JP3140313B2 - 多色画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザビームプリンタ、
静電記録装置等の画像形成装置、特に多色印字が可能な
多色画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の画像には、異なる色の顕像像や、
異なる情報を一紙面上に合成形成したものが多く見ら
れ、複数現像装置を予め収納した画像形成装置が市場に
出ている。

【０００３】中でも、像担持体が１回転する間に２ケ以
上の現像装置で多色顕像し、同時に紙面へ転写する技術
を開示するものが多く見られる。

【０００４】例えば、２ケの現像装置とも直流バイアス
で電界を一定にして現像を行う米国特許第４５７２６５
１号及び、第４４１６５３３号がある。これらは潜像の
形成方法を主としているもので現像時の問題について示
唆がない。

【０００５】一方、米国特許第４３４９２６８号やこれ
より先に日本国で公開された特開昭５６−１４４４５２
号は、２色目の現像に非接触現像で交流現像バイアスを
使用し、特開昭５６−１２６５０号は非接触現像で直流
バイアスを使用し、１色目の現像画像を２色目の現像剤
で摺擦して乱すことを防止する技術を開示するものが知
られている。尚特開昭５６−１４４４５２号は、１色目
の現像画像の電位については全く記載がない。

【０００６】この様に、従来の多数現像画像形成装置で
は、先に現像形成した像を乱さないように次の現像を行
う技術が知られていたのである。

【０００７】この意味と同様に、先に現像した像の潜像
電位をレベルアップする技術を開示するものとして米国
特許第４６６０９６１号が、知られており１色目の現像
画像形成後現像剤と同極性の帯電を像担持体全面に均一
に施すことで、１色目の現像画像の潜像電位を非現像部
と略同電位にでき２色目の現像時に飛躍的に先に現像形
成した像を乱さないようにできた。

【０００８】これが、１バス多色印字画像形成装置で特
にネガ、ネガ再帯電方式と呼ばれる方法で近年盛んに検
討されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では以下のような問題が生じる。

【００１０】１色目の現像画像形成後現像剤と同極性の
帯電時、像担持体上の現像剤が二次帯電器（再帯電器）
のシールド及びグリッド部に飛散付着する問題が生じ、
複写工程を繰り返す程汚れが蓄積し二次帯電器の汚れに
よる帯電ムラが発生し、再帯電後の潜像電位が略同電位
にならないため、２色目の現像時に先に現像形成した像
を乱したり、２色目の所望の潜像以外に現像してしま
う。

【００１１】さらに、２色目の現像器内に１色目の現像
剤が混入して後々の現像時に、後方の現像装置で１色目
の現像剤が使われることになり、不明瞭な画像形成とな
ってしまう。

【００１２】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、良好な
多色画像が得られる多色画像形成装置を提供することに
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、像担持体上に複数の帯電手段及
び複数の現像手段にて順次帯電と現像を行い、像担持体
上に多色画像を形成し、記録媒体上に一括転写する多色
画像形成装置において、第２番目以降の帯電手段のシー
ルド，グリッドの少なくとも一方に再帯電後の像担持体
上の電圧と同じ、または、絶対値が大きい電圧を印加
し、かつ帯電手段から像担持体に向かう空気流を形成す
ると共に、Ｖ _O を帯電手段に印加する電圧、Ｖ _T を帯電手
段を通過している時の像担持体上の電圧、Ｖ _D を帯電手
段を通過している時の像担持体上のレーザ非照射部の電
圧、ｄを帯電手段と像担持体の距離とすると、｜（Ｖ _O
−Ｖ _T ）／ｄ｜≧０．３（Ｖ／μｍ）、かつ、０．９
（Ｖ／μｍ）≧｜（Ｖ _D −Ｖ _O ）／ｄ｜を満足するＶ _O を
帯電手段に印加することを特徴とする。

