JP2000081822A

JP2000081822A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000081822A
Application number: JP10265803A
Authority: JP
Inventors: Harumi Ishiyama; 晴美石山; Yasunori Kono; 康則児野; Jun Hirabayashi; 純平林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2000-03-21

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】像担持体を長期に亙り均一に帯電させることが
でき、且つ放電生成物が殆ど発生せず、高品位な画像を
安定して形成することが可能な画像形成装置を提供す
る。【解決手段】予め表面に帯電促進粒子３２を担持した帯
電部材２を有し、帯電部材に電圧を印加し像担持体１の
表面を一様に帯電させる帯電装置２０と、一様に帯電さ
れた像担持体を露光し、静電潜像を形成する露光装置
と、可視化するためのトナーを含む現像剤と、現像剤に
添加された帯電促進粒子と、電圧が印加されて現像剤及
び帯電促進粒子を像担持体へと搬送する現像剤担持体と
を有する現像装置３と、記録材上に転写するために電圧
が印加される転写装置４と、像担持体上の転写残トナー
を除去するためのクリーニング装置６と、を有するが像
形成装置であって、少なくとも非画像形成時の或る時間
に、クリーニング装置が画像形成時と異なる状態にある
構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真感
光体のような像担持体の表面に静電潜像を形成し、その
後該静電潜像を現像して記録材上に転写して画像を得
る、例えば複写機、プリンタ、ファクシミリ、ワードプ
ロセッサなどの画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば電子写真方式或は静電記録
方式の画像形成装置において、電子写真感光体（以下、
単に「感光体」と呼ぶ。）或は静電記録誘電体などの像
担持体（被帯電体）を所望の極性及び電位に一様に帯電
処理（除電処理も含む。）する帯電装置としては、コロ
ナ帯電器（コロナ放電器）が広く使用されていた。

【０００３】コロナ帯電器は、非接触型の帯電装置であ
り、例えば、ワイヤ電極などの放電電極と、該放電電極
を囲むシールド電極を備え、放電開口部を被帯電体とし
ての像担持体に対向させて非接触に配設し、放電電極と
シールド電極に高圧電圧を印加することで生じる放電電
流（コロナシャワー）に像担持体面を曝すことで像担持
体面を所定に帯電させるものである。

【０００４】近時は、コロナ帯電器に比べて低オゾン、
低電力などの利点を有することから、電圧を印加した帯
電部材を被帯電体に当接させて、斯かる被帯電体を帯電
する接触方式の帯電装置（接触帯電装置）が実用化され
てきている。

【０００５】接触帯電装置は、像担持体などの被帯電体
に、ローラ型（帯電ローラ）、ファーブラシ型、磁気ブ
ラシ型、ブレード型などの導電性の帯電部材を接触さ
せ、この接触帯電部材に所定の帯電バイアスを印加し
て、被帯電体面を所定の極性及び電位に帯電させるもの
である。

【０００６】接触帯電の帯電機構（帯電のメカニズム、
帯電原理）には、（１）放電帯電機構と（２）直接注入
帯電機構の２種類の帯電機構が混在しており、どちらが
支配的であるかにより各々の特性が現れる。以下に、こ
の２種類の機構を説明する。

【０００７】（１）先ず、放電帯電機構とは、接触帯電
部材と被帯電体との微小間隙に生じる放電現象により被
帯電体表面が帯電する機構である。

【０００８】即ち、放電帯電系は接触帯電部材と被帯電
体に一定の放電閾値を有するため、帯電電位より大きな
電圧を接触帯電部材に印加する必要がある。又、コロナ
帯電器に比べれば発生量は格段に少ないが、やはり放電
生成物を生じることが原理的に避けられないため、オゾ
ンなど活性イオンによる弊害が生じる。

【０００９】例えば、接触帯電部材として導電ローラで
ある帯電ローラを用いたローラ帯電方式は、帯電の安定
性という点で好ましく、広く用いられている。しかし、
ローラ帯電では放電帯電機構が支配的である。

【００１０】即ち、帯電ローラは導電或は中抵抗のゴム
材或は発泡体を用いて形成される。更に、これらを積層
して所望の特性を得たものもある。斯かる帯電ローラに
は、被帯電体との所望の接触を得るために弾性を持たせ
るが、そのために摩擦抵抗が大きくなり、多くの場合、
被帯電体に従動或は若干の速度差を持って駆動される。
従って、帯電ローラ上の形状ムラや被帯電体の付着物に
よる非接触状態が避けられないため、従来のローラ帯電
はその帯電機構は放電帯電機構が支配的になる。

【００１１】より具体的に説明すると、被帯電体である
像担持体として、厚さ２５μｍのＯＰＣ感光体に対して
帯電ローラを加圧当接させ、斯かる感光体表面を帯電処
理する場合には、帯電ローラに対して６４０Ｖ以上の電
圧を印加することで該表面の表面電位が上昇し始め、そ
れ以降は、印加電圧に対して傾き１にて線形に感光体の
表面電位は増加する。以降、このしきい値電圧を帯電開
始電圧Ｖｔｈと定義する。

【００１２】つまり、電子写真に必要とされる感光体表
面電位Ｖｄを得るためには、帯電ローラにはＶｄ＋Ｖｔ
ｈというＤＣ電圧が必要となる。このようにしてＤＣ電
圧のみを接触帯電部材に印加して像担持体に印加して像
担持体の帯電を行う方式を「ＤＣ帯電方式」と呼ぶ。

【００１３】しかし、ＤＣ帯電方式においては環境変動
などによって接触帯電部材の抵抗が変動することによ
り、或は像担持体としての感光体が削れてその膜厚が変
化することによりＶｔｈが変動し、感光体の電位を所望
の値にすることが困難となる。

【００１４】従って、更なる帯電の均一化を図るため
に、特開昭６３−１４９６６９号公報などに開示される
ように、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持つＡＣ成分を重畳した振動電圧を
接触帯電部材に印加して、像担持体の帯電を行う。この
ような帯電方式を「ＡＣ帯電方式」と呼ぶ。

