JP2001194951A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2001194951A JP2000000846A JP2000000846A JP2001194951A JP 2001194951 A JP2001194951 A JP 2001194951A JP 2000000846 A JP2000000846 A JP 2000000846A JP 2000000846 A JP2000000846 A JP 2000000846A JP 2001194951 A JP2001194951 A JP 2001194951A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】接触帯電方式、クリーナーレスプロセスの画像
形成装置において、現像で再回収しきれなかった吐き出
しトナーが接触帯電部材に蓄積することで生じるかぶり
や、タンデム方式等におけるカラー画像形成装置等で再
転写起因の色味変動などによる画像不良発生を防止し
て、安定した良好な画像形成を継続して行なうこと。 【解決手段】帯電部材2Aに一旦回収させて像担持体1
に吐き出させた転写残留現像剤を、(a)現像装置4に
て回収させ、かつ(b)転写装置5にて記録材担持体5
aあるいは中間転写体に転写させる、あるいは(b)に
より像担持体1から移動させる。(b)において像担持
体1から記録材担持体5aあるいは中間転写体に転写さ
れた転写残留現像剤は記録材担持体あるいは中間転写体
のクリーニング手段5eにて系外に除去される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、接触帯電方式、ク
リーナーレスプロセスの転写式画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】a)接触帯電 電子写真方式や静電記録方式等の画像形成装置におい
て、電子写真感光体や静電記録誘電体等の像担持体、そ
の他の被帯電体を所定の極性・電位に帯電処理する帯電
手段としては、従来より一般にコロナ帯電器が使用され
てきた。
【0003】これは像担持体(以下、感光体と記す)に
コロナ帯電器を非接触に対向配設して、コロナ帯電器か
ら放出されるコロナに感光体面をさらして感光体面を所
定の極性・電位に帯電させるものである。
【0004】近年は、上記の非接触タイプのコロナ帯電
器による場合に比べて低オゾン・低電力等の利点を有す
ることから、前記のように、被帯電体としての感光体に
電圧(帯電バイアス)を印加した帯電部材(接触帯電部
材)を当接させて感光体面を所定の極性・電位に帯電さ
せる接触方式の帯電装置の実用化がなされてきている。
【0005】特に、接触帯電部材として導電ローラ(帯
電ローラ)を用いたローラ帯電方式の装置が帯電の安定
性という点から好ましく用いられている。
【0006】また、磁性粒子を担持体に磁気拘束させた
磁気ブラシ部を具備させた磁気ブラシ帯電器(磁気ブラ
シ帯電部材、帯電磁気ブラシ)を用い、該磁気ブラシ帯
電器の磁気ブラシ部を感光体に接触させる磁気ブラシ帯
電方式の装置も帯電接触の安定性という点から好ましく
用いられている。
【0007】磁気ブラシ帯電器は、導電性の磁性粒子を
直接にマグネットに、あるいはマグネットを内包するス
リーブ上に磁気的に拘束させて磁気ブラシ部を形成具備
させたものであり、停止あるいは回転させて磁気ブラシ
部を感光体に接触させ、これに電圧を印加することによ
って感光体の帯電を開始させる。
【0008】また、導電性の繊維をブラシ状に形成具備
させたファーブラシ帯電部材(帯電ファーブラシ)、導
電性ゴムをブレード状にした導電ゴムブレード(帯電ブ
レード)等も接触帯電部材として好ましく用いられてい
る。
【0009】接触帯電の帯電機構(帯電のメカニズム、
帯電原理)にはコロナ帯電系と注入帯電系の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。
【0010】コロナ帯電系は、接触帯電部材と感光体と
の微小間隙に生じるコロナ放電現象による放電生成物で
感光体表面が帯電する系である。コロナ帯電は接触帯電
部材と感光体に一定の放電しきい値を有するため、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。また、コロナ帯電器に比べれば発生量は格段に少な
いけれども放電生成物を生じる。
【0011】電荷注入帯電系は、接触帯電部材から感光
体に直接に電荷が注入されることで感光体表面が帯電す
る系である。より詳しくは、中抵抗の接触帯電部材が感
光体表面に接触して、放電現象を介さずに、つまり放電
を基本的に用いないで感光体表面に直接電荷注入を行う
ものである。よって、接触帯電部材への印加電圧が放電
閾値以下の印加電圧であっても、感光体を印加電圧相当
の電位に帯電することができる。この電荷注入帯電系は
オゾンの発生を伴わない。
【0012】電荷注入帯電であるため、接触帯電部材の
感光体への接触性が帯電性に大きく効いてくる。そこで
接触帯電部材はより密に構成し、また感光体との速度差
を多く持ち、より高い頻度で感光体に接触する構成をと
る必要があり、この点において接触帯電部材として特に
磁気ブラシ帯電器は安定した帯電を行うことができる。
【0013】磁気ブラシ帯電器による電荷注入帯電は抵
抗とコンデンサーの直列回路と等価であると見ることが
できる。理想的な帯電プロセスでは感光体表面のある点
が磁気ブラシと接触している時間(帯電ニップ×感光体
の周速)にコンデンサーが充電され、感光体表面電位が
印加電圧とほぼ同値になる。
【0014】導電性の接触帯電部材に電圧を印加し感光
体の表面にあるトラップ準位に電荷を注入して感光体の
接触帯電を行う方法がある。また、感光体として通常の
有機感光体上に導電性微粒子を分散させた表層(電荷注
入層)を有するものや、アモルファスシリコン感光体な
どを用いると、接触帯電部材に印加したバイアスのうち
の直流成分と略同等の帯電電位を被帯電体表面に得るこ
とが可能である(特開平6−3921号公報)。
【0015】注入帯電方式は、環境依存性が少ないだけ
でなく、放電を用いないため、接触帯電部材に対する印
加電圧は感光体電位と同程度で十分であり、またオゾン
を発生しない利点があり、完全なオゾンレスかつ低電力
消費型帯電が可能となる。
【0016】b)クリーナーレスプロセス(トナーリサ
イクルプロセス) 近年、画像形成装置は小型化が進んできたが、帯電・露
光・現像・転写・定着・クリーニング等の作像プロセス
の各手段・機器が夫々小型になるだけでは画像形成装置
の全体的な小型化には限界があった。
【0017】また転写後の感光体上の転写残トナー(残
留現像剤)はクリーニング手段(クリーナー)によって
回収されて廃トナーとなるが、この廃トナーは環境保護
の面からも出ないことが好ましい。
【0018】そこで、クリーナーを取りはずし、感光体
上の転写残トナーは現像手段によって「現像同時クリー
ニング」で感光体上から除去し現像手段に回収・再用す
る装置構成にした「クリーナーレスプロセス」の画像形
成装置も出現している。
【0019】現像同時クリーニングとは、転写後に感光
体上に若干残留したトナーを次工程以後の現像時にかぶ
り取りバイアス(現像手段に印加する直流電圧と感光体
の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Vback)
によって回収する方法である。この方法によれば、転写
残トナーは現像手段に回収されて次工程以後用いられて
いるため、廃トナーをなくし、メンテンナンスに手を煩
わせることも少なくすることができる。またクリーナー
レスであることでスペース面での利点も大きく、画像形
成装置を大幅に小型化できるようになる。
【0020】c)カラー画像形成装置 また、複数の画像形成部(作像ステーション)を備え、
各画像形成部でそれぞれ色の異なったトナー像を形成
し、そのトナー像を同一記録材上に順次重ね合わせて転
写してカラー画像を形成する画像形成装置、いわゆる夕
ンデム方式を採用したカラー画像形成装置が種々提案さ
れている。
【0021】図20にそのようなカラー画像形成装置の
一例の要部の概略構成を示した。SY・SM・SC・S
Bは図において右側から左側に順次に配列配置した第1
〜第4の4つの作像ステーションであり、それぞれイエ
ロートナー画像、マゼンタトナー画像、シアントナー画
像、ブラックトナー画像を形成する作像ステーションで
ある。
【0022】本例において、この第1〜第4の作像ステ
ーションS(Y・M・C・B)はそれぞれ電子写真作像
機構であり、像担持体としての電子写真感光体1(Y・
M・C・B)、帯電装置2(Y・M・C・B)、現像装
置4(Y・M・C・B)、クリーニング装置6(Y・M
・C・B)等を備え、各電子写真感光体1(Y・M・C
・B)は矢印の時計方向に所定のプロセススピード(周
速度)をもって回転駆動され、その周面に帯電・露光L
(Y・M・C・B)・現像のプロセスによりトナー画像
が形成される。
【0023】露光装置は図に省略したが、例えばレーザ
ービームスキャナーである。レーザービームスキャナー
は、半導体レーザー、ボリゴンミラー、F−θレンズ等
を有してなり、CCD等の光電変換素子を有する原稿読
み取り装置・電子計算機・ワードプロセッサー等の不図
示のホスト装置から入力する目的の画像情報の時系列電
気デジタル画像信号に対応して変調されたレーザー光を
射出して回転感光体ドラムの一様帯電処理面をレーザー
光走査露光する。このレーザー光走査露光により回転感
光体ドラムの周面に目的の画像情報に対応した静電潜像
が形成される。
【0024】第1の作像ステーションSYにおいては、
露光LYはフルカラー画像のシアン成分像に対応する露
光であり、現像装置4Yは現像剤にシアントナーを有す
る現像装置である。
【0025】第2の作像ステーションSMにおいては、
露光LMはフルカラー画像のマゼンタ成分像に対応する
露光であり、現像装置4Mは現像剤にマゼンタトナーを
有する現像装置である。
【0026】第3の作像ステーションSCにおいては、
露光LCはフルカラー画像のイエロー成分像に対応する
露光であり、現像装置4Cは現像剤にイエロートナーを
有する現像装置である。
【0027】第4の作像ステーションSBにおいては、
露光LBはフルカラー画像のブラック成分像に対応する
露光であり、現像装置4Bは現像剤にブラックトナーを
有する現像装置である。
【0028】51はエンドレスベルト型の記録材担持体
(以下、転写ベルトと記す)である。この転写ベルト5
1は第1〜第4の作像ステーションS(Y・M・C・
B)の下側において各作像ステーションに渡らせて左右
側の駆動ローラ52とターンローラ53との間に懸回張
設して左右方向にほぼ水平に配設してある。転写ベルト
51は駆動ローラ52が駆動モーター54により駆動さ
れて矢印の反時計方向に所定のプロセススピードをもっ
て回転駆動される。
【0029】転写ベルト51は、ポリエチレンテレフタ
レート樹脂シート(PET樹脂)や、ポリフッ化ビニリ
デン樹脂シート、ポリウレタン樹脂シートなどの誘電体
樹脂のシートからなっており、その両端部を互いに重ね
合わせて接合し、エンドレス形状にしたものか、あるい
