニングブレード等
を内包するクリーニング手段５ａ〜５ｄによって除去さ
れ、感光ドラム１ａ〜１ｄは次の画像形成工程に備え
る。

【００１９】ここで、帯電手段２ａ〜２ｄには各種方式
が提案されているが、非接触帯電方式であるコロナ帯電
及び接触帯電方式であるローラ帯電等が一般的である。
又、ローラ帯電には大別して２種類の帯電方法が一般的
である。具体的には、感光ドラム上の表面電位Ｖd を得
るために、特開昭６３−１４９６６９号公報に開示され
ている所望のＶd に相当するＤＣ電圧に２×Ｖth以上の
ピーク間電圧を有するＡＣを重畳する「ＡＣ帯電方
式」、Ｖd ＋帯電開始電圧（Ｖth）を印加する「ＤＣ帯
電方式」がある。特に「ＤＣ帯電方式」においては、所
望の表面電位Ｖd を得るために１０００〜１５００Ｖ程
度のＤＣ電圧を印加する必要があった。

【００２０】尚、従来から現像方式としては種々のもの
が提案されているが、図９に示すタンデムカラープリン
タ１２においては、接触、非接触の何れを適用しても良
く、現像剤であるトナーとしても１成分、２成分のタイ
プを問わず適用することができる。一例として、非磁性
１成分トナーによる接触現像法が挙げられる。

【００２１】一方、単一色の画像形成装置においては、
特開昭５９−１３３５７３号、特開昭６４−２０５８７
号、特開平６−５１６７２号公報等に装置全体の小型
化、廃トナー発生の無いエコロジー対応、感光体の長寿
命化、１ページ当たりのトナー消費量削減のために現像
手段に被転写材に対するトナー像転写後の感光体表面に
残留している転写残トナーのクリーニング手段を兼用さ
せることにより、専用器としてのクリーニング手段の配
設を省略した「現像同時クリーニング」、「クリーナー
レス」と呼ばれる手法を採用した画像形成装置がある。
尚、この方式は転写後に感光体上に残留するトナーを次
工程移行の現像時に現像装置に印加する直流電圧と感光
体の表面電位間の電位差Ｖbackによって回収する方法で
ある。従来のクリーナーレス構成の画像形成装置では、
転写残トナーの履歴を無くすために転写工程の後に感光
体表面接触してトナーを散らす所謂チラシ部材等の補助
清掃手段を必要としていた。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
カラー画像形成装置ではクリーニング容器が存在するた
め、装置の小型化が困難であった。具体的には、各色の
画像形成ユニット毎にクリーニング容器を有しているた
め、各画像形成ユニットの占有容積が大きくなって装置
が大型化していた。又、現像装置のトナー容量が大きく
なるとそれに応じて廃トナー量も増加するため、廃トナ
ーによるクリーニング容器のパンクを避けるためにクリ
ーニング容器を大型化する必要があり、画像形成装置の
大型化を招いていた。

【００２３】又、単一色の画像形成装置で提案されてい
るクリーナーレス構成を複数の感光体を備えて各感光体
上に形成された画像を同一の転写材上に順次重ね合わせ
ることによって複数色の画像を形成するタンデム方式の
カラー画像形成装置に適用した場合には、再転写による
混色という問題が発生する。具体的には、２色目以降の
転写時に、転写材上に既に転写された異なる色のトナー
の一部が転写装置によって逆極性に帯電し、転写電界に
よって感光体側に引き付けられて感光体に付着、或は付
着の力の大きなトナーが感光体に圧接されることによっ
て感光体に付着し、そのまま帯電及び露光工程を経て現
像器に回収され、当該現像器による以後の現像と転写時
に転写材にトナーが付着する。このような混色が進行す
ると正確な色調の再現が困難となり、画質の劣化を生ず
ることになる。

【００２４】又、帯電方式としては、クリーナーレス構
成を実現する上では非接触帯電方式であるコロナ帯電方
式が好適であるが、オゾンの発生等の問題がある。

【００２５】一方、接触帯電方式であるローラ帯電方式
にはＡＣ帯電方式とＤＣ帯電方式とがあるが、ＤＣ帯電
方式では、帯電部材の環境による抵抗変動や感光体の膜
厚変化により帯電開始電圧Ｖthが変動することによって
感光体上の電位Ｖd を一定に保つことが難しい。又、Ａ
Ｃ帯電方式では、コロナ帯電と比較するとオゾンの発生
量は少ない反面、放電を利用しているために感光体上に
オゾン生成物が付着して画像劣化等が問題となる。更
に、クリーナーレス構成においては、接触帯電方式共通
の問題として、転写残トナーによる帯電部材の汚れによ
る帯電不良等の問題が挙げられる。

【００２６】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、簡易な構成でクリーナーレス
システムを実現することによって装置の大型化やコスト
アップを抑制しつつ、オゾンレスであり、且つ、メンテ
ナンス性の向上や転写残トナーの再利用を図ることがで
きるカラー画像形成装置及びプロセスカートリッジを提
供することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、複数の像担持体と、該像担持体をそれぞ
れ帯電処理する複数の帯電手段と、各像担持体の帯電面
に形成された静電潜像を複数色の現像剤でそれぞれ現像
して各色トナー画像を形成する複数の現像手段と、前記
複数色のトナー画像を被転写体に順次転写する複数の転
写手段を備えるカラー画像形成装置において、前記各帯
電手段を前記各像担持体と接触部を形成する可撓性の帯
電部材で構成し、各帯電部材に１０００Ｖ以下の電圧を
印加するとともに、トナー画像転写後に前記各像担持体
上に残留する現像剤を前記現像手段によって回収するよ
うにしたことを特徴とする。

【００２８】又、本発明は、少なくとも複数の像担持体
と、該像担持体をそれぞれ帯電処理する複数の帯電手段
と、各像担持体の帯電面に形成された静電潜像を複数色
の現像剤でそれぞれ現像して各色トナー画像を形成する
複数の現像手段を各々一体化して構成される各色のプロ
セスカートリッジを上記カラー画像形成装置に対して着
脱自在としたことを特徴とする。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００３０】＜実施の形態１＞図１は本発明の実施の形
態１に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図であ
り、本実施の形態に係る画像形成装置は静電搬送ベルト
を用いたタンデム方式のフルカラー画像形成装置であっ
て、直接注入帯電方式及びトナーリサイクルプロセス
（クリーナーレスシステム）を採用するものである。

【００３１】本実施の形態に係るフルカラー画像形成装
置はタンデムカラープリンタであって、該タンデムカラ
ープリンタにおいては、画像形成手段は像担持体である
感光ドラム１ａ〜１ｄ、帯電手段２ａ〜２ｄ、現像手段
４ａ〜４ｄをそれぞれ一体化して図２に示すようなプロ
セスカートリッジ５ａ（〜５ｄ）の形態を成している。
尚、図２には１つのプロセスカートリッジ５ａのみを図
示している。

【００３２】上記プロセスカートリッジ５ａ〜５ｄは装
置本体に対して着脱自在に構成されており、図１に示す
タンデムカラープリンタにおいては、各々のプロセスカ
ートリッジ５ａ〜５ｄのトナー残量を検出してこれをユ
ーザーに報知する手段を有しており、或る色のプロセス
カートリッジのトナーが無くなって寿命となった際似は
ユーザーがそのプロセスカートリッジを交換するだけで
引き続き使用することが可能であり、複写機等で行われ
ているようなサービスマンによるメンテナンスは不要で
ある。

【００３３】又、プロセスカートリッジの形態を成すこ
とによって、寿命に達するまでの間は常に安定して不具
合の無い良好な画像を得ることができ、しかも、寿命と
なった際のプロセスカートリッジの交換もユーザーが容
易に行うことができるという利点がある。カートリッジ
方式を採用すれば、カートリッジの形態としていない場
合に対して、画像形成手段を構成する感光体、帯電器、
現像器若しくはトナー容器等の交換等を別々に行う必要
がなく、メンテナンスの頻度をかなり低く抑えることが
できる。

【００３４】更に、簡易な構成でクリーナーレスシステ
ムを実現しているため、転写残トナーを回収するクリー
ナー容器若しくは前記補助清掃手段を用いることなくプ
ロセスカートリッジの大きさも小さく抑えることができ
る。

【００３５】又、図１において、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋはそれ
ぞれ異なる色の画像を形成する画像形成手段であり、Ｙ
はイエロートナーにより、Ｍはマゼンタトナーにより、
Ｃはシアントナーにより、Ｂｋはブラックトナーにより
それぞれ画像形成を行う。ここでＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの現
像手段４ａ〜４ｄは、現像容器に各色の現像剤であるト
ナーが内包されている点を除いては同様な構成を有して
いる。

【００３６】以下、画像形成動作の詳細について説明す
る。

【００３７】各帯電手段２ａ〜２ｄによって均一に帯電
された感光ドラム１ａ〜１ｄの表面に、パーソナルコン
ピュータ等のホストからの画像データに応じて変調され
たレーザービームが露光手段３ａ〜３ｄより照射される
ことによって、感光ドラム１ａ〜１ｄ上に各色に対して
所望の静電潜像が形成される。そして、各静電潜像はこ
れに対向して配設された現像手段４ａ〜４ｄによって現
像部位で反転現像されてトナー像として可視化される。

【００３８】先ず、１色目の画像形成手段Ｙにおいて、
感光ドラム１ａ上にイエロートナー画像が形成される
が、この間にカセット等の転写材収納部６から給紙ロー
ラ等の給紙手段７によって記録紙Ｐが給紙され、記録紙
Ｐがレジストローラ対８へと搬送される。この記録紙Ｐ
は、レジストローラ対８で一旦停止した後、駆動ローラ
９ａと従動ローラ９ｂに懸架された静電搬送ベルト１１
に吸着ローラ１９によって所定のタイミングで吸着・搬
送され、転写ローラ１０ａとのニップ部でイエロートナ
ー像の転写を受ける。

【００３９】次いで、２，３，４色目の画像形成手段
Ｍ，Ｃ，Ｂｋにおいて、上記と同様の工程を経てマゼン
タ、シアン及びブラックの各色のトナー画像が各感光ド
ラム１ｂ，１ｃ，１ｄから記録紙Ｐ上に順次多重転写さ
れてカラートナー画像が形成される。