【００１５】ＡＣ帯電方式は、ＡＣによる電位のならし
効果を目的としたものであり、像担持体の電位はＡＣ電
圧のピーク間の中央であるＶｄに収束し、環境などに影
響されることはない。

【００１６】しかしながら、このような接触帯電装置に
おいても、その本質的な帯電機構は帯電部材から像担持
体への放電現象を用いており、上述のように、帯電に必
要とされる電圧は、像担持体表面電位（Ｖｄ）と放電し
きい値（Ｖｔｈ）との和以上の値とされ、微量ではある
がオゾンが発生する。

【００１７】又、帯電均一化のためにＡＣ帯電を行った
場合には更なるオゾンの発生、ＡＣ電圧の電界による接
触帯電部材と像担持体の振動騒音（ＡＣ帯電音）の発
生、又、放電による被帯電体表面の劣化が顕著になり、
新たな問題点となっていた。

【００１８】（２）次に、直接注入帯電とは、接触帯電
部材から被帯電体へ電荷が直接注入されることで、被帯
電体表面を帯電する機構であり、特開平６−００３９２
１号公報などにて提案されている。

【００１９】即ち、中抵抗の接触帯電部材が被帯電体表
面接触して、放電現象を介さずに、つまり放電帯電機構
（１）を基本的に用いることなく、被帯電体の表面に直
接電荷注入を行うものである。従って、接触帯電部材へ
の印加電圧が放電閾値以下であっても、被帯電体を印加
電圧相当の電位に帯電することができる。この直接注入
帯電機構は、イオンの発生を伴わないため、放電生成物
による弊害は生じない。

【００２０】より具体的には、帯電ローラ、帯電ブラ
シ、帯電磁気ブラシなどの接触帯電部材に電圧を印加
し、被帯電体（像担持体）表面にあるトラップ順位又は
電荷注入層の導電粒子などの電荷保持部材に電荷を注入
して直接注入帯電を行う機構である。放電現象が支配的
ではないため、帯電に必要とされる電圧は、所望する像
担持体の表面電位Ｖｄに相当する値のみであり、オゾン
の発生もない。

【００２１】図６に放電帯電機構と直接注入帯電機構の
帯電特性の一例を示す。

【００２２】放電帯電機構はＡで表されるように、凡そ
−５００Ｖの放電閾値を過ぎてから帯電が始まる。従っ
て、−５００Ｖに帯電する場合には−１０００Ｖの直流
電圧を印加するか、或は−５００Ｖの直流帯電電圧に加
えて、放電閾値以上の電位差を常に持つようにピーク間
電圧１２００Ｖの交流電圧を印加して感光体電位を帯電
電位に収束させる方法が一般的である。

【００２３】一方、直接注入帯電機構は、図６中のＢに
て示されるように、放電閾値がなく、印加バイアスとほ
ぼ比例した帯電電位を得ることが可能となる。

【００２４】又、上記の帯電ローラを用いる接触帯電装
置による感光体の帯電ムラを防止し、安定した均一帯電
を行うために、帯電部材の感光体表面との接触面に導電
性の粉末を塗布する構成が特公平７- ９９４４２号公報
に開示されているが、帯電部材が感光体に対して従動回
転であり、帯電原理は依然としてコロナ放電によるコロ
ナ帯電（上述（１）の機構）を主としている。従って、
スコロトロン等のコロナ帯電器と比べると格段に少なく
なってはいるが、やはりオゾン生成物が発生する。特
に、より安定した帯電均一性を得るためにはＤＣにＡＣ
を重畳した電圧を印加するので、その場合には放電によ
るオゾン生成物はより多くなる。その結果、長期に亙っ
て画像形成装置を使用した場合や、高湿度の環境下で画
像形成を行う場合には、オゾン生成物による画像流れ等
の弊害が現れ易い。

【００２５】又、帯電部材としてローラ状の帯電ローラ
を用いて直接注入帯電を行うために、帯電促進粒子を用
いる方法がある。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この帯
電促進粒子を用いる接触帯電装置には、以下のような問
題点がある。

【００２７】即ち、直接注入帯電を安定して行うために
帯電促進粒子を簡易に均一に供給する方法として、現像
剤に帯電促進粒子を添加する方法があるが、クリーニン
グ装置によって、帯電促進粒子が転写残トナーと共に感
光体表面から除去され、帯電装置と感光体とが当接する
帯電部における帯電促進粒子が不足してしまい、結果的
に感光体の帯電不良を引き起こしてしまう問題がある。

【００２８】この問題を回避する対策として、現像剤に
添加する帯電促進粒子の量を増やすことが考えられる。
しかし、現像剤に帯電促進粒子を過剰に添加すると、現
像特性を悪化させてしまう。

【００２９】従って、本発明の目的は、現像特性を低下
させることなく帯電促進粒子を安定して帯電部材に供給
し、ローラ状やファーブラシ状などとされる簡易な帯電
部材を用いても、画像形成装置の使用開始時から長期に
亙る使用の後まで、像担持体を均一に帯電させることが
でき、且つ直接注入帯電によりオゾン等の放電生成物が
殆ど発生せず、従って帯電ムラ、画像流れなどのない高
品位な画像を安定して形成することが可能な画像形成装
置を提供することである。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
像担持体と、予め表面に帯電促進粒子を担持した帯電部
材を有し、前記帯電部材に電圧を印加し且つ前記像担持
体に対して速度差を持って前記像担持体の表面に当接さ
せることで前記像担持体の表面を一様に帯電させる帯電
装置と、前記一様に帯電された像担持体を露光し、静電
潜像を形成する露光装置と、前記像担持体上の静電潜像
を可視化するためのトナーを含む現像剤と、前記現像剤
に添加された前記帯電促進粒子と、電圧が印加されて前
記現像剤及び前記帯電促進粒子を前記像担持体へと搬送
する現像剤担持体とを有する現像装置と、前記像担持体
上のトナー像を記録材上に転写するために電圧が印加さ
れる転写装置と、前記像担持体上の転写残トナーを除去
するためのクリーニング部材を有するクリーニング装置
と、を有する画像形成装置であって、少なくとも非画像
形成時の或る時間に、前記クリーニング装置が画像形成
時と異なる状態にあることを特徴とする画像形成装置で
ある。

