JP2003043822A

JP2003043822A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003043822A
Application number: JP2001236507A
Authority: JP
Inventors: Jun Hirabayashi; 純平林; Harumi Ishiyama; 晴美石山; Yasunori Kono; 康則児野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-08-03
Filing date: 2001-08-03
Publication date: 2003-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】像担持体１の帯電手段が帯電促進粒子ｍを用い
た接触帯電装置２であり、クリーナレスシステムの画像
形成装置について、転写残現像剤の帯電ニップ部ａでの
像担持体摺擦に起因する像担持体削れを低減化して、長
期間使用することが可能な耐久性の高い画像形成装置を
提供すること。【解決手段】像担持体１を帯電する帯電手段は、像担持
体１とニップ部ａを形成させ、少なくともそのニップ部
あに帯電を促進させるための帯電促進粒子ｍを介在させ
た帯電部材２により帯電する接触帯電装置であり、帯電
部材２は多孔状のローラであり、像担持体１との接触部
ａにおいて相対する方向に回転している、また転写工程
ｄと帯電工程ａの間に像担持体１の電位を低下させる部
材６を設けることを特徴とする画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体の帯電手
段が帯電促進粒子を用いた接触帯電装置であり、クリー
ナレスシステムの画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】帯電促進粒子を用いた接触帯電装置は特
開平１０−３０７４５４〜３０７４５９号公報等に開示
されている。この接触帯電装置は、被帯電体と、被帯電
体に対して接触させた導電性・弾性ローラを一般的とす
る接触帯電部材との少なくとも両者の接触部（帯電ニッ
プ部）に帯電促進粒子を介在させることで、放電帯電機
構よりも直接注入帯電機構を支配的にしたものである。

【０００３】帯電促進粒子は帯電補助を目的とした導電
性微粒子である。例えば粒径０．１〜５μｍ、体積抵抗
値１×１０¹²Ω・ｃｍ以下、より好ましくは１×１０¹⁰
Ω・ｃｍ以下の、導電性酸化亜鉛等の金属酸化物微粒
子、その他の導電性無機微粒子、有機物との混合物など
各種の導電性粒子が使用可能である。

【０００４】帯電促進粒子の役割の一つは帯電部材と被
帯電体表面の摩擦力の低減にある。帯電ローラなど被帯
電体との摩擦力の大きな帯電部材は帯電部材と被帯電体
の周速差を設けることができず十分な接触機会を得るこ
とができなかった。しかしながら、帯電促進粒子を介在
させることにより、帯電ローラと被帯電体の摩擦力を下
げ、周速差を持たせることが可能になる。第二に、帯電
促進粒子は帯電部材の凹凸を埋め被帯電体に対する接触
性を向上させる。

【０００５】この帯電促進粒子の存在により、帯電部材
は接触部において被帯電体と速度差をもって接触できる
と同時に、帯電促進粒子を介して密に被帯電体に接触し
て、つまり帯電ニップ部に存在する帯電促進粒子が被帯
電体表面を隙間なく摺擦することで被帯電体に電荷を直
接注入するのである。即ち帯電部材による被帯電体の帯
電は帯電促進粒子の存在により直接注入帯電機構を支配
的にすることができる。

【０００６】従って、従来のローラ帯電等では得られな
かった高い帯電効率が得られ、帯電部材に印加した電圧
とほぼ同等の電位を被帯電体に与えることができ、低印
加電圧でオゾンレスの直接注入帯電を簡易な構成で実現
することができるもので、電子写真画像形成装置や静電
記録画像形成装置において電子写真感光体や静電記録誘
電体等の像担持体を所定の極性・電位に一様に直接注入
帯電処理する帯電手段として有効である。

【０００７】また、上記の帯電促進粒子を用いた直接注
入帯電では、クリーナレスの画像形成装置において、被
帯電体である像担持体を均一に帯電処理することが可能
である。

【０００８】具体的な構成としては、帯電促進粒子を現
像剤（トナー）に混合し、現像部位で帯電促進粒子を現
像剤と共に現像器から像担持体表面に供給し、転写部位
では、おもに現像剤のみを転写材に転写し、帯電促進粒
子を帯電部材と像担持体との接触部に供給することで、
クリーナレスの画像形成装置において注入帯電により像
担持体の均一帯電が可能である。このように帯電部材と
像担持体との接触部に対する帯電促進粒子の供給を現像
手段から行う構成は特開平１０−３０７４５５号公報等
に開示されている。

【０００９】また転写残現像剤は引き続く像担持体の回
転にともない帯電部材と像担持体との接触部を経由して
現像部位に至り、現像器において像担持体面から現像同
時クリーニング（回収）される（トナーリサイクルプロ
セス）。

