JP2003255673A

JP2003255673A - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ

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Publication number: JP2003255673A
Application number: JP2002051077A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Sakaizawa; 勝弘境澤; Manami Haraguchi; 真奈美原口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2003-09-10
Anticipated expiration: 2022-02-27
Also published as: JP3870107B2

Abstract

(57)【要約】【課題】接触帯電、クリーナレスシステムの画像形成装
置について、装置の大型化やコストアップを抑制し、且つ
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ようにする。【解決手段】像担持体１を帯電する接触帯電部材２と、
像担持体の帯電面に静電潜像を形成する潜像形成手段４
と、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５と、現像剤像を被転写材Ｐに転写する転写手段６
とを有し、現像手段５が現像剤像を被転写材Ｐに転写し
た後に像担持体１上に残留した現像剤を回収する画像形
成装置において、接触帯電部材２と像担持体１の接触部
ｎに清掃補助粒子ｚが介在し、接触帯電部材２に印加す
るバイアスは、電位が交互に変化される交流電圧部分
と、電位が変化せずに一定に維持される直流部分とが交
代に生じる交互電界を形成する態様に、交流電圧波形と
直流電圧を重畳してなること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真記録方式
や静電記録方式を利用したレーザプリンタ・複写機・フ
ァクシミリ等の画像形成（画像記録）装置、より詳しく
は、電子写真感光体や静電記録誘電体等の像担持体を
「接触帯電方式」で帯電し、被転写材に対する現像剤像
転写後の像担持体面に残留する現像剤を、専用のクリー
ニング手段を具備させないで、現像手段において「現像
同時クリーニング」で回収させる「クリーナレス」の画
像形成装置、及び該画像形成装置本体に着脱可能なプロ
セスカートリッジに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真画像形成装置に代表
される画像形成装置には、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、像担持体である感光ドラ
ムの長寿命化、現像剤であるトナーの１ページあたりの
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。

【０００３】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、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、特開平１０−３
０７４５５公報に示されている。

【０００４】より詳しくは、接触帯電部材と感光ドラム
との接触部に導電性の帯電を促進する粒子を介在させ、
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。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、積極的に放電を用いていないため、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。

【０００５】また、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、上述の画像
形成装置をより向上させる方法として、特願２０００−
２３８５６０にその提案を示している。

【０００６】本提案は、接触帯電部材と感光ドラムとの
接触部に導電性の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。

【０００７】より詳しくは、像担持体を帯電する可撓性
を有し、少なくともその外周面が多孔質状の接触帯電手
段と像担持体の接触部に、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（接触帯
電部材）である帯電清掃部材は、転写後に像担持体に残
留した現像剤を剥ぎ取ると共に、帯電清掃部材に付着し
ている現像剤は、放電の影響を受けない為正極性化せず
帯電清掃部材に留まることなく、帯電清掃部材と像担持
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
に吐き出すことが可能となる。

【０００８】また、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。

【０００９】ここで、前記帯電清掃部材が、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、上記残留
現像剤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。

【００１０】さらに、帯電清掃部材上に存在する粒径
０．１〜３μｍ以下の清掃補助粒子の作用も相俟って、
帯電清掃部材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。

【００１１】よって、特願２０００−２３８５６０の提
案の構成とすることで、帯電清掃部材からトナーを吐き
出すのに好適な交番電界の形成により、長期に亘って帯
電清掃部材の汚染を防止して、安定した帯電性を得るこ
とが可能となる。

【００１２】一方、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帯電清掃部材により、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、球形の現像剤を用い
ることで、転写効率が向上し、転写後に像担持体に残留
した現像剤を減らすことができると同時に、帯電清掃部
材に付着してい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。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特願２
０００−２３８５６０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。

【００１４】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である帯電
清掃部材が、剥ぎ取った転写残現像剤を像担持体の回転
方向下流側に吐き出すと同時に、像担持体と帯電清掃部
材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。

【００１５】この清掃補助粒子は、像担持体と帯電清掃
部材との接触ニップ部に介在し、直接注入帯電が支配的
な帯電を実現するのに不可欠な低抵抗粒子であり、帯電
清掃部材が現像剤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、該像担持体表面を所定の電位
にムラなく均一に帯電することができるが、現像剤によ
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。

【００１６】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、帯電清掃部材の長手方向の特定部位では転写残現像
剤が続けて剥ぎ取られることになり、その部分は相対的
に現像剤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。

【００１７】この問題は、ある条件下で転写効率が悪
く、帯電清掃部材で掻き取る転写残現像剤量が所定量を
超えた場合に於いても、同様に発生することになる即
ち、画像形成時に接触帯電手段である帯電清掃部材に交
流電圧を重畳して印加することで、剥ぎ取った転写残現
像剤を像担持体の回転方向下流側に吐き出すことがで
き、帯電清掃部材上に現像剤が蓄積されていくことはな
いが、像担持体と帯電清掃部材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、帯電均一性を
確保できなくなってしまう。

【００１８】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
置を提供することにある。

【００１９】

【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。

【００２０】（１）像担持体と、該像担持体を帯電する
接触帯電部材と、前記像担持体の帯電面に静電潜像を形
成する潜像形成手段と、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
も前記接触帯電部材と像担持体の接触部に清掃補助粒子
が介在し、前記接触帯電部材に印加するバイアスは、電
位が交互に変化される交流電圧部分と、電位が変化せず
に一定に維持される直流部分とが交代に生じる交互電界
を形成する態様に、交流電圧波形と直流電圧を重畳して
なることを特徴とする画像形成装置。

【００２１】（２）前記接触帯電部材は、可撓性を有
し、少なくともその外周が多孔質状であることを特徴と
する（１）に記載の画像形成装置。

【００２２】（３）前記潜像形成手段は像露光手段であ
ることを特徴とする（１）又は（２）に記載の画像形成
装置。

【００２３】（４）前記交流電圧部分から直流電圧部分
への変化における交流電圧波形は、交流電圧部分がトナ
ーの帯電極性側に凸であることを特徴とする（１）乃至
（３）のいずれかの項に記載の画像形成装置。