は継ぎ目を有しない(シームレス)ベルトが用いられて
いる。
【0030】55(Y・M・C・B)は転写帯電ブレー
ドであり、転写ベルト51の内側において各作像ステー
ションS(Y・M・C・B)の感光体1(Y・M・C・
B)の下面部に対して転写ベルト51の上行側ベルト部
分を加圧当接させて配設してある。第1〜第4の各作像
ステーションS(Y・M・C・B)において感光体1
(Y・M・C・B)の下面部と転写ベルト51との加圧
当接部が第1〜第4の転写部(転写ニップ部)T(Y・
M・C・B)である。
【0031】56は転写ベルト51のクリーニング装置
(転写ベルトクリーナー)である。本例のものは転写ベ
ルト51の表面にクリーニングウエブ(不織布)57を
当接させて転写ベルト表面から残留したトナー及びその
他の異物を拭い取るタイプのものである。
【0032】而して、不図示の給紙機構から記録材(被
転写材)Pが給送され、レジストローラ8により所定の
制御タイミングにて転写ベルト51の上行側ベルト上に
第1の作像ステーションSY側から給紙される。
【0033】転写ベルト51上に給紙された記録材Pは
転写ベルト面に静電吸着保持されて転写ベルト51の回
転に伴い第1〜第4の転写部T(Y・M・C・B)を順
次に搬送され、 .第1の転写部TYにおいて第1の作像ステーション
SYの感光体1Yの面に形成のシアントナー画像の転写 .第2の転写部TMにおいて第2の作像ステーション
SMの感光体1Mの面に形成のマゼンタトナー画像の転
写 .第3の転写部TCにおいて第3の作像ステーション
SCの感光体1Cの面に形成のイエロートナー画像の転
写 .第4の転写部TBにおいて第4の作像ステーション
SBの感光体1Bの面に形成のブラックトナー画像の転
写を順次に受ける。
【0034】この4つのトナー画像の重畳転写(多重転
写)により記録材P面には目的のフルカラー画像に対応
したトナー画像が合成形成される。
【0035】第1〜第4の各作像ステーションS(Y・
M・C・B)におけるトナー画像形成開始タイミングは
所定に同期を取って関連的になされることで、各作像ス
テーションで形成されるトナー画像が転写ベルト51で
搬送される同一の記録材Pの面に所定に位置合わせされ
て順次に重なるように転写される。
【0036】転写ベルト51で担持搬送され最終の第4
の転写部TBを通過した記録材Pは、除電装置9で除電
されて転写ベルト51から分離され、不図示の熱定着装
置へ導入されて記録材上の未定着トナー画像が熱溶融・
混色して永久画像として定着され、画像形成物として排
紙される。
【0037】各作像ステーションS(Y・M・C・B)
において転写後の感光体1(Y・M・C・B)に残留し
た転写残トナーはクリーニング装置6(Y・M・C・
B)で除去される。
【0038】また、転写ベルト51の表面に付着したト
ナー及びその他の異物はクリーニング装置56で除去さ
れる。
【0039】また、カラー画像形成装置としては、上記
の様に複数の像担持体1(Y・M・C・B)を備える方
式の他に、一つの像担持体において、帯電一潜像形成一
現像一転写→クリーニングの工程を複数繰り返すことに
よりカラー画像形成を行う方式も有る。またそれぞれの
画像形成方法について、転写ベルト或いは転写ドラムに
記録材を吸着させ、同一記録材上にトナー画像を順次重
ね合わせる方式や、中間転写体上に複数のトナー画像を
多重転写した後に、その多重転写トナー画像を記録材上
に一括転写する中間転写方式などがある。
【0040】
【発明が解決しようとする課題】(A)ところで、現像
同時クリーニング方式(クリーナーレスプロセス)の画
像形成装置において画像形成を繰り返すと、転写残トナ
ーが現像手段によって回収仕切れないために、先の画像
が薄く残る、所謂ボジゴーストが発生してしまった。
【0041】このボジゴーストは、像担持体上の転写残
トナーが帯電部材位置を通過する際、転写残トナーの下
の像担持体部分を帯電できないことにより、この像担持
体部分では現像手段において転写残トナーを回収するた
めのかぶり取り電位(Vback)が確保出来ないために発
生する現象である。
【0042】帯電部材として接触式を用いている場合、
接触帯電器が汚染されることによりより顕著になる。
【0043】このようなポジゴーストの発生を防止する
ため、特開平10−31346号公報に示されている様
に、帯電部材として接触帯電部材を用い、転写残トナー
を一旦帯電部材内に回収し、回収した残トナーと接触帯
電部材との摩擦帯電により像担持体に静電潜像を形成す
るための正規帯電極性と同極性に帯電した後、感光体上
に回収トナーを吐き出すことで、支障無く現像同時回収
を行うという手法が提案されている。
【0044】しかし上記手法を用いても、例えば画像比
率の高い画像を連続して形成する、或いは温湿度/紙種
等の条件が重なって、極端に転写効率が落ちてしまった
場合などは、上記吐き出しトナー量が極端に増え、その
ため吐き出しトナーを現像位置にて完全回収することが
出来ない場合が生じる。このとき現像位置をすり抜けた
吐き出しトナーは、汚れとなって記録材上に表れてしま
う。
【0045】また、特開平6−51672号公報から類
推出来る様に、回収トナーを感光体上に再び吐き出す
際、故意に感光体上の非通紙部に相当する部分に吐き出
し、記録材上には前記のような汚れを発生させないとい
うことが考えられる。確かにこの手法を用いると、吐き
出しトナーを回収しきれなかった場合の画像上の汚れは
減少する。
【0046】しかし上記に示した様な場合、例えば画像
比率の高い画像を連続して形成する、或いは温湿度/紙
種等の条件が重なって、極端に転写効率が落ちてしまっ
た場合などにおいて、接触帯電部材に一旦回収され、吐
き出されたトナーは、現像位置及び転写位置をすり抜
け、再び接触帯電部材に回収される。すると転写後の像
担持体上の残トナー量は増加し、それに伴って接触帯電
部材内に回収されるトナー量も増加する。この時、接触
帯電部材に回収される残トナーの接触帯電部材に対する
付着、混入で接触帯電部材の電気抵抗値が大きく変化す
る。例えば、接触帯電部材が磁気ブラシ帯電器(注入帯
電器)であれば、磁気ブラシ部にトナーが混入し、それ
の電気抵抗は大きくなる。そのため、帯電ニップ通過中
に充分な電荷の移動が行われず、帯電ニップ通過後の感
光体表面電位は印加電圧より小さくなってしまう。感光
体表面電位と印加電圧との電位差を△Vとすると、電位
差△Vは磁気ブラシ部に混入したトナーの量が多いほど
大きくなり、その結果、現像部でのかぶり発生を引き起
こしてしまう。
【0047】また、カラー画像形成装置においては、上
記の夕ンデム系あるいはそれ以外の系において、一度記
録材上あるいは中間転写体上に転写されたトナー画像
が、次色を転写する際に再度像担持体に転写され(以
後、再転写と称する)、所望のトナー画像を得られない
という問題がある。
【0048】前記すベてのカラー画像形成装置が、有彩
色の重ねあわせによって各種の色を再現していることを
考えると、再転写は記録材全域における重ねあわせの有
彩色すベてに影響を及ばすことになる。
【0049】たとえば夕ンデム系の上記カラー画像形成
装置と、上記クリーナーレスプロセスとを組み合わせた
画像形成装置の場合、転写残トナーと再転写トナーとが
混合したものがかぶり取りバイアスVbackにより現像回
収される。再転写トナーは転写残トナーとは色が異なっ
ているため、再転写トナーが転写残トナーと同様に現像
回収されることで、現像剤は混色を引き起こす。従って
画像形成を経るに連れて現像装置内に異色のトナーが蓄
積されるため、所望の色彩を得ることができなくなって
しまう。この現象は再転写トナー量が多いときに特に顕
著になる。
【0050】そこで本発明は、接触帯電方式、クリーナ
ーレスプロセスの画像形成装置において、現像で再回収
しきれなかった吐き出しトナーが接触帯電部材に蓄積す
ることで生じるかぶりや、タンデム方式等におけるカラ
ー画像形成装置等で再転写起因の色味変動などによる画
像不良発生を防止して、安定した良好な画像形成を継続
して行なうことを目的とする。
【0051】(B)上記したように、接触帯電方式・ク
リーナーレスプロセスの転写式画像形成装置において
は、接触帯電部材に一旦回収される転写残トナーの接触
帯電部材に対する付着・混入で該接触帯電部材の電気抵
抗値が変化することになる。例えば、接触帯電部材が磁
気ブラシ帯電器(注入帯電器)であれば、磁気ブラシ部
にトナーが混入し、それの電気抵抗は次第に大きくなっ
ていく。そのため、帯電ニップ通過中に充分な電荷の移
動が行われず、帯電ニップ通過後の感光体表面電位は印
加電圧より小さくなってしまう。感光体表面電位と印加
電圧との電位差を△Vとすると、電位差△Vは磁気ブラ
シ部に混入したトナーの量が多いほど大きくなり、その
結果、現像部でのかぶり発生を引き起こすため、磁気ブ
ラシ部へ混入しているトナー量を一定以下に保つ必要が
ある。
【0052】磁気ブラシ帯電器に取り込まれたトナーが
磁気ブラシキャリア(磁性粒子、帯電キャリア)との接
触により感光体電位と同極の電荷を付与されている場
合、電位差△Vによって発生する電界により混入トナー
は磁気ブラシ中から感光体表面に吐き出される。特開平
9ー96949号公報などに開示されるように、この現
象を利用した、非作像時(非画像形成時)に帯電バイア
スのAC成分(交流成分)の振幅Vppを減少させた
り、AC成分の印加を停止させることで電位差△Vを大
きくし、積極的にトナーを吐き出させて磁気ブラシの電
気抵抗上昇を抑える方法が知られている。
【0053】上述の非作像時の吐き出しとしては、紙間
や作像動作終了後の後回転などで行うことで、長期の使
用において磁気ブラシ中の混入トナー量を一定以下に保
つことが可能となる。
【0054】さらに、吐き出しを行ったとしても、前述
のような複数の画像形成部をもつ多重転写系の画像形成
装置では、上流の画像形成部で転写ベルト上に転写され
た吐き出しトナーが、下流側の画像形成部の感光ドラム
に再転写され、その画像形成部の帯電部に回収されてし
まい、帯電性がより悪くなってしまうという間題があっ
た。特に、吐き出しトナー量が多いときほど、再転写さ
れるトナーが多いことが本発明者らの検討により明らか
になった。
【0055】そこで本発明は、接触帯電・クリーナーレ
ス系の画像形成装置における帯電性安定化・かぶり防止
を図り、安定した良好な画像形成を継続して行なうこと
を目的とする。
【0056】
【課題を解決するための手段】本発明は下記の手段構成
を特徴とする画像形成装置である。
【0057】(1)像担持体と、該像担持体に当接する
帯電部材を有し該帯電部材に帯電バイアスを印加するこ
とで像担持体の帯電を行う帯電装置と、該像担持体の帯
電処理面に静電潜像を形成する画像情報書き込み装置
と、該静電潜像を現像剤により顕像化する現像装置と、
該像担持体表面の現像剤像を記録材あるいは中間転写体
に移動させる転写装置と、を具備する画像形成装置にお
いて、転写部通過後の像担持体表面の残留現像剤を前記
帯電装置の像担持体に当接する帯電部材に一旦回収さ
せ、その回収現像剤を帯電部材から吐き出させ、該吐き
出された現像剤を以下の(a)且つ(b)、或いは
(b)により像担持体上から移動させることを特徴とす
る画像形成装置。
【0058】記 (a)現像装置にて再回収させること。
