JP2002229308A

JP2002229308A - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ

Info

Publication number: JP2002229308A
Application number: JP2001025587A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Tsuruya; 聡鶴谷; Katsuhiro Sakaizawa; 勝弘境澤; Atsushi Suzuki; 淳鈴木; Masaru Shimura; 大紫村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-02-01
Filing date: 2001-02-01
Publication date: 2002-08-14
Also published as: US6603935B2; US20020159782A1

Abstract

(57)【要約】【課題】装置の大型化やコストアップを抑制し、且
つ、帯電性能の確保が難しい条件下の使用に於いても安
定的に帯電を行って、長期に亘り帯電不良を発生させる
ことなく良好な画像を得ることができる、クリーナレス
システムを用いた画像形成装置およびプロセスカートリ
ッジを提供する。【解決手段】接触帯電手段２と像担持体１の接触部ｎ
に清掃補助粒子ｚが介在し、画像形成時には、接触帯電
手段２に直流電圧にピーク間電圧が帯電電位収束電圧未
満の範囲である交流電圧が重畳して印加され、少なくと
も非画像形成時の一部には直流電圧のみが印加されるこ
と。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真感光体・
静電記録誘電体等の像担持体に、該像担持体を所定の極
性・電位に一様に帯電する工程を含む作像プロセスを適
用して画像形成を実行する、レーザプリンター、複写
機、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

【０００２】より詳しくは、接触帯電方式で、「現像同
時クリーニング」（現像兼クリーニング方式）、「クリ
ーナレス」の画像形成装置、および該画像形成装置本体
に対して着脱自在のプロセスカートリッジに関するもの
である。

【０００３】

【従来の技術】電子写真方式を利用した画像形成装置を
例にして説明すると、従来より、装置全体の小型化、廃
トナーの発生なしによるエコロジー対応、像担持体であ
る電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）の長寿命
化、１ページあたりの現像剤であるトナーの消費量削減
のために、現像手段に被転写材に対するトナー像転写後
の感光ドラム表面に残留しているトナー（以下、転写残
トナーとする）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なくし
た「現像同時クリーニング」、「クリーナレス」と呼ば
れる画像形成装置がある。

【０００４】上述の「現像同時クリーニング」、「クリ
ーナレス」の画像形成装置において、感光ドラムの帯電
処理手段として、放電を用いない直接帯電方式の帯電手
段を用いたものが、例えば特開平１０−３０７４５５公
報に示されている。

【０００５】これは、感光ドラムに接触する接触帯電手
段（接触帯電部材）と感光ドラムの接触部に導電性の帯
電促進粒子を介在させ、直流電圧のみを印加し、印加し
た直流電圧とほぼ同等の感光ドラムの表面電位を得るも
のである。

【０００６】この方式は、放電を積極的に用いていない
ため、オゾンの発生がない。また放電生成物の感光ドラ
ムへの付着を抑制でき、高温高湿環境下での画像流れな
どの問題を防止している。

【０００７】しかし、上記の直接帯電方式を用いた帯電
手段を備えた現像同時クリーニング方式の画像形成装置
では、次の様な問題が有った。

【０００８】特開平１０−３０７４５５公報に示されて
いる直接帯電方式の帯電手段を用いた場合は、通紙枚数
が増えていくと、接触帯電手段に付着した転写残トナー
が蓄積し、接触帯電手段が汚染され、帯電不良となり画
像不良を発生させる場合があった。

【０００９】この現象は、直接帯電方式の帯電手段にお
いては、接触帯電手段に印加された直流電圧と感光ドラ
ム表面の帯電電位がほぼ同一であるため、接触帯電手段
に付着した転写残トナーは、静電的に吐き出されること
がないためである。特に、感光ドラムと接触帯電手段の
間に速度差を設け、積極的に転写残トナーを感光ドラム
上より剥ぎ取る構成をとった場合上述の画像不良は顕著
となる。

【００１０】そこで、本発明者らは、積極的に放電を用
いていない直接帯電のメリットを活かしつつ、上述の問
題を解決する方法として、特願２０００−２３８５６０
号にその提案を示している。

【００１１】本提案は、接触帯電手段（帯電清掃部材）
と像担持体である感光ドラムとの接触部に、帯電促進を
目的とした導電性粒子である清掃補助粒子を介在させ、
画像形成時には、直流電圧にピーク間電圧が５００Ｖ以
上で、且つ帯電電位収束電圧未満の範囲である交流電圧
が重畳して印加されることを特徴としている。

【００１２】より詳しくは、像担持体である感光ドラム
を帯電する、可撓性を有し、少なくともその外周面が多
孔質状の接触帯電手段と感光ドラムの接触部に、粒子抵
抗が１０¹²Ωｃｍ以下である清掃補助粒子が介在し、画
像形成時に交流電圧が重畳して印加されることにより、
接触帯電手段は、転写後に感光ドラムに残留した現像剤
であるトナーを剥ぎ取ると共に、接触帯電手段に付着し
ているトナーは、放電の影響を受けない為正極性化せず
接触帯電手段に留まることなく、接触帯電手段と感光ド
ラムの表面との電位差により該感光ドラムの回転方向下
流側に吐き出すことが可能となる。

【００１３】また、直流電圧のみを印加した場合に対し
て、該感光ドラム表面を所定の電位にムラなく均一に帯
電し、直接注入帯電が支配的な帯電を実現することがで
きる。

【００１４】ここで、前記接触帯電手段が、感光ドラム
に対して速度差を持って駆動されることにより、上記残
留トナーの剥ぎ取り性が向上すると共に、安定した帯電
性を得ることができる。

【００１５】さらに、接触帯電手段上に存在する粒径
０．１〜３μｍの清掃補助粒子の作用も相俟って、接触
帯電手段に付着しているトナーを効果的に吐き出すこと
ができる。

【００１６】よって、特願２０００−２３８５６０号の
提案の構成とすることで、接触帯電手段から現像剤であ
るトナーを吐き出すのに好適な交番電界の形成により、
長期に亘って接触帯電手段の汚染を防止して、安定した
帯電性を得ることが可能となる。

【００１７】一方、現像剤担持体が感光ドラムに接触す
る接触現像手段により、現像同時クリーニングを行うこ
とで、帯電電位の振れに影響されずに、長期に亘ってか
ぶりの少ない高品位な出力画像を得ることが可能となる
こと、さらに、球形のトナーを用いることで転写効率が
向上し、転写後に感光ドラムに残留したトナーを減らす
ことができると同時に、接触帯電手段に付着した際の吐
出しも容易となり、長期に亘ってクリーナレスシステム
の安定化を図ることができることを提案している。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特願２
０００−２３８５６０号の提案では、特に低温低湿環境
に於いて、特定のパターン画像を連続して形成した場合
に、以下に示す様な不具合があることが判明した。

【００１９】上述のように、画像形成時に交流電圧を重
畳して印加すると、多孔質状の接触帯電手段が、剥ぎ取
った転写残トナーを感光ドラムの回転方向下流側に吐き
出すと同時に、感光ドラムと接触帯電手段との接触部に
介在させている清掃補助粒子も吐き出してしまうことに
なる。

【００２０】この清掃補助粒子は、感光ドラムと接触帯
電手段との接触ニップ部に介在し、直接注入帯電が支配
的な帯電を安定して維持するのに不可欠な低抵抗粒子で
あり、接触帯電手段がトナーで多少汚染されても該粒子
が該ニップ部に介在していることで、該感光ドラム表面
を所定の電位にムラなく均一に帯電することができる
が、トナーによる汚染量に対して該粒子の介在量が所定
量以下となった場合には、帯電均一性を確保することが
困難となる。

【００２１】特に、帯電性の確保が難しい低温低湿環境
に於いて、縦帯パターン等の画像が連続して形成される
と、接触帯電手段の長手方向の特定部位では転写残トナ
ーが続けて剥ぎ取られることになり、その部分は相対的
にトナーによる汚染量に対して該粒子の介在量が少なく
なるという問題がある。

【００２２】この問題は、ある条件下で転写効率が著し
く悪い場合や高印字比率の画像形成時にジャムした場合
等、接触帯電手段で掻き取る転写残トナー量が所定量を
超えた場合に於いても、同様に発生することになる。

【００２３】即ち、画像形成時に接触帯電手段に交流電
圧を重畳して印加することで、剥ぎ取った転写残トナー
を感光ドラムの回転方向下流側に吐き出すことができ、
接触帯電手段上にトナーが蓄積されていくことはない
が、感光ドラムと接触帯電手段とのニップ部に介在させ
ている清掃補助粒子も吐き出してしまい、悪条件が重な
ると帯電均一性を確保できなくなってしまうことにな
る。

【００２４】本発明はこの様な実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、装置の大型化やコ
ストアップを抑制し、且つ、帯電性能の確保が難しい条
件下の使用に於いても安定的に帯電を行って、長期に亘
り帯電不良を発生させることなく良好な画像を得ること
ができる、クリーナレスシステムを用いた画像形成装置
およびプロセスカートリッジを提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする画像形成装置及びプロセスカートリッジであ
る。

【００２６】（１）像担持体と、該像担持体を帯電する
接触帯電手段と、像担持体の帯電面に静電潜像を形成す
る情報書き込み手段と、その静電潜像を顕像化するため
の現像剤を内包する現像手段と、顕像化された現像剤像
を被転写材に転写する転写手段とを有し、前記現像手段
が現像剤像を被転写材に転写した後に像担持体上に残留
した現像剤を回収する画像形成装置において、少なくと
も前記接触帯電手段と像担持体の接触部に清掃補助粒子
が介在し、画像形成時には、前記接触帯電手段に直流電
圧にピーク間電圧が帯電電位収束電圧未満の範囲である
交流電圧が重畳して印加され、少なくとも非画像形成時
の一部には直流電圧のみが印加されることを特徴する画
像形成装置。

【００２７】（２）像担持体と、該像担持体を帯電する
接触帯電手段と、像担持体の帯電面に静電潜像を形成す
る情報書き込み手段と、その静電潜像を顕像化するため
の現像剤を内包する現像手段と、顕像化された現像剤像
を被転写材に転写する転写手段とを有し、前記現像手段
が現像剤像を被転写材に転写した後に像担持体上に残留
した現像剤を回収する画像形成装置において、少なくと
も前記接触帯電手段と像担持体の接触部に清掃補助粒子
が介在し、前記接触帯電手段は、転写後に像担持体に残
留した現像剤を剥ぎ取ると共に、該像担持体表面を所定
の電位に帯電し、且つ該像担持体の回転方向下流側に吐
き出す帯電清掃部材であり、画像形成時には、前記接触
帯電手段に直流電圧にピーク間電圧が帯電電位収束電圧
未満の範囲である交流電圧が重畳して印加され、少なく
とも非画像形成時の一部には直流電圧のみが印加される
ことを特徴する画像形成装置。