【００２４】（５）電位が交互に変化される部分の周波
数が０．５〜１０．０ｋＨｚである（１）乃至（４）の
いずれかの項に記載の画像形成装置。

【００２５】（６）直流部分と交流部分の時間の割合
は、直流部分の長さを１とした場合に交流部分の長さは
０．３以上５以下である（１）乃至（５）のいずれかの
項に記載の画像形成装置。

【００２６】（７）前記接触帯電部材に印加される交流
電圧のピーク間電圧が５００Ｖ以上で、且つ帯電電位収
束電圧未満の範囲であることを特徴とする（１）乃至
（６）のいずれかの項に記載の画像形成装置。

【００２７】（８）前記清掃補助粒子の粒径が０．１〜
３μｍであり、粒子抵抗が１０１２Ωｃｍ以下であるこ
とを特徴する（１）乃至（７）のいずれかの項に記載の
画像形成装置。

【００２８】（９）前記接触帯電部材が、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（８）のいずれかの項に記載の画像形成装置。

【００２９】（１０）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（９）のいずれかの項に記載の画像形成装
置。

【００３０】（１１）前記現像手段の現像剤は、形状係
数ＳＦ１が１００〜１５０、形状係数ＳＦ２が１００〜
１４０であることを特徴とする（１）乃至（１０）のい
ずれかの項に記載の画像形成装置。

【００３１】（１２）複数の像担持体と該像担持体をそ
れぞれ帯電する複数の帯電手段と、各像担持体の帯電面
に形成された静電潜像を複数の現像剤でそれぞれ現像
し、各色の現像剤像を形成する複数の現像手段と、前記
複数色の現像剤像を被転写体に順次転写する転写手段と
を備える画像形成装置において、前記帯電手段の内少な
くとも一つが、可撓性且つ多孔質状の外周面を有する接
触帯電部材を具備すると共に、前記接触帯電部材と像担
持体の接触部に清掃補助粒子が介在し、前記接触帯電部
材に対して振動電圧を印加することにより像担持体面を
帯電する接触帯電装置であり、前記接触帯電部材に印加
するバイアスは、電位が交互に変化される交流電圧部分
と、電位が変化せずに一定に維持される直流部分とが交
代に生じる交互電界を形成する態様に、交流電圧波形と
直流電圧を重畳してなることを特徴とする画像形成装
置。

【００３２】（１３）前記被転写体は、記録紙等の転写
材、もしくは、各色の現像剤像を順次多重転写後転写材
に一括転写する中間転写体、であることを特徴とする
（１２）に記載の画像形成装置。

【００３３】（１４）前記複数の像担持体の内、画像形
成の際に最初に現像剤像が形成される像担持体には、該
画像形成装置において使用される各色の現像剤の中で、
最も視感度の低い色の現像剤像が形成される様にするこ
とを特徴とする（１０）又は（１３）に記載の画像形成
装置。

【００３４】（１５）少なくとも前記像担持体と前記接
触帯電部材とを一体的に形成し、（１）乃至（１４）の
いずれかの項に記載の画像形成装置に対して着脱自在と
したことを特徴とするプロセスカートリッジ。

【００３５】（作用）上記構成とすることにより、接
触帯電部材は、転写後に像担持体に残留した現像剤を剥
ぎ取ると共に、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
的な帯電を安定して実現することができる。

【００３６】同時に、上記交流電圧の印加により、接触
帯電部材に付着しているトナーは、放電の影響を受けな
い為正極性化せず該接触帯電部材に留まることなく、接
触帯電部材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。

【００３７】ここで、本発明においては、交流電圧から
直流電圧に変化する際に、交流電圧はトナーの帯電極性
側に凸になってから直流電圧に変わる。即ち、接触帯電
部材上に付着した正規の極性に帯電した現像剤に対して
は接触帯電部材から像担持体方向の付勢力が働き、トナ
ーとは逆極性に帯電する清掃補助粒子は像担持体から接
触帯電部材方向の付勢力が働く。

【００３８】従って、トナーは接触的に接触帯電部材か
ら吐き出され、帯電を助長する清掃補助粒子は接触帯電
部材に留まる量が多くなる。その結果、良好な帯電性を
確保しつつ、帯電不良の問題となる転写残トナーを容易
に現像手段に供給することで、安定したクリーナレスシ
ステムを提供できる。

【００３９】さらに、この清掃補助粒子の粒子抵抗を１
０１２Ωｃｍ以下とし、接触帯電部材と像担持体の接触
部に介在させることで、像担持体に対し接触帯電部材の
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。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。

【００４０】形状係数ＳＦ１が１００〜１５０、形状係
数ＳＦ２が１００〜１４０である現像剤を用いること
で、転写効率が向上し、転写後に像担持体に残留した現
像剤を減らすことができると同時に、接触帯電部材に付
着して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。

【００４１】また、本発明をタンデム方式のカラー画像
形成装置に適用することで、装置の小型化を図ることが
できる。

【００４２】さらに、少なくとも前記像担持体と前記接
触帯電部材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。

【００４３】

【発明の実施の形態】〈実施例１〉本実施例に係る画像
形成装置では、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部材が像担持体に当接されてお
り、前記接触帯電部材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。

【００４４】このとき印加される電圧波形は、交流成分
と直流成分の繰り返しからなり、直流成分になる前の交
流成分の終了時は、現像剤の帯電極性と同方向に凸を有
する。また、少なくとも前記接触帯電部材と像担持体の
接触部には、現像手段から供給された清掃補助粒子が介
在する。更に、前記接触帯電部材は、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。尚、
接触帯電部材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。