【００３１】本発明の一実施態様によると、前記クリー
ニング部材は、少なくとも非画像形成時の或る時間に、
前記像担持体から離間する。

【００３２】本発明の他の実施態様によると、前記クリ
ーニング部材は、ブレード状又は回転体とされる。その
一実施態様によると、前記回転体とされるクリーニング
部材は、掻き取り部材によりトナーを掻き落とされる。
又、他の実施態様によると、前記回転体とされるクリー
ニング部材は、画像形成時には前記像担持体に対して速
度差を持って回転し、更に少なくとも非画像形成時の或
る時間には前記像担持体に対して従動回転する。又、他
の実施例によると、前記掻き取り部材は、少なくとも非
画像形成時の或る時間には前記回転体とされるクリーニ
ング部材から離間する。又、好ましくは、前記回転体と
されるクリーニング部材は、磁気ブラシ、ファーブラシ
又は発泡弾性体のローラである。

【００３３】本発明の他の実施態様によると、非画像形
成時の或る時間は、少なくとも画像形成終了直後の前記
像担持体が一周する時間以上である。

【００３４】本発明の他の実施態様によると、前記クリ
ーニング装置が画像形成時と異なる状態をとるのに同期
して、前記帯電部材に印加する電圧を画像形成時とは異
なる電圧とする。

【００３５】本発明の他の実施態様によると、前記クリ
ーニング装置が画像形成時と異なる状態をとるのに同期
して、前記転写装置に印加する電圧を画像形成時とは異
なる電圧とする。

【００３６】本発明の他の実施態様によると、前記クリ
ーニング装置が画像形成時と異なる状態をとるのに同期
して、前記転写装置が前記像担持体から離間する。

【００３７】本発明の他の実施態様によると、前記帯電
促進粒子の重量平均粒径Ｄ４は、０．０１μｍ以上で、
且つ、前記トナーの平均粒径以下である。又、他の実施
態様によると、前記帯電促進粒子の抵抗率は、１×１０
¹²Ωｃｍ以下である。更に他の実施態様によると、前記
像担持体の最表面層の体積抵抗率は、１×１０⁹ Ωｃｍ
以上、１×１０¹⁴Ωｃｍ以下とされる。好ましくは、前
記像担持体は電子写真感光体であり、前記電子写真感光
体の最表面層の体積抵抗値は、１×１０⁹ Ωｃｍ以上、
１×１０¹⁴Ωｃｍ以下とされる。

【００３８】本発明の他の実施態様によると、前記帯電
部材は、弾性体とされる。又、他の実施態様によると、
前記帯電部材は、弾性発泡体である。更に他の実施態様
によると、前記帯電部材は、ファーブラシ、フェルト又
は静電植毛の布である。

【００３９】本発明の他の実施態様によると、前記帯電
部材は回転体とされる。又、その一実施態様によると、
前記帯電部材は、前記像担持体の回転に対してカウンタ
ーで回転する。

【００４０】更に、本発明の他の実施態様によると、前
記クリーニング装置、前記現像装置、前記帯電装置の少
なくとも一つと、前記像担持体としての電子写真感光体
とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジは画
像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッ
ジとされる。

【００４１】

【発明の実施の形態】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。

【００４２】実施例１図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構
成を示す。先ず、図１を参照して、本実施例の画像形成
装置の概略構成について説明する。尚、本実施例によれ
ば、本発明は画像形成装置はプロセスカートリッジ方式
のレーザービームプリンタとして具現化されているが、
本発明はこれに限定されるものではないく、画像形成装
置としては、電子写真方式の例えば複写機、プリンタ
（例えば、ＬＥＤプリンタ、レーザービームプリンタ
等）、ファクシミリ装置、及び、ワードプロセッサなど
が含まれる。

【００４３】本実施例によると、画像形成装置は、その
概略中心に像担持体としてのドラム状の電子写真感光
体、即ち、感光ドラム１を矢印方向に回転可能に備えて
おり、感光ドラム１表面は帯電装置２０の帯電部材２に
よって一様に帯電される。次いで、露光器Ｅが画像情報
に従って発するレーザー光Ｌによって感光ドラム１表面
は露光され、この表面には画像情報に従った静電潜像が
形成する。こうして形成した静電潜像は、現像装置３と
対向する現像部に至り、現像装置３によって現像されて
トナー像が形成する。次いで、感光ドラム１上のトナー
像は、搬送手段８によって別途搬送されてくる記録材Ｐ
上に、例えばローラ状とされる転写装置（転写ローラ）
４によって静電的に転写され、その後記録材Ｐ上の未定
着トナー像は、定着装置５によって永久定着される。一
方、記録材Ｐ上へのトナー像の転写が終了した感光ドラ
ム１は、クリーニング装置６によって表面に残留する転
写残トナーの除去を受け、引き続き画像形成に供され
る。

【００４４】本実施例では、感光ドラム１、帯電装置２
０、現像装置３及びクリーニング装置６は枠体７によっ
て一体的にユニット化され、画像形成装置本体に対して
着脱可能なプロセスカートリッジＣとされる。又、画像
形成装置本体にはプロセスカートリッジＣを着脱可能に
する装着手段９が設けられる。

【００４５】次に、本実施例の画像形成装置が備える帯
電装置について説明する。

【００４６】本発明の帯電装置２０は、帯電部材とし
て、ローラ状の帯電ローラ２を有しており、帯電ローラ
２には帯電促進を目的とした導電性粒子（以下、「帯電
促進粒子」と呼ぶ。）３２が予め塗布される。

【００４７】帯電ローラ２と感光ドラム１との間に帯電
促進粒子を介在させることにより、両者の間で速度差を
設けることが可能になり、従って、この速度差により感
光ドラム１と帯電ローラ２との高い接触性を得ることが
できる。