【0059】(b)転写装置にて記録材を担持搬送する
記録材担持体あるいは中間転写体に転写させること。
【0060】(2)複数の像担持体を有し、該像担持体
に当接する帯電部材を有し該帯電部材に帯電バイアスを
印加することで像担持体の帯電を行う帯電装置と、該像
担持体の帯電処理面に静電潜像を形成する画像情報書き
込み装置と、該静電潜像を現像剤により顕像化する現像
装置と、該像担持体表面の現像剤像を記録材あるいは中
間転写体に移動させる転写装置を具備する画像形成装置
において、転写部通過後の像担持体表面の残留現像剤を
前記帯電装置の像担持体に当接する帯電部材に一旦回収
させ、その回収現像剤を帯電部材から吐き出させ、転写
装置にて記録材を担持搬送する記録材担持体あるいは中
間転写体に移動させることを特徴とする画像形成装置。
【0061】(3)像担持体表面の現像剤像を記録材あ
るいは中間転写体に転写させる際の転写電流と、帯電部
材から吐き出された現像剤を転写装置により記録材担持
体あるいは中間転写体に転写する際の転写電流とが異な
ることを特徴とする(1)または(2)に記載の画像形
成装置。
【0062】(4)像担持体表面の現像剤像を記録材あ
るいは中間転写体に転写させる際の転写電流の方が、帯
電部材から吐き出された現像剤を転写装置により記録材
担持体あるいは中間転写体に転写する際の転写電流より
も大きいことを特徴とする(1)ないし(3)の何れか
に記載の画像形成装置。
【0063】(5)帯電部材から吐き出された現像剤を
転写装置により記録材担持体あるいは中間転写体に転写
する際の転写電流が、0μAより大きく20μA以下で
あることを特徴とする(1)ないし(4)の何れかに記
載の画像形成装置。
【0064】(6)帯電部材から吐き出された現像剤を
転写装置により記録材担持体あるいは中間転写体に転写
する際の転写電流が、0μAより大きく12μA以下で
あることを特徴とする(1)ないし(4)の何れかに記
載の画像形成装置。
【0065】(7)帯電部材から吐き出された現像剤が
現像部を通過する際、現像装置のうち現像スリーブの回
転を停止することを特徴とする(2)に記載の画像形成
装置。
【0066】(8)回収現像剤を帯電部材から吐き出さ
せる場合に帯電部材に対して画像形成時とは異なる吐き
出しバイアスを持つことを特徴とする(1)ないし
(7)の何れかに記載の画像形成装置。
【0067】(9)吐き出しバイアスのAC成分の振幅
は、作像時の帯電印加バイアスのAC成分の振幅よりも
小さいことを特徴とする(1)ないし(8)の何れかに
記載の画像形成装置。
【0068】(10)像担持体が電子写真感光体である
ことを特徴とする(1)ないし(9)の何れかに記載の
画像形成装置。
【0069】(11)像担持体が電荷注入帯電性である
ことを特徴とする(1)ないし(10)の何れかに記載
の画像形成装置。
【0070】(12)像担持体が絶縁性のバインダー中
に導電性微粒子を分散させた電荷注入層を有する電子写
真感光体であることを持徴とする(1)ないし(11)
の何れかに記載の画像形成装置。
【0071】(13)像担持体の帯電処理面に静電潜像
を形成する画像情報書き込み装置が露光装置であること
を特徴とする(1)ないし(12)の何れかに記載の画
像形成装置。
【0072】(14)像担持体と、該像担持体に当接す
る帯電部材を有して像担持体を帯電する帯電手段と、該
像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電
潜像を現像剤により顕像化する現像手段とを各々複数備
え、かつ記録材を担持する記録材担持体と、該複数の像
担持体表面の現像剤像を記録材に転写させる転写手段を
備える画像形成装置において、転写手段により記録材に
転写せずに像担持体表面に残留した現像剤を前記帯電部
材に一旦回収させ、その回収現像剤を帯電部材から吐き
出させて、転写手段により記録材担持体に転写させる方
式であって、複数の帯電部材から吐き出された現像剤が
記録材担持体上で重ならないように吐き出しタイミング
を制御することを特徴とする画像形成装置。
【0073】(15)第1の像担持体と、該第1の像担
持体に当接する帯電部材を有して第1の像担持体を帯電
する帯電手段と、該第1の像担持体に静電潜像を形成す
る潜像形成手段と、該静電潜像を現像剤により顕像化す
る現像手段とを各々複数備え、かつ該複数の第1の像担
持体上の現像剤像を第2の像担持体に転写させる第1の
転写手段と、第2の像担持体から現像剤像を記録材に転
写する第2の転写手段を備える画像形成装置において、
第1の転写手段により第2の像担持体に転写せずに第1
の像担持体表面に残留した現像剤を前記帯電部材に一旦
回収させ、その回収現像剤を帯電部材から吐き出させ
て、第1の転写手段により第2の像担持体に転写させる
方式であって、前記複数の帯電部材から吐き出された現
像剤が第2の像担持体上で重ならないように吐き出しタ
イミングを制御することを特徴とする画像形成装置。
【0074】(16)記録材担持体クリーニング部を設
け、記録材担持体に吐き出された現像剤を該記録材担持
体クリーニング部で回収することを特徴とする(14)
または(15)に記載の画像形成装置。
【0075】(17)現像剤の吐き出し制御を非画像形
成時であって、前回転工程時、紙間時、後回転時に行う
ことを特徴とする(14)ないし(16)の何れかに記
載の画像形成装置。
【0076】(18)吐き出された現像剤が現像ニップ
を通過するとき、現像剤を現像することを特徴とする
(14)ないし(17)の何れかに記載の画像形成装
置。
【0077】(19)ブレードを用いた記録材担持体ク
リーニング部を設け、記録材担持体と該記録材担持体ク
リーニング部の潤滑材として該吐き出された現像剤を用
いることを特徴とする(14)ないし(18)の何れか
に記載の画像形成装置。
【0078】(20)帯電部材が磁性粒子と磁性粒子担
持体からなることを特微とする(14)ないし(19)
の何れかに記載の画像形成装置。
【0079】(21)像担持体が電子写真感光体である
ことを特徴とする(14)ないし(20)の何れかに記
載の画像形成装置。
【0080】〈作 用〉 1)即ち本発明は、接触帯電・クリーナーレス系の画像
形成装置において、帯電部材に一旦回収させて像担持体
に吐き出させた転写残留現像剤を、(a)現像装置にて
回収させ、かつ(b)転写装置にて記録材担持体あるい
は中間転写体に転写させる、あるいは(b)により像担
持体から移動させる。(b)において像担持体から記録
材担持体あるいは中間転写体に転写された転写残留現像
剤は記録材担持体あるいは中間転写体のクリーニング手
段にて系外に除去される。
【0081】したがって、画像形成が繰り返されたり、
環境変動等で転写効率が極端に落ちる等しても、帯電部
材に過剰量の転写残留現像剤が蓄積した状態が生じるこ
とや、現像装置で回収仕切れない転写残留現像剤が生じ
ることが抑制され、現像で再回収しきれなかった転写残
留現像剤が接触帯電部材に蓄積することで生じるかぶり
や、タンデム方式等におけるカラー画像形成装置等にお
ける再転写起因の色味変動などによる画像不良の発生が
防止され、安定した良好な画像形成を継続して行なうこ
とが可能となる。
【0082】2)接触帯電・クリーナーレス系の画像形
成部を複数備えたタンデム方式等のカラー画像形成装置
等においては、複数の画像形成部の像担持体から記録材
担持体あるいは中間転写体への転写残留現像剤の吐き出
しタイミングを制御して記録材担持体あるいは中間転写
体上で吐き出し現像剤が重ならないようにする。
【0083】このため、一度に大量の吐き出し現像剤が
下流側の画像形成部の転写部に送られることによる再転
写を防ぐことができる。
【0084】従って、吐き出し現像剤を確実に記録材担
持体あるいは中間転写体のクリーニング手段で回収させ
ることができる。
【0085】また、一度に大量の吐き出し現像剤が記録
材担持体あるいは中間転写体のクリーニング手段へ送ら
れないようにし確実なクリーニング性を得ることができ
る。
【0086】以上のことから、各画像形成部において帯
電部材への混入現像剤量を一定以下に保ち、かぶりの無
い画像形成が可能となる。安定した良好な画像形成を継
続して行なうことが可能となる。
【0087】
【発明の実施の形態】〈第1の実施例〉(図1〜図1
1) (1)画像形成装置例(図1) 図1は画像形成装置例の概略構成図である。本実施例の
画像形成装置は、転写式電子写真プロセス、電荷注入帯
電方式、クリーナーレスプロセスのレーザービームプリ
ンターである。
【0088】1は像担持体としての回転ドラム型の電子
写真感光体(以下、感光体ドラムと記す)である。本実
施例の感光体ドラム1は負帯電性・電荷注入帯電性のO
PC感光体(有機光導電性感光体)であり、矢示の時計
方向aに150mm/sec.のプロセススピード(周
速度)で回転駆動される。
【0089】2は感光体ドラム1の面を所定の極性・電
位に一様に帯電処理する接触帯電装置である。本実施例
では磁気ブラシ帯電装置であり、回転する感光体ドラム
1の面はこの磁気ブラシ帯電装置2によりほぼ−700
vに電荷注入帯電方式で一様に帯電処理される。
【0090】3は画像情報露光手段(露光装置)であ
り、本実施例ではレーザービームスキャナーである。こ
のレーザービームスキャナー3は、半導体レーザー、ポ
リゴンミラー、F−θレンズ等を有してなり、CCD等
の光電変換素子を有する原稿読み取り装置、電子計算
機、ワードプロセッサー等の不図示のホスト装置から入
力する目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に
対応して変調されたレーザー光Lを射出して、回転感光
体ドラム1の一様帯電処理面をレーザー光走査露光す
る。このレーザー光走査露光により回転感光体ドラム1
の周面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成され
る。
【0091】4は現像装置(現像器)である。本実施例
では、重合法で作成した、転写残トナーの少ない高離型
性球形非磁性トナーと、磁性キャリアを混合した現像剤
による2成分接触現像方式の現像装置を用いている。そ
して回転感光体ドラム1面の静電潜像をトナー像として
反転現像させている。
【0092】5は感光体ドラム1の下側に配設した転写
装置であり、本実施例の該転写装置は転写ベルトタイプ
である。5aは記録材担持体としての無端状の転写ベル
ト(例えば、膜厚75μmのポリイミドのベルト)であ
り、駆動ローラ5bと従動ローラ5c間に懸回張設され
ていて、感光体ドラム1の回転方向に順方向に感光体ド
ラム1の回転周速度とほぼ同じ周速度で回動される。5
dは転写ベルト5aの内側に配設した導電性ブレードで
あり、転写ベルト5aの上行側ベルト部分を感光体ドラ
ム1の下面部分に加圧して転写部位としての転写ニップ
部Tを形成させている。
【0093】5eは転写ベルト5aの表面を清掃するク
リーニング部材(転写ベルトクリーナー)である。本例
においては転写ベルト5aの表面に圧接させた弾性ブレ
ード部材である。
【0094】11は給紙カセットであり、紙などの記録
材(被転写材)Pを積載収納させてある。給紙ローラ1
2の駆動により給紙カセット11内に積載収納の記録材
Pが1枚分離給紙され、搬送ローラ13等を含むシート