【００２８】（３）前記接触帯電手段は、可撓性を有
し、少なくともその外周面が多孔質状であることを特徴
する（１）または（２）に記載の画像形成装置。

【００２９】（４）前記清掃補助粒子の粒径が０．１〜
３μｍ以下であり、粒子抵抗が１０ ¹²Ωｃｍ以下である
ことを特徴する（１）乃至（３）の何れか１項に記載の
画像形成装置。

【００３０】（５）前記接触帯電手段が、像担持体に対
して速度差を持って駆動されることを特徴とする（１）
乃至（４）の何れか１項に記載の画像形成装置。

【００３１】（６）前記現像手段は、現像剤担持体が像
担持体に接触する接触現像手段であることを特徴とする
（１）乃至（５）の何れか１項に記載の画像形成装置。

【００３２】（７）前記現像手段に内包する現像剤には
少なくとも前記清掃補助粒子が外添され、前記接触帯電
手段に非画像形成時に直流電圧が印加された像担持体の
帯電面が現像部位を通過する間は、少なくとも該現像手
段から該清掃補助粒子が像担持体に付勢する電界を形成
するバイアスが現像手段に印加されていることを特徴と
する（１）乃至（６）の何れか１項に記載の画像形成装
置。

【００３３】（８）少なくとも前記像担持体と前記接触
帯電手段、あるいは少なくとも前記像担持体と前記接触
帯電手段と前記現像手段とが一体的に画像形成装置本体
に対して着脱自在のプロセスカートリッジとして構成さ
れていることを特徴とする（１）乃至（７）の何れか１
項に記載の画像形成装置。

【００３４】（９）像担持体と、該像担持体を帯電する
接触帯電手段と、像担持体の帯電面に静電潜像を形成す
る情報書き込み手段と、その静電潜像を顕像化するため
の現像剤を内包する現像手段と、顕像化された現像剤像
を被転写材に転写する転写手段とを有し、前記現像手段
が現像剤像を被転写材に転写した後に像担持体上に残留
した現像剤を回収する画像形成装置本体に対して着脱自
在のプロセスカートリッジであり、少なくとも前記像担
持体と前記接触帯電手段、あるいは少なくとも前記像担
持体と前記接触帯電手段と前記現像手段とを包含してお
り、少なくとも前記接触帯電手段と像担持体の接触部に
清掃補助粒子が介在し、画像形成時には、前記接触帯電
手段に直流電圧にピーク間電圧が帯電電位収束電圧未満
の範囲である交流電圧が重畳して印加され、少なくとも
非画像形成時の一部には直流電圧のみが印加されること
を特徴するプロセスカートリッジ。

【００３５】（１０）像担持体と、該像担持体を帯電す
る接触帯電手段と、像担持体の帯電面に静電潜像を形成
する情報書き込み手段と、その静電潜像を顕像化するた
めの現像剤を内包する現像手段と、顕像化された現像剤
像を被転写材に転写する転写手段とを有し、前記現像手
段が現像剤像を被転写材に転写した後に像担持体上に残
留した現像剤を回収する画像形成装置本体に対して着脱
自在のプロセスカートリッジであり、少なくとも前記像
担持体と前記接触帯電手段、あるいは少なくとも前記像
担持体と前記接触帯電手段と前記現像手段とを包含して
おり、少なくとも前記接触帯電手段と像担持体の接触部
に清掃補助粒子が介在し、前記接触帯電手段は、転写後
に像担持体に残留した現像剤を剥ぎ取ると共に、該像担
持体表面を所定の電位に帯電し、且つ該像担持体の回転
方向下流側に吐き出す帯電清掃部材であり、画像形成時
には、前記接触帯電手段に直流電圧にピーク間電圧が帯
電電位収束電圧未満の範囲である交流電圧が重畳して印
加され、少なくとも非画像形成時の一部には直流電圧の
みが印加されることを特徴するプロセスカートリッジ。

【００３６】（１１）前記接触帯電手段は、可撓性を有
し、少なくともその外周面が多孔質状であることを特徴
する（９）または（１０）に記載の画像形成装置。

【００３７】（１２）前記清掃補助粒子の粒径が０．１
〜３μｍ以下であり、粒子抵抗が１０¹²Ωｃｍ以下であ
ることを特徴する（９）乃至（１１）の何れか１項に記
載のプロセスカートリッジ。

【００３８】（１３）前記接触帯電手段が、像担持体に
対して速度差を持って駆動されることを特徴とする
（９）乃至（１２）の何れか１項に記載のプロセスカー
トリッジ。

【００３９】（１４）前記現像手段は、現像剤担持体が
像担持体に接触する接触現像手段であることを特徴とす
る（９）乃至（１３）の何れか１項に記載のプロセスカ
ートリッジ。

【００４０】（１５）前記現像手段に内包する現像剤に
は少なくとも前記清掃補助粒子が外添され、前記接触帯
電手段に非画像形成時に直流電圧が印加された像担持体
の帯電面が現像部位を通過する間は、少なくとも該現像
手段から該清掃補助粒子が像担持体に付勢する電界を形
成するバイアスが現像手段に印加されていることを特徴
とする（９）乃至（１４）の何れか１項に記載のプロセ
スカートリッジ。

【００４１】［作用］上記構成とすることにより、接
触帯電手段が、転写後に像担持体に残留した現像剤を剥
ぎ取ると共に、ピーク間電圧が帯電電位収束電圧未満の
範囲である交流電圧が重畳して印加されることで、直流
電圧のみを印加した場合に対して、該像担持体表面を所
定の電位にムラなく均一に帯電し、直接注入帯電が支配
的な帯電を実現することができる。

【００４２】同時に、上記交流電圧の印加により、接触
帯電手段に付着している現像剤は、放電の影響を受けな
い為正極性化せず該接触帯電手段に留まることなく、接
触帯電手段と像担持体の表面との電位差により該像担持
体の回転方向下流側に吐き出すことができる。

【００４３】接触帯電手段は、可撓性を有し、少なくと
もその外周面が多孔質状であるものとすることで、像担
持体との良好な接触性を十分に確保することができ、ま
た転写残現像剤の像担持体面からの掻き取り（帯電面か
らの現像剤の除去）及び清掃補助粒子の保持を十分に確
保することができて、帯電の促進と安定化を図ることが
出来る。

【００４４】更に、非画像形成時において接触帯電手段
に直流電圧を印加することにより、像担持体表面と接触
帯電手段との電位差を少なくすることで、ポジ極性の粒
子としての挙動を示す、帯電促進を目的とした導電性粒
子である清掃補助粒子の吐き出される量を抑制すること
ができるので、清掃補助粒子供給手段や少なくとも該粒
子を外添した現像剤を内包した現像手段等により該粒子
を供給することで該接触帯電手段に該粒子を好適に保持
させることが可能となる。

【００４５】よって、長期に亘って接触帯電手段の汚染
を防止しつつ、接触帯電手段と像担持体との接触部に適
量の清掃補助粒子を介在させることができるので、長期
に渡り安定した帯電性を得ることが可能となり、高品位
な出力画像を得ることが可能となる。

【００４６】前記接触帯電手段が、像担持体に対して速
度差を持って駆動されることにより、上記剥ぎ取り性が
向上すると共に、安定した帯電性を得ることができる。

【００４７】また、接触帯電手段上に存在する粒径０．
１〜３μｍ以下の清掃補助粒子が、現像剤粒子間に介在
して電荷付与を行う、所謂マイクロキャリヤとして作用
して現像剤を負極性化すると共に、接触帯電手段と現像
剤の間に介在することでスペーサキャリヤとしても作用
し、接触帯電手段に付着している現像剤を効果的に吐き
出すことができる。

【００４８】よって、接触帯電手段から現像剤を吐き出
すのに好適な交番電界の形成により、長期に亘って接触
帯電手段の汚染を防止して、安定した帯電性を得ること
が可能となる。

【００４９】さらに、この清掃補助粒子の粒子抵抗を１
０¹²Ωｃｍ以下とし、接触帯電手段と像担持体の接触部
に介在させることで、像担持体に対し接触帯電手段の緻
密な接触性と接触抵抗を維持出来る様になり、更に帯電
性を向上することが可能となる。

【００５０】一方、現像剤担持体が像担持体に接触する
接触現像手段により、現像同時クリーニングを行うこと
で、帯電電位の振れに影響されずに、長期に亘ってかぶ
りの少ない高品位な出力画像を得ることが可能となる。

【００５１】さらに、少なくとも前記像担持体と前記接
触帯電手段とを一体的に形成したプロセスカートリッジ
が上述の画像形成装置に着脱自在とすることにより、ト
ナー補給や寿命を過ぎた像担持体の交換等、諸々メンテ
ナンス作業に係わる使用者の労力を軽減し、簡単な操作
で安定した出力画像が得られる様になる。

【００５２】

【発明の実施の形態】〈実施例１〉（Ａ）画像形成装置例図１は本発明に従う画像形成装置例の概略構成模型図で
ある。本例の画像形成装置は、転写式電子写真プロセ
ス、接触帯電方式、反転現像方式、クリーナレス、のレ
ーザプリンター（画像記録装置）である。

【００５３】本実施例に係るプリンターにおいては、少
なくともその外周面が多孔質状で、可撓性を有する接触
帯電手段が像担持体に当接されており、画像形成時に
は、前記接触帯電手段には直流電圧にピーク間電圧が帯
電電位収束電圧未満の範囲である交流電圧が重畳して印
加される。また、少なくとも前記接触帯電手段と像担持
体の接触部には、清掃補助粒子供給手段から供給された
清掃補助粒子が介在する。更に、前記接触帯電手段は、
転写後に像担持体に残留した現像剤を剥ぎ取ると共に、
像担持体表面を所定の電位に帯電し、且つ像担持体の回
転方向下流側に前記現像剤を吐き出す帯電清掃部材とし
て機能する。接触帯電手段から吐き出された現像剤は、
像担持体に接触して配設した現像手段により、現像同時
クリーニングが行われて再利用される。

【００５４】一方、非画像形成時には、前記接触帯電手
段に直流電圧のみが印加され、少なくとも前記接触帯電
手段と像担持体の接触部には、清掃補助粒子供給手段か
ら供給された清掃補助粒子が所定量介在する様に設定し
ている。

【００５５】１は像担持体であり、本実施例ではφ３０
ｍｍの負極性ＯＰＣ感光体（ドラム状ネガ感光体、以下
感光ドラムと記す）である。この感光ドラム１は矢印Ａ
の時計方向に周面の移動速度が５０ｍｍ／ｓｅｃ（＝プ
ロセススピード）の一定速度をもって回転駆動される。