【００４５】図１は本発明に従う画像形成装置の一例の
概略構成模型図であり、電子写真プロセス利用、接触帯
電、クリーナレスのレーザプリンタである。

【００４６】（１）プリンタの全体的な概略構成１は像担持体であり、本実施例ではφ３０ｍｍ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は図１中矢印Ａの方向
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。

【００４７】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部材（帯電清掃部材）とし
ての弾性ローラ（以下、帯電清掃ローラと記す）で導電
性を有する。ｎは感光ドラム１と帯電清掃ローラ２との
帯電ニップ部である。

【００４８】効率良く直接帯電を行うためには、前述の
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。

【００４９】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（詳細については後述す
る）を保持（担持）しており、感光ドラム１と帯電清掃
ローラ２との帯電ニップ部ｎには、現像器５から供給さ
れる清掃補助粒子ｚが介在している。

【００５０】帯電清掃ローラ２は帯電ニップ部ｎにおい
て、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周面に対して速度差を持っ
て接触する。３は該帯電清掃ローラ２の駆動源（モー
タ）である。またプリンタの画像記録動作時には該帯電
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。

【００５１】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。尚、帯電清掃ローラ２の詳細については後述す
ることとする。

【００５２】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、電位が交
互に変化される交流電圧部分と、電位が変化せずに一定
に維持される直流部分とが交代に生じる交互電界を形成
する態様に印加される。即ち、交流電圧波形と直流電圧
を重畳してなる交流成分と直流成分の繰り返しからなる
電圧が印加される。直流成分になる前の交流成分の終了
時は、現像剤の帯電極性と同方向に凸を有する。ここ
で、直流成分の電圧値は−７００Ｖとした。

【００５３】印加されるバイアスにより、感光ドラム１
周面が該直流成分の電圧とほぼ等しい電圧に直接帯電さ
れる。

【００５４】電圧の大きさ及び周波数については、帯電
清掃ローラに付着した転写されずに感光ドラム上に残っ
たトナー（以下、転写残トナーという）の吐き出し性に
大きく影響するため、後述する本発明の特徴とともに述
べる。

【００５５】一方、本実施例での清掃補助粒子ｚの供給
は、後述する非磁性一成分トナーを用いた現像器５によ
って行われる。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。そしてこの清掃補助粒子ｚとしての酸
化亜鉛を、後述する分級後のトナーＴ’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
せて現像器５内に収容させた。

【００５６】４はレーザダイオード・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。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Ｌ
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）を走査露光する。前述走査露
光Ｌ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。

【００５７】本実施例の現像器５は、現像剤として非磁
性一成分トナー（ネガトナー）を用いた反転現像器であ
る。以降、現像剤をトナーＴ’と称する。現像器５は、
感光ドラム１に接触して図１中矢印Ｂ方向に回転しなが
ら現像を行う現像ローラ５ａ、現像ローラ５ａに非磁性
トナーＴ’を図中Ｃ方向に回転することによって供給す
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Ｔ’を供
給ローラ５ｂに供給すると共に、非磁性一成分トナーを
撹拌する撹拌部材５ｄ等からなる。

【００５８】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。

【００５９】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。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。

【００６０】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。

【００６１】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０．１ｍｍｔ）の先端部か
ら約２ｍｍの位置を現像ローラと反対方向に折り曲げた
ものであり、該折り曲げ部が現像ローラ５ａに若干食い
込む状態で接触するものを使用した。

【００６２】攪拌部材５ｄにより攪拌されたトナーＴ’
がＢ方向に回転する現像ローラ５ａと、Ｃ方向に回転す
る供給ローラ５ｂと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。

【００６３】現像ローラ５ｃ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ａに到達す
ると、現像バイアス電源Ｓ２から現像ローラ５ａに現像
バイアスが印加されることで、感光ドラム１周面に担持
された静電潜像が、現像ローラ５ａの表面に担持されて
いるトナーＴ’で反転現像されてトナー像として可視化
される。本実施例における現像バイアス電圧は、ＤＣ電
圧：−４００Ｖとした。

【００６４】６は接触転写手段としての中抵抗の転写ロ
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、転写領域（転写ニップ部）ｂを形成
している。この転写領域ｂに不図示の給紙部から所定の
タイミングで記録媒体（被転写材）としての転写材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Ｓ
３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領域に給紙された転写
材Ｐ表面に順次転写されていく。

【００６５】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。

【００６６】この際、転写領域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。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。

【００６７】７は熱定着方式等の定着装置である。転写
領域において感光ドラム１周面のトナー像が転写された
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。

【００６８】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。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。

【００６９】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ａ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。

【００７０】（２）現像同時クリーニング以下に、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２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６ａ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。

【００７１】転写残トナー（転写行程において転写材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。更に現像行程では、
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５ａ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。

【００７２】（３）帯電清掃ローラ２ここで、本実施例における帯電清掃ローラ２について詳
しく述べる。帯電清掃ローラ２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。

【００７３】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、ＮＢＲ、シリ
コーンゴムや、ＩＲ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。

【００７４】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。

【００７５】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２００ｍｍ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。

【００７６】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
ｋｇｆ）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。

【００７７】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。

【００７８】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である感光
ドラム１との接触性が悪くなり、また高すぎると感光ド
ラム１との間に帯電ニップ部ｎを確保できないだけでな
く、感光ドラム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。

【００７９】（４）トナー次に、本実施例で使用するトナー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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】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３），ＳＦ−２
（図４）と定義した。

【００８３】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−１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。

【００８４】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。

【００８５】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、感光体１ａ
から転写紙Ｐ等への転写効率が低下する傾向にある。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】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。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、０．０
５〜５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。

【００９０】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。

【００９１】（５）清掃補助粒子ｚ以下に、本実施例で使用する清掃補助粒子ｚについて更
に詳しく述べる。清掃補助粒子ｚ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。

【００９２】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１
４７Ｎ（１５ｋｇｆ）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、その後正規化した。