【００４０】而して、記録紙Ｐ上に転写されたカラート
ナー画像は定着装置等の定着手段１２によって溶融して
記録紙Ｐ上に永久定着され、カラートナー画像の定着を
受けた記録紙Ｐは排紙部からフェイスアップの向きで排
紙トレイ１３に排出され、これによって所望のカラープ
リント画像が得られる。尚、記録紙Ｐをフェイスダウン
の向きで出力する際には、記録紙Ｐは所定の搬送路を経
由して排紙ローラ対１４によって排出トレイ１５に排出
される。

【００４１】次に、画像形成部の概略構成について説明
する。ここでは、代表としてイエロートナーの画像形成
手段Ｙについて説明するが、他の画像形成手段Ｍ，Ｃ，
Ｂｋの作用も同様であるため、これらについての説明は
省略する。尚、添字ａはイエロー、ｂはマゼンタ、ｃは
シアン、ｄはブラックに対応する。 （１）画像形成部の概略構成：図２において、１ａは像
担持体である感光ドラムであって、これは直径φ３０ｍ
ｍの回転ドラム型のＯＰＣ感光体（ネガ感光体）で構成
され、図示矢印方向（時計方向）に５０ｍｍ／ｓｅｃの
周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。

【００４２】又、２ａは接触帯電部材としての導電性弾
性ローラ（以下、帯電ローラと称する）であり、この帯
電ローラ２ａは、芯金２ｘ上に可撓性部材としてのゴム
或は発泡体の中抵抗層２ｙを形成することにより構成さ
れている。ここで、中抵抗層２ｙは樹脂（例えばウレタ
ン）、導電性粒子（例えばカーボンブラック）、硫化
剤、発泡剤等により処方され、芯金２ｘの上にローラ状
に形成される。その後、必要に応じて中抵抗層２ｙの表
面を研磨して直径φ１２ｍｍ、長手長さ２５０ｍｍの多
孔体表面を有する導電性弾性体としての帯電ローラ２ａ
を作製した。

【００４３】本実施の形態において使用した帯電ローラ
２ａの抵抗を測定したところ１００ｋΩであった。帯電
ローラ２ａの抵抗は、芯金２ｘに総圧１ｋｇの荷重が作
用するよう直径φ３０ｍｍのアルミニウムドラムに帯電
ローラ２ａを圧着した状態で、芯金２ｘとアルミニウム
ドラムとの間に１００Ｖの電圧を印加して計測された。

【００４４】ここで、導電性弾性体である帯電ローラ２
ａは電極として機能することが重要である。つまり、帯
電ローラ２ａに弾性を持たせて被帯電体との十分な接触
状態を得ると同時に、移動する被帯電体を充電するに十
分低い抵抗を有する必要がある。一方では、被帯電体に
ピンホール等の欠陥部位が存在した場合に電圧のリーク
を防止する必要がある。被帯電体として電子写真用感光
体を用いた場合、十分な帯電性と耐リーク性を得るには
１０⁴ 〜１０⁷ Ωの抵抗が望ましい。

【００４５】帯電ローラ２ａの硬度としては、硬度が低
過ぎると形状が安定しないために該帯電ローラ２ａが被
帯電体との接触によって永久変形して所望のローラ形状
を確保できなくなり、高過ぎると被帯電体との間に均一
な帯電接触部を確保できないだけでなく、被帯電体表面
へのミクロな接触性が悪くなる。このため、帯電ローラ
２ａの硬度としてはアスカーＣ硬度（高分子計器株式会
社）で２５度〜５０度が好ましい範囲である。

【００４６】又、帯電ローラ２ａの材質はウレタンに限
定されるものではなく、弾性体の材料としてＥＰＤＭ
（エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体）、ＮＢ
Ｒ、シリコーンゴム、ＩＲ等に抵抗調整のためにカーボ
ンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム
材又はこれらを発泡させたものが用いられる。尚、特に
導電性物質を分散しないで、イオン導電性の材料を用い
て抵抗調整することも可能である。

【００４７】帯電ローラ２ａは被帯電体としての感光ド
ラム１ａに対して弾性に抗して所定の押圧力で圧接させ
て配設されるために所定量の帯電ニップが形成される
が、この帯電ニップ部幅は３ｍｍである。本実施の形態
では、帯電ニップ部において帯電ローラ２ａ表面と感光
ドラム１ａ表面とが互いに逆方向に約１．３倍の周速度
で移動するよう帯電ローラ２ａを約６５ｍｍ／ｓｅｃで
感光ドラム１ａ表面に対してカウンター方向（図２の時
計方向）に回転駆動した。即ち、接触帯電部材としての
帯電ローラ２ａの表面に被帯電体としての感光ドラム１
ａの面に対して速度差を持たせるようにした。尚、ここ
で言う周速度とは、帯電ローラが感光体に対して非接触
である際の表面移動速度である。

【００４８】又、帯電ローラ２ａの芯金２ｘには、帯電
バイアス印加電源Ｓ１から−７００Ｖの直流電圧を帯電
バイアスとして印加するようにした。本実施の形態で
は、感光ドラム１ａの表面は後述のように帯電ローラ２
ａに対する印加電圧とほぼ等しい電位（−６８０Ｖ）で
直接注入帯電方式によって一様に帯電処理される。

【００４９】ここで、従来の「ＤＣ帯電方式」と本実施
の形態で用いた「直接注入帯電方式」の帯電効果の違い
を図１０に示す。

【００５０】「ＤＣ帯電方式」は、図１０に破線にて示
すように、放電閾値Ｖth（本実施の形態においては約６
００Ｖ）より感光ドラムの表面電位が上昇し始め、その
後、感光ドラムの表面電位は印加電圧に対して傾き１で
線形に増加する。

【００５１】一方、本実施の形態で用いた「直接注入帯
電方式」は、図１０に実線にて示すように、印加電圧に
略比例した帯電電位を得ることが可能となる。

【００５２】尚、一般的に、感光ドラムの表面電位とし
ては４００〜１０００Ｖ程度必要となるため、「ＤＣ帯
電方式」では１０００〜１６００Ｖ程度の印加電圧が必
要となるが、「直接注入帯電方式」では４００〜１００
０Ｖ程度の印加電圧で十分となる。

【００５３】図２において、３ａは像露光手段としての
露光器であって、これはレーザーダイオード・ポリゴン
ミラー等を含むレーザービームスキャナで構成されてい
る。この露光器３ａは目的の画像情報の時系列電気ディ
ジタル画素信号に対応して強度変調されたレーザー光を
出力し、該レーザー光によって感光ドラム１ａの一様帯
電面を走査露光する。この走査露光により感光ドラム１
ａの被露光部の電位は約−１５０Ｖになり、感光ドラム
１ａの表面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成
される。

【００５４】又、４ａは現像手段である現像器であっ
て、この現像器４ａは非磁性１成分絶縁トナー（ネガト
ナー）を用いた反転現像装置であり、これは現像部と現
像容器部から構成されている。現像器４ａを非磁性１成
分現像器とすることによって、２成分現像器のＴ／Ｃ比
（トナー／キャリア比）のコントロールを必要としない
簡便な構成とすることができる。

【００５５】ところで、感光ドラム１ａの表面に形成さ
れた静電潜像は現像ローラ１６ａ上に担持された非磁性
１成分現像剤Ｔａによって現像されて顕像化される。こ
こで、非磁性１成分現像剤Ｔａとは、トナーｔａと後述
する帯電促進粒子ｍの混合剤を言う。又、トナーｔａは
トナー粒子に流動化剤等の外添剤を混合したものを言
う。

【００５６】非磁性１成分現像剤Ｔａを収容する現像器
４ａ内の現像ローラ１６ａは、感光ドラム１ａと所定圧
で接触して図示矢印方向（反時計方向）に回転する。
尚、この現像ローラ１６ａには現像バイアスとして不図
示のＤＣ電源から約−３００Ｖの電圧が印加される。

【００５７】尚、現像器４ａはトナー規制部材としての
現像ブレード１８ａ、供給ローラ１７ａ、非磁性１成分
現像剤Ｔａを撹拌する不図示の撹拌部材を備えている。

【００５８】現像器４ａ内に収容された非磁性１成分現
像剤Ｔａを現像ローラ１６ａに付着させるには、該非磁
性１成分現像剤Ｔａを供給ローラ１７ａと現像ローラ１
６ａで摩擦して電荷を付与しなければならない。供給ロ
ーラ１７ａの材料としては、発泡ウレタンゴム、発泡Ｅ
ＰＤＭゴム、発泡シリコーンゴム等の公知の材料が用い
られる。本実施の形態では、発泡ウレタンゴムから成る
供給ローラ１７ａを現像ローラ１６ａに対してカウンタ
ー（反時計方向）回転させる。

【００５９】供給ローラ１７ａによって現像ローラ１６
ａ上に塗付された現像剤ｔａは、次に現像剤規制部材で
ある現像ブレード１８ａの所定圧によって量の規制及び
摩擦によるトリボ付与が行われる。

【００６０】現像ローラ１６ａが感光ドラム１ａと接触
する接触現像とすることによって、後述する現像同時ク
リーニングによる現像剤Ｔａの回収が容易になるばかり
でなく、非接触現像と比較して後述する帯電促進粒子ｍ
の飛翔を防止することができる。又、現像部に作用する
電位差が小さいため、トナーｔａからの帯電促進粒子ｍ
の剥離を抑えることができ、現像器４ａ中の非磁性１成
分現像剤Ｔａ中に含まれる帯電促進粒子ｍの割合を一定
に保つことができる。その結果、耐久終了間際まで所定
量の帯電促進粒子ｍを帯電ローラ２ａに供給することが
可能となる。

【００６１】［現像同時クリーニング］現像同時クリー
ニングの方式を図６の模式図に基づいて説明する。

【００６２】図６において、□は感光ドラム１ａ上に存
在する転写残トナーを示し、○は現像ブレード１８ａを
通過して現像ローラ１６ａ上に担持された新しいトナー
を示す。記号中の−はトナーの帯電極性を示す。