【００１４】帯電手段から像担持体に向かう空気流は像
担持体軸方向全域にわたり形成するとよい。

【００１５】帯電手段に空気送り込み手段を設け、この
空気送り込み手段による空気流は軸方向両端部を中央部
より強くするとよい。

【００１６】帯電手段のコロナ放電によって生じるコロ
ナイオン風より空気送り込み手段による空気流を大きく
するとよい。

【００１７】空気送り込み手段による風速を０．５ｍ／
ｓｅｃ以上にするとよい。

【００１８】

【００１９】帯電手段の像担持体に向かう空気流の風速
分布を像担持体進行方向に対して、上流側ほど大きくす
るとよい。

【００２０】帯電手段の像担持体に向かう空気流の風速
を、像担持体の進行方向に対して下流側に位置する帯電
手段ほど順次大きくするとよい。

【００２１】

【作用】上記のように構成された多色画像形成装置で
は、帯電後の像担持体上の電圧と同じ、または、絶対値
が大きい電圧を印加することで、像担持体，現像剤，帯
電手段の順で電圧の絶対値が大きくなる。帯電手段から
像担持体に向かう空気流を形成することで、現像剤は像
担持体の方向に力を受ける。また、Ｖ _O を帯電手段に印
加する電圧、Ｖ _T を帯電手段を通過している時の像担持
体上の電圧、Ｖ _D を帯電手段を通過している時の像担持
体上のレーザ非照射部の電圧、ｄを帯電手段と像担持体
の距離とすると、｜（Ｖ _O −Ｖ _T ）／ｄ｜≧０．３（Ｖ／
μｍ）、かつ、０．９（Ｖ／μｍ）≧｜（Ｖ _D −Ｖ _O ）／
ｄ｜を満足するＶ _O を帯電手段に印加することにより、
現像剤が像担持体から離れ飛散することを防止する。

【００２２】帯電手段から像担持体に向かう空気流を像
担持体軸方向全域にわたり形成することで、現像剤は全
域にわたり像担持体の方向に力を受ける。

【００２３】帯電手段に空気送り込み手段を設け、この
空気送り込み手段による空気流は軸方向両端部を中央部
より強くすることで、コロナイオン風による軸方向両端
部の帯電手段に向かう空気風が抑えるられる。

【００２４】帯電手段のコロナ放電によって生じるコロ
ナイオン風より空気送り込み手段による空気流を大きく
することで、コロナイオン風が生じた場合でも全域にわ
たり像担持体の方向に空気風が形成される。

【００２５】空気送り込み手段による風速を０．５ｍ／
ｓｅｃ以上にすることで、コロナイオン風より強い風速
が得られる。

【００２６】帯電手段の像担持体に向かう空気流の風速
分布を像担持体進行方向に対して、上流側ほど大きくす
ることで、上流側ほど放電の活性化が図れる。

【００２７】帯電手段の像担持体に向かう空気流の風速
を、像担持体の進行方向に対して下流側に位置する帯電
手段ほど順次大きくすることで、現像剤の量が多くなっ
ても対応される。

【００２８】

【実施例】

（はじめに）図１は、本発明に係わる電子写真装置の概
略構成図である。

【００２９】図において、１は静電潜像を形成する感光
体（像担持体）、２は感光体１の表面を約−６００Ｖの
負の電位に帯電させる一次帯電器、３は感光体１を照射
して該感光体１に第１静電潜像を形成する第１レーザビ
ームで、このレーザビーム３に照射される該感光体１の
表面は約−１００Ｖになる。

【００３０】４は第１静電潜像を負に帯電した赤色トナ
ーとフェライトキャリア等の磁性粒子からなる２成分現
像剤で現像して第１トナー像を形成する第１現像装置、
５は第１トナー像が形成された感光体１を再度負に帯電
させる二次帯電器で、この帯電により第１トナー像の電
位が−１００Ｖから−７００Ｖに上昇する。

【００３１】この時、５０で示すエアーダクト（空気送
り込み手段）からファン５２によって感光体１に向かっ
て空気流が送り込まれる。

【００３２】６は感光体１を照射して該感光体１に第２
静電潜像を形成する第２レーザビームで、この第２レー
ザビーム６に照射される感光体１の表面に約−１００Ｖ
になる。

【００３３】７は現像スリーブ７ａと感光体１との間に
交流電圧に直流電圧を重畳したバイアスを印加して、負
の帯電した黒色の１成分磁性トナーで第２静電潜像を反
転現像して第２トナー像を形成する第２現像装置（ジャ
ンピング現像装置）、８は感光体１に形成された第１、
第２トナー像を転写材９に転写させる転写帯電器、１１
は感光体１に残留付着しているトナーを取り除くクリー
ニング装置、１２，１３は第１，第２画像信号により変
調された第１，第２レーザビーム３，６を照射する半導
体レーザで、この第１，第２レーザビーム３，６は回転
多面鏡１４により偏光されて決像レンズ１６を介して感
光体１をラスタ走査する。１７は反射鏡である。

【００３４】次に、上記電子写真装置の作用について説
明する。

【００３５】一次帯電器２により感光体１が図２（ａ）
に示すように−６００Ｖに均一帯電され、第１レーザビ
ーム３の照射によって図２（ｂ）に示すように−１００
Ｖの第１静電潜像が形成される。

【００３６】そして、第１現像装置４によって第１静電
潜像が現像されて図２（ｃ）に示すように第１トナー像
が形成された後、二次帯電器５によって感光体１が再度
負に帯電され、これにより図２（ｄ）に示すように第１
トナー像の電位が−７００Ｖになる。

【００３７】次いで、第２レーザビーム６の照射により
図２（ｅ）に示すように−１００Ｖの第２静電潜像が形
成され、第２現像装置７によって第２静電潜像が現像さ
れて図２（ｆ）に示すように第２トナー像が形成され
る。