パス14を通って所定の制御タイミングにて回転感光体
ドラム1と転写装置5の転写ベルト5aとの間の転写ニ
ップ部Tに給送される。
【0095】転写ニップ部Tに給送された記録材Pは回
転感光体ドラム1と転写ベルト5aの間を挟持搬送さ
れ、その間、導電性ブレード5dに転写バイアス印加電
源E5から所定の転写バイアスが印加されて、記録材P
の裏面からトナーと逆極性の帯電がなされる。これによ
り、転写ニップ部Tを通る記録材Pの表面側に回転感光
体ドラム1面側のトナー画像が順次に静電転写されてい
く。また転写工程終了後。転写ベルト5aはクリーニン
グ部材5eによりクリーニングされる。
【0096】転写ニップ部Tを通ってトナー画像の転写
を受けた記録材Pは回転感光体ドラム1面から順次に分
離されてシートパス15を通って定着装置(例えば熱ロ
ーラ定着装置)16に導入されてトナー画像の定着処理
を受けてプリントアウトされる。
【0097】本実施例のプリンターはクリーナーレスプ
ロセスであり、転写ニップ部Tで記録材Pに転写されず
に回転感光体ドラム1の表面に残ったトナーを除去する
専用のクリーナーは配設していないが、転写残トナー
は、後述するように、引き続く感光体ドラム1の回転で
磁気ブラシ帯電装置2の帯電ニップ部Nの位置に至り、
感光体ドラム1に接触している接触帯電部材としての磁
気ブラシ帯電器(注入帯電器)2Aの磁気ブラシ部に一
時的に回収され、その回収トナーが再び感光体ドラム1
面に吐き出されて最終的に現像部位Dにて現像装置4に
回収され、感光体ドラム1は繰り返して作像に供され
る。
【0098】磁気ブラシ帯電器2Aから感光体ドラム1
面へのトナーの吐き出しは,磁気ブラシ帯電器2Aに取
り込まれたトナーが磁気ブラシキャリア(磁性粒子、帯
電キャリア)との接触により感光体電位と同極の電荷を
付与されている場合、前記電位差△Vによって発生する
電界により磁気ブラシ中から感光体表面に吐き出される
ことにより行われる。特開平9−96949号公報など
に開示されるように、この現象を利用した、非作像時
(非画像形成時)に帯電バイアスのAC成分(交流成
分)の振幅Vppを減少させたり、AC成分の印加を停
止させることで電位差△Vを大きくし、積極的にトナー
を吐き出させて磁気ブラシの電気抵抗上昇を抑える方法
が知られている。
【0099】7は転写装置5と磁気ブラシ帯電装置2と
の間において感光体ドラム1に当接させ、ACバイア
ス、帯電と逆極性のDCバイアス、またはACバイアス
を重畳した帯電と逆極性のDCバイアスを印加した導電
性ブラシであり、磁気ブラシ帯電装置2による帯電直前
の感光体ドラム1の表面電位をならすと同時に、転写残
トナーを除電、もしくは感光体ドラム1の帯電と逆極性
に帯電して、磁気ブラシ帯電器2Aの磁気ブラシ部での
トナー回収を容易にする。E6はこの導電性ブラシ12
に対するバイアス印加電源である。
【0100】(2)プリンターの動作シーケンス(図
2) 図2は上記プリンターの動作シーケンス図である。
【0101】a.前多回転工程:プリンターの始動動作
期間(起動動作期間、ウォーミング期間)である。メイ
ン電源スイッチ−オンにより、装置のメインモーターを
駆動させて感光体ドラム1を回転駆動させ、所定のプロ
セス機器の準備動作を実行させる。
【0102】b.前回転工程:プリント前動作を実行さ
せる期間である。この前回転工程は前多回転工程中にプ
リント信号が入力したときには前多回転工程に引き続い
て実行される。プリント信号の入力がないときには前多
回転工程の終了後にメインモーターの駆動が一旦停止さ
れて感光体ドラム1の回転駆動が停止され、プリンター
はプリント信号が入力されるまでスタンバイ(待機)状
態に保たれる。プリント信号が入力すると前回転工程が
実行される。
【0103】c.印字工程(画像形成工程、作像工
程):所定の前回転工程が終了すると、引き続いて回転
感光体ドラムに対する作像プロセスが実行され、回転感
光体ドラム面に形成されたトナー画像の記録材への転
写、定着手段によるトナー画像の定着処理がなされて画
像形成物がプリントアウトされる。
【0104】連続印字(連続プリント)モードの場合は
上記の印字工程が所定の設定プリント枚数n分繰り返し
て実行される。
【0105】d.紙間工程:連続印字モードにおいて、
一の記録材の後端部が転写ニップ部Tを通過した後、次
の記録材の先端部が転写ニップ部Tに到達するまでの間
の、転写ニップ部Tにおける記録材の非通紙状態期間で
ある。
【0106】この期間に転写ニップ部Tを通過する回転
感光体ドラムの領域がその前に帯電ニップ部Nを通過す
る間は、帯電バイアスのAC成分の印加を停止させ、磁
気ブラシ帯電部材2Aで一時的に回収した転写残トナー
を回転感光体ドラム1面に吐き出させる。
【0107】e.後回転工程:最後の記録材の印字工程
が終了した後もしばらくの間メインモー夕ーの駆動を継
続させて感光体ドラム1を回転駆動させ、所定の後動作
を実行させる期間である。
【0108】この期間においても紙間工程と同様に帯電
バイアスのAC成分の印加を停止させることで、磁気ブ
ラシ帯電部材2Aで一時的に回収した転写残トナーを回
転感光体ドラム1面に吐き出させる。
【0109】f.ス夕ンバイ:所定の後回転工程が終了
すると、メインモー夕ーの駆動が停止されて感光体ドラ
ム1の回転駆動が停止され、プリン夕ーは次のプリント
ス夕−ト信号が入力するまでス夕ンバイ状態に保たれ
る。
【0110】1枚だけのプリントの場合は、そのプリン
ト終了後、プリン夕ーは後回転工程を経てス夕ンバイ状
態になる。
【0111】ス夕ンバイ状態において、プリントス夕ー
ト信号が入力すると、プリン夕−は前回転工程に移行す
る。
【0112】cの印字工程時が画像形成時であり、aの
前多回転工程、bの前回転工程、dの紙間工程、eの後
回転工程が非画像形成時(非作像時)になる。
【0113】(3)感光体ドラム1(図3) 本実施例の感光体ドラム1は前述したように負帯電性・
電荷注入帯電性のOPC感光体であり、図3に層構成模
型図を示したように、φ30mmのアルミニウム製のド
ラム基体1a上に第1〜第5の機能層1b〜1fを下か
ら順に設けたものである。
【0114】第1層1b;下引き層であり、アルミニウ
ムドラム基体1aの欠陥などをならすため、またレーザ
ー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。
【0115】第2層1c;正電荷注入防止層であり、ア
ルミニウムドラム基体1aから注入された正電荷が感光
体表面に帯電された負電荷を打ち消すのを防止する役割
を果たし、アミラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンに
よって106 Ω・cm程度に抵抗調整された厚さ約1μ
mの中抵抗層である。
【0116】第3層1d;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、レーザー露光を受けることによって正負の電荷対を
発生する。
【0117】第4層1e;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、感光体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1dで発
生した正電荷のみを感光体表面に輸送することができ
る。
【0118】第5層1f;電荷注入層であり、バインダ
ーとしての光硬化性のアクリル樹脂に光透過性の導電フ
ィラーであるアンチモンをドーピングして低抵抗化(導
電化)した粒径0.03μmの酸化錫SnO2 の超微粒
子1gを樹脂に対して70重量パーセント分散した材料
の厚さ約3μmの塗工層である。この電荷注入層1fの
電気抵抗値は、充分な帯電性と画像流れを起こさない条
件である1×1010〜1×1014Ω・cmである必要が
ある。本実施例では表面抵抗が1×1011Ω・cmの感
光体ドラムを用いた。
【0119】(4)磁気ブラシ帯電装置2(図4〜図
6) 図4は磁気ブラシ帯電装置2の拡大横断面模型図であ
る。本実施例の磁気ブラシ帯電装置2は、大きく分け
て、磁気ブラシ帯電部材(磁気ブラシ帯電器)2A、該
磁気ブラシ帯電器2Aと導電性磁性粒子(帯電キャリ
ア)2dを収容させた容器(ハウジング)2B、磁気ブ
ラシ帯電器2Aに対する帯電バイアス印加電源E2等か
らなる。
【0120】磁気ブラシ帯電器2Aは本実施例のものは
スリーブ回転タイプであり、マグネットロール(磁石)
2aと、このマグネットロールに外嵌させた非磁性ステ
ンレス製スリーブ(電極スリーブ、導電スリーブ、帯電
スリーブなどと称される)2bと、該スリーブ2bの外
周面にスリーブ内部のマグネットロール2aの磁気力で
磁気拘束させて形成保持させた磁性粒子2dの磁気ブラ
シ部2cからなる。
【0121】マグネットロール2aは非回転の固定部材
であり、スリーブ2bはこのマグネットロール2aの外
回りを矢示bの時計方向に不図示の駆動系により所定の
周速度、本実施例では225mm/sec.の周速で回
転駆動される。またスリーブ2bは感光体ドラム1に対
してスペーサコロ等の手段で500μm程度の隙間を保
たせて対向させて配設してある。
【0122】2eは容器2Bに取り付けた、非磁性ステ
ンレス製の磁気ブラシ層厚規制ブレードであり、スリー
ブ2b表面とのギャップが900μmになるように配置
されている。
【0123】容器2B内の磁性粒子2dはその一部がス
リーブ2bの外周面にスリーブ内部のマグネットロール
2aの磁気力で磁気拘束されて磁気ブラシ部2cとして
保持される。磁気ブラシ部2cはスリーブ2bの回転駆
動に伴い、スリーブ2bと一緒にスリーブ2bと同方向
に回転する。このとき磁気ブラシ部2cの層厚はブレー
ド2eにより均一厚さに規制される。そしてその磁気ブ
ラシ部2cの規制層厚はスリーブ2bと感光ドラム1と
の対向隙間部の間隔より大きいから、磁気ブラシ部2c
はスリーブ2bと感光ドラム1との対向部において感光
ドラム1に対して所定幅のニップ部を形成して接触す
る。この接触ニップ部が帯電ニップ部(帯電位置)Nで
ある。従って、回転感光ドラム1は帯電ニップ部Nにお
いて磁気ブラシ帯電器2Aのスリーブ2bの回転に伴な
い回転する磁気ブラシ部2cで摺擦される。この場合、
帯電ニップ部Nにおいて感光ドラム1の移動方向と磁気
ブラシ部2cの移動方向は逆方向となり、相対移動速度
は速くなる。
【0124】スリーブ2bと磁気ブラシ層厚規制ブレー
ド2eには電源E2から所定の帯電バイアスが印加され
る。
【0125】而して、感光体ドラム1が回転駆動され、
磁気ブラシ帯電器2Aのスリーブ2bが回転駆動され、
電源E2から所定の帯電バイアスが印加されることで、
回転感光体ドラム1の周面が本実施例の場合は注入帯電
方式で所定の極性・電位に一様に接触帯電処理される。
【0126】スリーブ2b内に固定配置されているマグ
ネットロール2aは、スリーブ2bと感光体ドラム1の
最近接位置cから感光体ドラム回転方向上流側10°の
位置に約900Gの磁極(主極)N1を配置してある。
【0127】この主極N1は、スリーブ2bと感光体ド
ラム1の最近接位置cとの角度θを感光体ドラム回転方
向上流側20°から下流側10°の範囲に入るようにす
ることが望ましく、上流側15°〜0°であればさらに