【００４８】感光ドラム１と帯電ローラ２とに速度差
は、帯電ローラ２を回転駆動するか、或は固定して設け
ることができるが、好ましくは帯電ローラ２を回転駆動
し、更にその回転方向は感光ドラム１表面の移動方向と
は逆方向に回転させることにより帯電均一性を得る。

【００４９】本実施例の帯電ローラ２は、導電性の弾性
ローラとされ、芯金２ａ上にゴム或は発泡体の中低抗層
２ｂを形成することにより作成し得る。中抵抗層２ｂ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、発泡剤などを含み、芯金２ａの上
にローラ状に形成される。その後、必要に応じて表面を
研磨して直径１２ｍｍ、長手方向の長さ２００ｍｍの弾
性の導電性のローラ状とした。

【００５０】ここで、帯電ローラ２は電極として機能す
ることが重要であり、本実施例では、ローラ低抗が１０
０ｋΩであるものを用いた。即ち、帯電ローラ２には弾
性を持たせて感光ドラム１との十分な接触状態を得ると
同時に、速度差を持って移動する感光ドラム１を充電す
るために十分低い低抗を有する必要がある。又、一方で
は、感光ドラム１にピンホールなど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。従って、
十分な帯電性と耐リーク性を得るには１０⁴ Ω〜１０⁷
Ωの抵抗が望ましい。ここで、ローラ抵抗は、帯電ロー
ラ２の芯金２ａに総圧１ｋｇの荷重が掛かるように外径
３０ｍｍのアルミニウム製のドラムに圧着した状態で、
芯金２ａとアルミドラムとの間に１００Ｖの電圧を印加
することによって測定した。

【００５１】又、本実施例では、感光ドラム１は外径３
０ｍｍであり、５０ｍｍ/ ｓｅｃの周速にて矢印方向に
一定速度で回転し、帯電ローラ２は、その表面が感光ド
ラム１の表面と互いに逆方向に等速度で移動するように
概略８０ｒｐｍで駆動し、又、芯金２ａに- ７００Ｖの
直流電圧を印加した。こうすることにより、感光ドラム
１表面は、帯電ローラ２への印加電圧と等しい電位に帯
電される。

【００５２】尚、本発明は、帯電部材を帯電ローラ２に
限定するものではなく、この他にファーブラシ、フェル
ト、静電植毛の布などの形状とすることも可能である。
更に、これらを積層し、より適切な弾性と導電性を得る
ことも可能である。特に帯電ローラ２の表面には、帯電
促進粒子３２を好適に保持し得るように、微少な凹凸を
設けることが望ましい。

【００５３】以上示した構成の帯電ローラ２によれば、
従来の帯電ローラでは得られない高い帯電効率を得ら
れ、帯電ローラ２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る。即ち、感光ドラム１
表面を帯電させるために必要なバイアス電圧は、静電潜
像形成のための帯電電位相当の電圧で十分であり、放電
現象を用いないので、放電生成物の発生はなく、安定且
つ安全に感光ドラム１表面を帯電させることが可能とな
る。

【００５４】本実施例では、帯電ローラ２に予め帯電促
進粒子３２を塗布し、更に、後述の方法により、帯電促
進粒子３２を安定して帯電ローラ２に供給することによ
り画像形成装置の最初の使用時から、長期に亙る使用の
後まで安定した帯電性を維持することができる。

【００５５】本実施例では、帯電促進粒子３２は、現像
剤に外添されるものであり、更に、使用前の帯電ローラ
２の表面にも均一に塗布される。又、帯電促進粒子３２
として、比抵抗が１０⁶ Ωｃｍ、平均粒径（重量平均粒
径Ｄ４）３μｍである導電性酸化亜鉛粒子を用いた。
尚、本発明において帯電促進粒子３２としては、平均粒
径（重量平均粒径Ｄ４）が０．０１μｍ以上で、且つ現
像剤に含まれるトナーの平均粒径以下であるもの、又、
抵抗値が、１×１０¹²Ωｃｍ以下であるものが好適に用
いられる。

【００５６】尚、帯電促進粒子３２は、特に、本実施例
のように感光ドラム１を帯電させるために用いる場合に
は、露光による静電潜像の形成を妨げないように、無色
或は白色の粒子であることが望ましい。更に、本実施例
の画像形成装置の構成では、感光ドラム１上のトナー像
を記録材Ｐ上に転写する際に、帯電促進粒子３２が感光
ドラム１上から記録材Ｐ上に一部転写されてしまうの
で、特にカラー画像の形成を行う際には、無色或は白色
の粒子を用いることが望ましい。

【００５７】次に、本実施例にて用いられる現像装置３
について説明する。

【００５８】本実施例の現像装置３は、負帯電性の一成
分磁性トナー（以下、単に「トナー」という。）を含む
現像剤を用いるものであるが、本発明は現像装置３をこ
れに限定するものではないことを理解されたい。

【００５９】現像装置３は、マグネットロール３ｂを内
包した、現像剤担持体としての現像スリーブ３ａを有す
る。現像スリーブ３ａは、現像装置３の開口部から一部
露出するようにして配置される。更に、現像スリーブ３
ａ上に担持するトナーの層厚を規制する規制ブレード３
ｃが、現像スリーブ３ａを摺擦するようにして設けられ
る。現像装置３内のトナーは、現像スリーブ３ａ上を搬
送される過程で、規制ブレード３ｃによって層厚規制及
び電荷付与され、感光ドラム１と現像スリーブ３ａとが
対向する現像部に導入され、感光ドラム１上に形成され
た静電潜像を現像する。

【００６０】本実施例によると、現像スリーブ３ａは直
径１６ｍｍの非磁性スリーブであり、この現像スリーブ
３ａに負帯電性トナーをコートする。又、現像スリーブ
３ａは、感光ドラム１表面との距離を３００μｍに維持
した状態で感光ドラム１と等速にて矢印方向に回転され
る。更に、現像スリーブ３ａには、現像バイアス電源Ｓ
２より現像バイアス電圧を印加して、現像スリーブ３ａ
と感光ドラム１との間でジャンピング現像を行なう。現
像動作時の現像バイアス電圧は、- ５００ＶのＤＣ電圧
と、周波数１８００Ｈｚ、ピーク間電圧１６００Ｖの矩
形波のＡＣ電圧とを重畳したものを用いる。