【００１０】現像同時クリーニングは、転写後に像担持
体上に残留した現像剤を引き続く画像形成工程の現像
時、即ち引き続き像担持体を帯電し、露光して潜像を形
成し、その潜像の現像時において、現像のかぶり取りバ
イアス、即ち現像装置に印加する直流電圧と像担持体の
表面電位電位差であるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋによ
って回収するものが知られている（特開平１０−３０７
４５６号公報等）。

【００１１】クリーナレスの画像形成装置は、転写残現
像剤は現像器に回収されて次工程以降に再用されるた
め、廃現像剤をなくし、メンテ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。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、像担持体の
帯電手段が帯電促進粒子を用いた接触帯電装置であり、
クリーナレスシステムの画像形成装置の更なる改善に係
り、長期間使用することが可能な耐久性の高い画像形成
装置を提供することを目的としている。

【００１３】

【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である。

【００１４】（１）像担持体に、像担持体を帯電する帯
電工程、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する情報書
き込み工程、その静電潜像を現像剤により現像する現像
工程、像担持体上の現像剤像を記録媒体に転写する転写
工程を含む作像プロセスを適用して画像形成を実行し、
像担持体は繰り返して作像に供する画像形成装置におい
て、ａ．像担持体を帯電する帯電手段は、像担持体とニップ
部を形成させ、少なくともそのニップ部に帯電を促進さ
せるための帯電促進粒子を介在させた帯電部材により帯
電する接触帯電装置であり、ｂ．帯電部材は多孔状のローラであり、像担持体との接
触部において相対する方向に回転している、ｃ．転写工程と帯電工程の間に像担持体の電位を低下さ
せる部材を設ける、ことを特徴とする画像形成装置。

【００１５】（２）前記（１）において、像担持体電位
低下部材は像担持体の帯電電位に対して０Ｖに近く像担
持体の電位を低下させることを特徴とする画像形成装
置。

【００１６】（３）前記（１）または（２）において、
像担持体の帯電を行う前の像担持体の電位を低下させる
部材の効果を停止させるシーケンスを持つことを特徴と
する画像形成装置。

【００１７】（４）前記（１）から（３）の何れか１つ
において、像担持体電位低下部材は像担持体の電位を露
光により低下させることを特徴とする画像形成装置。

【００１８】（５）前記（１）から（３）の何れか１つ
において、像担持体電位低下部材は像担持体の電位をフ
ァーブラシ等の接触部材により低下させることを特徴と
する画像形成装置。

【００１９】（６）前記（１）から（５）の何れか１つ
において、プロセスカートリッジ着脱方式であることを
特徴とする画像形成装置。

【００２０】〈作用〉本発明では、像担持体の帯電手
段が帯電促進粒子を用いた接触帯電装置であり、クリー
ナレスシステムの画像形成装置において、転写工程と帯
電工程の間に、像担持体表面の電位を低下（帯電電圧に
対して）させる部材を備えている。それにより、帯電工
程通過直前の像担持体と帯電部材である多孔状ローラ
（以下、帯電ローラと記す）上の間には電位差が生じ
る。

【００２１】反転現像方式の画像形成装置では、転写残
現像剤（トナー）は帯電工程の帯電極性に対して異極性
の電荷を帯びているものがほとんどである。そのため、
帯電接触部に近づいた転写残現像剤は該電位差により像
担持体表面から帯電ローラ表面に向かい飛翔する。

【００２２】帯電ローラ表面に移行し、該帯電ローラの
セル内に付着した転写残現像剤は、帯電ローラおよび帯
電促進粒子からの電荷注入、もしくは摩擦帯電により適
正な電荷極性に戻される。

【００２３】帯電ローラを像担持体に対して対向方向に
回転させているために、転写残現像剤は帯電ローラ表面
を約１周弱回転する。

【００２４】帯電ニップ部下流側において、帯電ローラ
は帯電ニップ部通過前に圧縮されている。その帯電ロー
ラの圧縮により、転写残現像剤は帯電ローラのセル内か
ら帯電が終了した像担持体上に再度飛翔し、像担持体表
面に戻される。転写残現像剤は、帯電ニップ部を通過し
ない。そのため、帯電ニップ部において転写残現像剤と
像担持体の摺擦による像担持体の摩耗が生じず、安定し
た耐久性を得ることが可能となる。