良い。それより下流だと主極位置に磁性粒子が引きつけ
られ、帯電ニップ部Nの感光体ドラム回転方向下流側に
磁性粒子の滞留が発生しやすくなり、また上流すぎる
と、帯電ニップ部Nを通過した磁性粒子の搬送性が悪く
なり、滞留が発生しやすくなる。
【0128】また、帯電ニップ部Nに磁極がない場合に
は、磁性粒子に働くスリーブ2bへの拘束力が弱くな
り、磁性粒子が感光体ドラム1に付着しやすくなるのは
明らかである。
【0129】ここで述べている帯電ニップ部Nは、帯電
時に磁気ブラシ部2cの磁性粒子が感光体ドラム1と接
触している領域を示す。
【0130】帯電バイアスは電源E2によってスリーブ
2bと規制ブレード2eに印加される。本実施例ではD
C成分にAC成分が重畳しているバイアスを用いてい
る。
【0131】帯電ニップ部Nにおける、磁気ブラシ帯電
器2Aの磁気ブラシ部2cによる感光体ドラム1面の摺
擦と、磁気ブラシ帯電器2Aへの帯電バイアスの印加に
より、磁気ブラシ部2cを構成している帯電用磁性粒子
2dから電荷が感光体ドラム1上に与えられ、感光体ド
ラム1面が所定の極性・電位に一様に接触帯電される。
本例の場合は前述したように感光体ドラム1はその表面
に電荷注入層1fを具備させたものであるから、電荷注
入帯電により感光体ドラム1の帯電処理がなされる。即
ち、感光体ドラム1面が帯電バイアスDC+ACのDC
成分に対応した電位に帯電される。スリーブ2bは回転
速度が速いほど帯電均一性が良好になる傾向にある。
【0132】磁気ブラシ帯電器2Aによる感光体ドラム
1の電荷注入帯電は図5の等価回路に示すような、抵抗
RとコンデンサーCの回路とみなすことが出来る。この
ような回路の場合、抵抗値をr、感光体の静電容量をC
p、印加電圧をV0 、帯電時間(感光体ドラム表面のあ
る点が帯電ニップ部Nを通過する時間)をT0 とする
と、感光体ドラムの表面電位Vdは式(1)で表され
る。
【0133】 Vd=V0 (1−exp (T0 /(Cp・r)))・・・・式(1) 帯電バイアスDC+ACにおいて、DC成分は必要とさ
れる感光体ドラム1の表面電位と同値、本実施例では−
700vとした。
【0134】画像形成時(作像時)におけるAC成分
は、そのピーク間電圧(振幅)Vppは、100v以上
2000v以下、特に300v以上1200v以下が好
ましい。ピーク間電圧Vppがそれ以下では、帯電均一
性、電位の立ち上がり性向上の効果が薄く、それ以上で
は、磁性粒子の滞留や感光体ドラムへの付着が悪化す
る。
【0135】周波数は100Hz以上5000Hz以
下、特に500Hz以上2000Hz以下が好ましい。
それ以下では、磁性粒子の感光体ドラムへの付着悪化
や、帯電均一性、電位の立ち上がり性向上の効果が薄く
なり、それ以上でも帯電均一性、電位の立ち上がり性向
上の効果が得られにくくなる。
【0136】AC成分の波形は矩形波、三角波、sin
波などがよい。本実施例ではピーク間電圧Vppは70
0vを用いた。
【0137】磁気ブラシ部2cを構成させる磁性粒子2
dは、本実施例では、燒結した強磁性体(フェライト)
を還元処理したものを用いたが、他に樹脂と強磁性体粉
を混練して粒子状に整形したもの、もしくはこれに抵抗
値調節のために導電性カーボン等を混ぜたものや、表面
処理を行ったものも同様に用いることができる。
【0138】磁気ブラシ部2cの磁性粒子2dは感光体
ドラム表面のトラップ順位に電荷を良好に注入する役割
と、感光体ドラム上に生じたピンホールなどの欠陥に帯
電電流が集中してしまうことに起因して生じる帯電部材
及び感光体ドラムの通電破壊を防止する役割を兼ね備え
ていなければならない。
【0139】従って、磁気ブラシ帯電器2Aの抵抗値は
1×104 Ω〜1×109 Ωであることが好ましく、特
には1×104 Ω〜1×107 Ωであることが好まし
い。磁気ブラシ帯電器2Aの抵抗値が1×104 Ω未満
ではピンホールリークが生じやすくなる傾向があり、1
×109Ωを越えると良好な電荷の注入がしにくくなる
傾向にある。また、抵抗値を上記範囲内に制御するため
には、磁性粒子2dの体積抵抗値は1×104 Ω・cm
〜1×109Ω・cmであることが望ましく、特には1
×104 Ω・cm〜1×107 ・cmであることが好ま
しい。
【0140】本実施例で用いた磁気ブラシ帯電器2Aの
電気抵抗値は1×106 Ω・cmであり、帯電バイアス
のDC成分として−700vを印加することで、感光体
ドラム1の表面電位も−700vとなった。
【0141】磁性粒子2dの体積抵抗値は図6に示す要
領で測定した。すなわち、セルAに磁性粒子2dを充填
し、該充填磁性粒子2dに接するように主電極17及び
上部電極18を配し、該電極17・18間に定電圧電源
19から電圧を印加し、そのとき流れる電流を電流計2
0で測定することにより求めた。21は絶縁物、22は
電圧計、23はガイドリングを示す。
【0142】その測定条件は、23℃、65%の環境
で、充填磁性粒子2dのセルとの接触面積S=2cm
2 、厚みd=1mm、上部電極15の荷重10kg、印
加電圧100Vである。
【0143】磁性粒子2dの平均粒径及び粒度分布測定
におけるピークは5〜100μmの範囲にあることが、
粒子表面の汚染による帯電劣化防止、及び、磁性粒子の
感光体表面への付着防止の観点から好ましい。
【0144】磁性粒子2dの平均粒径は、水平方向最大
弦長で示し、測定法は顕微鏡法により磁性粒子300個
以上をランダムに選び、その径を実測して算術平均をと
る。
【0145】(5)現像装置4(図7) 静電潜像のトナー現像方法としては、一般に次のa〜d
の4種類に大別される。
【0146】a.非磁性トナーについてはブレード等で
スリーブ上にコーティングし、磁性トナーは磁気力によ
ってコーティングして搬送し感光体に対して非接触状態
で現像する方法(1成分非接触現像)。
【0147】b.上記のようにしてコーティングしたト
ナーを感光体に対して接触状態で現像する方法(1成分
接触現像)。
【0148】c.トナー粒子に対して磁性のキャリアを
混合したものを現像剤として用いて磁気力によって搬送
し感光体に対して接触状態で現像する方法(2成分接触
現像)。
【0149】d.上記の2成分現像剤を非接触状態にし
て現像する方法(2成分非接触現像)。
【0150】このなかで、画像の高画質化や高安定性の
面から、cの2成分接触現像法が多く用いられている。
【0151】図7は本実施例で用いた現像装置4の拡大
横断面模型図である。本実施例における現像装置4は、
重合法で作成した高離型性球形非磁性トナーと磁性キャ
リア(現像用磁性粒子、現像キャリア)を混合したもの
を現像剤として用い、該現像剤を現像剤担持体(現像部
材)に磁気力によって磁気ブラシ層として保持させて現
像部に搬送し感光体ドラム面に接触させて静電潜像をト
ナー像として現像する2成分磁気ブラシ接触現像方式の
反転現像装置である。
【0152】4aは現像容器、4bは現像剤担持体とし
ての現像スリーブ、4cはこの現像スリーブ4b内に固
定配置された磁界発生手段としての磁石(マグネットロ
ーラ)、4dは現像スリーブ表面に現像剤の薄層を形成
するための現像剤層厚規制ブレード、4eは現像剤攪拌
搬送スクリュー、4fは現像容器4a内に収容した2成
分現像剤であり、上記のように非磁性トナーtと現像キ
ャリアcを混合したものである。
【0153】現像スリーブ4bは少なくとも現像時にお
いては、感光体ドラム1に対し最近接距離(隙間)が約
500μmになるように配置され、該現像スリーブ4b
の外面に担持させた現像剤磁気ブラシ薄層4f′が感光
体ドラム1の面に接触するように設定されている。この
現像剤磁気ブラシ薄層4f′と感光体ドラム1の接触ニ
ップ部Dが現像領域(現像部)である。
【0154】現像スリーブ4bは内部の固定磁石4cの
外回りを矢示の反時計方向に所定の回転速度で駆動さ
れ、現像容器4a内においてスリーブ外面に固定磁石4
cの磁力により現像剤4f(t+c)の磁気ブラシが形
成される。その現像剤磁気ブラシはスリーブ4bの回転
とともに搬送され、ブレード4dにより層厚規制を受け
て所定層厚の現像剤磁気ブラシ薄層4f′として現像容
器外に持ち出されて現像部Dへ搬送されて感光体ドラム
1面に接触し、引き続くスリーブ4bの回転で再び現像
容器4a内に戻し搬送される。
【0155】現像スリーブ4bには現像バイアス印加電
源E4によりDC成分とAC成分を重畳した所定の現像
バイアスが印加される。本実施例での現像特性は、感光
体ドラム1の帯電電位(−700v)と現像バイアスの
DC成分値の差が200v以下であるとかぶりが生じ、
350v以上であると現像キャリアcの感光体ドラム1
への付着が生じたので、現像バイアスのDC成分は−4
00vとした。
【0156】現像容器4a内の現像剤4f(t+c)の
トナー濃度(現像キャリアcとの混合割合)はトナー分
が静電潜像の現像に消費されて逐次減少していく。現像
容器4a内の現像剤4fのトナー濃度は不図示の検知手
段により検知されて所定の許容下限濃度まで低下すると
トナー補給部4gから現像容器4a内の現像剤4fにト
ナーtの補給がなされて現像容器4a内の現像剤4fの
トナー濃度を常に所定の許容範囲内に保つようにトナー
補給制御される。
【0157】(6)クリーナーレスプロセス 本実施例のプリンターはクリーナーレスプロセスである
から、記録材Pに対するトナー画像転写後の感光体ドラ
ム1に残留したトナー(転写残トナー)は感光体ドラム
1の帯電ニップ部Nに持ち運ばれて磁気ブラシ接触帯電
装置2の磁気ブラシ帯電器2Aの磁気ブラシ部2cに混
入して一時的に回収される。
【0158】感光ドラム1上の転写残トナーは転写時の
剥離放電などにより、極性が正のものと負のものが混在
していることが多い。この極性が混在した転写残トナー
が磁気ブラシ帯電器2Aに至って磁気ブラシ部2c内に
混入して一時的に回収される。この転写残トナーの磁気
ブラシ帯電器2Aの磁気ブラシ部2cへの取り込みは、
磁気ブラシ帯電器2AにAC成分を印加することで、磁
気ブラシ帯電器2Aと感光体ドラム1間の振動電界効果
によってより効果的に行わせることができる。
【0159】そして、磁気ブラシ部2c内に取り込まれ
た転写残トナーは極性がすべて負に帯電されて感光体ド
ラム1上に吐き出される。
【0160】極性が揃えられて感光体ドラム1上に吐き
出された転写残トナーは現像部Dに至って現像装置4の
現像スリーブ4bにより現像時のかぶり取り電界によっ
て現像同時クリーニングで回収される。この転写残トナ
ーの現像同時回収は、回転方向の画像領域が、感光体ド
ラム1の周長よりも長い場合には、その他の帯電、露
光、現像、転写といった画像形成工程と同時進行で行わ
れる。
【0161】これにより転写残トナーは現像装置4内に
回収されて次工程以後も用いられるため、廃トナーをな
くすことができる。また、スペースの面での利点も大き
く、画像形成装置の大幅な小型化が可能となる。
【0162】現像剤のトナーtとして重合法で作成した
高離型性球形トナーを用いることで、転写残トナーの発
生量を少なくすることができるし、また、磁気ブラシ帯
電器2Aから吐き出されたトナーの現像装置4への回収
性を向上させることができる。
【0163】2成分接触現像方式の現像装置4を用いる
ことでも磁気ブラシ帯電器2Aから吐き出されたトナー
の現像装置4への回収性を向上させている。