【００６１】又、本実施例にて用いられる現像剤は、結
着樹脂、磁性体粒子、電荷制御剤を混合し、混練、粉
砕、分級の各行程を経て作成したものであり、更に、前
述の帯電促進粒子３２及び流動化剤を外添剤として上述
のトナーに添加したものである。尚、トナーは、平均粒
径（重量平均粒径Ｄ４）が７μｍのものを用い、一方、
帯電促進粒子３２の平均粒径（重量平均粒径Ｄ４）は前
述のように３μｍであり、その添加量は重量部で２部と
した。

【００６２】次に、本実施例のクリーニング装置につい
て詳しく説明し、本実施例において帯電ローラ２に安定
して、帯電促進粒子を供給する手段を明らかにする。図
２は、本実施例の要部を示すものであり、（ａ）は画像
形成時、（ｂ）は非画像形成時を示す。尚、本明細書で
は、画像形成時とは、像担持体上を帯電させる動作開始
から、画像の後端部に相当する転写残トナーがクリーニ
ング装置によって除去されるまでの時間をいう。又、非
画像形成時とは、像担持体上の帯電装置２０の動作前、
転写残トナーの除去の終了後において、少なくとも像担
持体１が駆動している時間のことをいう。

【００６３】本実施例にて用いられるクリーニング装置
６は、感光ドラム１表面に当接して転写残トナーなどを
掻き取るクリーニング部材としてのクリーニングブレー
ド６２、このクリーニングブレード６２を支持するブレ
ード支持体６１、及び掻き取った転写残トナーなどを収
容する廃トナー容器６５を有している。

【００６４】上記構成のクリーニング装置６において、
画像形成時には、クリーニングブレード６２の先端は一
定の加圧力で感光ドラム１表面に当接し、転写残トナー
を十分に除去する。しかし、非画像形成時には、クリー
ニングブレード６２の先端が感光ドラム１表面から離
れ、現像部で感光ドラム１上に転移した帯電促進粒子３
２がクリー二ング部を通過して帯電部に到達することに
よって帯電促進効果が高まる。

【００６５】即ち、図２（ａ）に示すように、画像形成
時にはクリーニングブレード６２の先端が感光ドラム１
の表面に当接しているが、感光ドラム１上の画像域の後
端部がクリーニング部を通過するのに同期して、然るべ
き信号がブレード支持体６１へと入力され、ブレード支
持体６１が矢印ａ方向に移動することで、図２（ｂ）に
示すように、非画像形成時にはクリーニングブレード６
２が感光ドラム１の表面から離間し、帯電促進粒子３２
がクリーニング位置を通過して、帯電部に到達できる。

【００６６】又、次いで開始する画像形成時には、感光
ドラム１上の画像域の先端部がクリーニング位置に到達
する前に、ブレード支持体６１が矢印ｂ方向（図２
（ｂ））に移動することで、クリーニングブレード６２
の先端が感光ドラム１の表面に当接し、本来のクリーニ
ング作業状態に戻る。

【００６７】以上、本実施例の画像形成装置の各部材に
ついて説明したが、次に図を参照して画像形成装置全体
の動作を更に説明する。

【００６８】先ず、画像形成時には、帯電ローラ２の芯
金２ａには- ７００Ｖの直流電圧が印加され、感光ドラ
ム１表面は印加電圧とほぼ同電位に帯電される。その
後、画像情報に応じて、画像部を露光装置Ｅから発され
るレーザー光Ｌで走査し、感光ドラム１上に静電潜像を
形成する。次いで、感光ドラム１上の静電潜像を、現像
装置３内で摩擦帯電したトナーにより可視化してトナー
像を形成する。感光ドラム１上のトナー像はその後記録
材Ｐに転写され、更に定着装置５により定着されて永久
画像を得る。その後、感光ドラム１上の転写残トナーは
クリーニング装置６によって除去される。

【００６９】非画像形成時においては、帯電ローラ２に
印加する帯電電圧を- ９００Ｖと高めに設定し、現像部
にてトナーと逆極性の帯電促進粒子３２が感光ドラム１
上に転移しやすいようにする。又、非画像形成時は、ク
リーニング位置においてクリーニングブレード６２は感
光ドラム１より離間しているので、感光ドラム１上の帯
電促進粒子３２はクリーニング装置６によって除去され
ることなく、そのまま帯電部に至り、帯電ローラ２に供
給される。従って、続く画像形成が開始される際に予め
帯電ローラ２に帯電促進粒子３２が供給されているよう
に、感光ドラム１の長手方向に対して、ムラなく均一に
帯電促進粒子３２を帯電ローラ２に供給することができ
る。尚、本実施例の画像形成装置では、転写部におい
て、転写ローラ４は感光ドラム１に対してほぼ従動回転
であるので、帯電促進粒子３２の転写ローラ４ヘの付着
は少量である。

【００７０】ここで、クリーニングブレード６２が感光
ドラム１表面から離間することによって、感光ドラム１
の回転に伴いクリーニング部を通過した帯電促進粒子３
２が帯電ローラ２へと供給されるための時間は、帯電ロ
ーラ２の表面に満遍なく帯電促進粒子３２が供給される
ように、帯電ローラ２が１回転するだけの時間以上とす
ることが望ましい。従って、連続して画像形成を行う場
合、即ち、記録材Ｐと続く記録材Ｐとの間に上記の動作
を行う場合には、記録材Ｐ間の時間を帯電ローラ２が１
回転する時間以上とするのが好ましい。更に、画像形成
装置の電源投入時や、規定枚数の画像形成毎に上記の動
作を行うことなども可能であり、その場合にもこの動作
は帯電ローラ２が１回転する時間以上とすることが望ま
しい。