【００９３】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。

【００９４】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。

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】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辛くなる。

【００９８】これらの粒子は導電粒子であるため、トナ
ーを負極性に帯電する一方で、自身が帯電しても導電粒
子のため、帯電清掃ローラ等を伝って電荷が消失するこ
とになる。そのため、負帯電性トナーを用いた場合、導
電粒子自身は弱い正極性もしくは電荷がほぼゼロの粒子
として振る舞うことになる。

【００９９】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。

【０１００】一方、清掃補助粒子が感光ドラム１上から
記録材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、清掃補助粒子を感光体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。

【０１０１】（６）帯電清掃ローラ２に対する印加電圧
制御以下に、本発明における特徴及びその作用を述べる。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。

【０１０２】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の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。

【０１０３】一方、帯電清掃ローラ２には前述のよう
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る。更に、印加
される電圧波形は、交流成分と直流成分の繰り返しから
なり、直流成分になる前の交流成分の終了時は、現像剤
の帯電極性と同方向に凸を有する。その態様を図５に示
す。

【０１０４】ここで、直流成分の電圧（Ｖｄ１）は、Ｖｄ１：−７００Ｖ印加時間：０．２５ｍｓｅｃ（図
５中、ｔ１）である。

【０１０５】交流成分は直流電圧Ｖｄ１に交流電圧が重
畳されている。交流電圧は正弦波で、ピーク間電圧は１
ｋＶである。印加時間は、０．２５ｍｓｅｃ（図５中、
ｔ２）である。

【０１０６】更に、交流成分から直流成分に変わる場合
において、交流成分の終了時には、現像剤の帯電極性と
同方向に凸を有する。即ち、本実施例においては負帯電
性の現像剤を使用しているため、交流成分の終了時にお
いては、帯電清掃ローラ２に付着している負帯電性の現
像剤には、帯電清掃ローラ２から感光ドラム１側へ付勢
する電界が生じることになる。

【０１０７】従来例で述べた特願２０００−２３８５６
０の提案の構成においては、常時交番電界を形成してい
たため、転写残トナーを帯電清掃ローラから吐き出すと
同時に清掃補助粒子をも吐き出していた。

【０１０８】即ち、帯電清掃ローラ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と、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の周面から吐き出されることになる。従っ
て、負極性に帯電されている転写残トナーも吐き出され
るが、前述のように弱い正極性を有する清掃補助粒子も
吐き出されることとなる。

【０１０９】しかし、本実施例では交流成分の終了時に
は、現像剤の帯電極性と同方向に凸を有する帯電バイア
スを印加している。その作用を図６に示す。図６の
（ａ）は現像剤の帯電極性と同方向に凸とした場合であ
り、図６の（ｂ）は現像剤の帯電極性と逆方向に凸とし
た場合である。図６の（ａ）において、帯電極性と同方
向に凸となった場合、負極性に帯電したトナーＴ’は帯
電清掃ローラ２から感光ドラム１側へ付勢される電界が
形成されるため、感光ドラム１上に吐き出される。その
後、直流電圧が印加される。直流電圧の場合には感光ド
ラム１上の帯電された表面電位と帯電清掃ローラ２に印
加される電位が略同一のため、トナーＴ’に対して付勢
する力は生じない。従って、トナーＴ’は感光ドラム１
の回転により、帯電清掃ローラ２の電界の効力領域から
脱出し、現像器５へ到達することになる。連続的に交番
電界を印加した場合には、上記のように吐き出されたと
しても、すぐに逆に凸のバイアスが印加されるため、吐
き出された転写残トナーＴ’がすぐに帯電清掃ローラ２
側に回収されてしまうこととなる。

【０１１０】また、トナーＴ’に付着した清掃補助粒子
ｚについてはトナーと行動をともにするため、トナー
Ｔ’とともに帯電清掃ローラ２から吐き出されることに
なるが、トナーＴ’に付着せず独立に存在し、帯電清掃
ローラ２に付着した清掃補助粒子ｚについては、前述の
ように弱い正極性の電荷を有するかもしくは中性（電荷
がほぼゼロ）の状態であるため、帯電清掃ローラ２に現
像剤の帯電極性と同方向に凸となった場合には、トナー
Ｔ’と逆方向に付勢される力が働く。即ち、感光ドラム
１側から帯電清掃ローラ２側に付勢力が働くことになる
ため、独立して存在する清掃補助粒子ｚの吐き出しを防
止することが可能となる。

【０１１１】図６の（ｂ）のように、現像剤の帯電極性
と逆方向に凸とした場合には、転写残トナーＴ’がはき
だされても、すぐに帯電清掃ローラ２側に回収されてし
まうため、トナーＴ’の吐き出しの効果としては低いも
のとなってしまう。

【０１１２】このように、従来例で問題であった清掃補
助粒子ｚの吐き出しを防止しつつ、転写残トナーＴ’を
帯電清掃ローラ２から選択的に排出することが可能とな
る。その結果、低温低湿環境においても、感光ドラム１
への帯電を確保しつつ、クリーナレスシステムを構築す
ることが可能である。

【０１１３】図７は本発明における帯電方式を示す図で
ある。従来から用いられている帯電ローラにおいては、
主に放電による作用により感光ドラム表面を帯電させ
る。そのため、帯電電位収束電圧Ｌ以上のピーク間電圧
が印加される。本発明では注入帯電方式を採るため、図
７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。

【０１１４】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で、摩擦帯電されて負極性
化する。

【０１１５】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。

【０１１６】尚、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。

【０１１７】更に、直流成分と交流成分の時間の割合と
しては（図５中、ｔ１とｔ２）、ｔ１：ｔ２が１：０．
３〜５程度になることが望ましい。上記範囲をはずれる
場合には、吐き出された転写残トナーが再び帯電清掃ロ
ーラに回収されやすくなるためである。