【００２５】また、本来現像剤が持つべき電荷極性を持
つ転写残現像剤が存在する場合には、帯電ニップ部通過
直前の像担持体と帯電ローラの間に電位差を設けると、
その領域に滞留を生じることがある。像担持体と帯電ロ
ーラの間に電位差を設ける部材の効果を停止させるシー
ケンスを持たせることにより生じた滞留を解消させ、帯
電ローラから排出することが可能となる。

【００２６】

【発明の実施の形態】〈実施例１〉図１は本発明に従う
画像形成装置の概略構成模型図である。本実施例の画像
形成装置は、転写方式電子写真プロセス利用、帯電促進
粒子を用いた直接注入帯電方式、反転現像方式、クリー
ナレスシステム、プロセスカートリッジ方式のレーザー
ビームプリンタである。

【００２７】（１）プリンタの全体的概略構成１は像担持体として直径３０ｍｍの回転ドラム型のＯＰ
Ｃ電子写真感光体（以下、感光体と記す）、２は接触帯
電部材としての導電性帯電スポンジローラ（以下、帯電
ローラと記す）、３は反転非接触現像装置、４は転写帯
電器としての転写ローラ、５は像定着装置、６は転写工
程と帯電工程の間において感光体１の電位を低下させる
感光体電位低下部材としての前露光装置、７は像露光器
（画像情報書き込み手段）としてのレーザービームスキ
ャナ、Ｃはプロセスカートリッジである。

【００２８】１）帯電工程；感光体１は矢印Ａの時計方
向に９４ｍｍ／ｓｅｃの周速度（プロセススピード）を
もって回転駆動され、その回転過程で、帯電ローラ２に
より外周面が所定の極性・電位に一様に直接注入帯電処
理される。

【００２９】帯電ローラ２はその外周面に帯電促進粒子
ｍがコートされ、感光体１に対して所定の押圧力をもっ
て圧接され、感光体１との接触面部であるニップ部（帯
電ニップ部）ａにおいて感光体１の回転方向Ａに対して
カウンター方向の矢印Ｂの方向に所定の面速度（周速
度）をもって回転駆動される。

【００３０】本実施例においては帯電ローラ２は感光体
１との帯電ニップ部ａにおいて対向方向に１００％の周
速で駆動されている。すなわち、感光体１表面を基準に
して帯電ローラ２表面の速度（以降、周速差と称する）
を考えるならば、感光体１表面の速度に対して２００％
のスピードで帯電ニップ部上流に回転していることにな
る。

【００３１】帯電ローラ２には感光体１の外周面がほぼ
−６２０Ｖに一様に帯電処理されるように、帯電バイア
ス電源Ｓ１から帯電バイアスを印加する。本実施例では
−６４０Ｖを印加している。

【００３２】２）像露光工程；回転感光体１の一様帯電
処理面に対して露光部位ｂにおいてレーザービームスキ
ャナ７によるレーザー光走査露光Ｌがなされて目的のプ
リントパターン（画像情報）に対応した静電潜像が形成
される。

【００３３】レーザービームスキャナ７はレーザーダイ
オード・ポリゴンミラー等を含み、プリントパターンの
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
レーザー光Ｌを出力し、該レーザー光Ｌで回転感光体１
の一様帯電面を走査露光（画像部露光）する。本実施例
では全面画像露光を行った際の感光体１表面電位は−１
５０Ｖになるように調整されている。

【００３４】３）現像工程；回転感光体１面の静電潜像
が、現像剤として負帯電性の平均粒径６μｍの磁性１成
分絶縁現像剤（以下、トナーと記す）３１を用いた、反
転非接触現像装置３により現像部位ｃにおいてトナー画
像として反転現像される。

【００３５】３２はマグネット３３を内包する直径１６
ｍｍの非磁性現像スリーブであり、この現像スリーブ３
２に上記のトナー３１をコートし、感光体１表面との距
離を５００μｍに固定した状態で、感光体１と等速で回
転させ、スリーブ３２に現像バイアス電源Ｓ２より現像
バイアス電圧を印加する。トナー３１は弾性ブレード３
４との摺擦により、摩擦帯電し、電荷を持つ。現像バイ
アス電圧は、３８０ＶのＤＣ電圧と、周波数１８００Ｈ
ｚ、ピーク間電圧１６００Ｖの矩形のＡＣ電圧を重畳し
たものを用い、スリーブ３２と感光体１の間で１成分ジ
ャンピング現像を行なわせる。

【００３６】４）転写工程；回転感光体１面のトナー像
は中抵抗、本実施例ではローラ抵抗値５×１０⁸Ωの転
写ローラ４と感光体１面との接触部である転写部位（＝
転写ニップ部）ｄにおいて記録材Ｐの面に対して順次に
転写される。