【００７１】以上の工程を繰り返すことにより、帯電ロ
ーラ２には常に均一に帯電促進粒子３２が存在し、帯電
ムラのない直接注入帯電を行い、且つそれを長期に亙り
維持することができる。

【００７２】尚、本実施例では、クリーニング部材とし
てブレード状のクリーニングブレード６２を用いている
が、磁気ブラシ、ファーブラシを用いても、本実施例と
同様の効果が得られる。

【００７３】又、本実施例では、非画像形成時に帯電電
圧を通常の画像形成時帯電電圧よりマイナス極性の方に
高くすることで、帯電促進粒子３２を感光ドラム１上に
供給したが、この電圧は、帯電促進粒子３２の帯電極性
に応じて設定することが望ましい。更に、帯電電圧のみ
ならず、現像バイアス電圧のＤＣ値を変化させたり、Ａ
Ｃの周波数やピーク間電圧さらにはｄｕｔｙや波形など
を変化させたりすることによっても同様の効果が得られ
る。

【００７４】更に、本実施例では像担持体としての電子
写真感光体は、ドラム状の感光ドラム１であるとして説
明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、感
光体として、以下に説明するような少なくとも感光体の
最表面の抵抗を調整したものを好適に用いることがで
き、又、より安定した帯電特性が得ることができる。

【００７５】図５は、本発明にて好適に用いられる感光
体の断面を示す。感光体は、例えばアルミニウム製のド
ラム基体１１上に下引き層１２、正電荷注入防止層１
３、電荷発生層１４、電荷輸送層１５の順に重ねて塗工
された一般的な有機感光体ドラムに、電荷注入層１６を
塗布することにより、感光体表面の帯電性能を向上する
ことができる。

【００７６】電荷注入層１６は、光硬化型のアクリル樹
脂に、ＳｎＯ₂ の超微粒子１６ａ（重量平均粒径Ｄ４が
約０．０３μｍ）、テフロンなどの滑剤、及び重合開始
剤などを混合分散して塗工した後、光硬化法により膜形
成したものである。

【００７７】電荷注入層１６の特性として重要な点は、
表層の抵抗にある。即ち、電荷の直接注入する帯電方式
（直接注入帯電）においては、被帯電体側である感光ド
ラム１の表面の抵抗を下げることでより効率良く電荷の
授受が行えるようになる。一方、感光ドラム１は静電潜
像を一定時間保待する必要があるため、電荷注入層１６
の体積抵抗値としては１×１０⁹ 〜１×１０¹⁴Ωｃｍの
範囲であることが好ましい。又、電荷注入層１６を用い
ない場合でも、例えば電荷輸送層１５が上記の抵抗値の
範囲であれば、同等の効果が得られる。

【００７８】更に、表層の体積抵抗が約１０¹³Ωｃｍで
あるアモルファスシリコン感光体などを用いても同様な
効果が得られる。

【００７９】以上、本実施例の画像形成装置によれば、
現像特性を低下させることなく帯電促進粒子３２を安定
して帯電部材２に供給し、画像形成装置の使用開始時か
ら長期に亙る使用の後まで、像担持体を均一に帯電させ
ることができ、且つ直接注入帯電によりオゾン等の放電
生成物の生成を防止することが可能となった。

【００８０】実施例２本実施例の画像形成装置は、図１に示す実施例１の画像
形成装置と同様の構成とされ、又、非画像形成時にクリ
ーニング装置６が帯電促進粒子３２を除去するのを防止
するための方法も同様であり、転写ローラ４へのバイア
ス電圧印加動作のみが異なる。

【００８１】実施例１で述べたように、図１に示す画像
形成装置において、転写ローラ４は感光ドラム１に対し
て従動回転するので、転写部における転写ローラ４ヘの
帯電促進粒子３２の転移は少量である。しかし、少量で
あるこの転写ローラ４への帯電促進粒子３２を防止する
ことで、より多くの帯電促進粒子３２を帯電ローラ２に
供給することがてきる。

【００８２】そこで、本実施例では、非画像形成時に、
転写ローラ４に印加するバイアス電圧を帯電促進粒子３
２の転移が感光ドラム１上に付着したまま転写ローラ４
に転移しないよう設定した。

【００８３】具体的には、非転写時には、転写ローラ４
に印加するバイアス電圧を０Ｖにして、感光ドラム１上
に存在する帯電促進粒子３２が転写ローラ４に付着する
ことを防止する。

【００８４】尚、非転写時に転写ローラ４ヘ印加するバ
イアス電圧は、本実施例のものに限定されるものではな
く、本発明を実施するに際して、用いる各々の帯電促進
粒子３２の帯電極性や、感光ドラム１表面の帯電電位設
定に応じて最適化することが可能である。又、ＤＣバイ
アス、ＡＣバイアス及びその他特殊な波形が選択でき
る。

【００８５】以上、本実施例によれば、実施例１に示し
た構成では転写ローラ４に付着してしまう少量の帯電促
進粒子３２を帯電部へ供給することができるので、更に
多くの帯電促進粒子３２を帯電ローラ２に供給し、感光
ドラム１を常に安定して帯電させることができる。

【００８６】実施例３本実施例の画像形成装置は実施例１の図１に示す画像形
成装置と同様の構成とされ、又、帯電促進粒子３２が非
画像形成時にクリーニング装置６によって除去されるの
を防止する方法も同様であり、転写ローラ４の動作のみ
が異なる。図３は、本実施例の要部を示す。

【００８７】本実施例では、非画像形成時に発生する転
写ローラ４への少量の帯電促進粒子３２の転移を、実施
例２に示すような静電的な方法によらずに機械的方法に
て防止し、実施例１に比べて更に安定して帯電促進粒子
３２を帯電ローラ２へと供給することを可能にする。

【００８８】本実施例では、非画像形成時に転写ローラ
４を感光ドラム１から離間して、帯電促進粒子３２が転
写ローラ４に付着しないように設定した。即ち、画像形
成時（転写時）には、転写ローラ４は図３（ａ）に示す
ように記録材Ｐを介して感光ドラム１に当接している。