【００６３】転写残トナー（転写工程により記録紙Ｐに
転写されないで感光ドラム１ａに残ったトナー）は、感
光ドラム１ａと帯電ローラ２ａとの接触部において帯電
促進粒子ｍと感光ドラム１ａ及び帯電ローラ２ａとの摺
擦を受けて負帯電トナーになる。露光工程により感光ド
ラム１ａ上の露光部（画像部）については、感光ドラム
１ａ上の電位は露光を受けたことによって約−１５０Ｖ
となる。そして、現像工程において、露光部上の転写残
トナーはそのまま感光ドラム１ａ上に残り、現像バイア
ス（−３００Ｖ）と感光ドラム１ａ上の電位差により現
像ローラ１６ａ上の新しいトナーが感光ドラム１ａ上に
現像される。同時に非露光部（非画像部）の負帯電の転
写残トナーは、感光ドラム１ａ上の帯電電位（−６８０
Ｖ）と現像バイアス（−３００Ｖ）との電位差により現
像ローラ１６ａ上に転移する。このとき、現像ローラ１
６ａ上の新しいトナーはそのまま現像ローラ１６ａ上に
残る。

【００６４】以上の工程によって現像同時クリーニング
が達成されるが、この現像同時クリーニングを達成する
ことによって装置の大幅な小型化とトナーの再利用を図
ることができる。

【００６５】［現像ローラ構成］現像ローラ１６ａは直
径φ８ｍｍの芯金に弾性層を約４ｍｍ積層して直径φ１
６ｍｍとしたものである。ここで、弾性層にはシリコー
ンゴムを用いた。尚、弾性層に使用するゴムとしては、
その他ＮＢＲ（ＮＢＲ：ニトリルゴム）、ブチルゴム、
天然ゴム、アクリルゴム、ヒドリンゴム、ウレタンゴム
等の一般的に用いられるゴムが挙げられる。通常、ゴム
材料のオイル含浸量を多くすることによって低硬度化が
図られる。ゴム硬度が高いと現像ローラ１６ａと感光ド
ラム１ａとの接触部における当接圧を高くしなければな
らず、当接圧を高くするとトナーを劣化させるために好
ましくない。

【００６６】現像ローラ１６ａを単層とする場合には、
トナーへの帯電付与性の観点から、負帯電性トナーを用
いた場合には、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ＮＢＲ
ゴム等が好適に用いられる。正帯電性トナーを使用する
場合にはフッ素ゴム等が好適に用いられる。又、弾性層
外周にトナーへの帯電を考慮してコート層を設ける場合
には、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹
脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂若しくはこれらを混合し
た樹脂等が好適に用いられる。

【００６７】［非磁性１成分現像剤］非磁性１成分現像
剤Ｔａはトナーｔａと帯電促進粒子（帯電補助粒子）ｍ
の混合物であり、トナーｔａは略球形の形状を有する。
このトナーｔａに帯電促進粒子ｍや流動化剤を外添剤と
して添加することによって非磁性１成分現像剤Ｔａが作
製される。トナーｔａの重量平均粒径（Ｄ４）は７μｍ
であった。本実施の形態では、帯電促進粒子ｍには粒径
３μｍの導電性酸化亜鉛粒子を用い、トナーｔａ１００
重量部に対して帯電促進粒子ｍを２．５重量部とし、外
添剤として疎水化処理シリカを１重量部外添した。

【００６８】［トナー］非磁性１成分現像剤Ｔａのトナ
ーｔａは透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いたトナー粒子
の断層面観察において、ワックス成分が結着樹脂と相溶
しない状態で、実質的に球状及び／又は紡錘形で島状に
分散されていることが好ましい。ワックス成分を上述の
ように分散させてトナー中に内包化させることによっ
て、トナーの劣化や画像形成装置への汚染等を防止する
ことができるため、良好な帯電性が維持され、ドット再
現に優れたトナー画像を長期に亘って形成し得ることが
可能となる。又、加熱時にはワックス成分が効率良く作
用するため、低温定着性と耐オフセット性を満足なもの
とする。

【００６９】ところで、トナー粒子の断層面を観察する
具体的な方法としては、常温硬化性のエポキシ樹脂中に
トナー粒子を十分分散させた後、温度４０℃の雰囲気中
で２日間硬化させて得られた硬化物を四三酸化ルテニウ
ム、必要により四三酸化オスミウムを併用して染色を施
した後、ダイヤモンド歯を備えたミクロトームを用いて
薄片状のサンプルを切り出し、透過電子顕微鏡（ＴＥ
Ｍ）を用いてトナー粒子の断層形態を観察する。本発明
においては、用いるワックス成分と外殻を構成する樹脂
との若干の結晶化度の違いを利用して材料間のコントラ
ストを付けるために四三酸化ルテニウム染色法を用いる
ことが好ましい。代表的な一例を図５に示す。本実施の
形態で用いられたトナー粒子は、ワックス成分が外殻樹
脂で内包化されていることが観測された。

【００７０】ワックス成分は、示差走査熱量計によって
測定されるＤＳＣ曲線において昇温時に４０〜１３０℃
の領域に最大吸熱ピークを有するものが用いられる。前
記温度領域に最大吸熱ピークを有することによって低温
定着に大きく貢献しつつ、離型性をも効果的に発現す
る。最大吸熱ピークが４０℃未満であるとワックス成分
の自己凝集力が弱くなり、結果として耐高温オフセット
性が悪化するとともに、グロスが高くなり過ぎる。一
方、最大吸熱ピークが１３０℃を超えると定着温度が高
くなるとともに、定着画像表面を適度に平滑化せしめる
ことが困難となるなめ、特にカラートナーに用いた場合
には混色性低下の点から好ましくない。

【００７１】ワックス成分の最大吸熱ピーク温度の測定
は、「ＡＳＴＭ Ｄ ３４１８−８」に準じて行う。測
定には、例えばパーキンエルマー社製ＤＳＣ−７を用い
る。装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を
用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用い
る。測定サンプルにはアルミニウム製パンを用い、対照
用に空パンをセットし、１回昇温−降温させて前履歴を
取った後、昇温速度１０℃／ｍｉｎで測定を行う。

【００７２】ワックス成分としては、具体的にはパラフ
ィンワックス、ポリオレフィンワックス、フィッシャー
トロピッシュワックス、アミドワックス、高級脂肪酸、
エステルワックス及びこれらの誘導体又はこれらのグラ
フト／ブロック化合物等が用いられる。

【００７３】又、トナーとしては、画像解析装置で測定
した形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１５０であり、形
状係数ＳＦ−２の値が１００〜１４０であることが好ま
しく、形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１４０であり、
形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１２０であれば更に好
ましい。又、上記の条件を満たし、且つ、（ＳＦ−２）
／（ＳＦ−１）の値を１．０以下とすることにより、ト
ナーの諸特性のみならず、画像形成装置とのマッチング
が極めて良好なものとなる。

【００７４】ここで、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２と
は、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、
倍率５００倍に拡大したトナー像を１００個無作為にサ
ンプリングし、その画像情報をインターフェースを介し
てニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入して
解析を行い、下式より算出し得られる値である。尚、形
状係数ＳＦ−１とＳＦ−２８については図３、図４を参
照。

【００７５】ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）² ／ＡＲＥ
Ａ｝×（π／４）×１００ ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）² ／ＡＲＥＡ｝×（１／４
π）×１００ ＡＲＥＡ：トナー投影面積、ＭＸＬＮＧ：絶対最大長、
ＰＥＲＩ：周長尚、トナーの形状係数ＳＦ１−１はトナ
ー粒子の丸さの度合いを示し、この値が大きくなるに従
って球形から徐々に不定形となる。又、形状係数ＳＦ−
２はトナー粒子の凹凸度合いを示し、この値が大きくな
るに従ってトナー表面の凹凸が顕著となる。

【００７６】トナーの形状係数ＳＦ−１が１６０を超え
る場合にはトナーの形状が不定形となるため、トナーの
帯電量分布がブロードになるとともに、現像器内でトナ
ー表面が磨砕され易くなり、画像濃度の低下や画像カブ
リの一因となる。

【００７７】トナー像の転写効率を高めるためには、ト
ナー粒子の形状係数ＳＦ−２は１００〜１４０であり、
（ＳＦ−２）／（ＳＦ−１）の値が１．０以下であるこ
とが好ましい。トナー粒子の形状係数ＳＦ−２が１４０
より大きく、（ＳＦ−２）／（ＳＦ−１）の値が１．０
を超える場合、トナー粒子の表面が滑らかではなく、ト
ナー粒子は多数の凹凸を有しており、感光ドラム１ａか
ら記録紙Ｐ等への転写効率が低下する傾向にある。

【００７８】更に、高画質化を目的として微小な潜像ド
ットを忠実に現像するために、トナー粒子としては、重
量平均粒径が１０μｍ以下（好ましくは４〜８μｍ）で
あり、個数分布における変動係数（Ａ）が３５％以下で
あることが好ましい。重量平均粒径が４μｍ未満のトナ
ー粒子においては、転写効率の低下から感光ドラムや中
間転写体上に転写残のトナー粒子が多く、更に、カブ
リ、転写不良に基づく画像の不均一ムラの原因となり易
く、本発明で使用するトナーとしては好ましくない。ト
ナー粒子の重量平均粒径が１０μｍを超える場合には、
感光ドラム表面、静電搬送ベルト等の部材への融着が起
き易い。トナー粒子の個数分布における変動係数が３５
％を超えると更にその傾向が強まる。トナー粒子の粒度
分布は種々の方法によって測定することができるが、本
実施の形態ではコールターカウンターを用いて測定し
た。

【００７９】例えば、測定装置としてはコールターカウ
ンターＴＡ−II型（コールター社製）を用い、個数分布
と体積分布を出力するインターフェース（日科機製）及
びパーソナルコンピュータを接続し、電解液は１級塩化
ナトリウムを用いて１％Ｎａｃ１水溶液を調製する。例
えば、ＩＳＯＴＯＮ II（コールターサイエンティフィ
ックジャパン社製）が使用され得る。測定法としては、
前記電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界
面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸
塩）を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料を２〜２０ｍ
ｇ加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約１
〜３分間分散処理し、前記コールターカウンターＴＡ−
II型によりアパーチャーとして例えば１００μｍアパー
チャーを用い、個数を基準として２〜４０μｍの粒子の
粒度分布を測定して値を求める。