【００３７】この転写ニップ部ｄに不図示の給紙部から
所定の制御タイミングにて記録材Ｐが給送されて、該記
録材Ｐが転写ニップ部ｄを挟持搬送されると共に転写ロ
ーラ４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、本実施例では＋２０００ＶのＤＣ電圧が印加
されることで、感光体１面側のトナー像が転写ニップ部
ｄを挟持搬送される記録材Ｐ面に順次に静電気力と押圧
力にて転写されていく。

【００３８】５）定着工程；転写ニップ部ｄを出た記録
材Ｐは回転感光体１の面から分離され、熱定着方式等の
像定着装置５に導入されてトナー画像の定着処理を受
け、画像形成物（プリント・コピー）として機外に排紙
される。

【００３９】６）前露光工程；記録材分離後の感光体１
面は前露光装置６による全面露光を受けて感光体１表面
の電位が露光により減衰する。前露光装置６は複数のＬ
ＥＤにより形成され、感光体１表面の電位を露光部電位
と同じ−１５０Ｖ程度まで低下させる。これにより感光
体１表面の電気的メモリの消去がなされ、再び帯電ロー
ラ２による帯電処理を受けて繰り返して作像に供され
る。

【００４０】７）トナーリサイクルシステム（クリーナ
レス）本実施例のプリンタはクリーナレスであり、転写ニップ
部ｄにおける記録材Ｐに対するトナー像転写後の回転感
光体１面に残留の転写残トナーは専用のクリーニング装
置（クリーナ）で除去されることなく感光体１の引き続
く回転に伴い、帯電ニップ部ａに持ち運ばれ、更に現像
部位ｃに至り、現像装置３で現像同時クリーニング（回
収）される。

【００４１】本実施例のプリンタは、感光体１、接触帯
電部材２、現像装置３の３つのプロセス機器をカートリ
ッジＣに包含させてプリンタ本体に対して一括して着脱
交換自在のカートリッジ方式の装置であるが、これに限
るものではない。

【００４２】ここで、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、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。

【００４３】（２）帯電ローラ２帯電導電性弾性ローラである帯電ローラ２は多孔状ロー
ラ（帯電スポンジローラ）であり、芯金２１上に、ゴム
あるいは発泡体の中抵抗層２２を形成することにより作
成される。中抵抗層２２は樹脂（本実施例ではウレタ
ン）、導電性粒子（例えばカーボンブラック）、硫化
剤、発泡剤等により処方され、芯金２１の上にローラ状
に形成した。その後、表面を研磨した。

【００４４】帯電ローラ２の抵抗値は以下のように測定
した。画像形成装置の感光体１をアルミ製のドラムと入
れ替える。その後に、アルミドラムと帯電ローラ２の間
に１００Ｖの電圧をかけ、その時に流れる電流値を測定
することにより、帯電ローラ２の抵抗値を求めた。

【００４５】本実施例で用いた帯電ローラ２の抵抗値は
５×１０⁶Ωであった。本測定は温度２５℃、湿度６０
％の環境下で行った。この測定環境については、本実施
例及び他の実施例中の他の測定も同様である。

【００４６】帯電ローラ２の表面における平均セル径は
抵抗値それぞれにつき、５０μｍのものを用いた。平均
セル径は光学顕微鏡による観察をもって測定した。

【００４７】（３）帯電促進粒子ｍ帯電促進粒子ｍは帯電補助を目的とした導電性の粒子で
あり、この粒子を用いたことで均一・安定な直接注入帯
電を実現している。本実施例では、帯電促進粒子ｍは、
比抵抗が１０⁷から１０¹²Ω・ｃｍ、平均粒径１μｍの
導電性酸化亜鉛粒子を用いた。この帯電促進粒子ｍを予
め帯電ローラ２の外周面にコートしてあり、また現像装
置３の現像剤であるトナー３１に所定の割合で添加混合
してある。本実施例においてはトナー３１に対して帯電
促進粒子ｍを２重量％添加混合してある。

【００４８】帯電促進粒子ｍの粒径は粒子が凝集体とし
て構成されている場合は、その凝集体としての平均粒径
として定義した。粒径の測定には、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。

【００４９】抵抗測定は錠剤法により測定し正規化して
求めた。底面積２．２６ｃｍ²の円筒内に、約０．５ｇ
の粉体試料を入れ、上下電極に１５ｋｇの加圧を行うと
同時に１００Ｖの電圧を印加し抵抗値を計測し、その後
正規化して比抵抗を算出した。