【００８９】しかし、感光ドラム１上のトナー像の後端
部が転写位置を通過した後、然るべき信号により転写ロ
ーラ４が矢印ｃ方向に移動することで、転写ローラ４
は、図３（ｂ）に示すように感光ドラム１表面から離間
する。

【００９０】こうすることにより、帯電促進粒子３２は
非画像形成時に転写位置を通過することができ、更に実
施例１に示したようにクリーニング位置を通過して、帯
電部に到達することが可能となる。

【００９１】又、次いで開始される画像形成時には、感
光ドラム１上に形成されるトナー像の先端部が転写位置
に到達する前に、転写ローラ４が矢印ｄ方向（図３
（ｂ））に移動することで、転写ローラ４は感光ドラム
１に接触し、本来の転写の行える状態に戻る。

【００９２】以上、本実施例によれば、非画像形成時に
現像から供給された帯電促進粒子３２を１００％帯電部
へ供給することができるので、帯電促進粒子３２が十分
に帯電ローラ２へと供給され、感光ドラム１を常に安定
して帯電させることができる。

【００９３】尚、本実施例では、転写装置４はローラ状
の転写ローラ４であるとして説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、ブレード、ドラム形状又は
ベルト形状のものを用いても同様な効果が得られる。

【００９４】実施例４本実施例の画像形成装置は、図１に示す実施例１の画像
形成装置と同様の構成とされ、クリーニング装置６のみ
が異なる。図４は、本実施例の要部を示す。

【００９５】本実施例にてクリーニング装置６が備える
クリーニング部材６３は、レーヨン繊維をパイル地にし
たテープを直径６ｍｍの金属製の芯金にスパイラル状に
巻き付けて、外径１０ｍｍ、長手方向の長さ２５０ｍｍ
のロールブラシ状であり、植毛密度は３００デニール/
５０フィラメント、１平方ミリメートル当り１５５本の
密度であるファーブラシとされる。

【００９６】画像形成時には、ファーブラシ６３は感光
ドラム１の回転に対してカウンター回転することによっ
て、感光ドラム１の表面の転写残トナーを除去する。即
ち、図４（ａ）に示すように、ファーブラシ６３を感光
ドラム１の表面に対して- ２００％のカウンター回転で
転写残トナーを除去し、クリー二ング容器６５内に設け
られる掻き取り部材６４によって、ファーブラシ６３に
付着したトナーがクリーニング容器６５内に掻き落とさ
れる。

【００９７】又、非画像形成時には、ファーブラシ６３
を感光ドラム１に対して従動回転とし、且つ、掻き取り
部材６４は矢印ｃ方向に移動して、図４（ｂ）に示すよ
うに、ファーブラシ６３から離間する。従って、現像部
にて感光ドラム１上に供給された帯電促進粒子３２は、
クリーニング部を通過して、帯電部に到達することがで
きる。

【００９８】又、次いで開始される画像形成時には、再
びファーブラシ６３は感光ドラム１の回転に対してカウ
ンター回転となり、且つ掻き取り部材６４も矢印ｆの方
向に移動して、通常の転写残トナーの除去が可能な状態
に戻る。

【００９９】以上、本実施例によれば、非画像時に帯電
促進粒子３２が均一に帯電ローラ２へと供給されるの
で、感光ドラム１上の帯電ムラのない良好な画像が得ら
れる。

【０１００】尚、本実施例では、クリーニング部材がフ
ァーブラシ６３であるとして説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、磁気ブラシやスポンジロー
ルを用いたクリーニングについても同様な構成で良好な
効果が得られる。又、実施例２、或は実施例３に示し
た、転写ローラ４の構成を組み合わせることで、感光ド
ラム１の帯電安定性において、より高い効果が得られ
た。

【０１０１】更に、上記４つの実施例において、電子写
真感光体１、帯電部材２を備えた帯電装置２０、現像剤
担持体３ａを備えた現像装置３、クリーニング部材６
２、６３を備えたクリーニング装置６は、枠体７によっ
て一体的にユニット化され、画像形成装置本体に対して
着脱可能のプロセスカートリッジとされている。しか
し、本発明はこれに限定されるものではなく、帯電部
材、現像剤担持体又はクリーニング手段と電子写真感光
体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを
画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである
か、又は帯電部材、現像剤担持体、クリーニング手段の
少なくとも一つと電子写真感光体とを一体的にカートリ
ッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものであ
るか、更に少なくとも現像剤担持体と電子写真感光体と
を一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱
可能としたプロセスカートリッジとすることもできる。

【０１０２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る画像
形成装置は、像担持体と、予め表面に帯電促進粒子を担
持した帯電部材を有し、帯電部材に電圧を印加し且つ像
担持体に対して速度差を持って像担持体の表面に当接さ
せることで像担持体の表面を一様に帯電させる帯電装置
と、一様に帯電された像担持体を露光し、静電潜像を形
成する露光装置と、像担持体上の静電潜像を可視化する
ためのトナーを含む現像剤と、現像剤に添加された帯電
促進粒子と、電圧が印加されて現像剤及び帯電促進粒子
を像担持体へと搬送する現像剤担持体とを有する現像装
置と、像担持体上のトナー像を記録材上に転写するため
に電圧が印加される転写装置と、像担持体上の転写残ト
ナーを除去するためのクリーニング部材を有するクリー
ニング装置と、を有する画像形成装置であって、少なく
とも非画像形成時の或る時間に、クリーニング装置が画
像形成時と異なる状態にある構成とされるので、現像特
性を低下させることなく帯電促進粒子を安定して帯電部
材に供給し、画像形成装置の使用開始時から長期に亙る
使用の後まで、像担持体を均一に帯電させることがで
き、且つ直接注入帯電によりオゾン等の放電生成物の生
成を防止することが可能となった。

【０１０３】従って、本発明の画像形成装置は、帯電ム
ラ、画像流れなどのない高品位な画像を安定して形成す
ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概
略構成図である。