【００８０】トナー粒子の個数分布における変動係数Ａ
は下式によって算出される。

【００８１】変動係数Ａ＝［Ｓ／Ｄ１］×１００ ここに、Ｓはトナー粒子の個数分布における標準偏差
値、Ｄ１はトナー粒子の個数平均粒径（μｍ）である。

【００８２】更に、本発明において使用するトナー粒子
としては、粒子表面が外添剤（帯電促進粒子を含む）で
被覆されたものを用い、トナーに所望の帯電量が付与さ
れるようにすることが好ましい。従って、トナー表面の
外添剤被覆率が５〜９９％、更に好ましくは１０〜９９
％である必要がある。

【００８３】トナー表面の外添剤被覆率を求めるには、
日立製作所製ＦＥ〜ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、トナ
ー像を１００個無作為にサンプリングし、その画像情報
をインターフェースを介してニコレ社製画像解析装置
（Ｌｕｚｅｘ３）に導入する。得られる画像情報はトナ
ー粒子表面部分と外添剤部分との明度が異なるため、２
値化して外添剤部分の面積ＳＧとトナー粒子部分の面積
（外添剤部分の面積も含む）ＳＴに分けて求め、下式に
よって算出する。

【００８４】 外添剤被覆率（％）＝（ＳＧ／ＳＴ）×１００ 外添剤としては、例えば金属酸化物（酸化アルミニウ
ム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウ
ム、酸化マグネシウム、酸化クロム、酸化錫、酸化亜鉛
等）・窒化物（窒化ケイ素等）・炭化物（炭化ケイ素
等）・金属塩（硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カ
ルシウム等）・脂肪酸金属塩（ステアリン酸亜鉛、ステ
アリン酸カルシウム等）・カーボンブラック・シリカ等
が用いられる。これら外添剤は、トナー粒子１００重量
部に対して０．０１〜１０重量部が用いられ、好ましく
は０．０５〜５重量部が用いられる。尚、これら外添剤
は単独で用いても、複数併用しても良いが、それぞれ疎
水化処理を施したものがより好ましい。

【００８５】外添剤の添加量が０．０１重量部未満の場
合には、１成分系現像剤の流動性が悪化し、転写及び現
像の効率が低下して画像の濃度ムラや画像部周辺にトナ
ーが飛び散ってしまう飛び散り現象が発生する。

【００８６】一方、外添剤の量が１０重量部を超える場
合には、過多な外添剤が感光ドラムや現像ローラに付着
してトナーへの帯電性を悪化させたり、画像を乱したり
する。

【００８７】［帯電促進粒子］導電性を有する帯電促進
粒子ｍは、本実施の形態では比抵抗が１０⁸ Ω・ｃｍ、
２次凝集体を含めた平均粒径３μｍの導電性酸化亜鉛粒
子を用いたが、帯電促進粒子ｍの材料としては他の金属
酸化物等の導電性無機粒子や有機物との混合物等の各種
導電粒子を使用することができる。

【００８８】粒子抵抗は粒子を介した電荷の授受を行う
ため、比抵抗としては１０¹²Ω・ｃｍ以下であること必
要であり、好ましくは１０¹⁰Ω・ｃｍ以下が望ましい。

【００８９】抵抗は錠剤法により測定して正規化するこ
とによって求めた。即ち、底面積２．２６ｃｍ² の円筒
内に約０．５ｇの粉体試料を入れ、上下電極に１５ｋｇ
の加圧を行うと同時に１００Ｖの電圧を印加して抵抗値
を計測した後、正規化して比抵抗を算出した。

【００９０】粒径は良好な帯電均一性を得るために５０
μｍ以下が望ましく、粒径の下限値は粒子が安定して得
られるものとして１０ｎｍが限界である。より好ましく
は、粒径は１〜５μｍとすべきである。このような粒径
とすることによって、帯電促進粒子としての役目のみな
らず、転写効率の向上も図ることができる。

【００９１】本発明においては、粒子が凝集体として構
成されている場合の粒径はその凝集体としての平均粒径
として定義した。

【００９２】粒径の測定においては、光学顕微鏡或は電
子顕微鏡による観察から１００個以上の粒子を抽出し、
水平方向最大弦長をもって体積粒度分布を算出し、その
５０％平均粒径をもって決定した。

【００９３】尚、帯電促進粒子ｍは１次粒子の状態で存
在するばかりでなく、２次粒子の凝集した状態で存在す
ることも何ら問題はない。どのような凝集状態であって
も、凝集体としての帯電促進粒子としての機能が実現で
きればその形態は重要ではない。

【００９４】帯電促進粒子ｍとしては、特に感光ドラム
１ａの帯電に用いる場合に潜像露光時に妨げにならない
よう、無色或は白色に近い粒子が適切である。又、カラ
ー記録を行う場合、帯電促進粒子ｍが感光ドラム１ａ上
から記録材Ｐに転写した場合を考えると、無色或は白色
に近いものが望ましい。更に、画像露光時に帯電促進粒
子ｍによる光散乱を防止するためにも、その粒子は構成
画素サイズ以下であることが望ましい。そして、帯電促
進粒子ｍは露光の妨げにならないように非磁性であるこ
とが好ましい。

【００９５】次に、感光ドラム１ａ上のトナー像の記録
紙Ｐへの転写方法について説明する。

【００９６】静電搬送ベルト１１を４つの感光ドラム１
ａ〜１ｄの全てに対して当接するよう配置する。このと
き、転写ローラ１０ａ〜１０ｄが静電搬送ベルト１１に
当接していない状態で、静電搬送ベルト１１と感光ドラ
ム１ａ〜１ｄで形成されるニップの幅が０．５ｍｍ以上
になるようにしておく。

【００９７】ここで、静電搬送ベルト１１は駆動ローラ
９ａと従動ローラ９ｂの２本のローラによって支持され
ており、これには適当なテンションが付与されている。
駆動ローラ９ａを駆動すると、静電搬送ベルト１１は感
光ドラム１ａ〜１ｄに対して順方向に略同速度で移動す
る。

【００９８】尚、静電搬送ベルト１１としては、厚さ５
０〜３００μｍ、体積低効率１０⁸〜１０¹⁶Ω・ｃｍ程
度のＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ポリアミド、
ポリイミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、
ポリカーボネート等の樹脂材料や厚さ０．５〜２ｍｍ、
体積低効率１０⁹ 〜１０¹⁶Ω・ｃｍ程度のクロロプレー
ンゴム、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン三元
共重合体）、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）、ウレ
タンゴム等のゴム材料が用いられる。又、場合によって
は、これらの材料にカーボン、ＺｎＯ，ＳｎＯ₂ ，Ｔｉ
Ｏ₂ 等の導電性充填材を分散させて体積低効率を１０⁷
〜１０¹¹Ω・ｃｍ程度に調整することもある。

【００９９】又、静電搬送ベルト１１の裏面で感光ドラ
ム１ａ〜１ｄとの対向部にそれぞれの感光ドラム１ａ〜
１ｄに対応させて転写部材としての転写ローラ１０ａ〜
１０ｄを当接配置する。トナー画像の記録紙Ｐへの転写
に際しては、それぞれの転写ローラ１０ａ〜１０ｄに独
立で適当な正のＤＣバイアスを印加する。

【０１００】カセット６や不図示のマルチフィーダーか
ら給紙された記録紙Ｐは、レジストローラ対８でレーザ
ー露光による静電潜像の作像と同期を取るように搬送を
制御されながら静電搬送ベルト１１へと搬送される。そ
して、記録紙Ｐは吸着ローラ１９によって静電搬送ベル
ト１１に吸着され、１色目（イエロー）の感光ドラム１
ａの対向部に搬送される。

【０１０１】而して、転写ローラ１０ａに印加した正の
ＤＣバイアスの作用で記録紙Ｐには電界が発生し、該記
録紙Ｐ上にはトナー画像が転写される。

【０１０２】その後、記録紙Ｐは静電搬送ベルト１１に
よって２色目（マゼンタ）、３色目（シアン）及び４色
目（ブラック）の感光ドラム１ｂ〜１ｄの対向部に搬送
され、対応する転写ローラ１０ｂ〜１０ｄに正のＤＣバ
イアスを印加することにより、トナー画像が記録紙Ｐ上
に順次転写される。そして、４色のトナー画像の記録紙
Ｐ上への転写が全て完了した後、記録紙Ｐは駆動ローラ
９ａによって静電搬送ベルト１１から曲率分離される。

【０１０３】１０ａ〜１０ｄは転写手段としての中抵抗
の転写ローラであり、これらは感光ドラム１ａ〜１ｄに
静電搬送ベルト１１を所定圧で圧接させて転写ニップを
形成する。本実施の形態では、転写ローラ１０ａ〜１０
ｄとしては抵抗値が５×１０ ⁸ Ωのものを使用し、これ
らに＋２０００ＶのＤＣ電圧を印加して転写を行った。
即ち、転写ニップ部に導入された記録紙Ｐは、転写ニッ
プ部に挟持されて搬送され、その表面側には感光ドラム
１ａ〜１ｄの表面に担持されているトナー画像が静電気
力と押圧力によって順次転写されていく。

【０１０４】その後、転写工程においてトナー画像の転
写を受けた記録紙Ｐは、感光ドラム１ａ〜１ｄの面から
分離されて定着装置１２に導入され、トナー画像の定着
を受けて画像形成物（プリント、コピー）として装置外
へ排出される。

【０１０５】本実施の形態に係るフルカラー画像形成装
置は前述のようにクリーナーレスであり、記録紙Ｐに対
してトナー画像を転写した後の感光ドラム１ａ〜１ｄ面
に残留する転写残トナーは、クリーナーで除去されるこ
となく、感光ドラム１ａ〜１ｄの回転に伴って帯電部を
経由して現像部に至り、現像器４ａ〜４ｄにおいて現像
同時クリーニング（回収）される（トナーリサイクルプ
ロセス）。

【０１０６】而して、本発明においては、帯電促進粒子
ｍを非磁性１成分現像剤Ｔａに混入し、現像器４ａ〜４
ｄから供給することによって該帯電促進粒子ｍが転写助
剤としても機能することとなり、この結果、多様な記録
紙Ｐが転写材として用いられても、所定の転写効率を維
持することが可能となる。