【００５６】：帯電工程２は感光ドラム１に所定の押圧力をもって接触させて配
設した接触帯電手段としての弾性ローラ（以下、帯電清
掃ローラと記す）であり、芯金２ａと、弾性層２ｂから
なる。弾性層２ｂは可撓性を有し、少なくともその外周
面が多孔質状の部材である。ｎは感光ドラム１と帯電清
掃ローラ２との圧接部である帯電ニップ部である。効率
良く直接帯電を行うためには、この帯電ニップ部ｎにお
いて感光ドラム１と帯電清掃ローラ２の接触面積を大き
く取る必要が有り、本実施例では帯電清掃ローラ２の周
面を多孔質状とすることで、最大限の接触面積を得られ
る様にした。

【００５７】前述の帯電清掃ローラ２は、その外周面に
導電性を有する清掃補助粒子ｚを保持（担持）してお
り、感光ドラム１と帯電清掃ローラ２との圧接部である
帯電ニップ部ｎには、清掃補助粒子供給手段３から供給
される、帯電促進を目的とした導電性粒子である清掃補
助粒子ｚが介在している。

【００５８】帯電清掃ローラ２は帯電ニップ部ｎにおい
て矢印Ｂのように感光ドラム１の回転方向と逆方向（カ
ウンター）に回転駆動され、感光ドラム１の周面に対し
て速度差を持って接触する。Ｍは該帯電清掃ローラ２の
駆動源である。またプリンターの画像記録時には該帯電
清掃ローラ２に帯電バイアス印加電源Ｓ１から所定の帯
電バイアスが印加される。これにより、回転感光ドラム
１の周面が直接帯電（注入帯電）方式で所定の極性・電
位に、接触帯電処理される。

【００５９】本実施例では帯電清掃ローラ２の周面の移
動速度は７５ｍｍ／ｓｅｃとした。ここで、帯電清掃ロ
ーラ２の周面の移動速度は、該周面に何も当接されない
状態での平均外径を有する所定の点が、帯電清掃ローラ
２の回転により移動する速度とした。また帯電清掃ロー
ラ２と感光ドラム１の周速差を、両者の回転速度比とす
ると、本実施例では周速差はカウンター方向に１５０％
である。

【００６０】本実施例では帯電バイアス印加電源Ｓ１に
より、帯電清掃ローラ２の芯金２ａに対して、の重畳電圧を印加することより、感光ドラム１周面が該
印加ＤＣ電圧とほぼ等しい電圧（約−７００Ｖ）に直接
帯電される。

【００６１】重畳する交流電圧の大きさについては、帯
電清掃ローラ２に付着した転写されずに感光ドラム１上
に残ったトナー（転写残トナー）の吐き出し性に大きく
影響するため、その詳細は後述する。

【００６２】一方、本実施例で帯電清掃ローラ２への清
掃補助粒子ｚの供給は、清掃補助粒子供給手段３でなさ
れる。この清掃補助粒子供給手段３は、清掃補助粒子ｚ
を収容させた容器３１と規制ブレード３２からなり、規
制ブレード３２を帯電清掃ローラ２の周面に当接させ、
帯電清掃ローラ２と規制ブレード３２との間に清掃補助
粒子ｚを貯留・保持させ、規制ブレード３２により清掃
補助粒子ｚを帯電清掃ローラ２の周面に塗布することに
よって帯電清掃ローラ２に供給する構成を採る。

【００６３】また、本実施例では清掃補助粒子ｚとし
て、比抵抗が約１０⁶Ω・ｃｍ、平均粒径約１μｍの酸
化亜鉛を用いた。

【００６４】：露光工程４は情報書き込み手段としての、レーザダイオード・ポ
リゴンミラー等を含むレーザビームスキャナ（露光装
置）である。

【００６５】このレーザビームスキャナ４は目的の画像
情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して強度変調
されたレーザ光を出力し、該レーザ光で上記回転感光ド
ラム１の一様帯電面（感光ドラム１周面）を露光部位ａ
において走査露光４ａする。この走査露光４ａにより回
転感光ドラム１面に目的の画像情報に対応した静電潜像
が形成される。

【００６６】：現像工程５は現像器であり、現像剤として非磁性一成分トナー
（ネガトナー）Ｔを用いた反転現像器である。本実施例
の現像器５は現像剤担持体が感光ドラム１に接触する接
触現像手段であり、トナーＴを収容したトナー収容容器
５ｅ、感光ドラム１に接触して矢印Ｃの反時計方向に回
転しながら現像部位ｂにおいて静電潜像の現像を行う、
現像剤担持体としての現像ローラ５ａ、矢印Ｄの反時計
方向に回転することによって現像ローラ５ａにトナーＴ
を供給する、トナー供給手段としての供給ローラ５ｂ、
現像ローラ５ａ上のトナーＴの塗布量及び帯電量を規制
する、トナー規制手段としての現像ブレード５ｃ、トナ
ー収容容器５ｅ内のトナーを撹拌すると共に、トナーＴ
を供給ローラ５ｂに供給する撹拌部材５ｄ等からなる。

【００６７】本実施例では剛体である感光ドラム１に対
し接触して現像を行う構成を採るため、前記現像ローラ
５ａは弾性を有することが望ましい。該弾性層としては
シリコーンゴムを用いたが、弾性層に使用するゴムとし
ては、その他ＮＢＲゴム（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、一般的に用いられるゴムが使用可能であ
る。通常、上記ゴム材料のオイル含浸量を多くすること
で、低硬度化が図られる。

【００６８】現像ローラ５ａ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。また、正帯電性トナーを使用
するのであれば、フッ素ゴム等が好適に用いられる。

【００６９】更に、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。

【００７０】また、現像ブレード５ｃとしては、現像ロ
ーラ５ａとの当接部が金属又はゴム及び樹脂部材からな
る公知のトナー規制部材が使用可能である。本実施例で
は、ステンレス製の薄板（約０．１ｍｍ）の先端部から
約２ｍｍの位置を現像ローラ５ａと反対方向に折り曲げ
たものであり、該折り曲げ部５ｃ′が現像ローラ５ａに
若干食い込む状態で接触するものを使用した。

【００７１】攪拌部材５ｄにより攪拌されたトナーＴ
が、Ｃ方向に回転する現像ローラ５ａと、Ｄ方向に回転
する供給ローラ５ｂとの当接部の摺擦によって現像ロー
ラ５ａ上に供給される。現像ローラ５ａ上のトナーＴは
現像ブレード５ｃによって所望の帯電量が付与されると
共に、トナー量が規制され、現像ローラ５ａ上に適宜ト
ナーが担持される。

【００７２】現像ローラ５ａには現像バイアス印加電源
Ｓ２から現像ローラ５ａに所定の現像バイアスが印加さ
れ、現像ローラ５ａ上に担持されたトナーは、感光ドラ
ム１と接触する部位、即ち現像部位ｂにおいて感光ドラ
ム周面に形成された静電潜像パターンに対応して選択的
に感光ドラム１面に付着することで、静電潜像が反転現
像されてトナー像として可視化される。

【００７３】本実施例における現像バイアス電圧はＤＣ
電圧：−４００Ｖとした。

【００７４】現像手段は上述の接触現像方式に限られる
わけではなく、公知の被接触現像方式（ジャンピング現
像等）を用いても構わない。

【００７５】：転写工程６は接触転写手段としての、芯金に中抵抗発泡層を形成
した弾性転写ローラであり、所定の押圧力をもって感光
ドラム１に接触させることにより、転写ニップ部ｃを形
成し、図中Ｅ方向に回転駆動される。

【００７６】この転写ニップ部ｃに不図示の給紙部から
所定のタイミングで記録媒体としての被転写材Ｐが給紙
され、且つ転写ローラ６に転写バイアス印加電源Ｓ３か
ら所定の転写バイアス電圧が印加されることで、感光ド
ラム１周面のトナー像が転写ニップ部ｃに給紙された転
写材Ｐの表面に順次転写されていく。

【００７７】本実施例で使用の転写ローラ６は、芯金に
中抵抗発泡層を形成した、ローラ抵抗値５×１０⁸Ωの
ものであり、＋２．０ｋＶの電圧を芯金に印加すること
によって転写を行う。

【００７８】この際、転写ニップ部ｃにおいて感光ドラ
ム１周面のトナー画像は、前述転写バイアスの影響で被
転写材Ｐ側に引かれて積極的に転移する。一方、感光ド
ラム１周面の清掃補助粒子ｚは導電性であるため被転写
材Ｐ側には積極的には転移せず、感光ドラム１周面に実
質的に付着保持されて残留する。尚、感光ドラム１周面
に付着保持された清掃補助粒子ｚの存在により、感光ド
ラム１側から被転写材Ｐ側へのトナー画像の転写効率が
向上する効果も得られる。

【００７９】：定着工程７は熱定着方式等の定着装置である。転写ニップ部ｃに
おいて感光ドラム１周面のトナー像が転写された被転写
材Ｐは、前記定着装置７に搬送・導入され、トナー像の
定着を受けて画像形成物（プリント、コピー）として装
置外へ排出される。

【００８０】：クリーナレス転写後に感光ドラム１周面に残存した転写残トナーおよ
び清掃補助粒子ｚは、感光ドラム１の回転により、感光
ドラム１と帯電清掃ローラ２の帯電ニップ部ｎに搬送さ
れ、帯電ニップ部ｎへの清掃補助粒子ｚの供給と、帯電
清掃ローラ２への付着・混入が生じる。即ち、感光ドラ
ム１と帯電清掃ローラ２とが形成する帯電ニップ部ｎ
に、清掃補助粒子ｚが存在した状態で感光ドラム１の接
触帯電が行なわれる。

【００８１】本実施例の画像形成装置ではクリーナレス
構成を採るため、クリーニングブレード等のクリーナ
（クリーニング装置）は配設されず、従って被転写材Ｐ
に対してトナー像を転写した後に感光ドラム１周面に残
留する転写残トナーは、感光ドラム１の回転に伴って帯
電ニップ部ｎを経由して現像部位ｂに至り、現像器５で
現像同時クリーニングが行われることにより回収・再使
用される。

【００８２】以下に、現像同時クリーニングについて図
２を用いて説明を行う。図中、□は感光ドラム１表面に
存在する転写残トナーを示し、○は現像ブレード５ｃを
通過し現像ローラ５ａ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ものである。

【００８３】転写残トナー（転写行程において被転写材
Ｐに転写されず、感光ドラム１表面に残ったトナー）は
感光ドラム１と帯電清掃ローラ２との接触部ｎ（帯電ニ
ップ部）において、感光ドラム１と帯電清掃ローラ２と
の摺擦及び後述の清掃補助粒子ｚの作用を受けることに
より、負帯電トナーとなる。続いて露光工程により感光
ドラム１表面の露光部（画像部）は約−１５０Ｖとな
る。更に現像工程では、前述露光部上の転写残トナーは
そのまま感光ドラム１上に残存し、且つ現像バイアス
（−４００Ｖ）と前述露光部との電位差（約２５０Ｖ）
により現像ローラ５ａ上に担持された新しいトナーが前
述露光部に供給（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１上の帯
電電位（約−７００Ｖ）と現像バイアス（−４００Ｖ）
との電位差により現像ローラ５ａ上に転移する。この
際、現像ローラ５ａ上に担持された新しいトナーは、そ
のまま現像ローラ５上に残存することにより、現像同時
クリーニングが行われる。