【００５０】本実施例で用いた帯電促進粒子ｍは、潜像
露光時に妨げにならないよう、無色あるいは白色の粒子
が適切である。また、粒径も現像剤３１の粒径に対し
て、１／２以下程度でないと画像露光を遮ることがあっ
た。そのため、これより小さい必要がある帯電促進粒子
ｍの材料として、本実施例では導電性酸化亜鉛粒子を用
いたが、これに限るものでなく、粒子の材料としては、
他の金属酸化物などの導電性無機粒子や有機物との混合
物など各種導電粒子が使用可能である。

【００５１】現像装置３の現像剤であるトナー３１に添
加混合した帯電促進粒子ｍは、現像装置３による感光体
１側の静電潜像のトナー現像時に現像部位ｃにおいてト
ナーとともに適当量が感光体１側に移行する。

【００５２】感光体１上のトナー像は転写ニップ部ｄに
おいて転写バイアスの影響で記録材Ｐ側に引かれて積極
的に転移するが、感光体１上の帯電促進粒子ｍは導電性
粒子であることで記録材Ｐ側には積極的には転移せず、
感光体１上に実質的に付着保持されて残留する。

【００５３】そして本実施例のプリンタはクリーナレス
であることで、転写後の感光体１面に残存の上記の帯電
促進粒子ｍは感光体１と帯電ローラ２の接触部である帯
電ニップ部ａに感光体１面の移動でそのまま持ち運ばれ
て帯電ローラ２に付着し、帯電ローラ２に対して供給さ
れる。

【００５４】即ち、帯電ローラ２から帯電促進粒子ｍが
脱落しても、プリンタが稼働されることで、現像装置３
のトナー３１に添加混合させてある帯電促進粒子ｍが現
像部位ｃで感光体１体面に移行し該感光体１面の移動に
より転写ニップ部ｄを経て帯電ニップ部ａに持ち運ばれ
て帯電ローラ２に逐次に供給される。

【００５５】帯電ローラ２から脱落した帯電促進粒子ｍ
は現像装置３に回収されてトナー３１に混入して循環使
用される。

【００５６】本実施例のプリンタはクリーナレスである
ことで、転写後の感光体１面に残存の転写残トナーは感
光体１と帯電ローラ２の接触部である帯電ニップ部ａに
感光体１面の移動でそのまま持ち運ばれて帯電ローラ２
に付着・混入する。このように転写残トナーが帯電ロー
ラ２に付着・混入しても、帯電促進粒子ｍが感光体１と
帯電ローラ２との接触部である帯電ニップ部ａに介存す
ることにより、帯電ローラ２の感光体１への緻密な接触
性と接触抵抗を維持できるため、帯電ローラ２の転写残
トナーによる汚染にかかわらず、低印加電圧でオゾンレ
スの直接注入帯電を長期に渡り安定に維持させることが
でき、均一な帯電性を与えることが出来る。

【００５７】帯電ローラ２が感光体１に対して速度差を
持って接触していることで、転写ニップ部ｄから帯電ニ
ップ部ａへ至った転写残トナーはパターンが撹乱されて
崩され、中間調画像において、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。帯電ローラ
２に付着・混入した転写残トナーは帯電ローラ２から感
光体１上に徐々に吐き出されて感光体１面の移動ととも
に現像部位ｃに至り、現像装置３において現像同時クリ
ーニング（回収）される。本実施例におけるプリンタの
ように反転現像の場合では、この現像同時クリーニング
は、感光体の暗部電位から現像スリーブにトナーを回収
する電界と、現像スリーブから感光体の明部電位ヘトナ
ーを付着させる電界の作用でなされる。

【００５８】（４）前露光装置６前露光装置６は、転写工程と帯電工程の間において感光
体１の電位を低下させる感光体電位低下部材として設け
た全面露光装置である。

【００５９】以下に、上記の本実施例のプリンタと、次
の比較例１と比較例２のプリンタとの作用の比較を述べ
る。

【００６０】比較例１のプリンタ：帯電ローラ２の回転
方向は本実施例のプリンタと同じ（帯電ニップ部ａにお
いて対向する方向）であるが、前露光装置６のないも
の。

【００６１】比較例２：帯電ローラ２の回転方向が本実
施例のプリンタと逆（帯電ニップ部ａにおいて同方向）
であるもの。

【００６２】［本実施例プリンタの場合］前述したよう
に、本実施例のプリンタでは、帯電装置として帯電促進
粒子ｍでコートされた帯電ローラ（帯電スポンジロー
ラ）２を用いている。帯電促進粒子ｍは非接触現像装置
３の現像剤であるトナー３１に混入させ感光体１表面上
に供給する。感光体１表面上に供給された帯電促進粒子
ｍは感光体１の表面を介して帯電ローラ２の表面へ供給
される。