【図２】本発明に従うクリーニング装置の一実施例の動
作を説明するための図でる。

【図３】本発明に従う転写装置の一実施例の動作を説明
するための図である。

【図４】本発明に従うクリーニング装置の他の実施例の
動作を説明するための図である。

【図５】本発明にて好適に用いられる電子写真感光体を
説明するための概略断面図である。

【図６】種々の接触帯電装置の帯電特性を説明するため
のグラフ図である。

【符号の説明】

１感光ドラム（像担持体）２帯電ローラ（帯電装置）３現像装置４転写ローラ（転写装置）５定着装置６クリーニング部材２０帯電装置３２帯電促進粒子６１ブレード支持体６２クリーニングブレード（クリーニング部
材）６３ファーブラシ（クリーニング部材）６４掻き取り部材

フロントページの続き (72)発明者平林純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 AA18 BB01 BB13 CC04 CC05 CC06 DD03 2H034 BC07 BC10 BD07 BD10 BE07 BE10 BF08 BF12 2H071 BA04 BA13 DA06 DA08 DA09 DA13 DA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、予め表面に帯電促進粒子を担持した帯電部材を有し、前
記帯電部材に電圧を印加し且つ前記像担持体に対して速
度差を持って前記像担持体の表面に当接させることで前
記像担持体の表面を一様に帯電させる帯電装置と、前記一様に帯電された像担持体を露光し、静電潜像を形
成する露光装置と、前記像担持体上の静電潜像を可視化するためのトナーを
含む現像剤と、前記現像剤に添加された前記帯電促進粒
子と、電圧が印加されて前記現像剤及び前記帯電促進粒
子を前記像担持体へと搬送する現像剤担持体とを有する
現像装置と、前記像担持体上のトナー像を記録材上に転写するために
電圧が印加される転写装置と、前記像担持体上の転写残トナーを除去するためのクリー
ニング部材を有するクリーニング装置と、を有する画像
形成装置であって、少なくとも非画像形成時の或る時間
に、前記クリーニング装置が画像形成時と異なる状態に
あることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記クリーニング部材は、少なくとも非
画像形成時の或る時間に、前記像担持体から離間するこ
とを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】前記クリーニング部材は、ブレード状又
は回転体とされることを特徴とする請求項１又は２の画
像形成装置。
【請求項４】前記回転体とされるクリーニング部材
は、掻き取り部材によりトナーを掻き落とされることを
特徴とする請求項３の画像形成装置。
【請求項５】前記回転体とされるクリーニング部材
は、画像形成時には前記像担持体に対して速度差を持っ
て回転し、更に少なくとも非画像形成時の或る時間には
前記像担持体に対して従動回転することを特徴とする請
求項３又は４の画像形成装置。
【請求項６】前記掻き取り部材は、少なくとも非画像
形成時の或る時間には前記回転体とされるクリーニング
部材から離間することを特徴とする請求項３、４又は５
の画像形成装置。
【請求項７】前記回転体とされるクリーニング部材
は、磁気ブラシ、ファーブラシ又は発泡弾性体のローラ
であることを特徴とする請求項３〜６のいずれかの項に
記載の画像形成装置。
【請求項８】非画像形成時の或る時間は、少なくとも
画像形成終了直後の前記像担持体が一周する時間以上で
あることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記
載の画像形成装置。
【請求項９】前記クリーニング装置が画像形成時と異
なる状態をとるのに同期して、前記帯電部材に印加する
電圧を画像形成時とは異なる電圧とすることを特徴とす
る請求項１〜８のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記クリーニング装置が画像形成時と
異なる状態をとるのに同期して、前記現像剤担持体に印
加する電圧を画像形成時とは異なる電圧とすることを特
徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の画像形成
装置。
【請求項１１】前記クリーニング装置が画像形成時と
異なる状態をとるのに同期して、前記転写装置に印加す
る電圧を画像形成時とは異なる電圧とすることを特徴と
する請求項１〜１０のいずれかの項に記載の画像形成装
置。
【請求項１２】前記クリーニング装置が画像形成時と
異なる状態をとるのに同期して、前記転写装置が前記像
担持体から離間することを特徴とする請求項１〜１１の
いずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】前記帯電促進粒子の重量平均粒径Ｄ４
は、０．０１μｍ以上で、且つ、前記トナーの平均粒径
以下であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか
の項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】前記帯電促進粒子の抵抗率は、１×１
０¹²Ωｃｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１３
のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】前記像担持体の最表面層の体積抵抗率
は、１×１０⁹ Ωｃｍ以上、１×１０¹⁴Ωｃｍ以下とさ
れることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかの項に
記載の画像形成装置。
【請求項１６】前記像担持体は電子写真感光体であ
り、前記電子写真感光体の最表面層の体積抵抗値は、１
×１０⁹ Ωｃｍ以上、１×１０¹⁴Ωｃｍ以下とされるこ
とを特徴とする請求項１〜１５のいずれかの項に記載の
画像形成装置。
【請求項１７】前記帯電部材は、弾性体とされること
を特徴とする請求項１〜１６のいずれかの項に記載の画
像形成装置。
【請求項１８】前記帯電部材は、弾性発泡体であるこ
とを特徴とする請求項１〜１６のいずれかの項に記載の
画像形成装置。
【請求項１９】前記帯電部材は、ファーブラシ、フェ
ルト又は静電植毛の布であることを特徴とする請求項１
〜１６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項２０】前記帯電部材は回転体とされることを
特徴とする請求項１〜１９のいずれかの項に記載の画像
形成装置。
【請求項２１】前記帯電部材は、前記像担持体の回転
に対してカウンターで回転することを特徴とする請求項
２０の画像形成装置。
【請求項２２】前記クリーニング装置、前記現像装
置、前記帯電装置の少なくとも一つと、前記像担持体と
しての電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、
このカートリッジは画像形成装置本体に対して着脱可能
なプロセスカートリッジとされることを特徴とする請求
項１〜２１のいずれかの項に記載の画像形成装置。