【００８４】（Ｂ）画像形成装置の動作行程図３は本実施例の画像形成装置の動作行程図である。

【００８５】ａ．前多回転行程画像形成装置の始動（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のＯＮにより、装置の
メインモーター（不図示）を駆動させて感光ドラム１を
回転駆動させるとともに、画像形成動作に備えた定着器
の立上げや濃度制御等の準備処理等の所要の準備動作を
実行させる。

【００８６】所定の装置始動動作期間終了後は、メイン
モーターの駆動を停止し、プリント要求（画像形成動作
の開始要求）信号が入力されるまでスタンバイ（待機）
状態に保持される。

【００８７】ｂ．前回転行程スタンバイ状態からプリント要求信号の入力があると、
メインモーターを再駆動させて感光ドラム１を再回転駆
動させ、必要に応じて定着器やスキャナ等を立上げた
り、感光ドラム電位の安定化等の画像形成前に行う準備
処理動作を実行させる期間である。

【００８８】ｃ．プリント行程（画像形成工程）所定の前回転行程が終了すると、引き続いて回転感光ド
ラム１に対する帯電・画像露光・現像、被転写材へのト
ナー画像転写等の所定シーケンスの作像プロセス（画像
形成プロセス）が実行され、トナー画像の転写を受けた
被転写材Ｐが定着装置７に搬送されて、１枚目のプリン
ト行程が行なわれる。

【００８９】連続プリントモードの場合は、上記プリン
ト行程が繰り返されて所定の設定数ｎ枚のプリント行程
が順次に実行される。

【００９０】ｄ．紙間行程連続プリントモードにおいて、一の被転写材Ｐの後端が
転写部位ｃを通過した後、次の被転写材Ｐの先端が転写
部位ｃに到達するまでの間の、転写部位ｃにおける被転
写材Ｐの非通紙状態期間（被転写材間）の非画像形成領
域である。

【００９１】ｅ．後回転行程最後であるｎ枚目のプリント行程が終了した後、スタン
バイ状態に戻るまでメインモーターの駆動を継続させて
感光ドラム１を回転駆動させ、転写残トナーの現像器へ
の回収等の、装置の所定の後処理動作を実行させる期間
である。

【００９２】所定の後回転行程が終了すると、メインモ
ーターの駆動が停止され感光ドラム１の回転駆動が停止
され、装置は次のプリント要求信号が入力するまで再び
スタンバイ状態に保持される。

【００９３】上記において、前多回転行程後、直にプリ
ント要求信号が入力した場合には引き続いて前回転行程
を経てプリント行程が実行される。また１枚だけのプリ
ントの場合は、そのプリント行程の終了後、装置は後回
転行程を経てスタンバイ状態になる。

【００９４】上記において、ａの前多回転行程時、ｂの
前回転行程時、ｅの後回転行程時は非画像形成時であ
り、ｄの紙間行程時であるドラム面上での非画像領域も
非画像形成時とする。ｃのプリント行程時の感光ドラム
面上での画像領域を画像形成時とする。

【００９５】（Ｃ）帯電清掃ローラ２本実施例における接触帯電部材としての帯電清掃ローラ
２には、芯金２ａ上に樹脂（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
より処方された発泡体の半導電体層２ｂをローラ状に形
成することにより形成される。

【００９６】また、帯電清掃ローラ２には前述の樹脂
（ウレタン等）を用いる他に、ＥＰＤＭゴム（エチレン
プロピレンジエンゴム）、ＮＢＲゴム（ニトリルゴ
ム）、シリコーンゴムやＩＲゴム（イソプレンゴム）等
に抵抗調整用の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を発泡したものや、周面のみに
発泡処理を施して多孔質状としたものを用いることも出
来る。特に導電性物質を分散せずに、イオン導電性の材
料を用いて抵抗調整をすることも可能である。

【００９７】帯電清掃ローラ２は、少なくとも周面を微
小な多孔質状とすることで、感光ドラム１周面に対する
接触機会を増加させると共に、転写残トナーが帯電ニッ
プ部ｎへと流入した際には、空孔がトナーを捕獲して感
光ドラム１周面から引き剥がす役目を果たし、互いの部
材同士の接触を保つ事が出来る。

【００９８】感光ドラム１の回転方向に対し帯電清掃ロ
ーラ２の回転方向をカウンター方向とすることで、感光
ドラム１周面から転写残トナーが一旦引剥がされ、帯電
清掃ローラ２と感光ドラム１が形成する帯電ニップ部ｎ
に転写残トナーが殆ど介在しない状態で、効率良く直接
帯電を行なうことが可能となる。転写ニップ部ｃから帯
電ニップ部ｎへ至った転写残トナーが掻き取られること
で、特にハーフトーン画像において、前回の画像パター
ン部分がゴーストとなって現れることがなくなる。

【００９９】前述の様にして形成された半導電体層２ｂ
のローラを、必要に応じて表面を研磨することにより、
直径１２ｍｍ、長手長さ２３０ｍｍの導電性弾性ローラ
である帯電清掃ローラ２を作成した。

【０１００】一方、本実施例の帯電清掃ローラ２のロー
ラ抵抗を測定したところ１００ｋΩであった。ローラ抵
抗は、帯電清掃ローラ２の芯金２ａに総圧９．８Ｎ（１
ｋｇ）の加重がかかるようφ３０ｍｍのアルミドラムに
帯電清掃ローラ２を圧着した状態で、芯金２ａとアルミ
ドラムとの間に１００Ｖを印加して計測した。

【０１０１】帯電清掃ローラ２は電極として機能するこ
とが重要である。つまり、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などの低耐圧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
ークを得るには、帯電清掃ローラ２が１０⁴〜１０⁷Ωの
抵抗を有することが望ましい。

【０１０２】また、帯電清掃ローラ２の硬度は、硬度が
低すぎると形状が安定しないために被帯電体（感光ドラ
ム）との接触性が悪くなり、また高すぎると被帯電体と
の間に帯電ニップ部ｎ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ので、アスカー
Ｃ硬度で２５度から５０度が好ましい範囲である。

【０１０３】（Ｄ）トナーＴ本実施例で使用する現像剤であるトナーＴについての詳
細を述べる。ここでいうトナーとはトナー粒子と外添剤
とから構成されている。

【０１０４】本実施例の画像形成装置では、従来より知
られている粉砕法、重合法等により得ることが出来るト
ナーを用いることも可能であるが、特に以下に述べるト
ナー粒子を用いることが好適である。

【０１０５】本発明に係るトナー粒子は、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。また、上記の条件を満たし、かつ、（Ｓ
Ｆ−２）／（ＳＦ−１）の値を１．０以下とすることに
より、トナー粒子の諸特性のみならず、画像形成装置と
のマッチングがきわめて良好なものとなる。

【０１０６】本発明に用いられる形状係数を示すＳＦ−
１、ＳＦ−２とは、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８
００）を用い倍率５００倍に拡大したトナー粒子像を１
００個無作為にサンプリングし、その画像情報はインタ
ーフェースを介してニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅ
ｘ３）に導入し解析を行い下式より算出し得られた値を
本発明に於いては形状係数ＳＦ−１（図４），ＳＦ−２
（図５）と定義した。

【０１０７】ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）²／ＡＲＥ
Ａ｝×（π／４）×１００ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）²／ＡＲＥＡ｝×（１／４
π）×１００ＡＲＥＡ：トナー粒子投影面積ＭＸＬＮＧ：絶対最大長ＰＥＲＩ：周長トナー粒子の形状係数ＳＦ−２はトナー粒子の丸さの度
合を示し、球形から徐々に不定形となる。ＳＦ−２はト
ナー粒子の凹凸度合を示し、トナー粒子表面の凹凸が顕
著となる。

【０１０８】前述の形状係数ＳＦ−１が１６０を越える
場合には、トナー粒子の形状が不定形となるため、トナ
ー粒子の帯電量分布がブロードになるとともに、現像器
内でトナー粒子表面が磨砕されやすくなるため、画像濃
度の低下や画像かぶりの一因となる。

【０１０９】トナー粒子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
であるのがよい。トナー粒子の形状係数ＳＦ−２が１４
０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なめらかではな
く、多数の凹凸をトナー粒子が有しており、感光ドラム
１から被転写材Ｐ等への転写効率が低下する傾向にあ
る。

【０１１０】更には、本発明で使用するトナー粒子とし
ては、トナー粒子表面が外添剤（後述する清掃補助粒子
を含む）で被覆された物を用い、トナー粒子が所望の帯
電量が付与されるようにすることが好ましい。

【０１１１】その意味で、トナー粒子表面の外添剤被覆
率が、５〜９９％さらに好ましくは、１０〜９９％であ
ることが好ましい。

【０１１２】トナー粒子表面の外添剤被覆率は、日立製
作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用いトナー粒子像
を１００個無作為にサンプリングし、その画像情報はイ
ンターフェースを介してニコレ社製画像解析装置（Ｌｕ
ｚｅｘ３）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に分けてもとめ、下記
式により算出する。

【０１１３】外添剤被覆率（％）＝（ＳＧ／ＳＴ）×１００外添剤としては、公知に用いられているシリカ等があげ
られる。

【０１１４】外添剤は、トナー粒子１００重量部に対
し、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。また、外添剤は、単
独で用いても、又、複数併用しても良い。それぞれ、疎
水化処理を行ったものが、より好ましい。

【０１１５】外添剤の添加量が０．０１重量部未満の場
合には、一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しまい、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、所謂飛び散りが発生す
る。一方、外添剤の量が１０重量部を越える場合には、
過多な外添剤が感光ドラム１や現像ローラ５ａ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。

【０１１６】（Ｅ）清掃補助粒子ｚ本実施例で使用する清掃補助粒子ｚについて、その材料
としては、金属酸化物（例えば、酸化アルミニウム，酸
化チタン，酸化錫，酸化亜鉛，など）の導電無機粒子や
有機物との混合物、あるいは、これらに表面処理を施し
たものなど各種導電粒子が使用可能である。

【０１１７】粒子抵抗は、以下に示す通り比抵抗として
算出した。比抵抗の算出は、底面積２．２６ｃｍ²の円
筒内に凡そ０．５ｇの粉体試料を入れ、上下電極に１４
７Ｎ（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、その後正規化し行った。

【０１１８】上述の方法より算出した清掃補助粒子ｚの
比抵抗は、清掃補助粒子ｚを介した電荷の授受を行うた
め１０¹²Ω・ｃｍ以下が必要で、好ましくは１０¹⁰Ω・
ｃｍ以下が望ましい。

【０１１９】清掃補助粒子ｚの粒径は、光学あるいは電
子顕微鏡による観察から、１００個以上抽出し、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。