【0164】ここで、通常、トナーは電気抵抗が比較的
高いから、磁気ブラシ帯電器2Aの磁気ブラシ部2cに
そのようなトナー粒子が混入することは磁気ブラシ部2
cの電気抵抗を上昇させて帯電能を低下させる因子であ
り、混入トナー量が比較的多い場合は、非作像時に大量
のトナーを吐き出すことで、良好な帯電を維持すること
ができる。
【0165】また、磁気ブラシ部2cから感光体ドラム
1ヘ吐き出されたトナーはきわめて均一な散布状態にあ
り、また、その量も少量であるため、次の像露光過程に
実質的に悪影響を及ぼすことはない。また、転写残トナ
ーパ夕−ンに起因するゴースト像の発生もない。
【0166】(7)非作像部吐き出しトナーと非作像部
転写電流(図8〜図11) 上記の画像形成装置を用いて、画像を連続で作像したと
きの磁気ブラシ部2cのトナー混入量の変化を下記のよ
うな要領で測定した。
【0167】すなわち、トナーの吐き出しは非作像時に
磁気ブラシ帯電器2Aヘの帯電バイアスの内AC成分の
印加を停止することで行った。
【0168】上記の磁気ブラシ帯電器2Aは帯電バイア
スのAC成分の印加を停止してトナー吐き出しを行った
場合、磁気ブラシ部2cのトナー混入量は約1%まで低
下するため、予め磁気ブラシ部には1%のトナーを混入
させておいた。
【0169】また、転写電流は感光体ドラム1の作像部
分が転写ニップ部Tを通過するときのみ10μA印加
し、非作像時は0μAとした。
【0170】画像は、A4サイズに対して50%の比率
となる横帯(主走査方向)を用いて連続作像し、100
0枚ごとに磁気ブラシ部2cから磁性粒子を3g採集
し、トナー混入量の測定を行った。
【0171】混入トナー量の測定は、界面活性剤を用い
て磁性粒子からトナーのみを洗い流し、その作業前後の
重量差から算出した。
【0172】またこの時の転写効率は約95%を示し
た。
【0173】その結果を図8のグラフAに示す。本実施
例で用いた磁気ブラシ帯電器2Aでは、磁気ブラシ部2
cヘのトナー混入比率が3.5%を上回ると良好な帯電
が行えなくなるが、グラフAの場合は連続画像形成がお
よそ6000枚を超えると、磁気ブラシ部2cヘのトナ
ー混入比率が3.5%を超えているのがわかる。これ
は、非作像時に磁気ブラシ部2cより吐き出された吐き
出しトナーが現像部Dにて完全に回収されず、転写部T
も通過して再び磁気ブラシ部2cにより回収されるた
め、画像形成を連続して行うことにより徐々に磁気ブラ
シ部2cにトナーが蓄積することにより発生してしまっ
たと考えられる。
【0174】図8のグラフBは、非作像時の転写電流を
3μAとして、先と同様の実験を行った時の磁気ブラシ
内混入トナー比率と画像形成枚数との相関を示したもの
である。このグラフBを見ると、作像枚数が10000
毎を超えても磁気ブラシ内のトナー混入比率は3.5%
を超えることなく安定して推移しており、グラフAとの
差は歴然である。これは、現像部Dにて完全に回収され
なかった吐き出しトナーを転写部Nにて感光体ドラム1
から第2の像担持体としての転写ベルト5aに転写さ
せ、さらに転写ベルト5aからクリーニング部材5eで
除去することにより、磁気ブラシ部2cへのトナー混入
を抑制したためと考えられる。
【0175】図9のグラフCに、吐き出しトナーを感光
体ドラム1から転写ベルト5a上に転写する際の、吐き
出しトナー転写時の転写電流と、吐き出しトナー転写効
率との相関を、またグラフDに、記録材にトナー画像を
転写する際の転写電流と転写効率との相関を示す。この
図9を見れば、通常の感光体ドラム上のトナーの転写性
と、吐き出しトナーの転写性とが大きく異なることがわ
かる。
【0176】本実施例では、通常の画像形成時の転写電
流が10μAであったのに対し、吐き出しトナーの転写
電流は3μAで必要十分であった。
【0177】また図10は、磁気ブラシ部2cのトナー
混入比率と単位面積当たりの吐き出しトナー量との相関
を示している。この図10からわかるように、磁気ブラ
シ部2cに蓄積したトナー量に応じて吐き出されるトナ
ー量も変化し、蓄積トナー量が多いほど吐き出しトナー
量も多いことがわかる。
【0178】また図11は、単位面積当たりの吐き出し
トナー量と、吐き出しトナー転写効率95%を得るのに
必要な転写電流との相関を示す図である。この図11よ
り、たとえば本実施例のように紙間/後回転時の転写電
流を3μAに固定してしまうと、吐き出しトナー量によ
っては転写電流の過不足が生じ、良好な吐き出し転写を
行うことが困難であることを示している。従って、本実
施例では非作像時転写電流を3μAとしたが、この値は
場合により変化する。
【0179】以上より、上記画像形成装置において現像
部Dを通過した吐き出しトナーを転写部Tにて転写ベル
ト5aに転写することで、安定した画像形成を連続して
行う事が可能となった。
【0180】〈第2の実施例〉(図12〜図14) 本実施例は、前述した再転写とトナー混色による色差変
動による不良画像の発生を防止するものである。
【0181】上述のクリーナーレスシステムを、例えば
夕ンデム方式のカラー画像形成装置に適用した場合、前
述の通り、再転写による色味変動が引き起こされる。こ
の現象を以下の実験により再現した。
【0182】図12に示すように、記録材搬送方向上流
側と下流側に順に位置する第1と第に2つの作像ステー
ション1stと2stを用意した。各作像ステーション
はそれぞれ感光体ドラム1を含む、磁気ブラシ接触帯電
方式、クリーナーレスシステム、反転現像方式、の電子
写真作像機構である。Pは記録材、5aは転写ベルト、
5dは導電性ブレードである。
【0183】第1と第2の各作像ステーション1stと
2stとでそれぞれでA4サイズに対して6%の比率と
なる横帯(主走査方向)を画像形成を行った。
【0184】第2の作像ステーション2stでは、画像
形成中に生じた再転写トナーが該作像ステーション2s
tの磁気ブラシにより一旦回収され、極性をすベて負に
変化させられた後感光体ドラムに吐き出される。
【0185】吐き出された再転写トナーは現像部に至っ
た際かぶり取りバイアスによって現像装置に回収され
る。
【0186】再転写量を定量化するため、図12に示す
とおり、再転写後の記録材P上の単位面積当たりのトナ
ー量をa[g/cm2 ]、感光体ドラム上に再転写され
たトナーの単位面積当たりのトナー量をb[g/cm
2 ]とし、再転写率ηrtrを ηrtr=b/(a+b)×100[%] と定義した。
【0187】また転写効率も同様に、転写後の記録材上
の単位面積当たりのトナー量をa′[g/cm2 ]、感
光体ドラム上に残った転写残トナーの単位面積当たりの
トナー量をb′[g/cm2 ]として、転写効率ηtr
を ηtr=a′/(a′+b′)×100[%] とした。
【0188】本検討では第1の作像ステーション1st
にイエロートナー、第2の作像ステーション2stにマ
ゼン夕トナーを用い、検討をスタートする時点(すなわ
ちマゼン夕現像器にイエロートナーがまったく無い状
態)でのマゼン夕画像(A4サイズに対して6%比率の
主走査方向横帯)をイニシャルとして、1000枚画像
形成ごとにイニシャルと同様の画像を形成しながら10
000枚通紙(100枚間欠)し、イニシャル画像と1
000枚毎通紙後の画像との色差△EをX−RiteSP6
8を用いて測定した。
【0189】また本検討においては第2の作像ステーシ
ョン2stにおける転写効率は95%、再転写率は4%
だった。
【0190】図13の横軸は通紙枚数、縦軸にそのとき
の色差の変化の様子を示したものである。通紙枚数が増
すにつれて色差が大きくなり、印象レベルでは同じ色と
して扱える色差の上限6.5も5000枚通紙あたりか
ら超えてしまっているのがわかる。
【0191】以上より、現像によるトナーリサイクルシ
ステムにより再転写トナーが現像装置内に混入すること
で許容範囲以上の色差変動が引き起こさることがわかっ
た。
【0192】そこで、本実施例では、磁気ブラシによっ
て吐き出されたトナーを現像部Dにて回収させず、転写
部Tにて第2の像担持体としての転写ベルト5a上に転
写し、該吐き出しトナーを転写ベルトクリーナー5e
(図1)にて回収させることで、上記の問題を解決し
た。
【0193】現像部Dにて吐き出しトナーを回収させな
い方法として、図2のシーケンス図において吐き出しを
行っている工程、すなわち紙間と後回転工程において現
像スリーブ4dの回転を止め、積極的な回収を行わない
ようにした。
【0194】本実施例の効果を確認するため、図12、
図13で示した検討を再度行った。紙間、後回転時の現
像スリーブ4dの回転を止め、さらに紙間、後回転時の
転写電流を5μAに設定し、上記検討と同じ様に検討し
た結果を図14に示す。
【0195】図14に示すように、従来の図13に比
べ、通紙枚数が増加しても色差の大きさは徐々にしか増
えず、10000枚通紙後でも色差△E=3程度で、一
般には同じ色と思われているレベルに落ち着いている。
【0196】この様に本実施例にて示した手法により色
差の増大に対して大幅な改善が見られた。
【0197】本実施例における非作像時(本実施例では
紙間、後回転時)の転写電流については、実施例1にお
ける図10、図11を参考にした。吐き出しトナー量
は、磁気ブラシ内の混入トナー量が3.5%以下の範囲
で0〜0.7mg/cm2 まで変化する。またこの単位
面積当たりの吐き出しトナー量に対して、吐き出しトナ
ー転写効率を95%以上とするためには0〜20μAの
転写電流を必要とする。しかし、通常磁気ブラシ内の混
入トナー量は多くても2.5%程度であるため、非作像
時転写電流は12μA以下であれば問題はない。
【0198】本実施例は記録材Pを記録材担持体5aに
担持搬送する画像形成装置での例であり、たとえば複数
の像担持体および画像形成部を有して第1の転写部で中
間転写体上に多重転写を施し、第2の転写部において一
括して記録材に多重転写像を転写するいわゆる中間転写
方式を採用する画像形成装置においても、本実施例と同
様の傾向を見ることができる。
【0199】〈第3の実施例〉(図15〜図18) 図15は本実施例の画像形成装置の要部の概略構成図で
ある。
【0200】本実施例の画像形成装置は、前述図20の
従来例のカラー画像形成装置と同じく、複数の電子写真
作像機構を画像形成部(作像ステーション)として備え
た、夕ンデム方式を採用したカラー画像形成装置であ
る。
【0201】前述図20のカラー画像形成装置と共通す
る構成機器・部材・部分には共通の符号を付して再度の
説明を省略する。
【0202】本実施例のカラー画像形成装置において
は、各画像形成部である第1〜第4の作像ステーション
S(Y・M・C・B)はクリーナーレスプロセスであ
る。
【0203】各作像ステーションS(Y・M・C・B)
において、感光体ドラム1(Y・M・C・B)、帯電装
置2(Y・M・C・B)、現像装置4(Y・M・C・
B)は、前述の第1の実施例の画像形成装置において用
いたと同様の、負帯電性・電荷注入性、φ30mmのO
PC感光体1であり、磁気ブラシ帯電装置2であり、2
成分磁気ブラシ接触現像方式の反転現像装置4である。
【0204】帯電バイアス、現像バイアス、転写バイア
ス等も第1の実施例の画像形成装置と同様であり、感光
体ドラム1(Y・M・C・B)は150mm/sec.