【０１１８】また、交流成分の周波数は、５００Ｈｚ以
上１０ｋＨｚ以下であることが望ましい。５００Ｈｚ以
下となると帯電清掃ローラによって感光ドラム表面を一
様に帯電できにくくなり、１０ｋＨｚ以上では高価な高
圧電源が必要となるため、現実的ではないためである。

【０１１９】交流成分としては、基本波の繰り返しの周
期は１周期にこだわるものでなく、例えば、正弦波を２
周期印加した後に、直流成分を印加することも可能であ
る。更に、波形としては正弦波にこだわるものではな
く、三角波、矩形波、ランプ波等の波形が使用可能であ
る。

【０１２０】以上述べた様に、本実施例の画像形成装置
では、清掃補助粒子が介在して、感光ドラム表面を帯電
する帯電部材を有し、前記帯電部材に印加するバイアス
は、電位が交互に変化される交流電圧部分と、電位が変
化せずに一定に維持される直流部分とが交代に生じる交
互電界を形成する態様に交流電圧波形と直流電圧を重畳
し、前記交流電圧部分から直流電圧部分への変化におけ
る交流電圧波形は、交流電圧部分がトナーの帯電極性側
に凸であることにより、転写残トナーを選択的に排出す
ることが可能となる。その結果、低温低湿環境において
も、感光ドラムへの帯電を確保しつつ、クリーナレスシ
ステムを構築することが可能である。

【０１２１】〈実施例２〉実施例１と同様の構成で、交
流波形を２周期分含んだものとした。

【０１２２】直流成分の電圧（Ｖｄ１）は、Ｖｄ１：−７００Ｖ印加時間：０．２ｍｓｅｃ（図８
中、ｔ３）である。

【０１２３】交流成分は直流電圧Ｖｄ１に交流電圧が重
畳されている。交流電圧は正弦波で、振幅はピーク・ト
ゥ・ピークで１ｋＶである。印加時間は、０．２３ｍｓ
ｅｃ（図８中、ｔ４）である。

【０１２４】〈比較例１〉実施例１と同様の構成で、画
像記録時には常時直流電圧に交流電圧を重畳した交番電
圧を印加して耐久を行った。

【０１２５】交流電圧：正弦波ピーク間電圧１ｋＶ１３００Ｈｚ直流電圧：−７００Ｖ〈実施例の画像形成装置の評価〉上記の実施例１、２の
画像形成装置の効果を調べるため、上記比較例１の画像
形成装置と共に、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、各画像形成装置における帯電性の優劣
を比較した。使用環境は低温低湿環境（温度１５℃、湿
度１５％）において行った。

【０１２６】実施例１、２と比較例１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、感光ドラム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。

【０１２７】耐久に用いる画像パターンには、画像先端
に縦帯を印字し、その後ハーフトーン画像（画像後半）
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。さらに、画像裏面の汚れ具合を観察した。

【０１２８】評価結果：実施例１、２と比較例１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。

【０１２９】

【表１】

【０１３０】ここで、評価の指針を以下に示す。

【０１３１】 ○：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。

【０１３２】実施例１及び実施例２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、画
像裏面の汚れが発生しなかった。

【０１３３】比較例１では、５００枚付近においてゴー
スト画像の部分が周辺の濃度より高くなってしまった。
また１０００枚時点では、ゴーストがはっきりと区別で
きるようになってしまった。さらに、２０００枚時点で
若干の裏汚れが生じた。

【０１３４】また、１０００枚時点で帯電清掃ローラの
表面を観察した結果、実施例１及び実施例２では清掃補
助粒子が十分に付着していたが、比較例１では付着量が
少ない状態であった。

【０１３５】以上述べた様に、実施例１、２に係る画像
記録装置では、帯電不良や汚れ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であった。

【０１３６】〈実施例３〉本実施例の画像形成装置は、
実施例１の画像形成装置においては、交流電圧成分にデ
ューティ比を有するものであり、転写残トナーを吐き出
す時間を長く設けることで、簡略な構成で帯電部材の汚
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。

【０１３７】併せて、画像形成要素の内、比較的消耗の
激しい像担持体と帯電部材、そしてトナーを含む現像手
段とを一体化し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセ
スカートリッジすることで、諸々のメンテナンス作業に
係わる使用者の労力軽減を図ったものである。

【０１３８】図９は本実施例に係る現像同時クリーニン
グを行うクリーナレスシステムを採る画像形成装置の概
略構成模型図である。前記実施例１と同様の部材等につ
いては、同一の番号を付して説明を省略する。

【０１３９】実施例１の画像形成装置に用いた帯電清掃
ローラ２と同様のものが、本実施例の画像形成装置の帯
電清掃ローラ２としても好適に使用出来る。またプリン
タの画像形成時には該帯電清掃ローラ２に帯電バイアス
印加電源Ｓ４から所定の帯電バイアスが印加される。こ
れにより、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。

【０１４０】本実施例では帯電バイアス印加電源Ｓ４に
より、帯電清掃ローラ２の芯金２ａに対して、下記の直
流成分と交流成分が印加される。

【０１４１】直流成分の電圧（Ｖｄ１）は、Ｖｄ１：−７００Ｖ印加時間：０．３ｍｓｅｃ（図１
０中、ｔ５）であり、交流成分は直流電圧Ｖｄ１に交流電圧が重畳さ
れている。印加時間は、０．３ｍｓｅｃ（図１０中、ｔ
６）である。

【０１４２】交流電圧は正弦波であり、図１０の凹凸部
の時間割合（凹部：ｔ６１、凸部：ｔ６２）は、１：２
の割合とした（ｔ６１＝０．１ｍｓｅｃ、ｔ６２＝０．
２ｍｓｅｃ）。Ｖｄ１と凹部のピーク部との電位差は、
５００Ｖとしている。従って、Ｖｄ１と凸部のピーク部
との電位差は、約２５０Ｖである。