【００６３】本実施例では、前露光装置６により、感光
体１の表面を帯電工程前に電位を−１５０Ｖ程度に減衰
させる。そのため、帯電工程通過直前の感光体１表面と
帯電ローラ２の間には５２０Ｖ程度の電位差が生じる
（図２のの領域）。

【００６４】本実施例は反転現像系であるので、トナー
３１の電荷極性は本来マイナスである。しかし、転写残
のトナーはその逆であるプラスの電荷極性を持つものが
ほとんどである。

【００６５】そのため、クーロンカにより、転写残トナ
ーはマイナスの電位側の方向への力を受けることにな
る。

【００６６】帯電ローラ２と感光体１表面の接触部であ
る帯電ニップ部ａに近づいた転写残トナーは、その５２
０Ｖ程度の電位差により感光体１表面から帯電ローラ２
表面に向かい飛翔する（図２ので示した個所）。飛翔
した転写残トナーは帯電ローラ２のセル内に移行し、帯
電ローラ２および帯電促進粒子ｍからの電荷注入および
摩擦帯電により、本来の適正な電荷にそろえられる。

【００６７】帯電ローラ２を感光体１に対して対向方向
に回転させているために、転写残トナーは帯電ローラ２
表面のセル内に付着したまま約１周弱回転する。帯電ニ
ップ部下流では感光体１表面と接触する直前の帯電ロー
ラ２表面には変形が生じている（図２ので示した個
所）。帯電ローラ２表面のセルが圧縮された状態になっ
ている。これは帯電ローラ２と感光体１表面の摩擦力、
および圧力によるものである。その変形により、帯電ロ
ーラ２のセル内に付着していた転写残トナーはセル内部
から押し出され、感光体１表面に排出される。

【００６８】また、排出されなかった転写残トナーは帯
電ローラ２のセル内に付着したまま、帯電ニップ部ａを
通過し、帯電ローラ２と共に回転を行い、最終的に感光
体１表面に戻される。

【００６９】感光体１表面に付着した転写残トナーは、
現像工程へと運ばれ、現像装置３内に回収された後に、
再度現像に供せられる。

【００７０】［比較例１のプリンタの場合］それに対し
て、前露光装置６のない比較例１のプリンタにおいて
は、画像領域に付着している転写残トナーは本実施例の
プリンタと同じくトナー飛翔電位差が生じて、トナーが
感光体１表面から帯電ローラ２表面に向かい飛翔する
（図３ので示した個所）。

【００７１】しかし、非画像形領域においてはほぼ帯電
電位と等しい電位のまま帯電ニップ部上流に到達する。
そのため、感光体１表面と帯電ローラ２表面にはごくわ
ずかの電位差しか生じない。そのため、付着している転
写残トナーは、感光体１表面から帯電ローラ２表面に飛
翔することなく、帯電ニップ部上流の領域（図３ので
示した個所）に到達する。そこで、転写残トナーは感光
体１表面と摺擦される。その摺擦の後、転写残トナーは
帯電ローラ２のセル内に取り込まれる。その後は本実施
例のプリンタと同じ経路をたどる。

【００７２】この比較例１のプリンタように、上記の帯
電ニップ部上流の領域で転写残トナーが感光体１表面
と摺擦されるような装置では、感光体１表面がその摺擦
により摩耗してしまう。

【００７３】それに対して、本実施例のプリンタでは画
像領域・非画像領域に関わらず、帯電ニップ部上流の前
方領域（図２ので示した個所）において転写残トナー
を転写ローラ２に飛翔させることにより、転写残トナー
は領域（図３）には達しない。そのため、帯電ニップ
上流の領域で転写残トナーと感光体１表面が摺擦され
ることがなく、感光体１の摩耗が生じにくい。

【００７４】［比較例２のプリンタの場合］次に、帯電
ローラ２の回転方向がカウンターではない場合、すなわ
ち、感光体１と帯電ローラ２の接触部である帯電ニップ
部ａにおいて、感光体１と帯電ローラ２が同方向に回転
している場合（図４）との比較を行う。

【００７５】本実施例と帯電ローラ２の回転方向が逆で
ある（図４）場合には、感光体１表面と接触する直前の
帯電ローラ２表面には変形が生じている（図４ので示
した個所）。セルが圧縮された状態になる。

【００７６】そのため、転写残トナーが感光体１表面か
ら飛翔した場合においても、転写残トナーは帯電ローラ
２のセル内には取り込まれることができず、表面に付着
したままになる。そして、帯電ローラ２の回転に伴い帯
電ニップ部ａ内に進入し感光体１表面を摺擦する（図４
ので示した個所）。そのため、感光体１表面の摩耗が
生じてしまう。