のプロセススピードで回転駆動され、磁気ブラシ帯電装
置2(Y・M・C・B)によりほぼ−700vに電荷注
入帯電方式で一様に帯電処理される。転写ベルト51は
例えば膜厚さ75μmのポリイミドのベルトである。
【0205】上記したように第1〜第4の各作像ステー
ションS(Y・M・C・B)はクリーナーレスプロセス
であり、各作像ステーションにおいて転写ニップ部T
(Y・M・C・B)で記録材Pに転写されずに回転感光
体ドラム1(Y・M・C・B)の表面に残ったトナーを
除去する専用のクリーナーは配置していないが、転写残
トナーは、第1または第2の実施例の画像形成装置と同
様に引き続く感光体ドラム1(Y・M・C・B)の回転
で磁気ブラシ帯電装置2(Y・M・C・B)の位置に至
り、感光体1(Y・M・C・B)に接触している接触帯
電部材としての磁気ブラシ帯電器2Aの磁気ブラシ部2
cに一時的に回収され、その回収トナーが再び感光体ド
ラム1(Y・M・C・B)面に吐き出されたあと、現像
部Dを通り抜けて、転写部T(Y・M・C・B)で第2
の像担持体としての転写ベルト51に直接転写され、最
終的に転写ベルトクリーナー56で回収される。
【0206】図16は本実施例の画像形成装置の動作シ
ーケンス図であり、第1の実施例における図2の動作シ
ーケンス図と同様である。紙間工程において、転写ニッ
プ部T(Y・M・C・B)を通過する回転感光体ドラム
1(Y・M・C・B)の領域がその前に帯電ニップ部T
(Y・M・C・B)を通過する間は帯電バイアスのAC
成分の印加を停止させ、磁気ブラシ帯電部材で一時的に
回収した転写残トナーを回転感光体ドラム1(Y・M・
C・B)の面に吐き出す。また後回転工程においても紙
間工程と同様に帯電バイアスのAC成分の印加を停止さ
せることで、磁気ブラシ帯電部材で一時的に回収した転
写残トナーを回転感光体ドラム1(Y・M・C・B)の
面に吐き出す。
【0207】(1)クリーナーレスプロセス 本実施例の画像形成装置はクリーナーレスプロセスであ
るから、記録材Pに対するトナー画像転写後の感光体ド
ラム1(Y・M・C・B)に残留した転写残トナーは感
光体ドラム1(Y・M・C・B)の帯電ニップ部Nに持
ち運ばれて磁気ブラシ接触帯電装置2(Y・M・C・
B)の磁気ブラシ帯電器2Aの磁気ブラシ部2cに混入
して一時的に回収される。
【0208】転写残トナーは転写時の剥離放電などによ
り、極性が正のものと負のものが混在していることが多
い。この極性が混在した転写残トナーが磁気ブラシ帯電
器2Aに至って磁気ブラシ部2c内に混入して一時的に
回収される。
【0209】この転写残トナーの磁気ブラシ帯電器2A
の磁気ブラシ部2cへの取り込みは磁気ブラシ帯電器2
AにAC成分を印加することで、磁気ブラシ帯電器2A
−感光体ドラム1(Y・M・C・B)間の振動電界効果
によってより効果的に行わせることができる。
【0210】そして、磁気ブラシ部2c内に取り込まれ
た転写残トナーは極性がすべて負に帯電されて感光体ド
ラム1(Y・M・C・B)上に吐き出される。
【0211】極性が揃えられて感光体ドラム1(Y・M
・C・B)上に吐き出された転写残トナーは現像装置4
(Y・M・C・B)の現像部Dに至る。現像部Dでは現
像スリーブ4dの回転を停止し、かつ、現像のACバイ
アスをOFFしてDCのみ印加することによって吐き出
しトナーは現像部Dをすり抜ける。
【0212】現像部Dをすり抜けた吐き出しトナーは転
写部T(Y・M・C・B)で吐き出しトナーの帯電極性
と逆の転写電界を印加することにより転写ベルト51上
に転写される。
【0213】転写ベルト51上に転写された吐き出しト
ナーは下流側の転写部を通過し、転写ベルトクリーナー
56で回収される。
【0214】この転写残トナーの吐き出しは全て転写ベ
ルトクリーナー56で回収されるので、スペースの面で
の利点も大きく、画像形成装置の大幅な小型化が可能と
なる。
【0215】現像剤のトナーt として重合法で作成した
高離型性球形トナーを用いることで、転写残トナーの発
生量を少なくすることができるし、また、磁気ブラシ帯
電器2Aから吐き出されたトナーの転写性を向上させる
ことができる。
【0216】ここで、通常、トナーは電気抵抗が比較的
高いから、磁気ブラシ帯電器2Aの磁気ブラシ部2cに
そのようなトナー粒子が混入することは磁気ブラシ部2
cの電気抵抗を上昇させて帯電能を低下させる因子であ
り、混入トナー量が比較的多い場合は、非作像時に大量
のトナーを吐き出すことで、良好な帯電を維持すること
ができる。
【0217】また、磁気ブラシ部2cから感光体ドラム
1(Y・M・C・B)へ吐き出されたトナーはきわめて
均一な散布状態にあり、またその量も少量であるため、
次の像露光過程に実質的に悪影響を及ぼすことはない。
また、転写残トナーパターンに起因するゴースト像の発
生もない。
【0218】(2)吐き出しトナーの再転写性 第1〜第4の各作像ステーションS(Y・M・C・B)
から転写ベルト51に吐き出されたトナーは、多重転写
してしまうと下流の作像ステーションで再転写され、該
作像ステーションの磁気ブラシに再度回収されてしまう
という問題が起きてしまう。
【0219】図17において、ttは第1〜第4の各作
像ステーションS(Y・M・C・B)から転写ベルト5
1に吐き出されたトナーtY・tM・tC・tBを多重
転写したものであり、trはttの一部が第4の作像ス
テーションSBで再転写されたものである。
【0220】吐き出しトナーは通常の画像形成時のトナ
ーと比べて感光体ドラムに付着しやすい特性をもってお
り、転写残となりやすいだけでなく再転写もしやすい。
【0221】また、再転写は転写ベルト51上のトナー
が多いほど起きやすく、少ないはど起きにくい。
【0222】このため、第1〜第4の各作像ステーショ
ンS(Y・M・C・B)から転写ベルト51に吐き出さ
れたトナーtY・tM・tC・tBは転写ベルト51上
で重ならないようにタイミングをずらしてやることで
(図18)、再転写させないようにできる(図16)。
【0223】こうして、吐き出しトナーtY・tM・t
C・tBは各作像ステーションをすり抜けて転写ベルト
クリーナー部56へ送られる。
【0224】(3)吐き出しトナーのクリーニング性 吐き出しトナーは磁気ブラシで一旦回収されたり現像装
置や転写部をすり抜けてきたことで、変形したり、異物
が付着したりして、転写ベルトクリーナー56でのクリ
ーニング性が低下している。
【0225】また、このような吐き出しトナーtY・t
M・tC・tBが多重転写tt(図17)されて一度に
大量に転写ベルトクリーナー56にくるとクリーニング
しきれず、クリーナー部をすり抜けてしまうことがあ
る。
【0226】このため、各作像ステーションS(Y・M
・C・B)から転写ベルト51にから吐き出されたトナ
ーtY・tM・tC・tBは転写ベルト51上で重なら
ないようにタイミングをずらしてやり(図18)、少し
ずつ転写ベルトクリーナー56に送ることで、良好なク
リーニング性を維持することができる。
【0227】以上のように、各作像ステーションS(Y
・M・C・B)から転写ベルト51へのトナーの吐き出
しタイミングをずらすことで、良好に転写残トナーを吐
き出しことができ、クリーナーレスシステムであっても
磁気ブラシによる帯電性を維持することができる。
【0228】〈第4の実施例〉本実施例は、上記の第3
の実施例の画像形成装置において、帯電装置2(Y・M
・C・B)の磁気ブラシ部2cから感光体ドラム1(Y
・M・C・B)への吐き出しトナーが現像部Dを通過す
る時に、現像装置4(Y・M・C・B)がトナーを現像
する方法である。
【0229】転写残トナーを磁気ブラシ部2cから感光
体ドラム1(Y・M・C・B)へ吐き出した後、吐き出
しトナーは現像部Dを通過して転写部T(Y・M・C・
B)へ送られるが、吐き出しトナーの一部が現像部Dに
残ってしまう場合があった。このため転写性の良くない
トナーが現像装置4(Y・M・C・B)に溜まってしま
うという問題が起きてしまうことがあった。
【0230】そこで本例では、吐き出しトナーの現像装
置回収を阻止するために、フレッシュトナーを現像して
吐き出しトナーをブロックする方法である。
【0231】以上のような制御にすることで、前述のク
リーナーレスシステムがより安定化する場合もある。
【0232】〈第5の実施例〉(図19) 本実施例は、上記の第3または第4の実施例の画像形成
装置において、転写ベルトクリーナー56として図19
のようにブレードクリーニングタイプのものを用いたの
もである。58はクリーナーブレードである。すなわち
クリーナーブレードニップヘの潤滑剤として、より積極
的にトナーを現像、転写して転写ベルトクリーナー56
へ供給する方法である。
【0233】転写ベルトクリーナー56へのトナー供給
は、第4の実施例と同様、トナー吐き出し時に行うこと
で、吐き出しトナーの現像装置回収を阻止する効果も得
られる。
【0234】以上のような制御にすることで、前述のク
リーナーレスシステムがより安定化するだけではなく、
転写ベルトクリーニングも安定化させることができる場
合がある。
【0235】以上、第3〜5の実施例においては、中間
転写体方式のカラー画像形成装置においても実施でき
る。
【0236】〈その他〉 1)接触帯電部材としての磁気ブラシ帯電器2Aは、ス
リーブ回転タイプに限らず、マグネットロールが回転す
るものや、マグネットロールの表面を必要に応じて給電
用電極として導電性処理して、該マグネットロールの外
周面に直接に導電性磁性粒子を磁気拘束させて磁気ブラ
シ部を形成させ、マグネットロールを回転させる構成の
もの等にすることもできる。回転しないタイプの磁気ブ
ラシ帯電部材とすることもできる。
【0237】また接触帯電部材は、ファーブラシ帯電部
材や、導電性ゴムや導電性スポンジを用いた帯電ローラ
等であってもよいし、この場合も回転しない構成のもの
であってもよい。
【0238】2)像担持体としての感光体は表面抵抗が
109 〜1014Ω・cmの低抵抗層を持つことが、電荷
注入帯電を実現でき、オゾンの発生防止の面から望まし
いが、上記以外の有機感光体等でもよい。即ち接触帯電
は、実施例の電荷注入帯電方式に限らず、放電現象が支
配的な接触帯電系であっても良い。
【0239】3)現像装置は2成分現像法についてのみ
述べたが、他の現像方法でもよい。好ましくは、現像剤
を感光体に対して接触させて潜像を現像する1成分接触
現像や2成分接触現像がより現像剤の同時回収効果を高
めるのに効果がある。
【0240】また、現像剤中のトナー粒子として重合ト
ナーを用いた場合には、上記の1成分接触現像や2成分
接触現像はもちろん1成分非接触現像や2成分非接触現
像など他の現像方法においても充分な回収効果が得られ
る。
【0241】現像装置は反転現像方式でも、正規現像方
式でもよい。
【0242】4)AC(交番電圧、交流電圧)の波形と
しては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能であ
る。また、直流電源を周期的にオン/オフすることによ
って形成された矩形はあっても良い。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
バイアスが使用できる。
【0243】5)画像形成装置の作像プロセスは実施例
に限らず任意である。また必要に応じて他の補助プロセ
ス機器を加えてもよい。
【0244】静電潜像形成のための画像露光手段として
は、実施形態例の様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などの他の発光素子でも構
わないし、蛍光燈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など、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構わない。
【0245】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、該誘電体面を所定の極性・電位に一様
に一次帯電した後、除電針ヘッド、電子銃等の除電手段
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。
【0246】6)像担持体からトナー画像の転写を受け
る被転写材は中間転写ドラム・中間転写ベルト等の中間
転写体(第2の像担持体)であってもよい。
【0247】7)転写手段は、実施形態例の転写ベルト
装置に限らず、コロナ帯電器(コロナ放電転写)、帯電
ローラ(ローラ転写)、導電性ブラシ、導電性ブレード
など任意である。
【0248】8)像担持体1、帯電装置2、現像装置4
等の任意のプロセス機器を画像形成装置本体に対して一
括して着脱交換自在なプロセスカートリッジ着脱式の装
置構成にすることもできる。
【0249】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、接