【０１４３】交流電圧のデューティ比の割合は、ｔ６
１：ｔ６２＝１：１〜５の範囲で可能である。

【０１４４】凸部の印加時間を長くすることにより、転
写残トナーの吐き出しをしつつ、感光ドラム表面の帯電
を行うことができる。凸部のＶｄ１と凸部のピーク部と
の電位差は、１００〜５００Ｖの範囲であることが望ま
しい。１００Ｖ以下になると、転写残トナーの吐き出し
量が低下してしまう。５００Ｖ以上になると、使用環境
によっては、放電が発生し始めるためである。

【０１４５】上記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−７００
Ｖ）に直接帯電される。

【０１４６】更に、本実施例の画像形成装置では、画像
形成要素の内、比較的消耗の激しい感光ドラム１と帯電
清掃ローラ２、そして現像剤Ｔ’を含む現像手段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８とした。

【０１４７】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
れる様になった。

【０１４８】本実施形態では、正弦波を交流電圧として
印加したが、特に限定されるものではなく例えば、矩形
波などの波形でも同様の効果が得られることは言うまで
もない。

【０１４９】以上のべたように、交流電圧成分にデュー
ティ比を有するものであり、転写残トナーを吐き出す時
間を長く設けることで、簡略な構成で帯電部材の汚染を
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。

【０１５０】〈実施例４〉図１１は本発明の他の実施形
態としての、タンデム方式のフルカラー画像形成装置で
ある。

【０１５１】本実施例の画像形成装置は、複数の像担持
体と該像担持体をそれぞれ帯電する複数の帯電手段と、
各像担持体の帯電面に形成された静電潜像を複数のトナ
ーでそれぞれ現像して各色のトナー像を形成する複数の
現像手段と、前記複数色のトナー像を被転写体に順次転
写する複数の転写手段を備えるカラー画像形成装置であ
って、前記各帯電手段の少なくとも一つが像担持体と接
触部を形成する可撓性の帯電部材により像担持体面を帯
電する接触帯電装置であり、前記帯電部材が少なくとも
像担持体と接触する表面が多孔質状であり、像担持体に
対して速度差を持って駆動され、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。このとき印加さ
れる電圧波形は、交流成分と直流成分の繰り返しからな
り、直流成分になる前の交流成分の終了時は、現像剤の
帯電極性と同方向に凸を有する。上記電圧を印加するこ
とで、清掃補助粒子を帯電清掃ローラに保持しつつ、転
写残トナーを吐き出すことでクリーナレス方式を用いた
画像形成装置とすることが可能である。

【０１５２】画像形成手段として、像担持体である感光
ドラム３０ａ〜３０ｄ、帯電手段３１ａ〜３１ｄ、現像
手段３３ａ〜３３ｄとをそれぞれ一体化して、図１１に
示す様なプロセスカートリッジ３４ａ〜３４ｄの形態を
なしている。プロセスカートリッジは、主要部品の交換
を容易にし、ユーザーメンテナンスの向上を図ってい
る。

【０１５３】図１１中、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋはそれぞれ異な
る色の画像を形成する画像形成手段であり、Ｙはイエロ
ートナーにより、Ｍはマゼンタトナーにより、Ｃはシア
ントナーにより、Ｂｋはブラックトナーにより画像形成
を行う。ここで、Ｙ，Ｍ、Ｃ、Ｂｋの現像手段３３ａ〜
３３ｄは、現像器内に各色のトナーであるトナーが内包
されている点を除いては、同様な構成である。

【０１５４】以下、画像形成動作の詳細について説明す
る。各帯電手段３１ａ〜３１ｄにより均一に帯電された
感光ドラム３０ａ〜３０ｄ表面に、パーソナルコンピュ
ータ等のホストからの画像データに応じて変調されたレ
ーザビームが露光手段３２ａ〜３２ｄより照射され、各
色に対して所望の静電潜像が得られる。

【０１５５】この潜像はこれと対向して配設されている
各色のトナーを内包した現像器である現像手段３３ａ〜
３３ｄにより、現像部位で反転現像されトナー像として
可視化される。

【０１５６】図１１に於いて、先ず１色目の画像形成手
段Ｙに於いて、感光ドラム３０ａ上にイエロートナー画
像が形成されるが、この間にカセット等の転写材収納部
２９から、給紙ローラ等の給紙手段により被転写材とし
て記録紙Ｐが給紙され、レジストローラ対３８へと搬送
される。記録紙Ｐは、レジストローラ対３８で一旦停止
後、駆動ローラ２４と従動ローラ２５に懸架された静電
搬送ベルト３９に不図示の吸着ローラよって所定のタイ
ミングにより吸着・搬送され、転写ローラ３５ａとのニ
ップ部で転写される。

【０１５７】次いで、２、３、４色目の画像形成手段
Ｍ，Ｃ，Ｂｋに於いて、同様な工程を経て、各色のトナ
ー像が各感光ドラム３０ｂ、３０ｃ、３０ｄより順次記
録紙Ｐ上に多重転写され、カラートナー像が形成され
る。

【０１５８】この記録紙Ｐ上に転写されたカラートナー
像は、定着装置等の定着手段３７によって溶融定着さ
れ、記録紙Ｐ上に永久定着され、排紙部からフェイスア
ップの向きで排紙トレイに排出され、所望のカラープリ
ント画像が得られる。

【０１５９】個々のプロセスカートリッジを構成する部
材、各部材に印加される電圧は、実施例１と同様の構成
のものを用いている。

【０１６０】このようなカラー画像形成装置で実施形態
１，２で説明したように直接帯電方式の接触帯電部材を
用いることで簡易な構成により、安定的なクリーナレス
システムの実現が可能となる。