【００７７】また、転写残トナーが感光体１表面から飛
翔しない場合も、やはり同様に転写残トナーは帯電ニッ
プ部ａヘ進入し感光体１を摺擦することにより、感光体
Ｉ表面の摩耗を進める。

【００７８】このように、本実施例のプリンタは、比較
例１や２のプリンタに対して感光体１表面の摩耗が生じ
にくい。

【００７９】本実施例のプリンタの実際の効果を、前露
光装置６が付属しない比較例プリンタと比較した。ここ
での比較は画像比率が４％の横細線からなるハーフトー
ンを連続印字し、感光体（ドラム）１の摩耗量を計測し
たものである。なお、ここではドラムの膜厚変動をもっ
てドラムの摩耗量としている。ドラム膜厚は光干渉計測
方式の膜厚計を用いて計測を行った。

【００８０】

【表１】

【００８１】以上に説明したように、前露光装置６を設
けること、および、帯電ローラ２を感光体１表面に対し
て対向方向に回転させることにより、転写残トナーとの
摺擦による感光体１表面の摩耗を防ぐことができ、長期
間にわたり安定した画像出力を行うことが可能となっ
た。

【００８２】感光体１として硬度の異なるものを用いた
場合などには、感光体表面の摩耗量は異なる。しかし、
そのような場合でも、この本実施例の比較例に対する優
位性は変わらない。

【００８３】また、前露光を行った後の感光体１表面の
電位は、必ずしも−１５０Ｖ程度に限るものではない。
非画像領域に付着している転写残のトナーが飛翔する電
界を形成すれば同様の効果を上げることができる。

【００８４】また、本実施例の帯電ローラ２の回転方向
を変化させた場合における、ドラム摩耗量を測定したも
のを図５に示す。

【００８５】帯電ローラ２の回転方向が本実施例と逆で
あるような場合には、同じ周速差の状態で比較すると、
感光体１表面の摩耗量が大きいことがわかる。

【００８６】なお、本実施例では感光体１表面の電位を
（帯電電位に対して０Ｖに近く）低下させる部材６とし
て、前露光装置を用いているが、これに限るものではな
い。他の接触帯電部材、例えばファーブラシ、ローラ等
でも構わない。

【００８７】〈実施例２〉本実施例は、実施例１の特徴
に加えて、前露光装置６を停止させるシーケンスを持つ
ことを特徴としている。それにより、帯電ローラ２に印
加している電位と同じ極性に帯電している転写残トナー
が存在する場合でも、転写残トナーの一部が接触帯電ニ
ップ部上流に滞留することを防ぐことができ、ドラム摩
耗量をさらに減少させることが可能となる。

【００８８】本実施例で用いた画像形成装置は実施例１
とほぼ同じであるが、感光体１表面に前露光を停止させ
た状態で、帯電および現像装置による転写残トナーの回
収を行いつつ、感光体１を回転させるシーケンスを持た
せることを特徴としている。

【００８９】転写残トナーというものは、トナーが持つ
べき電荷極性とは反対であるものがほとんどである。し
かし、そうでない転写残トナー、すなわちマイナスの電
荷を持つ転写残トナーが接触帯電ニップ部ａに到達する
と、帯電ローラ２の方がマイナスの電位を帯びているた
めに、同じくマイナスの電荷を帯びている転写残トナー
は感光体１方向へのクーロンカを受ける。そのため、マ
イナスの電荷極性を持つ転写残トナーは帯電ニップ部上
流で滞留を生じてしまう（図６のの領域部分）。帯電
ニップ部ａで帯電ローラ２上に転写残トナーが付着して
も、クーロンカにより感光体表面へ飛翔し戻され、ま
た、帯電ニップ部ａに進入する、という過程が繰り返さ
れるためである。

【００９０】したがって、転写残トナーが滞留し、図６
の領域で感光体表面を摺擦を続けると、感光体表面の
摩耗が進んでしまう。

【００９１】しかし、本実施例では感光体１表面に前露
光を停止させた状態で、帯電しつつ感光体を回転させる
シーケンスを持つ。そのシーケンス時には図７のに示
すように、帯電ローラ表面から感光体表面へのトナー飛
翔電位差がほとんど存在しない。そのため、図６のの
領域に蓄積した転写残トナーを帯電ローラ表面のセル内
に付着させ、帯電ニップ部下流で適時排出することが可
能である。そのため、感光体表面の摩耗を減らすことが
できる。