【０１２０】上述の測定で算出した清掃補助粒子ｚの粒
径は、後述するマイクロキャリアとして、または、スペ
ーサキャリアとして作用させるために、０．１μｍ〜３
μｍであることが望ましい。粒径が０．１μｍ以下の場
合、一般に用いられる粒径のトナーに対して付着し易
く、トナーの挙動に対して追従するために、スペーサキ
ャリアとしての効果が薄れる。一方、粒径が３μｍを上
回る場合、トナーの中に介在してトナーと充分接触する
ことが困難となり、トナーを負極性化し難くなる。

【０１２１】清掃補助粒子ｚは、一次粒子の状態で存在
するばかりでなく二次粒子の凝集した状態で存在するこ
ともなんら問題はない。どの様な凝集状態であれ、凝集
体として清掃補助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。

【０１２２】一方、清掃補助粒子ｚが感光ドラム１上か
ら被転写材Ｐに一部転写されてしまうことを考慮する
と、特にフルカラー画像形成装置において、白色または
透明に近い粒子でなければ色再現性が損なわれる恐れが
有る。また、清掃補助粒子ｚを感光ドラム１の帯電に用
いる場合には、潜像露光時に妨げにならない（遮光しな
い）ことが重要であり、やはり白色または透明に近い粒
子を用いることが望ましい。非磁性であることが好まし
い。

【０１２３】（Ｆ）直接帯電（注入帯電）、トナー吐き
出し本発明においては、帯電方式として直接帯電方式である
注入帯電を用いている。すなわち、多孔質表面からなる
帯電清掃ローラ２を感光ドラム１と周速差をもって摺擦
させることで所望の電位に帯電することが可能である。
しかし、特別にクリーナ容器を有さないクリーナレスシ
ステムでは、転写工程で感光ドラム１上から被転写材Ｐ
に転写されず、感光ドラム１上に残存したトナー（転写
残トナー）が、直接帯電清掃ローラ２に到達することに
なる。

【０１２４】本実施例の画像形成装置において転写残ト
ナーは、感光ドラム１の回転とともに帯電清掃ローラ２
と感光ドラム１が形成する帯電ニップ部ｎの感光ドラム
１回転方向上流側に到達すると、速度差を持って駆動さ
れる帯電清掃ローラ２の空孔の壁と、感光ドラム１周面
に生じる機械的な摺擦力により、感光ドラム１表面から
掻き落とされる。前述の通り掻き落とされた転写残トナ
ーは、帯電清掃ローラ２の回転に伴い、前記帯電ニップ
部ｎの感光ドラム１回転方向下流側に到達する。また同
時に、前記帯電ニップ部ｎでは、帯電清掃ローラ２表面
から感光ドラム１周面に電荷が注入されて、感光ドラム
１周面の帯電が行われ、帯電する感光ドラム１上の表面
電位は印加した直流電圧値にほぼ到達する。

【０１２５】一方、帯電清掃ローラ２には直流電圧に加
えて交流電圧が重畳されており、帯電清掃ローラ２と感
光ドラム１の間に交流電界が形成される。従って、帯電
清掃ローラ２の回転に伴い前記帯電ニップ部ｎの感光ド
ラム１回転方向下流側に到達した転写残トナーは、感光
ドラム１周面と帯電清掃ローラ２周面に連続的に生じる
電位差により、感光ドラム１周面と帯電清掃ローラ２周
面との間で行き来を繰り返す。この際、感光ドラム１は
回転しており、感光ドラム１上に付着・担持された転写
残トナーは、前述交流電界の作用領域から抜け出ること
で、帯電清掃ローラ２周面から吐き出されることにな
る。

【０１２６】ここで、帯電清掃ローラ２周面に担持され
ている清掃補助粒子ｚが、マイクロキャリアやスペーサ
キャリアとして作用することで、上記吐き出しを効果的
に行うことができる。

【０１２７】即ち、転写残トナーと清掃補助粒子ｚが混
在して帯電清掃ローラ２周面に担持される過程で、清掃
補助粒子ｚはマイクロキャリアとして作用し、即ち自ら
が正極性化することで、転写残トナーに対し負電荷を付
与する。また、清掃補助粒子ｚは帯電清掃ローラ２と転
写残トナーの間に介在することでスペーサキャリアとし
て働き、前述の帯電ニップ部ｎの感光ドラム１回転方向
下流側での交流電界の作用により、帯電清掃ローラ２か
らトナーをより吐き出し易くすることが出来る。さら
に、吐き出されたトナーの極性も負極化されることで、
次工程の現像ローラ５ａによるトナー回収も確実に行う
ことが可能となる。この際、先に述べた形状係数を有す
る球形に近いトナーを用いることで、上述のトナーの吐
き出し及び現像器での回収を効果的に実現させることが
できる。

【０１２８】帯電清掃ローラ２に対して印加する交流電
圧は、単位時間あたりの電位勾配が大きいものが好まし
い。電位勾配が大きい程、帯電清掃ローラ２周面と感光
ドラム１表面の電位差が大きくなると考えられるからで
ある。更に、トナーを効率良く吐き出すことによって、
帯電清掃ローラ２表面が常に露出した状態で感光ドラム
１周面に接触するため、感光ドラム１に対し高い帯電性
が確保出来ることになる。また、帯電清掃ローラ２表面
が露出すると、空孔の壁がしっかりと感光ドラム１周面
を摺擦出来るため、次回の転写残トナーの回収性が向上
することとなる。

【０１２９】更に、本発明では注入帯電方式を採るた
め、図６中、本発明においてはＬ点以下のピーク間電圧
を使用して帯電を行う。従って、感光ドラム１表面を帯
電するのに放電作用を主とせず、結果としてトナーが正
極性化することもない。

【０１３０】また、転写残トナーで正極性と負極性のト
ナーが混在した場合でも、帯電清掃ローラ２と感光ドラ
ム１が形成する帯電ニップ部ｎにおいて、転写残トナー
が感光ドラム１周面から掻き取られる際の摺擦や、前述
の様に感光ドラム１周面から掻き取られ、帯電清掃ロー
ラ２に付着・担持されて再度前記帯電ニップ部ｎに侵入
する転写残トナーが、再び帯電ニップ部ｎに達した際に
摺擦されることで、先述の清掃補助粒子のマイクロキャ
リアとしての作用も相俟って、摩擦帯電されて負極性化
する。

【０１３１】また、直流電圧に重畳して印加する交流電
圧の大きさとしては、ピーク間電圧が５００Ｖ以上でか
つ帯電電位収束電圧未満であることが望ましい。ピーク
間電圧が５００Ｖ以下となると、前述した交流電圧によ
るトナーの吐き出しのための電位差（帯電清掃ローラ２
と感光ドラム１周面間）を得ることが出来ず、トナーを
帯電清掃ローラ２から引き剥がし、感光ドラム１間で往
復運動をさせることが困難である。一方、ピーク間電圧
を帯電電位収束電圧以上とすると帯電清掃ローラ２の放
電作用が強まり、この場合も帯電清掃ローラ２に付着し
たトナーを吐き出すための電位差が生じない。従って、
感光ドラム１間で往復運動をさせることが困難となり、
帯電清掃ローラ２上にトナーが蓄積することになる。更
に、放電作用が強まると、トナーの正極性化が起こって
しまう。

【０１３２】ピーク間電圧を帯電電位収束電圧以上にし
て放電作用による帯電が支配的となることは、放電開始
電圧の閾値の２倍のピーク間電圧を超えることを意味す
る。即ち、放電開始電圧の閾値の２倍のピーク間電圧を
超えることでＡＣ放電が安定的に維持され、本実施例の
画像形成装置で述べる作用とは相反する（Ｇ）従来の帯電方式との差異ここで、本実施例の画像形成装置とは異なる、従来の帯
電方式との差異を述べる。

【０１３３】図６は帯電印加バイアスとして交流電圧に
直流電圧を重畳した電圧を場合の帯電性を示す図であ
り、感光ドラム電位を約−８００Ｖに帯電する場合を示
している。図７は帯電印加バイアスとして直流電圧のみ
を印加する場合の帯電性を示す図である。

【０１３４】放電作用を利用して帯電を行うための帯電
清掃ローラ（以降、放電用ローラと称す）に対しては、
図４中、帯電電位収束電圧であるＬ点（本実施例構成で
は、１２００Ｖｐｐ）以上のピーク間電圧を有する交流
電圧を印加する必要がある。Ｌ点以上のピーク間電圧を
有する交流電圧を印加した場合、放電用ローラに連続し
た放電が発生するため、放電用ローラと感光ドラム１間
に電位差を作りだすことが困難となり、放電用ローラ上
に付着したトナーを感光ドラム１上に効率良く吐き出す
ことが出来ない。更に、放電により生じた正イオンが感
光ドラム１表面より電位が低い放電用ローラ側に引き寄
せられるため、放電用ローラ上に付着したトナーは逆極
性化（不帯電性トナーが正極性に帯電する）してしま
う。

【０１３５】以上により、放電用ローラは、転写残トナ
ーが蓄積し、感光ドラムを正規の表面電位に帯電するこ
とが出来なくなり、帯電不良を引き起こす。また、上述
の逆極性となったトナーは機械的な摺擦力により放電用
ローラから引き剥がされ、感光ドラム１へ吐き出された
としても現像器に回収することが出来ず、画像かぶりと
なって出力画像に不具合を及ぼす。また、放電用ローラ
は、安定した帯電性を確保するため、帯電清掃ローラの
表面をなるべく平滑にしている。そのため、転写残トナ
ーの掻き取り能力が低く、転写残トナーを感光ドラム上
に残したまま、次の画像形成に係わる帯電、露光、そし
て現像等の一連のプロセスが行われることとなる。その
結果、帯電の均一性が損なわれるばかりか、所望の画像
イメージに対し忠実な潜像の形成がなされず、前回の画
像形成時の残像が、いわゆるメモリ画像（ゴースト画
像）として、続いて形成される画像に重なって現れると
いう画像不良が発生する場合がある。

【０１３６】以上の傾向は、接触帯電部材として回転ブ
ラシを用いた帯電においても同様に見られるが、特に回
転ブラシにおいてＡＣ帯電方式を用いた場合、転写残ト
ナーがブラシ中に取り込まれてしまうため、長期使用に
よりブラシが固化してしまう不具合も発生する。

【０１３７】また、放電を用いた帯電方式の内、直流電
圧のみを印加するＤＣ帯電方式においては、図７中、
Ｊ、Ｋ点以上の電圧印加を必要とする。ＤＣ帯電方式で
は、ＡＣ帯電方式と比較して放電作用が弱い（電荷付与
性が低い）ため、放電用ローラに付着したトナーを極端
に正極性化する作用は低く、その量は減少するが、ＡＣ
帯電方式と同様に放電用ローラ上に正極性化したトナー
が蓄積していく。前述の様に放電用ローラ上にトナーが
蓄積すると、放電領域において均一な放電が生じにくく
なり、結果として、所望の電位に感光ドラム１上を帯電
することができなくなる。また、回転ブラシを用いた帯
電においては、ＡＣ帯電方式の場合と同様に、ブラシ中
に転写残トナーを取り込んでしまい、ブラシの固化が発
生し易い。