【０１６１】〈実施例５〉図１２は本発明の更に他の実
施形態としての、被転写体として中間転写ベルトを用い
たフルカラー画像形成装置である。

【０１６２】以下、画像形成動作の詳細について説明す
る。本実施例で用いる感光ドラム３０ａ〜３０ｄ、帯電
清掃ローラ３１ａ〜３１ｄ、露光手段３２ａ〜３２ｄ、
現像装置３３ａ〜３３ｄの画像形成プロセスに於ける作
用は全て上述の実施例４と同様であり、上記で詳しく述
べた通りに、感光ドラム３０ａ〜３０ｄ表面にトナー像
が形成される。

【０１６３】一方、中間転写ベル３６は、４つの感光ド
ラム３０ａ〜３０ｄ全てに対し当接する様に配置され
る。

【０１６４】この際、以下に示す一次転写ローラ３５が
中間転写ベルト３６に当接されていない状態で、中間転
写ベルト３６と感光ドラム３０ａ〜３０ｄで形成される
ニップが、各々０．５ｍｍ以上となるように設定を行っ
た。

【０１６５】中間転写ベルト３６は駆動ローラ２４、従
動ローラ２５及び二次転写対向ローラ２６の三本のロー
ラにより支持されており、適当なテンションが維持され
るようになっている。駆動ローラ２４を駆動させること
により中間転写ベルト３６は感光ドラム３０ａ〜３０ｄ
に対して順方向に略同速度で移動する。

【０１６６】中間転写ベルト３６としては、例えば厚さ
５０〜３００μｍ、体積抵抗率１０ ⁹〜１０¹⁶Ω・ｃｍ
程度のＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ポリアミ
ド、ポリイミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレー
ト）、ポリカーボネート等の樹脂材料や厚さ０．５〜２
ｍｍ、体積抵抗率１０⁹〜１０¹⁶Ω・ｃｍ程度のクロロ
プレーンゴム、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエ
ン三元共重合体）、ＮＢＲ（二トリルブタジエンゴ
ム）、ウレタンゴム等のゴム材料が用いられる。また、
場合によっては、これらの材料にカーボン、ＺｎＯ、Ｓ
ｎＯ₂、ＴｉＯ₂等の導電性充填材を分散させて、体積抵
抗率を１０⁷〜１０¹¹Ω・ｃｍ程度に調節することもあ
る。

【０１６７】更に、画像形成装置の本体レイアウトに応
じ、中間転写ベルト３６を二本のローラによって懸架し
た構成を採って簡略化することや、中間転写ベルト３６
に代え、シリンダー周面に機能性層を形成した中間転写
ドラムを中間転写体として用いることも可能である。

【０１６８】次に、中間転写ベルト３６の裏面、感光ド
ラム３０ａ〜３０ｄとの対向部に、各々の感光ドラム３
０ａ〜３０ｄに対応させて一次転写ローラ３５を当接配
置する。一次転写ローラ３５についての詳細は後述す
る。

【０１６９】トナー像の中間転写ベルト３６への一次転
写に際しては、それぞれの一次転写ローラ３５に独立で
適当な正のＤＣバイアスを印加するようにする。

【０１７０】各色の一次転写位置間の距離に応じて、各
色毎、一定のタイミングでコントローラからの書き出し
信号を遅らせながら、露光による静電潜像を各感光ドラ
ム１上に形成し、これらを一次転写ローラ２３の作用に
より、順に中間転写ベルト３６に一次転写していき、中
間転写ベルト３６上に多重画像が形成される。

【０１７１】その後、中間転写ベルト３６の裏面より当
接配置された二次転写対向ローラ２６に対向し、中間転
写ベルト３６表面（像担持面）に当接配置された二次転
写ローラ２７にトナーと逆極性のバイアスの印加を行
う。この際、露光による静電潜像の作像に合わせてカセ
ット２９やマルチフィーダー（不図示）から給紙された
転写材である記録紙Ｐが、中間転写ベルト３６と二次転
写ローラ２５の間を通過することにより、中間転写ベル
ト３６上に担持された４色の多重トナー像は一括して記
録紙Ｐ表面に二次転写される。

【０１７２】二次転写ローラ２５としては例えば金属の
芯がねを体積抵抗率を１０⁶〜⁹Ω・ｃｍに調整したＥＰ
ＤＭ、ウレタンゴム、ＣＲ、ＮＢＲ等の弾性体で覆った
構成を用いることが出来る。

【０１７３】また、二次転写ローラ２５は、各々の感光
ドラム３０ａ〜３０ｄに対して、５〜１５ｇ／ｃｍ程度
の線圧で当接させ、且つ中間転写ベルト３６の移動方向
に対して順方向に略等速度で回転する様に配置した。

【０１７４】一方、二次転写を終えた後、中間転写ベル
ト３６上に残留した転写残トナーと、記録紙Ｐが搬送さ
れることによって発生する紙粉は、中間転写ベルト３６
に当接配置されたベルトクリーニング手段２８により、
その表面から除去・回収される。尚、本実施形態の画像
形成装置ではベルトクリーニング手段２８として中間転
写体２２表面に当接配置したブラシローラを用いたが、
例えばウレタンゴム等で形成された弾性を有するクリー
ニングブレード等を用いることも出来、更に中間転写ベ
ルト３６表面の移動方向に関して上流側にクリーニング
ブレードを、下流側にブラシローラを配置することによ
りクリーニング効率をより一層高めることも可能であ
る。

【０１７５】二次転写終了後の転写材は定着手段３７へ
と搬送され、トナー像の定着を受けて画像形成物（プリ
ント、コピー）として画像形成装置外へと排出される。

【０１７６】ベルトクリーニング手段２８による清掃で
紙粉等が、記録紙Ｐや中間転写ベルト３６等の被転写体
から除去しきれずに残存し、その紙粉が感光ドラムに取
り込まれて付着すると、画像流れが発生することが有
る。