【０１０７】又、前述のように接触現像によりＤＣバイ
アスで現像することによって、トナーｔａと帯電促進粒
子ｍが分離することなく転写部に供給されることにな
る。 （２）感光ドラムの直接注入帯電について： ａ）現像器４ａの非磁性１成分現像剤Ｔａに含浸させた
導電性を有する帯電促進粒子ｍは、現像器４ａによる感
光ドラム１ａ側の静電潜像の現像時には現像コントラス
ト（感光ドラム１ａの被露光部電位と現像ローラ印加電
圧の差分）が２００Ｖと低いため、トナーｔａから剥離
しないでトナーｔａと共に適当量が感光ドラム１ａ側に
移行する。

【０１０８】感光ドラム１ａ上のトナー画像は転写領域
において転写バイアスの影響で記録紙Ｐ側に引かれて積
極的に転移するが、感光ドラム１ａ上の帯電促進粒子ｍ
は導電性を有するために電界に余り追従しない。従っ
て、帯電促進粒子ｍの一部はトナーｔａとの付着力よっ
て記録紙Ｐに転移し、その他は感光ドラム１ａ上に実質
的に付着保持されて残留する。又、感光ドラム１ａ面に
実質的に付着保持される帯電促進粒子ｍの存在によりト
ナー画像の感光ドラム１ａ側から記録紙Ｐ側への転写効
率が向上する効果も得られる。

【０１０９】そして、トナーリサイクルプロセスの画像
形成装置はクリーナーを用いないため、転写後の感光ド
ラム１ａ面に残留する転写残トナーと残存帯電促進粒子
ｍは、感光ドラム１ａの回転によって該感光ドラム１ａ
と接触帯電部材である帯電ローラ２ａの帯電ニップ部に
そのまま持ち運ばれて帯電ローラ２ａに付着・混入す
る。

【０１１０】従って、感光ドラム１ａと帯電ローラ２ａ
とのニップ部に帯電促進粒子ｍが存在した状態で感光ド
ラム１ａの接触帯電が行われる。尚、印字初期において
は帯電ローラ２ａ表面に帯電促進粒子ｍが供給されず、
帯電を良好に行うことができないために帯電ローラ２ａ
表面には予め帯電促進粒子ｍを塗布しておいても良い。
帯電促進粒子ｍを帯電ローラ２ａ表面に予め塗布してお
かない場合には、帯電ローラ２ａを感光ドラム１ａの周
速に対してカウンター方向に１．５倍を超える回転速度
で回転させ、該帯電ローラ２ａの感光ドラム１ａとの接
触機会を実質的に増やすことによって感光ドラム１ａ上
を帯電させることは可能である。

【０１１１】而して、帯電促進粒子ｍの存在により、帯
電ローラ２ａにトナーが付着・混入した場合でも、帯電
ローラ２ａの感光ドラム１ａへの緻密な接触性と接触抵
抗を維持することができるため、接触帯電部材が帯電ロ
ーラ２ａのような簡易な部材であり、しかも、帯電ロー
ラ２ａの転写残トナーによる汚染にも拘らず、該帯電ロ
ーラ２ａによる感光ドラム１ａの直接注入帯電を行わせ
ることができる。

【０１１２】つまり、帯電ローラ２ａが帯電促進粒子ｍ
を介して密に感光ドラム１ａに接触し、該帯電ローラ２
ａと感光ドラム１ａのニップ部に存在する帯電促進粒子
ｍが感光ドラム１ａの表面を隙間なく摺擦することによ
って、帯電ローラ２ａによる感光ドラム１ａの帯電は帯
電促進粒子ｍの存在により放電現象を用いない安定、且
つ、安全な直接注入帯電が支配的となり、従来のローラ
帯電等では得られなかった高い帯電効率が得られ、帯電
ローラ２ａに印加した電圧とほぼ同等の電位を感光ドラ
ム１に与えることができ、この結果、オゾンの発生を殆
ど無くすことが可能となる。

【０１１３】又、帯電ローラ２ａに付着・混入した転写
残トナーは感光ドラム１ａと帯電ローラ２ａとの接触部
において帯電促進粒子ｍと感光ドラム１ａ及び帯電ロー
ラ２ａとの摺擦を受けて負帯電トナーになる。そして、
転写残トナーは帯電ローラ２ａから徐々に感光ドラム１
ａ上に吐き出されて感光ドラム１ａ面の移動と共に現像
部に至り、現像器４ａにおいて現像同時クリーニング
（回収）される（トナーリサイクルプロセス）。

【０１１４】現像同時クリーニングは、前述のように転
写後に感光ドラム１ａ上に残留したトナーを引き続く画
像形成工程の現像時（即ち、引き続き感光ドラム１ａを
帯電し、露光して感光ドラム１ａ上に潜像を形成し、そ
の潜像の現像時）において、現像器４ａのカブリ取りバ
イアス（即ち、現像器４ａに印加する直流電圧と感光ド
ラム１ａの非露光部表面電位間の電位差であるカブリ取
り電位差Ｖback）によって回収するものである。本実施
の形態に係るフルカラー画像形成装置のように反転現像
方式を採用する場合には、現像同時クリーニングは感光
ドラム１ａの非露光部部位から現像ローラ１６ａにトナ
ーを回収する電界と現像ローラ１６ａから感光ドラム１
ａの非露光部電位へトナーを付着させる電界の作用によ
ってなされる。

【０１１５】又、帯電ローラ２ａから帯電促進粒子ｍが
脱落しても、画像形成装置が稼働されることによって、
現像器４ａの現像剤Ｔａに含有させた帯電促進粒子ｍが
現像工程で感光ドラム１ａ面に移行し、該感光ドラム１
ａの回転によって転写ニップ部を経て帯電部に持ち運ば
れて帯電ローラ２ａに逐次に供給され続けるため、該帯
電促進粒子ｍの存在による良好な帯電性が安定して確保
される。

【０１１６】このようにして接触帯電方式、転写方式、
トナーリサイクルプロセスを採用する画像形成装置にお
いては、接触帯電部材として帯電ローラ２ａを用い、し
かも、該帯電ローラ２ａの転写残トナーによる汚染に拘
らず、低印加電圧でオゾンレスの直接注入帯電を長期に
亘って安定的に維持させることができる。この結果、感
光ドラム１ａに均一な帯電性を与えることができ、オゾ
ン生成物による障害、帯電不良による障害等の無い簡易
な構成で低コストの画像形成装置を得ることができる。

【０１１７】従って、従来は転写残トナーの履歴を無く
すために転写工程後に感光ドラム表面に接触して転写残
トナーを散らす所謂チラシ部材等を必要としていたが、
本実施の形態では、これらの部材を必要とすることなく
フルカラー画像形成装置の現像同時クリーニングが可能
となる。

【０１１８】ｂ）帯電ローラ２ａと感光ドラム１ａとの
接触ニップ部に帯電促進粒子ｍを介在させることによ
り、該帯電促進粒子ｍの潤滑効果（摩擦低減効果）によ
り帯電ローラ２ａと感光ドラム１ａとの間に速度差を容
易に且つ効果的に速度差を設けることができる。

【０１１９】上述のように帯電ローラ２ａと感光ドラム
１ａとの間に速度差を設けることによって、帯電ローラ
２ａと感光ドラム１ａの接触ニップ部において帯電促進
粒子ｍが感光ドラム１ａに接触する機会を格段に増加さ
せて高い接触性を得ることができ、容易に直接注入帯電
が可能となる。

【０１２０】帯電ローラ２ａと感光ドラム１ａとの間に
速度差を設ける構成としては、好ましくは帯電部に持ち
運ばれる感光ドラム１ａ上の転写残トナーを帯電ローラ
２ａに一時的に回収して均すために帯電ローラ２ａを回
転駆動し、更に、その回転方向は感光ドラム１ａ表面の
移動方向とは逆方向とすることが望ましい。即ち、逆方
向回転で感光ドラム１ａ上の転写残トナーを一旦引き離
して帯電を行うことによって優位に直接注入帯電を行う
ことが可能である。

【０１２１】像担持体としての感光ドラム１ａと接触帯
電部材としての帯電ローラ２ａとの接触ニップ部におけ
る帯電促進粒子ｍの介在量は、少な過ぎると該粒子ｍに
よる潤滑効果が十分に得られず、帯電ローラ２ａと感光
ドラム１ａとの摩擦が大きくなって駆動トルクが過大と
なる。

【０１２２】実験によると帯電促進粒子ｍの介在量は１
０³ 個／ｍｍ² 以上が望ましい。１０³ 個／ｍｍ² より
低いと十分な潤滑効果と接触機会増加の効果が得られな
くなる。より望ましくは１０³ 〜５×１０⁵ 個／ｍｍ²
の介在量が好ましい。５×１０⁵ 個／ｍｍ² を超える
と、該帯電促進粒子ｍの感光ドラム１ａへ脱落が著しく
増加し、粒子ｍ自体の光透過性を問わず、感光ドラム１
ａへの露光量不足が生じる。５×１０⁵ 個／ｍｍ² 以下
では、脱落する粒子量も低く抑えられて悪影響を回避す
ることができる。上記介在量範囲において感光ドラム１
ａ上に脱落した粒子ｍの存在量を図ると１０² 〜１０⁵
個／ｍｍ² であったことから、作像上弊害がない存在量
としては１０⁵ 個／ｍｍ² 以下が望まれる。

【０１２３】ここで、帯電促進粒子ｍの介在量及び感光
ドラム１ａ上の存在量の測定方法について説明する。

【０１２４】帯電促進粒子ｍの介在量は帯電ローラ２ａ
と感光ドラム１ａの接触面部を直接測ることが望ましい
が、帯電ローラ２ａに接触する前に感光ドラム１上に存
在した粒子ｍの多くは逆方向に移動しながら接触する帯
電ローラ２ａに剥ぎ取られることから、本発明では接触
面部に到達する直前の帯電ローラ２ａ表面の粒子量をも
って介在量とした。具体的には、帯電バイアスを印加し
ない状態で感光ドラム１ａ及び帯電ローラ２ａの回転を
停止し、感光ドラム１ａ及び帯電ローラ２ａの表面をビ
デオマイクロスコープ（ＯＬＹＭＰＵＳ社製ＯＶＭ１０
００Ｎ）及びデジタルスチルレコーダ（ＤＥＬＴＩＳ社
製ＳＲ−３１００）で撮影した。