【０１３８】一方、本実施例の画像形成装置に於ける帯
電清掃ローラ２に対して直流電圧のみを印加した場合に
は、帯電清掃ローラ２と感光ドラム１が形成する帯電ニ
ップ部ｎの感光ドラム１回転方向下流側において電位差
が生じないため、帯電清掃ローラ２周面に付着したトナ
ーを吐き出す作用が生じない。従って、この場合も帯電
清掃ローラ２の汚染が生じることで、注入帯電性が低下
して帯電不良が発生してしまう。

【０１３９】ここで、本発明を詳述する為、帯電均一性
の確保が難しい条件下での帯電性能に関して、比較例を
交えて説明する。

【０１４０】本実施例の画像形成装置を用いて、一定の
画像パターンで連続１０００枚の画出し耐久試験を行
い、ゴースト画像の発生レベルを評価することで、帯電
性の優劣を比較した。

【０１４１】耐久評価を実施する環境としては、帯電性
の確保が難しい低温低湿環境（１５℃／１０％）に於い
て、図８に示す様な縦帯と余白を組み合わせた画像パタ
ーンを採用した。

【０１４２】本実施例の画像形成装置では反転現像方式
を採るため、前述のゴースト画像とは、感光ドラム１の
１周目において画像露光した部分（トナー画像部であ
る）が、感光感光ドラム１の２周目で帯電不足を起こす
ことにより、前回の画像パターン部が他の部位よりトナ
ーが多く現像されて現れるもの（画像濃度が高い）の事
を指す。

【０１４３】また、所定のタイミングでハーフトーン画
像（全面）を出力し、前述ゴースト画像の発生レベルの
判定に用いた。

【０１４４】図９は、本実施例の感光ドラム１上の画像
領域（被転写材Ｐの長さに相当、画像形成時）と非画像
領域（図中では紙間、非画像形成時）での現像バイアス
と帯電バイアスの制御を示す模式図であり、３枚連続の
プリント要求があった場合を示している。

【０１４５】本実施例では、帯電バイアス印加電源Ｓ１
により帯電清掃ローラ２の芯金２ａに印加するバイアス
として、画像形成時の画像領域では被転写材Ｐの長さを
包含する領域に対して先述した直流電圧に交流電圧を重
畳印加し、非画像形成時である被転写材間である非画像
領域（紙間）では直流電圧のみを印加して、感光ドラム
１周面を帯電している。

【０１４６】ここで、非画像領域に帯電清掃ローラ２の
芯金２ａに印加する直流電圧として、−７００Ｖを印加
している。

【０１４７】また、現像ローラ５ａの芯金には、現像バ
イアス印加電源Ｓ２により、連続画像形成中の画像領域
及び非画像領域共に現像バイアスとして、−４００Ｖを
印加している。

【０１４８】〔比較例１〕比較例１では、本実施例の画
像形成装置において、図１０に示す様に、連続画像形成
中の画像領域及び非画像領域共に直流電圧に交流電圧を
重畳印加して感光ドラム１周面を帯電している以外は、
実施例１と同様である。

【０１４９】〔比較例２〕比較例２では、本実施例の画
像形成装置において、図１１に示す様に、帯電清掃ロー
ラ２の芯金２ａに印加するバイアスとして、交流は印加
せずに直流電圧（−７００Ｖ）のみ印加して感光ドラム
１周面を約−７００Ｖに帯電している以外は、実施例１
と同様である。

【０１５０】本実施例と各々の比較例の画像形成装置に
おける耐久試験での、ゴースト画像評価結果を以下の表
１に示す。

【０１５１】

【表１】

【０１５２】ここで、評価の指針を以下に示す。

【０１５３】 ○：画像不良なし（帯電不良なし） △：ゴースト画像による若干の濃度アップあり ×：ゴースト画像による濃度アップ大として評価した。

【０１５４】本実施例の画像形成装置では、１０００枚
の耐久終了時点までゴースト画像や、その他の画像欠陥
が発生しなかった。

【０１５５】比較例１では、１００枚の耐久終了時点の
観察においては、まだ帯電清掃ローラ２へのトナーの付
着が少なく画像上も問題が発生しなかったが、５００枚
時点では縦帯のゴーストが発生し、本来ハーフトーン部
分の画像濃度が濃くなってしまい、帯電不良となってし
まった。尚、１０００枚時点では、ゴーストが悪化し、
所望のハーフトーン画像が得られず、縦帯部がほぼベタ
濃度となってしまう帯電不良を生じた。

【０１５６】比較例２では、１００枚時点の観察におい
て既に帯電清掃ローラ２へのトナーの付着が多く、画像
上にも縦帯のゴーストが発生する帯電不良となってしま
った。５００枚以降はゴーストが悪化し、所望のハーフ
トーン画像が得られず、ほぼベタ濃度となってしまう帯
電不良を生じた。

【０１５７】図８に示す様な縦帯パターン画像が連続し
て形成されると、帯電清掃ローラ２の長手方向の画像部
位では転写残トナーが続けて剥ぎ取られることになり、
その部分は相対的にトナーによる汚染量に対して清掃補
助粒子ｚの介在量が少なくなってしまう。

【０１５８】特に帯電性の確保が難しい低温低湿環境に
於いては、感光ドラム１と帯電清掃ローラ２との帯電ニ
ップ部ｎに介在させている清掃補助粒子ｚの介在量を所
定量確保しないと、帯電性の確保が困難となる。

【０１５９】従って、本実施例で示した様に非画像形成
時である感光ドラム１上の非画像領域を利用して、帯電
清掃ローラ２に直流電圧を印加することにより、感光ド
ラム表面と帯電清掃ローラ２との電位差を少なくするこ
とで、ポジ極性の粒子としての挙動を示す清掃補助粒子
ｚの吐き出される量を減少させることができる。よって
清掃補助粒子供給手段３からの供給により帯電清掃ロー
ラ２に該粒子ｚを好適に保持させることが可能となる。

【０１６０】また、比較例２の様に帯電清掃ローラ２に
印加するバイアスを直流電圧のみとした場合には、前述
した様に転写残トナーを吐き出すことが困難であり、上
記の様な厳しい条件では、耐久初期から帯電不良画像が
発生してしまう。

【０１６１】さらに、比較例１の様に帯電清掃ローラ２
に印加するバイアスを直流電圧に交流電圧を重畳印加と
した場合には、転写残トナーを吐き出すことが可能であ
り、帯電清掃ローラ２上にトナーが蓄積されていくこと
はないが、感光ドラム１と帯電清掃ローラ２との帯電ニ
ップ部ｎに介在させている清掃補助粒子ｚも吐き出して
しまい、上記の様な厳しい条件では、帯電均一性を確保
できなくなってしまうことになる。

【０１６２】以上述べた様に、本実施例の画像形成装置
では、帯電清掃ローラ２と感光ドラム１の接触部ｎに清
掃補助粒子ｚを介在させ、画像形成時には、帯電清掃ロ
ーラ２に直流電圧にピーク間電圧が帯電電位収束電圧未
満の交流電圧を重畳して印加することで、帯電清掃ロー
ラ２を、転写残トナーを掻き取ると共に感光ドラム１周
面を所定の電位に帯電し、且つ感光ドラム１の回転方向
下流側に転写残トナーを吐き出す帯電清掃部材として機
能させて、前記帯電清掃ローラ２の汚染を防止する。

【０１６３】また、非画像形成時である紙間には、帯電
清掃ローラ２に直流電圧のみ印加することで、感光ドラ
ム１表面と帯電清掃ローラ２との電位差を少なくするこ
とで清掃補助粒子ｚの吐き出される量を減少させること
ができ、清掃補助粒子供給手段３からの供給により帯電
清掃ローラ２に該粒子ｚを好適に保持させることが可能
となる。

【０１６４】よって、本実施例の画像形成装置では、上
述したような難しい条件下での使用に於いても、接触帯
電手段である帯電清掃ローラ２の汚染を防止しつつ、帯
電清掃ローラ２と感光ドラム１との接触部ｎに所定量の
清掃補助粒子ｚを介在させることができるので帯電均一
性が確保され、長期に亘って帯電不良やかぶりの少ない
高品位な出力画像を得ることが可能となる。

【０１６５】一方、本実施例では、図９に示すように、
非画像領域である紙間時を利用して、帯電清掃ローラ２
に直流電圧を印加することにより、清掃補助粒子ｚを帯
電清掃ローラ２に保持させているが、その他の非画像形
成時を利用することも可能である。例えば前回転行程、
後回転行程及び前多回転行程を利用して、清掃補助粒子
ｚを帯電清掃ローラ２に供給、保持させることも可能で
あり、画像形成装置の実力に応じて適宜最適化すること
ができる。

【０１６６】上述のゴーストの問題は、転写効率の悪化
やジャム時等で、帯電清掃ローラ２で掻き取る転写残ト
ナー量が所定量を超える様な悪条件が重なった場合に於
いても、同様に発生することになるが、本実施例の画像
形成装置が他の比較例に対して、帯電均一性の確保が有
利であることは言うまでも無い。

【０１６７】〈実施例２〉図１２は本実施例の画像形成
装置の概略構成型図図である。本実施例の画像形成装置
は、前記実施例１の画像形成装置において清掃補助粒子
供給手段３から供給を行っていた清掃補助粒子ｚを、混
合器によりトナー母体に均一に分散させて現像剤Ｔ′と
して現像器５内に収容させたものである。清掃補助粒子
ｚの供給を現像手段から行うことで、簡略な構成で帯電
清掃ローラ２の汚染を防止し、現像同時クリーニングを
実現して、帯電不良やかぶりの少ない高品位な出力画像
を長期に亘って得ることが可能となる。

【０１６８】併せて、画像形成要素の内、感光ドラム１
と帯電清掃ローラ２、そしてトナーを含む現像器５とを
一体化し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカー
トリッジＰＣすることで、諸々のメンテナンス作業に係
わる頻度を軽減し、使用者の煩わしさを解消し、ユーザ
ビリティの向上を図った。

【０１６９】実施例１の画像形成装置と同様な構成部材
・部分については同符号を付し再度の説明を省略する。

【０１７０】本実施例の画像形成装置は前記の実施例１
の画像形成装置において、帯電清掃ローラ２に対する清
掃補助粒子供給手段３は無しとし、清掃補助粒子ｚを混
合器によりトナー母体に均一に分散させて現像剤Ｔ′と
して現像器５のトナー収容容器５ｅ内に収容させてあ
る。