【００３８】そして、転写帯電器８によって第１及び第
２トナー像が転写材９に一括転写される。

【００３９】ここで、従来例でも述べた二次帯電器５の
汚れ発生の概略を図３（ａ）を用いて、詳細に説明す
る。

【００４０】感光体１の第１潜像及び第１現像後に発生
している感光層と基板中の電荷分布の模式図であり、感
光体１表面の電荷の少ない部分に選択的に第１現像装置
４により反転現像された負のトナー（現像剤）２０が顕
像化している。

【００４１】感光体１表面上の負のトナー２０は反転現
像のため、クーロン力等の静電気力が非常に弱い状態で
付着している。この状態で、感光体１が図３（ａ）矢印
方向に回動して二次帯電器５の帯電領域に達する。

【００４２】二次帯電器５は、コロナワイヤ５ｃに高圧
電源１９により定電流で約−７００μＡ流れるように高
圧が印加され、感光体１上にコロナ帯電する。その時の
二次帯電器５と感光体１によって発生する電界の向きの
概略分布図を図３（ａ）中に示す。

【００４３】二次帯電器５のシールド５ａは接地してい
るため、感光体１に近い部分では感光体１の第１潜像に
よりコロナワイヤ５ｃにより生じる電界と逆向きの電界
が生じる。

【００４４】感光体１表面上の負のトナー２０は、静電
気力が非常に弱い状態で付着しているので、この逆向き
の電界により二次帯電器５のシールド５ａに逆飛翔して
シールド５ａに汚れを発生させてしまう。

【００４５】次に、二次帯電器５のコロナ帯電を受け感
光体１の基板上に正電荷が発生し、この電荷により感光
体１表面上の負のトナー２０にクーロン力が生じ、感光
体１との付着力が急激に増大し、上述の逆電界の剥ぎ取
り力に打ち勝つため、感光体１表面上の負のトナー２０
全てが二次帯電器５のシールド５ａに逆飛翔するわけで
はない。

【００４６】また、図３（ａ）感光体１の進行方向（矢
印方向）下流側の二次帯電器５のシールド５ａのトナー
２０付着は、かなり軽減される。

【００４７】以上の複写工程を何回も繰り返すことで二
次帯電器５のコロナワイヤ５ｃの汚れが顕著に発生し
た。尚、図３（ｂ）はシールド５ａが接地された状態で
エアーダクト５０により空気を吹き込んだ時の概略図
（空気流強度分布は１０１で示す）であり、これでもシ
ールド５ａのトナー２０付着は、全く改善されなかっ
た。

【００４８】（実施例１）そのため、本実施例１では二
次帯電器５のシールド５ａに接続された電源２１により
−８５０Ｖ印加し、かつ、エアーダクト５０によりフィ
ルタ５１を介したきれいな空気を強制的に二次帯電器５
内に吹き込んだ。

【００４９】本実施例１の模式図を図４（ａ）に示す。
ただし、エアーダクト５０は図４（ｂ）にて説明するた
め省いてある。

【００５０】第１静電潜像が形成時の感光体１の表面電
位は、第１レーザ非照射部で最大−６００Ｖ、第１レー
ザ照射部で最小−１００Ｖになり、第１レーザ照射部の
み現像されて第１現像後のトナー層電位は略最小−２０
０Ｖになる。

【００５１】そして、再帯電後は第１レーザ非照射部で
最大−９５０Ｖとなり、第１現像後のトナー層電位は略
最小−７００Ｖになる。

【００５２】この状態で二次帯電器５のシールド５ａに
電源２１により−８５０Ｖの電圧を印加すると、感光体
１に近い部分のシールド５ａでは感光体１の第１潜像と
第１現像後のトナー層電位及び再帯電後の感光体１の第
１潜像と第１現像後のトナー層電位に対してコロナワイ
ヤ５ｃにより生じる電界と同じ向きの電界が生じること
となる。

【００５３】これにより感光体１上の負のトナー層は図
４（ａ）に示すごとく、電源２１により発生した電界に
より感光体１に押し付ける力が働く。

【００５４】再帯電を受けた負のトナー層は上述の様に
コロナ帯電によるクーロン力と二次帯電器５のシールド
５ａに印加された−８５０Ｖの電界により感光体１に押
し付ける力が働く。

【００５５】さらに、図４（ｂ）に示すごとく、エアー
ダクト５０により強制的に感光体１に向かう空気流（空
気流強度分布を１０１で示す）を形成し、シールド５ａ
に逆飛翔しようとしているトナー２０を風圧により感光
体１上に押し付けることが可能となった。