【０１２５】帯電ローラ２ａについては、該帯電ローラ
２ａを感光ドラム１ａに当接すると同じ条件でスライド
ガラスに当接させ、スライドガラスの背面からビデオマ
クロスコープにて接触面を１０００倍の対物レンズで１
０箇所以上撮影した。得られたデジタル画像から個々の
粒子ｍを領域分離するため、或る閾値をもって２値化処
理し、粒子ｍが存在する領域の数を所望の画像処理ソフ
トを用いて計測した。又、感光ドラム１ａ上の存在量に
ついても感光ドラム１ａ上を同様のビデオマイクロスコ
ープにて撮影し、同様の処理を行って計測した。又、感
光ドラム１ａ上を同様のビデオマイクロスコープにて撮
影して同様の処理を施すことによって計測した。

【０１２６】帯電促進粒子ｍの介在量の調整は、現像器
４ａの現像剤Ｔａにおける帯電促進粒子ｍの配合量を設
定することにより行った。一般にはトナーｔａが１００
重量部に対して帯電促進粒子ｍは０．０１〜２０重量部
である。

【０１２７】本実施の形態においては、画像形成手段の
配置をＹ→Ｍ→Ｃ→Ｂｋとしている。又、本実施の形態
では、帯電方式として直接注入帯電方式を用いているた
め、帯電促進粒子ｍの果たす役割は大きい。

【０１２８】１色目の画像形成手段Ｙにて帯電ローラ２
ａに付着する帯電促進粒子ｍが減少した場合、画像濃度
ムラが発生し易くなる。１色目の画像形成手段Ｙをイエ
ローとすることによって、イエロートナーは他色のトナ
ーと比較して視感度が低いために画像濃度ムラは視覚的
には小さい。

【０１２９】後段の画像形成手段Ｍ，Ｃ，Ｂｋにおいて
は、何らかの理由（例えば、トナーエンプティ等）によ
り例えば現像器４ｂから帯電促進粒子ｍが供給されなか
った場合には、前段の画像を形成する現像剤（イエロ
ー）から帯電促進粒子ｍを供給することが可能となる。

【０１３０】即ち、記録紙Ｐ上に記録されたイエロート
ナーにも或る程度の帯電促進粒子ｍが付着している。イ
エロートナー画像が次のマゼンタの画像形成手段Ｍの転
写部において感光ドラム１ｂと接触することになる。そ
のとき、感光ドラム１ｂに帯電促進粒子ｍが幾分残留す
ることになるため、結果として僅かであるが感光ドラム
１ｂに帯電促進粒子ｍが供給されることになる。

【０１３１】しかし、１色目の画像形成手段Ｙにおいて
は、記録紙Ｐ上にはトナー画像が存在せず、当然ながら
帯電促進粒子ｍは存在しない。そのため、１色目の画像
形成手段Ｙをイエローとすることによって、帯電ローラ
２ａに付着する帯電促進粒子ｍが減少した場合にも画像
濃度ムラによる影響を最小限に抑えることが可能であ
る。

【０１３２】＜本実施の形態の評価＞比較例と共に１０
００枚の画出し耐久を行った。

【０１３３】［比較例１］：比較例１では、帯電部材と
して帯電ローラを用い、該帯電ローラにはＡＣとＤＣを
重量したバイアスを印加し、放電により帯電を行った。
又、非磁性１成分現像剤Ｔａに帯電促進粒子ｍを配合し
ない構成とした。即ち、帯電促進粒子ｍを用いない装置
である。

【０１３４】［比較例２］：比較例２では、帯電部材と
して帯電ローラを用い、該帯電ローラにはＤＣのみのバ
イアスを印加した。帯電ローラへの印加電圧は１３００
Ｖであり、感光ドラムの表面電位を６８０Ｖとしてい
る。ここで、帯電ローラは感光ドラムに接触し、総圧１
０００ｇｆで押圧され、感光ドラムに対して従動回転す
る。又、非磁性１成分現像剤Ｔａに帯電促進粒子ｍを配
合しない構成とした。

【０１３５】［評価］：各々の例において帯電性及びト
ナーの混色について評価を行った。帯電性の評価はゴー
スト画像の優劣で評価した。

【０１３６】本実施の形態では反転現像系を採用してい
るため、ここで意味するゴーストとは、感光ドラム１周
目において画像露光した部分（トナーが画像部）が感光
ドラム２周目で帯電不足を起こすため、感光ドラム上の
前回の画像パターンの所がより強く現像されてゴースト
画像が発生することを言う。

【０１３７】本実施の形態においては、１０００枚の画
出しにより帯電不良の発生及び混色による色味の変化は
見られなかった。混色については、帯電促進粒子ｍが転
写助剤として寄与した効果が大きいものと考えられる。

【０１３８】比較例１及び比較例２共に、印字を続ける
と急速に帯電ローラ上にトナーが付着し、１０枚未満で
帯電ゴーストが発生し、１００枚時点においては帯電不
良が発生してしまった。

【０１３９】実施の形態１では、非磁性１成分現像剤Ｔ
ａに帯電促進粒子ｍを混合し、感光ドラムを経由して該
粒子ｍを帯電ローラへ安定して供給することが可能であ
るため、感光ドラムに対し十分な接触性が得られ、帯電
性を満足し、且つ、その帯電性を維持することができ
る。又、感光ドラムと帯電ローラの速度を共に増加させ
た場合にも良好な帯電性を示すが、帯電ローラの速度が
低下すると若干の帯電不足が生じる。従って、帯電ロー
ラと感光ドラムは速度差を設けた方がより効率良く帯電
を行うことができる。

【０１４０】＜その他＞ １）接触帯電部材としての帯電ローラ２ａは実施の形態
の帯電ローラに限るものではない。

【０１４１】又、可撓性の接触帯電部材は弾性帯電ロー
ラの他にファーブラシ、フェルト、布等の材質・形状の
ものも使用可能である。又、これらを積層し、より適正
な弾性と導電性を得ることも可能である。

【０１４２】２）接触帯電部材としての帯電ローラ２ａ
や現像ローラ１６ａに対する印加帯電バイアス或は印加
現像バイアスは直流電圧に交番電圧（交流電圧）を重畳
しても良い。

【０１４３】交番電圧の波形としては、正弦波、矩形
波、三角波等を適宜使用可能である。又、直流電源を周
期的にＯＮ／ＯＦＦすることによって形成された矩形波
であっても良い。このように、交番電圧の波形としては
周期的にその電圧値が変化するようなバイアスを使用す
ることができる。

【０１４４】３）静電潜像形成のための画像露光手段と
しては、実施の形態１のようにデジタル的な潜像を形成
するレーザー走査露光手段に限定されるものではなく、
通常のアナログ的な画像露光やＬＥＤ等の他の発光素子
でも良く、蛍光灯等の発光素子と液晶シャッター等の組
み合わせによるもの等、画像情報に対応した静電潜像を
形成できるものであるならば差し支えない。

【０１４５】又、像担持体は静電記録誘電体等であって
も良い。この場合は、誘電体面を所定の極性・電位に一
様に１次帯電した後、除電針ヘッド、電子写真銃等の除
電手段で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込み形
成する。

【０１４６】以上述べたように、本発明によれば、静電
搬送ベルトを用いたタンデム方式のフルカラー画像形成
装置であって、直接注入帯電方式、トナーリサイクルプ
ロセス（クリーナーレスシステム）を採用する画像形成
装置において、従来に無い簡易な構成により像担持体の
クリーナーレスを実現し、装置の大幅な小型化やトナー
の再利用を図ることができる。

【０１４７】接触帯電部材として帯電ローラやファーブ
ラシ等の簡易な部材を用い、現像手段の現像剤に帯電促
進粒子を混合することによって転写効率を向上させ、フ
ルカラー画像形成装置の現像同時クリーナーレスにおけ
る再転写及び紙粉による影響の低減、混色を防止すると
同時に接触帯電部材の像担持体への接触密度の向上を図
って直接注入帯電を長期に亘って維持することができ
る。

【０１４８】又、接触現像方式を採用することによっ
て、効率良く帯電ローラから吐き出された転写残トナー
及び帯電促進粒子を現像器にて回収することができ、画
像形成装置の安定化を図ることが可能となった。

【０１４９】本構成では、絶縁体であるトナーが接触帯
電部材に混入した場合においても、同時に導電性粒子で
ある帯電促進粒子を安定して供給することによって該帯
電促進粒子を接触帯電部材と像担持体間に介在させて接
触帯電部材の像担持体への接触性を向上させ、これによ
って直接注入帯電を持続することができた。

【０１５０】又、像担持体と接触帯電部材は速度差をも
って接触させる。より好ましくは像担持体と接触帯電部
材を逆方向に移動するよう回転させて像担持体を帯電す
ることにより、該像担持体と接触帯電部材の接触性と接
触機会を一層増加させるとともに、転写残トナーの影響
を抑えて良好な帯電を維持することができる。

【０１５１】更に、静電搬送ベルトを用いることによっ
て、他の画像形成手段との帯電補助粒子の量のバランス
を取ることが可能となる。

【０１５２】＜実施の形態２＞次に、本発明野実施の形
態２を図７に基づいて説明する。尚、図７は本実施の形
態に係るタンデム方式のフルカラー画像形成装置の概略
構成を示す断面図であり、本図においては図１に示した
と同一要素には同一符号を付しており、以下、それらに
ついての説明は省略する。

【０１５３】本実施の形態に係るフルカラー画像形成装
置は、前記実施の形態１において示した画像形成装置と
同様、直接注入帯電方式により像担持体である感光ドラ
ム２０ａ〜２０ｂ表面の帯電を行うトナーリサイクルプ
ロセス（クリーナーレスシステム）を採用した画像形成
装置であり、各感光ドラム２０ａ〜２０ｄ表面に形成さ
れたトナー画像を中間転写ベルト２２上に多重転写し、
多重トナー画像を記録紙Ｐに２次転写することによって
フルカラー画像の形成を行うことを特徴とする。