【０１７１】本実施例では清掃補助粒子ｚとして、比抵
抗が１０⁶Ω・ｃｍ、平均粒径１μｍの酸化亜鉛を用い
た。そしてこの清掃補助粒子ｚとしての酸化亜鉛を、実
施例１で用いた分級後のトナー母体１００重量部に対し
て２．０重量部添加し、混合器により均一に分散させて
トナーＴ′とした。

【０１７２】また、帯電清掃ローラ２には予め清掃補助
粒子ｚを塗布しておいた。

【０１７３】本実施例においては帯電清掃ローラ２に対
する印加帯電バイアスとして、を重畳印加した。この帯電バイアスを印加することよ
り、感光ドラム１周面が該印加ＤＣ電圧とほぼ等しい電
圧（約−７００Ｖ）に直接帯電される。

【０１７４】上記以外の画像形成装置構成は実施例１の
画像形成装置の構成に準じた。

【０１７５】現像器５の現像剤であるトナーＴ′に外添
されている清掃補助粒子ｚは感光ドラム１面の静電潜像
の現像時にトナーに混じって感光ドラム１面に付着す
る。そして、転写ニップ部ｃにおいて感光ドラム１周面
のトナー画像は、転写バイアスの影響で被転写材Ｐ側に
引かれて積極的に転移する。

【０１７６】転写後に感光ドラム１周面に残存した転写
残トナーおよび上記の清掃補助粒子ｚは、感光ドラム１
の回転により、感光ドラム１と帯電清掃ローラ２の帯電
ニップ部ｎに搬送され、帯電ニップ部ｎへの清掃補助粒
子ｚの供給と、帯電清掃ローラ２への付着・混入が生じ
る。

【０１７７】即ち、感光ドラム１と帯電清掃ローラ２と
が形成する帯電ニップ部ｎに、清掃補助粒子ｚが存在し
た状態で感光ドラム１の接触帯電が行なわれる。

【０１７８】本実施例の画像形成装置ではクリーナレス
構成を採るため、クリーニングブレード等のクリーナ
（クリーニング装置）は配設されず、転写残トナーは実
施例１で図３を用いて説明した通りの作用で、現像器５
において現像同時クリーニングが行われることにより回
収・再使用される。この際、帯電ニップ部ｎや帯電清掃
ローラ２から脱落した清掃補助粒子ｚも、現像部位ｂに
おいて現像器５に回収され現像剤Ｔ′に混入して循環使
用される。

【０１７９】また、画像形成動作を経るに従い、清掃補
助粒子ｚが帯電ニップ部ｎや帯電清掃ローラ２から脱落
しても、現像器５の現像剤Ｔ′に含有されている清掃補
助粒子ｚが、現像部位ｂで感光ドラム１周面に移行し、
該感光ドラム１周面の移動により転写ニップ部ｃを経て
帯電ニップ部ｎに逐次に供給され続けるため、清掃補助
粒子ｚは帯電ニップ部ｎに継続して存在し、良好な帯電
性が長期に渡って安定して維持される。

【０１８０】前述の様に、帯電ニップ部ｎに清掃補助粒
子ｚが存在することで、該粒子ｚの滑剤効果により、感
光ドラム１と帯電清掃ローラ２との摩擦抵抗を軽減する
ことが出来、互いに摺擦する部材や駆動源Ｍに過度な負
荷を与えること無く、帯電清掃ローラ２を感光ドラム１
周面に対し効果的に速度差を持たせて接触させることが
出来る。

【０１８１】更に、帯電清掃ローラ２と感光ドラム１と
の間に速度差を設けることにより、帯電清掃ローラ２と
感光ドラム１の帯電ニップ部ｎにおいて清掃補助粒子ｚ
が感光ドラム１に接触する機会を格段に増加させ、高い
接触性を得ることが出来る。

【０１８２】従って、帯電清掃ローラ２と感光ドラム１
の帯電ニップ部ｎに存在する清掃補助粒子ｚが、感光ド
ラム１周面を隙間なく摺擦することで、感光ドラム１に
効率良く電荷を直接注入出来る様になり、帯電清掃ロー
ラ２による感光ドラム１の接触帯電は、清掃補助粒子ｚ
の介存により直接帯電（注入帯電）が支配的となる。

【０１８３】ここで、実施例１と同様に、帯電均一性の
確保が難しい条件下での帯電性能に関して、本実施例の
画像形成装置を用いて耐久試験による評価を実施した。

【０１８４】評価条件は実施例１と同様、帯電性の確保
が難しい低温低湿環境（１５℃／１０％）に於いて、図
８に示す様な縦帯と余白を組み合わせた画像パターンに
より耐久を行い、１００枚通紙毎にハーフトーン画像を
出力してゴースト画像の発生レベルを評価した。耐久試
験は、１０００枚通紙迄実施し、帯電性能を判定した。

【０１８５】連続プリント中の帯電バイアスの制御は図
１３のようにした。即ち、前記の図９に示した制御模式
図と同様、画像領域では直流電圧に交流電圧を重畳印加
し、非画像領域（紙間）では直流電圧のみを印加して、
感光体ドラム１周面を帯電した。また、本実施例では、
非画像領域である前回転時及び後回転時にも、帯電バイ
アスとして直流電圧のみを印加して、感光ドラム１周面
を帯電した。

【０１８６】この前回転時及び後回転時に於いては、現
像ＤＣバイアスとして、本実施例では、現像時のバイア
ス同様−４００Ｖを印加している。

【０１８７】この様に設定することで、約−７００Ｖに
帯電している感光ドラム周面と現像バイアス（−４００
Ｖ）との電位差により、現像部位ｂでは、現像ローラ５
ａから感光ドラム表面に負帯電のトナーは現像されず
に、帯電清掃粒子ｚのみを転移させることができる。こ
の感光ドラム表面に担持された該粒子ｚは、転写部位ｃ
を通過して帯電清掃ローラ２の帯電ニップ部ｎに到達す
ると、該ローラ２の空孔により捕獲され感光ドラム表面
から引き剥がし、該ローラ２に帯電清掃粒子ｚが担持さ
せることができる。

【０１８８】本実施例の画像形成装置における耐久試験
での、ゴースト画像評価結果を表２に示す。

【０１８９】

【表２】

【０１９０】ここで、評価の指針を以下に示す。

【０１９１】 ○：画像不良なし（帯電不良なし） △：ゴースト画像による若干の濃度アップあり ×：ゴースト画像による濃度アップ大として評価した。

【０１９２】本実施例の画像形成装置で上記評価を実施
したところ、１０００枚の耐久終了時点までゴースト画
像や、その他の画像欠陥が発生しなかった。また、耐久
終了時点の帯電清掃ローラ２の観察では、トナー汚れも
少なく、適度な帯電清掃粒子ｚが保持されている良好な
状態であった。

【０１９３】尚、上述の前回転時及び後回転時等の非画
像領域に於いて、現像バイアスを変えることにより、現
像部位ｂでの感光ドラム表面への帯電清掃粒子ｚの転移
量を制御することも可能である。

【０１９４】即ち、非画像形成時に直流電圧が印加され
た非画像領域である感光ドラム１の帯電面が、現像ロー
ラ５ａとの当接部である現像部位ｂを通過する間に、少
なくとも該現像手段から該清掃補助粒子が該帯電面に付
勢する電界を形成する現像バイアスを印加し、その電位
差を大きくすることで該粒子ｚの転移量を増加させるこ
とができる。

【０１９５】例えば、現像バイアスを−４００Ｖから−
３００Ｖにすることで、前記電位差が大きくなり該粒子
ｚの転移量を増やすことができる。

【０１９６】尚、該電位差については、かぶりを考慮し
て適宜決めればよい。

【０１９７】さらに、感光ドラム表面に担持された該粒
子ｚが転写部位ｃを通過する際に、転写ローラ６に該粒
子ｚが転移し難いような転写バイアスをバイアス電源Ｓ
３により印加しても良い。

【０１９８】これらの各バイアス設定や印加タイミング
を変更することで、該粒子ｚの帯電清掃ローラ２への供
給量を画像形成装置に合わせて最適化することができ
る。

【０１９９】以上述べた様に、本実施例の画像形成装置
では、帯電清掃ローラ２と感光ドラム１の接触部ｎに清
掃補助粒子ｚを介在させ、画像形成時には、前記帯電清
掃ローラ２に直流電圧にピーク間電圧が帯電電位収束電
圧未満の交流電圧を帯電清掃ローラ２に重畳して印加す
ることで、転写残トナーを掻き取ると共に、感光ドラム
１周面を所定の電位に帯電し、且つ感光ドラム１の回転
方向下流側に転写残トナーを吐き出す帯電清掃部材とし
て機能させて、帯電清掃ローラ２の汚染を防止する。

【０２００】一方、非画像形成時には、前記帯電清掃ロ
ーラ２に直流電圧のみ印加することで、感光ドラム表面
と帯電清掃ローラ２との電位差を少なくすることで清掃
補助粒子ｚの吐き出される量を減少させることができ、
且つ現像器５からの清掃補助粒子ｚの供給により帯電清
掃ローラ２に該粒子ｚを好適に保持させることが可能と
なる。

【０２０１】よって、本実施例の画像形成装置では、上
述した厳しい条件下での使用に於いても、接触帯電手段
である帯電清掃ローラ２の汚染を防止しつつ、帯電清掃
ローラ２と像担持体である感光ドラム１との接触部ｎに
適量の清掃補助粒子ｚを介在させることができるので帯
電性が確保され、長期に亘って帯電不良やかぶりの少な
い高品位な出力画像を得ることが可能となる。

【０２０２】また、清掃補助粒子ｚの供給を現像器５か
ら行うことで、簡略な構成で帯電清掃ローラ２の汚染を
防止し出来、装置のより一層の小型化・低価格化を実現
出来た。

【０２０３】更に、本実施例の画像形成装置では、画像
形成要素の内、感光ドラム１と帯電清掃ローラ２、及び
現像剤Ｔ′を含む現像器５とを一体化し、画像形成装置
本体に着脱可能なプロセスカートリッジＰＣとした。

【０２０４】従って、トナー補給や寿命を過ぎた感光ド
ラム１の交換等、諸々メンテナンス作業に係わるユーザ
の労力を軽減し、簡単な操作で安定した出力画像が得ら
れる様になった。

【０２０５】さらに、帯電清掃ローラ２の表面に清掃補
助粒子ｚを予め担持させておくことで、プロセスカート
リッジ使用初期より、直接帯電性能を支障なく発揮させ
ることが可能である。

【０２０６】プロセスカートリッジとは、帯電手段、現
像手段またはクリーニング手段と像担持体とを一体的に
カートリッジ化し、そ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。及び帯電手段、
現像手段またはクリーニング手段の少なくとも一つと像
担持体とを一体的にカートリッジ化し、そのカートリッ
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。更に少なくとも現像手段と像担持体とを一体的にカ
ートリッジ化し、そ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をいう。

【０２０７】〈その他〉１）帯電バイアスや現像バイアスの交流電圧成分の波形
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
なバイアスが使用できる。