【００５６】二次帯電器５のシールド５ａの電源２１に
よる印加電圧は、再帯電後の感光体１上の負のトナー層
電位と同じか、またはそれ以上であればコロナワイヤ５
ｃにより生じる電界と同じ向き（感光体１方向）の電界
が生じ、二次帯電器５のシールド５ａに逆飛翔するのを
防止できる。

【００５７】しかし、二次帯電器５のシールド５ａの印
加電圧を大きくし過ぎると感光体１の第１潜像における
第１レーザ非照射部に付着したキャリアや逆帯電した正
のトナー（反転トナー）２０を感光体１に近い部分の二
次帯電器５のシールド５ａに飛翔させてしまうことが実
験によりわかった。

【００５８】（表１）に二次帯電器５のシールド５ａの
印加電圧に対するシールド５ａのトナー汚れのレベルを
示す。第１現像装置４でベタ赤、Ａ４で１００枚複写、
再帯電を行ない、その後、シールド５ａのトナー汚れを
チェックした。ちなみに、シールド５ａ先端と感光体１
の距離は−１．０ｍｍである。

【００５９】

【表１】

【００６０】

【表２】 （表１）において、シールド５ａの印加電圧が０〜−５
００Ｖでは、感光体１上の負のトナー２０の二次帯電器
５のシールド５ａへの逆飛翔によるトナー汚れが発生
し、シールド５ａの印加電圧が−１０００〜−１５００
Ｖでは、感光体１上のキャリア及び摩擦帯電等により逆
帯電、反転化したトナー２０（以下、反転トナーと称
す。）により二次帯電器５のシールド５ａの汚れが生じ
るにも係わらず、感光体１に向かう空気流を発生させる
ことで、（表２）に示すように、シールド５ａの印加電
圧が−５００〜−１５００Ｖで充分にトナー汚れの防止
ができる。

【００６１】これは、逆飛翔するトナー２０及びキャリ
アは感光体１に強く付着しているだけの電荷を保持して
いないため逆飛翔するわけでこのようなトナー２０及び
キャリアは風圧にも影響を受けるためと思われる。

【００６２】以上、二次帯電器５のシールド５ａに印加
する電圧は以下の式（数１），（数２）を満足させる必
要がある。

【００６３】

【数１】 ｜（Ｖ_s −Ｖ_T ）／ｄ₁ ｜≧０．３（Ｖ／μｍ）

【００６４】

【数２】０．９（Ｖ／μｍ）≧｜（Ｖ_D −Ｖ_s ／ｄ₁ ｜ ここで、Ｖ_s は、シールド５ａに印加している電圧、Ｖ
_T は、二次帯電器５を通過している時の感光体１上の負
のトナー層電位、Ｖ_D は、二次帯電器５を通過している
時の感光体１上第１レーザ非照射部の電位、ｄ₁ は、二
次帯電器５のシールド５ａ先端と感光体１の距離であ
る。

【００６５】上述の式（数１），（数２）を満足する感
光体１に押し付ける電界力と二次帯電器５のコロナ放電
時、二次帯電器５内全域にわたり、感光体１に向かう風
圧を空気流で形成することで、両者により、二次帯電器
５のシールド５ａに逆飛翔するのを防止でき、かつキャ
リアや反転トナー２０のシールド５ａへの飛翔及び付着
を防止でき、複写工程を何回も繰り返すことで生じる二
次帯電器５のコロナワイヤ５ｃの汚れを防止できた。

【００６６】ちなみに、二次帯電器５のシールド５ａに
外部電源により−８５０Ｖ印加し、かつエアーダクト５
０による二次帯電器５に吹き込む空気流の風速を〜１ｍ
／ｓｅｃにして、通常原稿で複写工程を５万枚、実施し
たが、二次帯電器５のコロナワイヤ５ｃの汚れによる帯
電ムラは発生せず、再帯電後の潜像電位が略同電位にな
らないため、２色目の現像時に先に現像形成した像を乱
したり、２色目の所望の潜像以外に現像してしまう問題
も発生しなかった。

【００６７】さらに、２色目の第２現像装置７内に１色
目のトナー２０（現像剤）が混入して後々の現像時に、
不明瞭な画像形成となってしまう問題も生じなかった。

【００６８】（実施例２）実施例１においては、第１現
像後のトナー層を感光体１に押し付ける電界力（二次帯
電器５のシールド５ａに外部電源によるトナー２０と同
極正電圧印加）と感光体１に向かう空気流を発生させる
ことで、二次帯電器５のシールド５ａに逆飛翔するのを
防止し、かつキャリアや反転トナー２０のシールド５ａ
への飛翔及び付着を防止し、複写工程を何回も繰り返す
ことで生じる二次帯電器５のコロナワイヤ５ｃの汚れを
防止できた。