【０１５４】又、本実施の形態に係るフルカラー画像形
成装置では、像担持体である感光ドラム２０ａ〜２０ｄ
の表面抵抗を調整することによって、前記実施の形態１
に比較して、より安定して均一に直接注入帯電を行うこ
とができるようにした。

【０１５５】つまり、接触帯電部材である帯電ローラ２
ａ〜２ｄに転写残トナーが付着混入し、感光ドラム２０
ａ〜２０ｄとの接触面積が低下した場合でも、帯電促進
粒子ｍの介在と、感光ドラム２０ａ〜２０ｄ側の表面抵
抗を潜像を形成可能な領域で低く設定することにより、
一層効率良く電荷の授受を行えるようにした。

【０１５６】本実施の形態では感光ドラム２０ａ〜２０
ｄの表面に電荷注入層を設けて該感光ドラム２０ａ〜２
０ｄ表面の抵抗を調整している。

【０１５７】図８は本実施の形態で使用した表面に電荷
注入層を設けた感光ドラム２０ａ〜２０ｄの層構成を示
す断面図である。即ち、感光ドラム２０ａ〜２０ｄは、
アルミニウムドラム基体（Ａｌドラム基体）２０Ａ上に
下引き層２０Ｂ、正電荷注入防止層２１Ｂ、電荷発生層
２０Ｃ、電荷輸送層２０Ｄの順に重ねて塗工された一般
的な有機感光ドラムに電荷注入層２０Ｅを塗布すること
によって帯電性能を向上させたものである。

【０１５８】上記電荷注入層２０Ｅは、バインダーとし
ての光硬化型のアクリル樹脂に、導電性粒子（導電フィ
ラー）としてのＳｎＯ₂ 超微粒子（径が約０．０３μ
ｍ）、４フッ化エチレン樹脂（商品名：テフロン）等の
滑剤、重合開始剤等を混合分散し、塗工後、光硬化法、
熱硬化法等により膜形成したものである。

【０１５９】電荷注入層２０Ｅとして重要な点は表層の
抵抗にある。電荷の直接注入による電荷方式において
は、被帯電体側の抵抗を下げることによって、より効率
良く電荷の授受が行えるようになる。一方、感光体とし
て用いる場合には静電潜像を一定時間保持する必要があ
るため、電荷注入層２０Ｅの体積抵抗値としては１×１
０⁹ 〜１×１０¹⁴Ω・ｃｍの範囲が適当である。

【０１６０】又、本構成のように電荷注入層２０Ｅを用
いていない場合でも、例えば電荷輸送層２０Ｄが前記抵
抗範囲にある場合は同等の効果が得られる。

【０１６１】更に、表層の体積抵抗が約１０¹³Ω・ｃｍ
であるアモルファスシリコン感光体等を用いても同様の
効果を得ることができる。

【０１６２】尚、実施の形態１では、現像剤に帯電促進
粒子ｍを混合し、感光ドラムを経由して該粒子ｍを帯電
ローラへ安定して供給することが可能であるため、感光
ドラムに対して十分な接触性が得られ、この結果、帯電
性を満足し、且つ、その帯電性を維持することができ
た。又、感光ドラムと帯電ローラの周速度を共に増加さ
せた場合にも良好な帯電性を示すが、帯電ローラの周速
度が下げると帯電不足が生じる。従って、帯電ローラと
感光ドラムの回転には速度差を設けた方がより効率良く
帯電が行うことができることは前述の通りである。

【０１６３】一方、本実施の形態においては、感光ドラ
ム２０ａ〜２０ｄ表層の抵抗を静電潜像を維持できる範
囲で低めに設定することにより、接触状態としては同じ
であっても、より効率良く電荷の授受を行えるようにし
たため、現像剤に帯電促進粒子ｍを混合した同条件で帯
電ローラ２ａ〜２ｄの周速度を感光ドラム２０ａへ２０
ｄの周速度と同等にした場合でも、感光ドラム２０ａ〜
２０ｄを十分に帯電させることができる。

【０１６４】従って、本実施の形態では、５０ｍｍ／ｓ
ｅｃの周速度で移動する感光ドラム２０ａ〜２０ｄ表面
に対し、帯電ローラ２ａ〜２ｄ表面が帯電ニップ部にお
いて等速度で移動するように帯電ローラ２ａ〜２ｄを略
５０ｍｍ／ｓｅｃの周速度で駆動している。

【０１６５】又、感光ドラム２０ａ〜２０ｄの電荷輸送
層２０Ｄと電荷注入層２０Ｅとを２層に機能分離するこ
とにより、感光ドラム２０ａ〜２０ｄ表面の離型性を向
上させるために、電荷輸送層２０Ｄに添加を行うよりも
多量のフッ素粒子を電荷注入層２０Ｅに添加することが
可能となり、これにより感光ドラム２０ａ〜２０ｄ表面
の滑り性を向上させて感光ドラム２０ａ〜２０ｄから中
間転写ベルト２２へのトナー画像の転写効率を向上させ
ることができる。

【０１６６】更に、本実施の形態に係る画像形成装置で
は露光手段２１ａ〜２１ｄとして、前記実施の形態１に
係る画像形成装置に用いたレーザースキャナに代えてＬ
ＥＤアレイにより感光ドラム２０ａ〜２０ｄに露光を行
うことによって各感光ドラム２０ａ〜２０ｄの表面に静
電潜像を形成する。

【０１６７】ＬＥＤアレイ２１ａ〜２１ｄには主走査方
向に６００ｄｐｉの解像度で発光素子が配されている
が、ＬＥＤアレイ２１ａ〜２１ｄはレーザースキャナよ
りも小さく、レーザースキャナを使用する構成よりも露
光手段を効率良く装置内に配置することができる。

【０１６８】以下、画像形成動作の詳細について説明す
る。

【０１６９】本実施の形態で用いた感光ドラム２０ａ〜
２０ｄ、帯電ローラ２ａ〜２ｄ、露光手段２１ａ〜２１
ｄ、現像器４ａ〜４ｄの画像形成プロセスにおける作用
は前記実施の形態１と同様であり、実施の形態１で詳し
く述べた通り感光ドラム２０ａ〜２０ｄ表面にトナー画
像が形成される。

【０１７０】一方、中間転写ベルト２２は、４つの感光
ドラム２０ａ〜２０ｄの全てに対して当接するように配
置される。このとき、１次転写ローラ２３が中間転写ベ
ルト２２に当接されていない状態で、中間転写ベルト２
２と感光ドラム２０ａ〜２０ｄで形成されるニップ部の
幅が各々０．５ｍｍ以上となるように設定した。

【０１７１】ここで、中間転写ベルト２２は駆動ローラ
２４、テンションローラ２５及び２次転写対向ローラ２
６の３本のローラにより支持されており、これには適当
なテンションが付与されている。駆動ローラ２４を駆動
することによって、中間転写ベルト２２は感光ドラム２
０ａ〜２０ｄに対して順方向に略同速度で移動する。

【０１７２】尚、中間転写ベルト２２としては、例えば
厚さ５０〜３００μｍ、体積低効率１０⁹ 〜１０¹⁶Ω・
ｃｍ程度のＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ポリア
ミド、ポリイミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレー
ト）、ポリカーボネート等の樹脂材料や厚さ０．５〜２
ｍｍ、体積低効率１０⁹ 〜１０¹⁶Ω・ｃｍ程度のクロロ
ブレーンゴム、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエ
ン三元共重合体）、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴ
ム）、ウレタンゴム等のゴム材料が用いられる。又、場
合によっては、これらの材料にカーボン、ＺｎＯ，Ｓｎ
Ｏ₂ ，ＴｉＯ₂ 等の導電性充填材を分散させて体積低効
率を１０⁷ 〜１０¹¹Ω・ｃｍ程度に調整することもあ
る。更に、画像形成装置の本体レイアウトに応じて中間
転写ベルト２２を２本のローラによって懸架した構成を
採用して構成を簡略化することや、中間転写ベルト２２
に代えてシリンダ周面に機能性層を形成した中間転写ド
ラムを中間転写体として用いることも可能である。中間
転写ドラムには、例えば円筒状の芯金の上にシリコーン
ゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、ＥＰＤＭ等か
ら成る弾性体をソリッド状或は発泡状に形成し、更に表
面層としてウレタン樹脂を厚さ１〜１００μｍで塗布し
たものを用いることができる。この弾性体中にはカーボ
ン、金属酸化物、導電処理を施したウイスカー等の導電
性付与材が分散されており、弾性体と表面層はその電気
抵抗が１０⁶ 〜１０¹²Ω・ｃｍの中抵抗となるよう構成
されている。又、表層のコーティングにはフッ素系の樹
脂等を用いることができる。

【０１７３】次に、中間転写ベルト２２の裏面、感光ド
ラム２０ａ〜２０ｄとの対向部に各々の感光ドラム２０
ａ〜２０ｄに対応させて１次転写ローラ２３を当接配置
する。

【０１７４】トナー像の中間転写ベルト２２への１次転
写に際しては、それぞれの１次転写ローラ２３に独立で
適当な正のＤＣバイアスを印加するようにする。

【０１７５】各色の１次転写位置間の距離に応じて、各
色毎に一定のタイミングでコントローラからの書き出し
信号を遅らせながら、露光による静電潜像を各感光ドラ
ム２０ａ〜２０ｄ上に形成し、これらの静電潜像１次転
写ローラ２３の作用によって順に中間転写ベルト２２に
１次転写することによって中間転写ベルト２２上に多重
画像が形成される。

【０１７６】その後、中間転写ベルト２２の裏面に当接
配置された２次転写対向ローラ２６に対向し、中間転写
ベルト２２の表面（像担持面）に当接配置された２次転
写ローラ２７にトナーと逆極性のバイアスを印加する。
このとき、露光による静電潜像の作像に合わせてカセッ
ト６や不図示のマルチフィーダーから給紙された転写材
である記録紙Ｐが中間転写ベルト２２と２次転写ローラ
２７の間を通過することによって、中間転写ベルト２２
上に担持された４色の多重トナー画像は記録紙Ｐの表面
に一括して２次転写される。

【０１７７】尚、２次転写ローラ２７としては、例えば
金属の芯金を体積抵抗率が１０⁶ 〜１０⁹ Ω・ｃｍに調
整されたＥＰＤＭ，ウレタンゴム、ＣＲ，ＮＢＲ等の弾
性体で覆った構成を採用することができる。