触帯電・クリーナーレス系の画像形成装置において、画
像形成が繰り返されたり、環境変動等で転写効率が極端
に落ちる等しても、帯電部材に過剰量の転写残留現像剤
が蓄積した状態が生じることや、現像装置で回収仕切れ
ない転写残留現像剤が生じることが抑制され、現像で再
回収しきれなかった転写残留現像剤が接触帯電部材に蓄
積することで生じるかぶりや、タンデム方式等における
カラー画像形成装置等における再転写起因の色味変動な
どによる画像不良の発生が防止され、安定した良好な画
像形成を継続して行なうことが可能となる。
【0250】また、接触帯電・クリーナーレス系の画像
形成部を複数備えたタンデム方式等のカラー画像形成装
置等においては、複数の画像形成部の像担持体から記録
材担持体あるいは中間転写体への転写残留現像剤の吐き
出しタイミングを制御して記録材担持体あるいは中間転
写体上で吐き出し現像剤が重ならないようにすること
で、一度に大量の吐き出し現像剤が下流側の画像形成部
の転写部に送られることによる再転写を防ぐことができ
る。従って、吐き出し現像剤を確実に記録材担持体ある
いは中間転写体のクリーニング手段で回収させることが
できる。また、一度に大量の吐き出し現像剤が記録材担
持体あるいは中間転写体のクリーニング手段へ送られな
いようにし確実なクリーニング性を得ることができる。
【0251】以上のことから、各画像形成部において帯
電部材への混入現像剤量を一定以下に保ち、かぶりの無
い画像形成が可能となる。安定した良好な画像形成を継
続して行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施例における画像形成装置の概略構
成模型図
【図2】 その画像形成装置の動作シーケンス図
【図3】 感光体ドラムの層構成模型図
【図4】 磁気ブラシ帯電装置の拡大横断面模型図
【図5】 帯電回路の等価回路図
【図6】 磁性粒子(帯電キャリア)の電気抵抗値(体
積抵抗値)の測定要領説明図
【図7】 現像装置の拡大横断面模型図
【図8】 作像枚数とトナー混入率の相関図
【図9】 転写電流と転写効率の相関図
【図10】 吐き出しトナー量とトナー混入比率の相関
【図11】 必要転写電流と吐き出しトナー量の相関図
【図12】 第2の実施例における画像形成装置の概略
構成模型図
【図13】 従来例のカラー画像形成装置の通紙枚数と
色差の相関図
【図14】 第2の実施例のカラー画像形成装置の通紙
枚数と色差の相関図
【図15】 第3の実施例におけるカラー画像形成装置
の概略構成模型図
【図16】 その画像形成装置の動作シーケンス図
【図17】 各作像スレーションから転写ベルトへの吐
き出しトナーを多重転写した場合の説明図
【図18】 各作像スレーションから転写ベルトへのト
ナー吐き出しのタイミングを吐き出しトナーが転写ベル
ト上で重ならないように制御した場合の説明図
【図19】 第5の実施例における画像形成装置の要部
の概略構成模型図
【図20】 従来例のカラー画像形成装置の概略構成模
型図
【符号の説明】
PY,PM,PC,PB・・第1〜第4の作像ステーシ
ョン(画像形成部)、1(Y・M・C・B)・・像担持
体(感光体ドラム)、2(Y・M・C・B)・・帯電装
置、3・・レーザービームスキャナー(露光装置)、4
(Y・M・C・B)・・現像装置、5・・転写装置、5
1,5a・・転写ベルト、56,5e・・転写ベルトク
リーナー、T,TY,TM,TC,TB・・転写ニップ
部(転写部)、11・・給紙カセット、16・・定着装
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/10 G03G 21/00 310 2H077 21/14 372 2H078 Fターム(参考) 2H003 AA12 BB11 CC05 DD03 2H027 EA01 EA03 EA04 EA08 EA09 EA18 EB04 EC12 ED02 ED03 ED08 ED15 ED24 ED28 EE04 EF07 EF09 EF11 2H030 AB02 AD02 AD03 AD17 BB02 BB23 BB32 BB42 BB46 BB54 BB71 2H032 AA05 AA15 BA07 BA18 BA23 BA30 CA02 CA13 2H034 AA06 BA02 BA05 BC01 BC09 BF01 BF04 BF07 BF11 BF12 CA01 2H077 AC16 AD06 CA19 GA13 2H078 BB14 CC08 DD03 DD15 DD21 DD38 DD42 DD43 DD53 DD64 DD73 EE27

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 像担持体と、該像担持体に当接する帯電
    部材を有し該帯電部材に帯電バイアスを印加することで
    像担持体の帯電を行う帯電装置と、該像担持体の帯電処
    理面に静電潜像を形成する画像情報書き込み装置と、該
    静電潜像を現像剤により顕像化する現像装置と、該像担
    持体表面の現像剤像を記録材あるいは中間転写体に移動
    させる転写装置と、を具備する画像形成装置において、 転写部通過後の像担持体表面の残留現像剤を前記帯電装
    置の像担持体に当接する帯電部材に一旦回収させ、その
    回収現像剤を帯電部材から吐き出させ、該吐き出された
    現像剤を以下の(a)且つ(b)、或いは(b)により
    像担持体上から移動させることを特徴とする画像形成装
    置。 記 (a)現像装置にて再回収させること。 (b)転写装置にて記録材を担持搬送する記録材担持体
    あるいは中間転写体に転写させること。
  2. 【請求項2】 複数の像担持体を有し、該像担持体に当
    接する帯電部材を有し該帯電部材に帯電バイアスを印加
    することで像担持体の帯電を行う帯電装置と、該像担持
    体の帯電処理面に静電潜像を形成する画像情報書き込み
    装置と、該静電潜像を現像剤により顕像化する現像装置
    と、該像担持体表面の現像剤像を記録材あるいは中間転
    写体に移動させる転写装置を具備する画像形成装置にお
    いて、転写部通過後の像担持体表面の残留現像剤を前記
    帯電装置の像担持体に当接する帯電部材に一旦回収さ
    せ、その回収現像剤を帯電部材から吐き出させ、転写装
    置にて記録材を担持搬送する記録材担持体あるいは中間
    転写体に移動させることを特徴とする画像形成装置。
  3. 【請求項3】 像担持体表面の現像剤像を記録材あるい
    は中間転写体に転写させる際の転写電流と、帯電部材か
    ら吐き出された現像剤を転写装置により記録材担持体あ
    るいは中間転写体に転写する際の転写電流とが異なるこ
    とを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装
    置。
  4. 【請求項4】 像担持体表面の現像剤像を記録材あるい
    は中間転写体に転写させる際の転写電流の方が、帯電部
    材から吐き出された現像剤を転写装置により記録材担持
    体あるいは中間転写体に転写する際の転写電流よりも大
    きいことを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載
    の画像形成装置。
  5. 【請求項5】 帯電部材から吐き出された現像剤を転写
    装置により記録材担持体あるいは中間転写体に転写する
    際の転写電流が、0μAより大きく20μA以下である
    ことを特徴とする請求項1ないし4の何れかに記載の画
    像形成装置。
  6. 【請求項6】 帯電部材から吐き出された現像剤を転写
    装置により記録材担持体あるいは中間転写体に転写する
    際の転写電流が、0μAより大きく12μA以下である
    ことを特徴とする請求項1ないし4の何れかに記載の画
    像形成装置。
  7. 【請求項7】 帯電部材から吐き出された現像剤が現像
    部を通過する際、現像装置のうち現像スリーブの回転を
    停止することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装
    置。
  8. 【請求項8】 回収現像剤を帯電部材から吐き出させる
    場合に帯電部材に対して画像形成時とは異なる吐き出し
    バイアスを持つことを特徴とする請求項1ないし7の何
    れかに記載の画像形成装置。
  9. 【請求項9】 吐き出しバイアスのAC成分の振幅は、
    作像時の帯電印加バイアスのAC成分の振幅よりも小さ
    いことを特徴とする請求項1ないし8の何れかに記載の
    画像形成装置。
  10. 【請求項10】 像担持体が電子写真感光体であること
    を特徴とする請求項1ないし9の何れかに記載の画像形
    成装置。
  11. 【請求項11】 像担持体が電荷注入帯電性であること
    を特徴とする請求項1ないし10の何れかに記載の画像
    形成装置。
  12. 【請求項12】 像担持体が絶縁性のバインダー中に導
    電性微粒子を分散させた電荷注入層を有する電子写真感
    光体であることを持徴とする請求項1ないし11の何れ
    かに記載の画像形成装置。
  13. 【請求項13】 像担持体の帯電処理面に静電潜像を形
    成する画像情報書き込み装置が露光装置であることを特
    徴とする請求項1ないし12の何れかに記載の画像形成
    装置。
  14. 【請求項14】 像担持体と、該像担持体に当接する帯
    電部材を有して像担持体を帯電する帯電手段と、該像担
    持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像
    を現像剤により顕像化する現像手段とを各々複数備え、
    かつ記録材を担持する記録材担持体と、該複数の像担持
    体表面の現像剤像を記録材に転写させる転写手段を備え
    る画像形成装置において、 転写手段により記録材に転写せずに像担持体表面に残留
    した現像剤を前記帯電部材に一旦回収させ、その回収現
    像剤を帯電部材から吐き出させて、転写手段により記録
    材担持体に転写させる方式であって、複数の帯電部材か
    ら吐き出された現像剤が記録材担持体上で重ならないよ
    うに吐き出しタイミングを制御することを特徴とする画
    像形成装置。
  15. 【請求項15】 第1の像担持体と、該第1の像担持体
    に当接する帯電部材を有して第1の像担持体を帯電する
    帯電手段と、該第1の像担持体に静電潜像を形成する潜
    像形成手段と、該静電潜像を現像剤により顕像化する現
    像手段とを各々複数備え、かつ該複数の第1の像担持体
    上の現像剤像を第2の像担持体に転写させる第1の転写
    手段と、第2の像担持体から現像剤像を記録材に転写す
    る第2の転写手段を備える画像形成装置において、 第1の転写手段により第2の像担持体に転写せずに第1
    の像担持体表面に残留した現像剤を前記帯電部材に一旦
    回収させ、その回収現像剤を帯電部材から吐き出させ
    て、第1の転写手段により第2の像担持体に転写させる
    方式であって、前記複数の帯電部材から吐き出された現
    像剤が第2の像担持体上で重ならないように吐き出しタ
    イミングを制御することを特徴とする画像形成装置。
  16. 【請求項16】 記録材担持体クリーニング部を設け、
    記録材担持体に吐き出された現像剤を該記録材担持体ク
    リーニング部で回収することを特徴とする請求項14ま
    たは15に記載の画像形成装置。
  17. 【請求項17】 現像剤の吐き出し制御を非画像形成時
    であって、前回転工程時、紙間時、後回転時に行うこと
    を特徴とする請求項14ないし16の何れかに記載の画
    像形成装置。
  18. 【請求項18】 吐き出された現像剤が現像ニップを通
    過するとき、現像剤を現像することを特徴とする請求項
    14ないし17の何れかに記載の画像形成装置。
  19. 【請求項19】 ブレードを用いた記録材担持体クリー
    ニング部を設け、記録材担持体と該記録材担持体クリー
    ニング部の潤滑材として該吐き出された現像剤を用いる
    ことを特徴とする請求項14ないし18の何れかに記載
    の画像形成装置。
  20. 【請求項20】 帯電部材が磁性粒子と磁性粒子担持体
    からなることを特微とする請求項14ないし19の何れ
    かに記載の画像形成装置。
  21. 【請求項21】 像担持体が電子写真感光体であること
    を特徴とする請求項14ないし20の何れかに記載の画
    像形成装置。
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