【００６９】しかし、エアーダクト５０により強制的に
感光体１に向かう空気流を形成し、シールド５ａに逆飛
翔しようとしているトナー２０を風圧により感光体１上
に押し付ける力を作用させても、シールド５ａの印加電
圧が−２００〜−５００Ｖで二次帯電器５の感光体１の
回転方向上流側のシールド５ａが逆飛翔によるトナー汚
れを発生させる。

【００７０】これは、感光体１上の負のトナー２０が負
の再帯電コロナを浴びたその直後、帯電量が小さい時、
上層部のトナー２０にトナー２０同士のクーロン斥力が
働き、上述の押し付け電界力及び電圧に打ち勝ってシー
ルド５ａに逆飛翔すると考えられる。

【００７１】つまり、二次帯電器５内の負の再帯電コロ
ナを浴びる過渡現象で生じ、二次帯電器５内で浮遊した
トナー２０が空気流の風圧により二次帯電器５のシール
ド５ａに印加電圧が小さい時に付着するものと考えられ
る。

【００７２】感光体１上に押し付ける電界力があって初
めてエアーダクト５０により強制的に感光体１に向かう
空気流の効果が生じることがわかった。

【００７３】そのため、二次帯電器５内においても二次
帯電器５のシールド５ａに電源２１によるトナー２０と
同極性電圧印加して第１現像後のトナー層を感光体１に
押し付ける電界力を働かせるのと同様の効果を持たせる
手段が必要であり、そのうえで、エアーダクト５０によ
り強制的に感光体１に向かう空気流を形成し、逆飛翔し
ようとしているトナー２０を風圧により感光体１上に押
し付けることが重要である。

【００７４】そのため、実施例２では図５（ａ）及び図
５（ｂ）に示すように、１００μｍ径のＳＵＳ製のグリ
ッド５ｂを感光体１軸方向に１ｍｍ間隔で二次帯電器５
内に配設した。ここで、感光体１とグリッド５ｂとの間
の距離は略１ｍｍである。

【００７５】そして、エアーダクト５０により強制的に
感光体１に向かう空気流（空気流強度分布を１０３で示
した）を形成した。

【００７６】この時、二次帯電器５内にグリッド５ｂが
均一に配置されることで空気圧負荷が生じ、空気流分布
が二次帯電器５内でより均一化される。

【００７７】これにより第１現像後のトナー層を感光体
１に押し付ける電界力が二次帯電器５内でもより確実に
働くことになり、特に、感光体１上の負のトナー２０が
負の再帯電コロナを浴びたその直後でも感光体１とグリ
ッド５ｂ間の第１現像後のトナー層を感光体１に押し付
ける電界力と風圧が充分に作用するため、二次帯電器５
のシールド５ａ及びグリッド５ｂへのトナー２０の逆飛
翔が完全に防止できた。

【００７８】実施例１と同様のモデル実験を行ったが、
その結果を（表３）に示す。

【００７９】

【表３】 シールド５ａの印加電圧が−２００〜−５００Ｖでもグ
リッド５ｂの印加電圧が以下の式（２）を満足していれ
ば、二次帯電器５のシールド５ａ及びグリッド５ｂのト
ナー２０の付着は完全に防止できる。

【００８０】以上、二次帯電器５のグリッド５ｂに印加
する電圧は以下の式（数３），（数４）を満足させる必
要が有る。

【００８１】

【数３】 ｜（Ｖ_g −Ｖ_T ）／ｄ₂ ｜≧０．３（Ｖ／μｍ）

【００８２】

【数４】 ０．９（Ｖ／μｍ）≧｜（Ｖ_D −Ｖ_g ）／ｄ₂ ｜ この（数４）において、Ｖ_g は、グリッド５ｂに印加し
ている電圧、Ｖ_T は、二次帯電器５を通過している時の
感光体１上負のトナー層電位、Ｖ_D は、二次帯電器５を
通過している時の感光体１上第１レーザ非照射部の電
位、ｄ₂ は、二次帯電器５のグリッド５ｂと感光体１の
距離である。

【００８３】次に、グリッド５ｂに印加する電圧が、上
述の式（数３），（数４）を満足するときのシールド５
ａの印加電圧に対するシールド５ａの汚れを実施例１と
同様にモデル実験を行った。その結果を（表４）に示
す。

【００８４】

【表４】 上記二次帯電器５のシールド５ａに印加する電圧は以下
の式（数５），（数６）を満足させれば良い。

【００８５】

【数５】｜Ｖ_s ｜≧｜Ｖ_T ｜

【００８６】

【数６】 ０．９（Ｖ／μｍ）≧｜（Ｖ_D −Ｖ_s ）／ｄ₁ ｜ この（数６）において、Ｖ_s は、シールド５ａに印加し
ている電圧、Ｖ_T は、二次帯電器５を通過している時の
感光体１上の負のトナー層電位、Ｖ_D は、二次帯電器５
を通過している時の感光体１上第１レーザ非照射部の電
位、ｄ₁ は、二次帯電器５のシールド５ａ先端と感光体
１の距離である。