【０２０８】２）静電潜像形成のための画像露光手段と
しては、実施例の様にデジタル的な潜像を形成するレー
ザ走査露光手投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。

【０２０９】３）像担持体1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。

【０２１０】４）現像器５は実施例では、現像剤として
非磁性一成分トナーを用いた反転現像器を例に説明した
が、現像器の構成について特に限定するものではない。
正規現像器であってもよい。

【０２１１】一般的に、静電潜像の現像方法は、非磁性
トナーについてはこれをブレード等でスリーブ等の現像
剤担持搬送部材上にコーティングし、磁性トナーについ
てはこれを現像剤担持搬送部材上に磁気力によってコー
ティングして搬送して像担持体に対して非接触状態で適
用し静電潜像を現像する方法（一成分非接触現像）と、
上記のように現像剤担持搬送部材上にコーティングした
トナーを像担持体に対して接触状態で適用し静電潜像を
現像する方法（一成分接触現像）と、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（二成分現像
剤）として用いて磁気力によって搬送して像担持体に対
して接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（二成分
接触現像）と、上記の二成分現像剤を像担持体に対して
非接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（二成分非
接触現像）との４種類に大別される。

【０２１２】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、クリ
ーナレスの画像形成装置に於いて、画像形成時には、多
孔質状の接触帯電手段に直流電圧にピーク間電圧が帯電
電位収束電圧未満の交流電圧を重畳して印加すること
で、前記接触帯電手段を、転写残現像剤を掻き取ると共
に像担持体周面を所定の電位に帯電し、且つ像担持体の
回転方向下流側に転写残トナーを吐き出す帯電清掃部材
として機能させて、前記接触帯電手段の汚染を防止す
る。

【０２１３】また、少なくとも非画像形成時の一部に
は、前記接触帯電手段に直流電圧のみを印加すること
で、像担持体表面と接触帯電部材との電位差を少なくす
ることにより清掃補助粒子の吐き出される量を減少させ
ることができ、清掃補助粒子供給手段または少なくとも
該粒子を外添した現像剤を内包した現像手段等により該
粒子を供給することで、該接触帯電部材に該粒子を好適
に保持させることが可能となる。

【０２１４】よって、本発明の画像形成装置では、帯電
性能の確保が難しい条件下の使用に於いても、接触帯電
手段の汚染を防止しつつ、接触帯電手段と像担持体との
接触部に適量の清掃補助粒子を介在させることができる
ので、安定して良好な帯電性が得られる様になり、長期
に亘り帯電不良を発生させることなく高品位な出力画像
を得ることが可能となる。

【０２１５】更に、本発明の画像形成装置では、簡易な
構成により像担持体のクリーナレスシステムを実現する
ことができ、装置の大幅な小型化・低コスト化やトナー
の再利用を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例（実施例１）の画像
形成装置の概略構成図である。

【図２】現像兼クリーニング方式の説明図である。

【図３】画像形成装置の動作行程図である。

【図４】トナーの形状係数ＳＦ−１の説明図である。

【図５】トナーの形状係数ＳＦ−２の説明図である。

【図６】帯電印加バイアスとして直流電圧のみを印加
する場合の帯電性を示す図である。

【図７】帯電印加バイアスとして直流電圧に交流電圧
を重畳して印加する場合の帯電性を示す図である。

【図８】本発明に係る第１、２実施例（実施例１、
２）の評価に用いた画像サンプルを示す図である。

【図９】本発明に係る第１実施例の感光体上での画像
領域と非画像領域に於ける帯電バイアスと現像バイアス
の制御を示した模式図である。

【図１０】比較例１の感光体上での画像領域と非画像
領域に於ける帯電バイアスと現像バイアスの制御を示し
た模式図である。

【図１１】比較例２の感光体上での画像領域と非画像
領域に於ける帯電バイアスと現像バイアスの制御を示し
た模式図である。

【図１２】本発明に係る第２実施例の画像形成装置の
概略構成図である。

【図１３】本発明に係る第２実施例の感光体上での画
像領域と非画像領域に於ける帯電バイアスと現像バイア
スの制御を示した模式図である。

【符号の説明】

１：感光ドラム（像担持体）２：帯電清掃ローラ（接触帯電手段）３：露光装置４：現像器Ｓ１：帯電バイアス印加電源Ｓ２：現像バイアス印加電源Ｔ、Ｔ’：現像剤（トナー）ｚ：帯電清掃粒子（帯電促進粒子）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木淳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 BB11 CC05 DD03 2H005 AA08 CB07 2H073 AA01 AA09 BA02 BA04 BA09 BA13 BA21 BA43 2H077 AA37 AC11 AC16 AD02 AD06 AD35 BA09 EA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、該像担持体を帯電する接触帯
電手段と、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する情報
書き込み手段と、その静電潜像を顕像化するための現像
剤を内包する現像手段と、顕像化された現像剤像を被転
写材に転写する転写手段とを有し、前記現像手段が現像
剤像を被転写材に転写した後に像担持体上に残留した現
像剤を回収する画像形成装置において、少なくとも前記接触帯電手段と像担持体の接触部に清掃
補助粒子が介在し、画像形成時には、前記接触帯電手段
に直流電圧にピーク間電圧が帯電電位収束電圧未満の範
囲である交流電圧が重畳して印加され、少なくとも非画
像形成時の一部には直流電圧のみが印加されることを特
徴する画像形成装置。
【請求項２】像担持体と、該像担持体を帯電する接触帯
電手段と、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する情報
書き込み手段と、その静電潜像を顕像化するための現像
剤を内包する現像手段と、顕像化された現像剤像を被転
写材に転写する転写手段とを有し、前記現像手段が現像
剤像を被転写材に転写した後に像担持体上に残留した現
像剤を回収する画像形成装置において、少なくとも前記接触帯電手段と像担持体の接触部に清掃
補助粒子が介在し、前記接触帯電手段は、転写後に像担
持体に残留した現像剤を剥ぎ取ると共に、該像担持体表
面を所定の電位に帯電し、且つ該像担持体の回転方向下
流側に吐き出す帯電清掃部材であり、画像形成時には、
前記接触帯電手段に直流電圧にピーク間電圧が帯電電位
収束電圧未満の範囲である交流電圧が重畳して印加さ
れ、少なくとも非画像形成時の一部には直流電圧のみが
印加されることを特徴する画像形成装置。
【請求項３】前記接触帯電手段は、可撓性を有し、少な
くともその外周面が多孔質状であることを特徴する請求
項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記清掃補助粒子の粒径が０．１〜３μｍ
以下であり、粒子抵抗が１０¹²Ωｃｍ以下であることを
特徴する請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の画
像形成装置。
【請求項５】前記接触帯電手段が、像担持体に対して速
度差を持って駆動されることを特徴とする請求項１乃至
請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記現像手段は、現像剤担持体が像担持体
に接触する接触現像手段であることを特徴とする請求項
１乃至請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記現像手段に内包する現像剤には少なく
とも前記清掃補助粒子が外添され、前記接触帯電手段に
非画像形成時に直流電圧が印加された像担持体の帯電面
が現像部位を通過する間は、少なくとも該現像手段から
該清掃補助粒子が像担持体に付勢する電界を形成するバ
イアスが現像手段に印加されていることを特徴とする請
求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の画像形成装
置。
【請求項８】少なくとも前記像担持体と前記接触帯電手
段、あるいは少なくとも前記像担持体と前記接触帯電手
段と前記現像手段とが一体的に画像形成装置本体に対し
て着脱自在のプロセスカートリッジとして構成されてい
ることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項
に記載の画像形成装置。
【請求項９】像担持体と、該像担持体を帯電する接触帯
電手段と、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する情報
書き込み手段と、その静電潜像を顕像化するための現像
剤を内包する現像手段と、顕像化された現像剤像を被転
写材に転写する転写手段とを有し、前記現像手段が現像
剤像を被転写材に転写した後に像担持体上に残留した現
像剤を回収する画像形成装置本体に対して着脱自在のプ
ロセスカートリッジであり、少なくとも前記像担持体と前記接触帯電手段、あるいは
少なくとも前記像担持体と前記接触帯電手段と前記現像
手段とを包含しており、少なくとも前記接触帯電手段と像担持体の接触部に清掃
補助粒子が介在し、画像形成時には、前記接触帯電手段に直流電圧にピーク
間電圧が帯電電位収束電圧未満の範囲である交流電圧が
重畳して印加され、少なくとも非画像形成時の一部には
直流電圧のみが印加されることを特徴するプロセスカー
トリッジ。
【請求項１０】像担持体と、該像担持体を帯電する接触
帯電手段と、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する情
報書き込み手段と、その静電潜像を顕像化するための現
像剤を内包する現像手段と、顕像化された現像剤像を被
転写材に転写する転写手段とを有し、前記現像手段が現
像剤像を被転写材に転写した後に像担持体上に残留した
現像剤を回収する画像形成装置本体に対して着脱自在の
プロセスカートリッジであり、少なくとも前記像担持体と前記接触帯電手段、あるいは
少なくとも前記像担持体と前記接触帯電手段と前記現像
手段とを包含しており、少なくとも前記接触帯電手段と像担持体の接触部に清掃
補助粒子が介在し、前記接触帯電手段は、転写後に像担持体に残留した現像
剤を剥ぎ取ると共に、該像担持体表面を所定の電位に帯
電し、且つ該像担持体の回転方向下流側に吐き出す帯電
清掃部材であり、画像形成時には、前記接触帯電手段に直流電圧にピーク
間電圧が帯電電位収束電圧未満の範囲である交流電圧が
重畳して印加され、少なくとも非画像形成時の一部には
直流電圧のみが印加されることを特徴するプロセスカー
トリッジ。
【請求項１１】前記接触帯電手段は、可撓性を有し、少
なくともその外周面が多孔質状であることを特徴する請
求項９または１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記清掃補助粒子の粒径が０．１〜３μ
ｍ以下であり、粒子抵抗が１０¹²Ωｃｍ以下であること
を特徴する請求項９乃至請求項１１の何れか１項に記載
のプロセスカートリッジ。
【請求項１３】前記接触帯電手段が、像担持体に対して
速度差を持って駆動されることを特徴とする請求項９乃
至請求項１２の何れか１項に記載のプロセスカートリッ
ジ。
【請求項１４】前記現像手段は、現像剤担持体が像担持
体に接触する接触現像手段であることを特徴とする請求
項９乃至請求項１３の何れか１項に記載のプロセスカー
トリッジ。
【請求項１５】前記現像手段に内包する現像剤には少な
くとも前記清掃補助粒子が外添され、前記接触帯電手段
に非画像形成時に直流電圧が印加された像担持体の帯電
面が現像部位を通過する間は、少なくとも該現像手段か
ら該清掃補助粒子が像担持体に付勢する電界を形成する
バイアスが現像手段に印加されていることを特徴とする
請求項９乃至請求項１４の何れか１項に記載のプロセス
カートリッジ。