【００９２】以上に説明したように、前露光を停止させ
た状態で、帯電しつつ感光体を回転させるシーケンスを
持たせることで、転写残トナーの蓄積を防ぎ、さらに感
光体表面の摩耗を減少させることが可能となった。

【００９３】〈その他〉１）接触帯電部材としての帯電
ローラ２は実施形態例の帯電ローラに限られるものでは
ない。

【００９４】２）帯電ローラ２や現像スリーブ３２に対
する印加帯電バイアスあるいは印加現像バイアスは直流
電圧に交番電圧（交流電圧）を重畳してもよい。

【００９５】交番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。

【００９６】３）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ィ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ヤッター
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。

【００９７】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。

【００９８】４）現像手段３は実施形態例では一成分磁
性トナーによる反転現像装置を例に説明したが、現像器
４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。

【００９９】５）像担持体１からトナー画像の転写を受
ける記録媒体は転写ドラム等の中間転写体であってもよ
い。

【０１００】６）接触帯電部材あるいは帯電ニップ部に
対する帯電促進粒子供給手段は現像装置に限られず、専
用の帯電促進粒子供給装置を具備させてもよい。

【０１０１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、像
担持体の帯電手段が帯電促進粒子を用いた接触帯電装置
であり、クリーナレスシステムの画像形成装置につい
て、転写残現像剤の帯電ニップ部での像担持体摺擦に起
因する像担持体削れを低減化して、長期間使用すること
が可能な耐久性の高い画像形成装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の画像形成装置の概略構成模型図

【図２】帯電ニップ部の周辺図、および、電位の関係
図

【図３】比較例１の画像形成装置の帯電ニップ部の周
辺図、および、電位の関係図

【図４】比較例２の画像形成装置の帯電ニップ部の周
辺図、および、電位の関係図

【図５】実施例１の画像形成装置において、帯電ロー
ラのローラ周速差を変化させた時の感光体摩耗量を示し
た図

【図６】実施例２の画像形成装置の帯電ニップ部の周
辺図、および、電位の関係図（前露光装置を動作させて
いる場合）

【図７】実施例２の画像形成装置の帯電ニップ部の周
辺図、および、電位の関係図（前露光装置を停止させて
いる場合）

【符号の説明】

１・・感光体、２・・導電性弾性ローラ（帯電ロー
ラ）、２１・・芯金、２２・・導電性スポンジ層、３・
・現像装置、３１・・現像剤（トナー）、３２・・現像
スリーブ、３３・・マグネット、３４・・弾性ブレー
ド、４・・転写ローラ、５・・定着装置、６・・前露光
装置、７・・レーザービームスキャナ、ｍ・・帯電促進
粒子、Ｓ１・・帯電バイアス電源、Ｓ２・・現像バイア
ス電源、Ｓ３・・転写バイアス電源、Ｃ・・プロセスカ
ートリッジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者児野康則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） 2H035 AA09 AA14 AB02 AC03 2H077 AA37 AC11 AC16 AD02 AD06 BA09 2H200 FA02 GA23 GA34 GA44 GB02 GB10 GB37 HA02 HA21 HA28 HB12 HB17 LA38 PB04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体に、像担持体を帯電する帯電工
程、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する情報書き込
み工程、その静電潜像を現像剤により現像する現像工
程、像担持体上の現像剤像を記録媒体に転写する転写工
程を含む作像プロセスを適用して画像形成を実行し、像
担持体は繰り返して作像に供する画像形成装置におい
て、ａ．像担持体を帯電する帯電手段は、像担持体とニップ
部を形成させ、少なくともそのニップ部に帯電を促進さ
せるための帯電促進粒子を介在させた帯電部材により帯
電する接触帯電装置であり、ｂ．帯電部材は多孔状のローラであり、像担持体との接
触部において相対する方向に回転している、ｃ．転写工程と帯電工程の間に像担持体の電位を低下さ
せる部材を設ける、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１において、像担持体電位低下部
材は像担持体の帯電電位に対して０Ｖに近く像担持体の
電位を低下させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項１または２において、像担持体の
帯電を行う前の像担持体の電位を低下させる部材の効果
を停止させるシーケンスを持つことを特徴とする画像形
成装置。
【請求項４】請求項１から３の何れか１つにおいて、
像担持体電位低下部材は像担持体の電位を露光により低
下させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】請求項１から３の何れか１つにおいて、
像担持体電位低下部材は像担持体の電位をファーブラシ
等の接触部材により低下させることを特徴とする画像形
成装置。
【請求項６】請求項１から５の何れか１つにおい
て、プロセスカートリッジ着脱方式であることを特徴と
する画像形成装置。