【００８７】グリッド５ｂの印加する電圧が、上述の式
（数３），（数４）を満足し、かつ感光体１に向かう空
気流も加えた場合のシールド５ａの印加電圧に対するシ
ールド５ａの汚れを実施例１と同様にモデル実験を行な
った。その結果を（表５）に示す。

【００８８】

【表５】 以上のように、二次帯電器５にグリッド５ｂを設け、か
つ、式（数５），（数６）を満足させる電圧を印加し、
エアーダクト５０により強制的に感光体１に向かう空気
流を形成することで、シールド５ａに印加している電圧
の範囲を広げることが可能となり、より長期にわたり二
次帯電器５のコロナワイヤ５ｃの汚れを防止できる。

【００８９】また、二次帯電器５にグリッド５ｂを設け
ることで再帯電電位が収束しやすくなり、ある程度コロ
ナワイヤ５ｃの汚れが生じてもグリッド５ｂの感光体１
上の電位収束効果により、再帯電電位を略一定にでき
る。

【００９０】ちなみに、二次帯電器５のシールド５ａと
グリッド５ｂに外部電源により−８５０Ｖ印加した時の
再帯電後は第１レーザ非照射部で最大−８５０Ｖとな
り、第１現像後のトナー層電位は略最小−８００Ｖにな
った。

【００９１】つまり、シールド５ａとグリッド５ｂに印
加する電圧に再帯電後電位が略同一になるため、キャリ
アや反転トナー２０の二次帯電器５への付着に関しても
非常にラテェテュードが広くなる。

【００９２】通常原稿で複写工程を２０万枚実施した
が、二次帯電器５のコロナワイヤ５ｃの汚れによる帯電
ムラは発生せず、再帯電後の潜像電位が略同電位になら
ないため、２色目の現像時に先の現像形成した像を乱し
たり、２色目の所望の潜像以外に現像してしまう問題も
発生しなかった。

【００９３】さらに、２色目の第２現像装置７内に１色
目のトナー２０（現像剤）が混入して後々の現像時に、
不明瞭な画像形成となってしまう問題も生じなかった。

【００９４】（実施例３）さらに、通常、二次帯電器５
でコロナ放電を実施すると図６（ａ）に示すようなコロ
ナイオン風が発生するが、これは感光体１の軸方向に均
一でないことがわかる。

【００９５】つまり、二次帯電器５中央部では感光体１
に向かうコロナイオン風が生じ、二次帯電器５両端部で
は感光体１からコロナワイヤ５ｃに向かうコロナイオン
風が生じていた。

【００９６】特に、二次帯電器５両端部ではコロナワイ
ヤ５ｃに向かって空気流が生じるため、静電気力が非常
に弱い状態で付着している感光体１表面上の負のトナー
２０が強く乱されたり、逆飛翔を促進してしまう結果と
なった。

【００９７】以上の複写工程を何回も繰り返すことで二
次帯電器５のコロナワイヤ５ｃの汚れが特に二次帯電器
５両端部で顕著に発生し、従来例で示した問題が生じ
る。

【００９８】そこで実施例３は、感光体１に近接する二
次帯電器５の出口のコロナイオン風をサーミスタ風速計
を用いて計測し、感光体１軸方向全域にわたり感光体１
に向かう空気流が形成されるように、二次帯電器５両端
部が二次帯電器５の中央部より強くなるようエアーダク
ト５０により強制的に感光体１にきれいな空気を吹き付
けた。この空気風分布を図６（ｂ）に示す。

【００９９】これにより図６（ｃ）に示すように感光体
１の第１潜像及び第１現像後の静電気力が非常に弱い状
態で付着している感光体１表面上の負のトナー２０を二
次帯電器５の幅全域にわたり、感光体１に押し付ける風
圧が作用することとなり、二次帯電器５内に吹き込むコ
ロナイオン風により発生する二次帯電器５両端部で発生
する汚れ及び、トナー２０の画像汚れも防止できた。

【０１００】ちなみにコロナ放電しない時、エアーダク
ト５０による二次帯電器５直下の空気流の風速が０．５
／ｓｅｃ以上であれば、二次帯電器５内の汚れを十分防
止できることも風速測定の結果判明した。

【０１０１】実際に実施例２と同様に通常原稿で複写工
程を２０万枚実施したが、二次帯電器５のコロナワイヤ
５ｃ汚れによる帯電ムラは発生せず、再帯電後の潜像電
位が略同電位にならないため、２色目の現像時に先に現
像形成した像を乱したり、２色目の所望の潜像以外に現
像してしまう問題も発生しなかった。