【０１７８】又、２次転写ローラ２７は、各々の感光ド
ラム２０ａ〜２０ｄに対して５〜１５ｇ／ｃｍ程度の線
圧で当接され、且つ、中間転写ベルト２２の移動方向に
対して順方向に略等速度で回転するように配置されてい
る。

【０１７９】一方、２次転写を終えた後、中間転写ベル
ト２２上に残留した転写残トナーと記録紙Ｐが搬送され
ることによって発生する紙粉は、中間転写ベルト２２に
当接配置されたベルトクリーニング手段２８によってり
除去・回収される。尚、本実施の形態に係る画像形成装
置では、ベルトクリーニング手段２８として中間転写ベ
ルト２２表面に当接配置したブラシローラを用いたが、
例えばウレタンゴム等で形成された弾性を有するクリー
ニングブレード等を用いることもでき、更に中間転写ベ
ルト２２表面の移動方向に対して上位流側にクリーニン
グブレードを、下流側にブラシローラをれぞれ配置する
ことによってクリーニング効率をより一層高めることも
可能である。

【０１８０】而して、トナー画像の２次転写が終了した
後の記録紙Ｐは、定着手段１２へと搬送され、定着手段
１２によってトナー像の定着を受けて画像形成物（プリ
ント、コピー）として画像形成装置外へと排出される。

【０１８１】上述の中間転写ベルト２２を用いた本実施
の形態に係る画像形成装置では、感光ドラム２０ａ〜２
０ｄ表面からトナー像を中間転写ベルト２２に１次転写
する際の転写効率が記録紙Ｐの材質や厚み、抵抗等の違
いによらず略一定とすることができる。

【０１８２】更に、様々な環境下において、安定して高
い転写効率を得ることができるため、感光ドラム２０ａ
〜２０ｄ表面に残留して現像器４ａ〜４ｄで回収される
転写残トナーの量は略一定となる。

【０１８３】一方、電荷注入層２０Ｅを設けた感光ドラ
ム２０ａ〜２０ｄを用いることによって、転写効率が更
に向上し、感光ドラム２０ａ〜２０ｄ表面に残留して現
像器４ａ〜４ｄで回収される転写残トナーの量は一層減
少する。

【０１８４】従って、感光ドラム２０ａ〜２０ｄ表面に
対して直接注入帯電を行い、現像器４ａ〜４ｄで転写残
トナーを回収するトナーリサイクルプロセスが常により
安定した状態で効率良く行われる。

【０１８５】又、記録紙Ｐに転写されなかった２次転写
残トナーと共に記録紙Ｐから発生する紙粉がベルトクリ
ーニング手段２８によって除去されるため、紙粉が感光
ドラム２０ａ〜２０ｄに直接付着して帯電ローラ２ａ〜
２ｄや現像器４ａ〜４ｄに流入することがなく、画像形
成装置から出力される画像の品位の低下が防がれる。

【０１８６】而して、中間転写体を用いた本実施の形態
に係る画像形成装置は、本発明の前記実施の形態１に係
る実施の形態１である静電搬送ベルト方式を採用した画
像形成装置に比較し、装置の安定化を図る上で一層有利
となる。

【０１８７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、複数の像担持体と、該像担持体をそれぞれ帯電
処理する複数の帯電手段と、各像担持体の帯電面に形成
された静電潜像を複数色の現像剤でそれぞれ現像して各
色トナー画像を形成する複数の現像手段と、前記複数色
のトナー画像を被転写体に順次転写する複数の転写手段
を備えるカラー画像形成装置において、前記各帯電手段
を前記各像担持体とニップ部を形成する可撓性の帯電部
材で構成し、各帯電部材に１０００Ｖ以下の電圧を印加
するとともに、トナー画像転写後に前記各像担持体上に
残留する現像剤を前記現像手段によって回収するように
したため、該カラー画像形成装置の大型化やコストアッ
プを抑制しつつ、オゾンレスを実現するとともに、メン
テナンス性の向上や転写残トナーの再利用を図ることが
できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係るカラー画像形成装
置の概略構成を示す断面図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係るカラー画像形成装
置のプロセスカートリッジの構成を示す断面図である。

【図３】トナーの形状係数ＳＦ−１の説明図である。

【図４】トナーの形状係数ＳＦ−２の説明図である。

【図５】トナーの成分を示す図である。

【図６】現像同時クリーニング方式の説明図である。

【図７】本発明の実施の形態２に係るカラー画像形成装
置の概略構成を示す断面図である。

【図８】本発明の実施の形態２に係るカラー画像形成装
置の感光ドラムの層構成を示す断面図である。

【図９】従来のカラー画像形成装置の概略構成を示す断
面図である。

【図１０】帯電ローラへの印加電圧と感光ドラム表面電
位との関係を示す図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｄ 感光ドラム（像担持体） ２ａ〜２ｄ 帯電ローラ（帯電部材：帯電手段） ３ａ〜３ｄ 露光器（像露光手段：画像情報書込手
段） ４ａ〜４ｄ 現像器（現像手段） ５ａ〜５ｄ プロセスカートリッジ １０ａ〜１０ｄ 転写ローラ（転写手段） １６ａ〜１６ｄ 現像ローラ（現像剤担持体） ２０ａ〜２０ｄ 感光ドラム（像担持体） ２２ 中間転写ベルト（中間転写体） Ｐ 記録紙（転写材：被転写体） Ｔａ 非磁性１成分現像剤 ｔａ トナー ｍ 帯電促進粒子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 15/01 １１４ Ｇ０３Ｇ 15/01 １１４Ａ 5/147 ５０３ 5/147 ５０３ 9/08 9/08 9/09 ３７４ 9/08 ３７４ 15/02 １０１ 15/02 １０１ 15/08 ５０３Ａ 15/08 ５０３ 9/08 ３６１ ５０７ 15/08 ５０７Ｌ ５０７Ｂ (72)発明者 境澤 勝弘 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 紫村 大 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H003 AA12 AA18 CC05 2H005 AA08 AA15 AA21 CB07 DA09 EA01 EA05 FA07 2H030 AA06 AA07 AB02 AD01 AD02 AD03 BB22 BB42 BB71 2H068 AA04 AA08 CA37 FA27 FB13 FC01 FC08 2H077 AA37 AC16 EA14 EA15 GA11 GA13

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の像担持体と、該像担持体をそれぞ
   れ帯電処理する複数の帯電手段と、各像担持体の帯電面
   に形成された静電潜像を複数色の現像剤でそれぞれ現像
   して各色トナー画像を形成する複数の現像手段と、前記
   複数色のトナー画像を被転写体に順次転写する複数の転
   写手段を備えるカラー画像形成装置において、 前記各帯電手段を前記各像担持体と接触部を形成する可
   撓性の帯電部材で構成し、各帯電部材に１０００Ｖ以下
   の電圧を印加するとともに、トナー画像転写後に前記各
   像担持体上に残留する現像剤を前記現像手段によって回
   収するようにしたことを特徴とするカラー画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 前記各帯電部材の表面と前記各像担持体
   の表面には速度差を設けることを特徴とする請求項１記
   載のカラー画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記各帯電部材を弾性導電ローラで構成
   したことを特徴とする請求項１又は２記載のカラー画像
   形成装置。
4. 【請求項４】 前記各帯電部材と前記各像担持体とはそ
   の接触部において互いに逆方向に回転移動させるととも
   に、帯電部材の周速を像担持体の周速以上に設定したこ
   とを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載のカラ
   ー画像形成装置。
5. 【請求項５】 少なくとも前記各帯電部材と前記各像担
   持体とのニップ部に導電性を有する帯電促進粒子を介在
   させたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記
   載のカラー画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記帯電促進粒子は、少なくとも前記各
   現像手段の各色の現像剤中に含有されていることを特徴
   とする請求項５記載のカラー画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記帯電促進粒子の抵抗は１０¹²Ω・ｃ
   ｍ以下であり、粒径は５０μｍ以下であることを特徴と
   する請求項５又は６記載のカラー画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記被転写体は、転写材又は各色のトナ
   ー画像を順次多重転写した後にトナー画像を転写材に一
   括転写する中間転写体であることを特徴とする請求項１
   記載のカラー画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記各像担持体の最表面層の体積抵抗が
   １×１０⁹ Ω・ｃｍ以上１×１０¹⁴Ω・ｃｍ以下である
   ことを特徴とする請求項１〜８の何れか１つに記載のカ
   ラー画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記各現像手段に収容された現像剤
    は、非磁性１成分トナーであることを特徴とする請求項
    １〜９の何れか１つに記載のカラー画像形成装置。
11. 【請求項１１】 前記非磁性１成分トナーの形状係数Ｓ
    Ｆ−１は１００〜１５０、形状係数ＳＦ−２は１００〜
    １４０であることを特徴とする請求項１０記載のカラー
    画像形成装置。
12. 【請求項１２】 前記各現像手段は接触現像方式の現像
    手段であり、該現像手段の各現像剤担持体は前記各像担
    持体に接触して配設され、前記静電潜像を現像して各色
    のトナー画像を形成することを特徴とする請求項１〜１
    １の何れか１つに記載のカラー画像形成装置。
13. 【請求項１３】 前記複数の像担持体のうち、最初にト
    ナー画像が形成される像担持体には最も視感度の低い色
    トナー画像が形成されるようにしたことを特徴とする請
    求項１〜１２の何れか１つに記載のカラー画像形成装
    置。
14. 【請求項１４】 前記複数の像担持体の各帯電面に静電
    潜像を形成する各画像情報書込手段が像露光手段で構成
    されることを特徴とする請求項１〜１３の何れか１つに
    記載のカラー画像形成装置。
15. 【請求項１５】 少なくとも複数の像担持体と、該像担
    持体をそれぞれ帯電処理する複数の帯電手段と、各像担
    持体の帯電面に形成された静電潜像を複数色の現像剤で
    それぞれ現像して各色トナー画像を形成する複数の現像
    手段を各々一体化して構成される各色のプロセスカート
    リッジであって、 請求項１〜１４の何れか１つに記載のカラー画像形成装
    置に対して着脱自在であることを特徴とするプロセスカ
    ートリッジ。