【０１０２】さらに、２色目の第２現像装置７内に１色
目のトナー２０（現像剤）が混入して後々の現像時に、
不明瞭な画像形成となってしまう問題も生じなかった。

【０１０３】（実施例４）また、通常、二次帯電器５の
コロナ放電は外部からの空気流が流入することで、放電
がより活性化し、空気流流入部の帯電電荷量が増加する
ことが知られている。

【０１０４】これは感光体１上の負のトナー２０が負の
再帯電コロナを浴びたその直後、帯電量が小さい時、上
層部のトナー２０にトナー２０同士のクーロン斥力が働
き、シールド５ａに逆飛翔して汚れを発生させる実施例
２で示した現像に応用できる。

【０１０５】つまり、二次帯電器５内の感光体１の回転
方向上流側のシールド５ａ部分の空気流を強くすること
で風圧によるトナー２０を感光体１に押し付け力だけで
なく、放電の活発化によるトナー２０の帯電量の瞬時増
加が可能になり、このクーロン力でグリッド５ｂを設け
なくてもシールド５ａに逆飛翔する汚れを防止できる。

【０１０６】実際には、図７に示すように、二次帯電器
５内の感光体１の回転方向上流側のシールド５ａ部分の
みにエアーダクト５０の開口を狭めて吹き付ける実験を
行なったところ実施例１の結果より良くなった。その結
果を（表６）に示す。尚、空気流強度分布１０４を図７
に示す。

【０１０７】

【表６】 さらに、グリッド５ｂを配設し、かつシールド５ａとグ
リッド５ｂに式（数１），（数２），（数３），（数
４）を満足する電圧を印加することで二次帯電器５のコ
ロナワイヤ５ｃ汚れをさらに長寿命化させることができ
る。

【０１０８】次に、２色以上のネガ、ネガ再帯電を考慮
した場合、２色以上の感光体１上に付着させて再帯電を
行うと感光体１上のトナー２０の付着量が多くなるため
に二次帯電器５への逆飛翔するトナー汚れが急激に増加
する。

【０１０９】これを防止するには、距離の自乗で効くク
ローン力では不可能であり、より感光体１に向かう空気
流の風圧効果が必要になる。つまり、感光体１の回転方
向下流側二次帯電器５程順次エアーダクト５０の風速を
増加させることで二次帯電器５への逆飛翔するトナー汚
れを防止できる。

【０１１０】ちなみにコロナ放電しない時、エアーダク
ト５０による二次帯電器５直下の空気流の風速が１．０
ｍ／ｓｅｃ以上であれば、二次帯電器５内の汚れを十分
防止できることも風速測定の結果判明した。

【０１１１】

【発明の効果】本発明は以上の構成および作用を有する
もので、帯電後の像担持体上の電圧と同じ、または、絶
対値が大きい電圧を印加することで、像担持体，現像
剤，帯電手段の順で電圧の絶対値が大きくなる。帯電手
段から像担持体に向かう空気流を形成することで、現像
剤は像担持体の方向に力を受け、従来のような逆飛翔ト
ナーの蓄積により生じる二次帯電器のコロナワイヤ汚れ
による帯電ムラを防ぐことができ、また、２色目の現像
装置内に１色目の現像剤が混入して後々の現像時に、不
明瞭な画像形成となってしまう問題等、１パス多色印字
画像形成装置で特にネガ、ネガ再帯電方式を用いる時に
生じる問題を解決でき、Ｖ _O を帯電手段に印加する電
圧、Ｖ _T を帯電手段を通過している時の像担持体上の電
圧、Ｖ _D を帯電手段を通過している時の像担持体上のレ
ーザ非照射部の電圧、ｄを帯電手段と像担持体の距離と
すると、｜（Ｖ _O −Ｖ _T ）／ｄ｜≧０．３（Ｖ／μｍ）、
かつ、０．９（Ｖ／μｍ）≧｜（Ｖ _D −Ｖ _O ）／ｄ｜を満
足するＶ _O を帯電手段に印加することで、現像剤が像担
持体から離れ飛散することはない。

【０１１２】帯電手段から像担持体に向かう空気流を像
担持体軸方向全域にわたり形成することで、現像剤は全
域にわたり像担持体の方向に力を受け、像担持体から離
れ飛散することはない。

【０１１３】帯電手段に空気送り込み手段を設け、この
空気送り込み手段による空気流は軸方向両端部を中央部
より強くすることで、コロナイオン風による軸方向両端
部の帯電手段に向かう空気風が抑えるられ、空気流を全
域にわたり平均化できる。

【０１１４】帯電手段のコロナ放電によって生じるコロ
ナイオン風より空気送り込み手段による空気流を大きく
することで、コロナイオン風が生じた場合でも全域にわ
たり像担持体の方向に空気風が形成でき、現像剤が像担
持体から離れ飛散することはない。

【０１１５】空気送り込み手段による風速を０．５ｍ／
ｓｅｃ以上にすることで、コロナイオン風より強い風速
が得られる。

【０１１６】

【０１１７】帯電手段の像担持体に向かう空気流の風速
分布を像担持体進行方向に対して、上流側ほど大きくす
ることで、上流側ほど放電の活性化が図れ、グリッドを
設けなくてもシールドに逆飛翔する現像剤を防止でき
る。

【０１１８】帯電手段の像担持体に向かう空気流の風速
を像担持体の進行方向に対して下流側に位置する帯電手
段ほど順次大きくすることで、現像剤の量が多くなって
も対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例に係る多色画像形成装置
を示す概略図である。

【図２】図２（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ本発明の実施例
に係る多色画像形成装置に適用された像担持体の表面電
位推移の模式図である。

【図３】図３（ａ）は本発明を説明するための比較例を
示す概略図、（ｂ）はエアーダクトをつけた概略図であ
る。

【図４】図４（ａ）は本発明の実施例１の電界の方向を
示す概略図、（ｂ）は本発明の実施例１のエアーダクト
による空気流を示す概略図である。

【図５】図５（ａ）は本発明の実施例２の電界の方向を
示す概略図、（ｂ）は本発明の実施例２のエアーダクト
による空気流を示す概略図である。

【図６】図６は本発明の実施例３に係る軸方向と空気流
の関係を示す図で、（ａ）は帯電手段により発生するコ
ロナイオン風、（ｂ）はエアーダクトにより形成される
空気風、（ｃ）はエアーダクトの空気風とコロナイオン
風との合成風を示す。

【図７】図７は本発明の実施例４を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 感光体（像担持体） ２ 一次帯電器 ５ 二次帯電器 ５ａ シールド ５ｂ グリッド ５ｃ コロナワイヤ ６ 第２レーザビーム ７ 第２現像装置 ８ 転写帯電器 ９ 転写材（記録媒体） ２０ トナー（現像剤） ２１ 電源 ２２ 電源 ５０ エアーダクト（空気流形成手段） ５１ フィルタ ５２ ファン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−177155（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−146067（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−15163（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−62076（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−161197（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−110289（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−19279（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−111054（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−200556（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−106673（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−60659（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−35151（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−9254（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−142058（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−15245（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/01 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/02 - 15/02 103

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上に複数の帯電手段及び複数の
   現像手段にて順次帯電と現像を行い、像担持体上に多色
   画像を形成し、記録媒体上に一括転写する多色画像形成
   装置において、 第２番目以降の帯電手段のシールド，グリッドの少なく
   とも一方に再帯電後の像担持体上の電圧と同じ、また
   は、絶対値が大きい電圧を印加し、かつ帯電手段から像
   担持体に向かう空気流を形成すると共に、 Ｖ _O を帯電手段に印加する電圧、Ｖ _T を帯電手段を通過し
   ている時の像担持体上の電圧、Ｖ _D を帯電手段を通過し
   ている時の像担持体上のレーザ非照射部の電圧、ｄを帯
   電手段と像担持体の距離とすると、｜（Ｖ _O −Ｖ _T ）／ｄ
   ｜≧０．３（Ｖ／μｍ）、かつ、０．９（Ｖ／μｍ）≧
   ｜（Ｖ _D −Ｖ _O ）／ｄ｜を満足するＶ _O を帯電手段に印加
   することを特徴とする 多色画像形成装置。
2. 【請求項２】 帯電手段から像担持体に向かう空気流は
   像担持体軸方向全域にわたり形成することを特徴とする
   請求項１に記載の多色画像形成装置。
3. 【請求項３】 帯電手段に空気送り込み手段を設け、こ
   の空気送り込み手段による空気流は軸方向両端部を中央
   部より強くすることを特徴とする請求項１又は２に記載
   の多色画像形成装置。
4. 【請求項４】 帯電手段のコロナ放電によって生じるコ
   ロナイオン風より空気送り込み手段による空気流を大き
   くすることを特徴とする請求項３に記載の多色画像形成
   装置。
5. 【請求項５】 空気送り込み手段による風速を０．５ｍ
   ／ｓｅｃ以上にすることを特徴とする請求項３または４
   に記載の多色画像形成装置。
6. 【請求項６】 帯電手段の像担持体に向かう空気流の風
   速分布を像担持体進行方向に対して、上流側ほど大きく
   することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に
   記載の多色画像形成装置。
7. 【請求項７】 帯電手段の像担持体に向かう空気流の風
   速を、像担持体の進行方向に対して下流側に位置する帯
   電手段ほど順次大きくすることを特徴とする請求項１乃
   至６のいずれか１項に記載の多色画像形成装置。