【０１７７】また、画像形成プロセスを経るに従い、画
像形成プロセスの上流側に配置された画像形成手段によ
り被転写体上に形成されたトナー像が、下流側に配置さ
れた画像形成手段で各々の色の画像形成手段に搭載され
た感光ドラムに接触する。その際、各々の感光ドラム
に、上流側に位置する画像形成手段で用いられる色のト
ナーが付着することが有る。いわゆる再転写が起こるこ
とが有る。

【０１７８】前述の様に、画像形成プロセス下流側に配
置された画像形成手段で感光ドラムに付着したトナー
は、各々異なった色の現像器に回収されて再利用される
ことになり、出力画像において混色による画像欠陥が生
じる。この傾向は、より画像形成プロセスの下流側に位
置する色の画像形成手段で、顕著に現れる。

【０１７９】本発明の画像形成装置では、前述の様な画
像欠陥の影響を抑えるため、各々の色に係わる画像形成
手段の配置を、Ｙ→Ｍ→Ｃ→Ｂｋの順とした。

【０１８０】イエロートナーは他色のトナーと比較して
視感度が低いため、１色目の画像形成手段をイエローと
することで、実際に得られる出力画像において前述の様
な画像欠陥が視認し難くなる。

【０１８１】従って、前述の通り本実施例の画像画像形
成装置では、１色目にイエローの画像形成手段を配置す
ることで、出力画像に画像欠陥が生じた場合の影響を最
小限に抑えることが出来た。

【０１８２】以上述べた様に、中間転写体を用いた本実
施例の画像形成装置では、感光ドラム表面からトナー像
を中間転写体に一次転写する際の転写効率が、記録紙Ｐ
の材質や厚み、抵抗等の違いによらずほぼ一定である。

【０１８３】更に、様々な環境下に於いて安定して高い
転写効率を得ることが出来るため、感光ドラム表面に残
留し現像手段で回収される転写残トナーの量はほぼ一定
となり、またその絶対量も減少する。

【０１８４】従って、感光ドラム表面に対して直接注入
帯電を行い、現像器で転写残トナーを回収するトナーリ
サイクルプロセスが常により安定した状態で効率良く行
われる。

【０１８５】また、記録材Ｐに転写されなかった二次転
写残トナーや、ベルトクリーニング手段によって除去さ
れるため、紙粉が直接感光ドラム３０ａ〜３０ｄに付着
して、帯電手段３１ａ〜３１ｄや現像手段３３ａ〜３３
ｄに流入して、画像形成装置により出力される画像の品
位を悪化することを防止出来る。

【０１８６】以上の点で、中間転写体を用いた本実施形
態の画像形成装置は、静電搬送ベルト方式を採用した画
像形成装置に比較し、装置の安定化を図る上でより一層
有利となる。

【０１８７】以上のべたように、本実施例の画像形成装
置は、複数の像担持体と該像担持体をそれぞれ帯電する
複数の帯電手段と、各像担持体の帯電面に形成された静
電潜像を複数のトナーでそれぞれ現像して各色のトナー
像を形成する複数の現像手段と、前記複数色のトナー像
を被転写体に順次転写する複数の転写手段を備えるカラ
ー画像形成装置であって、前記各帯電手段の少なくとも
一つが像担持体と接触部を形成する可撓性の帯電部材に
より像担持体面を帯電する接触帯電装置であり、前記帯
電部材が少なくとも像担持体と接触する表面が多孔質状
であり、像担持体に対して速度差を持って駆動され、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。

【０１８８】このとき印加される電圧波形は、交流成分
と直流成分の繰り返しからなり、前記交流電圧部分から
直流電圧部分への変化における交流電圧波形は、交流電
圧部分がトナーの帯電極性側に凸であることにより、転
写残トナーを選択的に排出することが可能となる。その
結果、低温低湿環境においても、感光ドラムへの帯電を
確保しつつ、クリーナレスシステムを構築することが可
能である。

【０１８９】〈その他〉１）接触帯電部材（接触帯電手段）はフェルト、布など
の形状・材質のものも使用可能であり、これらを積層
し、より適切な弾性（可撓性）と導電性を得ることも可
能である。

【０１９０】２）ＡＣ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
周期的のオン／オフすることによって形成された矩形波
であってもよい。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。

【０１９１】３）像担持体としての感光体に対する静電
潜像形成手段としての像露光手段は実施例のデジタル的
な潜像を形成するレーザ走査露光手段に限られるもので
はなく、通常のアナログ的な画像露光やＬＥＤなど他の
発光素子でも構わないし、蛍光灯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。

【０１９２】４）現像手段は実施例は非磁性一成分トナ
ーによる反転現像器であるが、現像器の構成については
特に限定するものではない。正規現像器であってもよ
い。

【０１９３】５）像担持体は静電記録誘電体等であって
もよい。この場合は該誘電体面を所定の極性電位に一様
に一次帯電させた後、除電針ヘッド、電子銃等の除電手
段で選択的除電がなされて画像情報の静電潜像が形成さ
れる。

【０１９４】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、像担
持体と、該像担持体を帯電する接触帯電部材と、前記像
担持体の帯電面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
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部材と像
担持体の接触部に清掃補助粒子が介在し、前記接触帯電
部材に印加するバイアスは、電位が交互に変化される交
流電圧部分と、電位が変化せずに一定に維持される直流
部分とが交代に生じる交互電界を形成する態様に、交流
電圧波形と直流電圧を重畳してなることを特徴とするこ
とにより、転写残現像剤（トナー）を選択的に排出する
ことが可能となる。その結果、低温低湿環境において
も、像担持体への帯電を確保しつつ、クリーナレスシス
テムを構築することが可能である。

【０１９５】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
ことが出来、装置の大幅な小型化やトナーの再利用を図
ることが出来る。また、本発明における帯電方式をカラ
ー画像形成装置に応用することで、カラー画像形成装置
においても簡易な構成でクリーナレス構成を実現し、そ
の小型化を図ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施例の画像形成装置の
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】トナーの形状係数ＳＦ−１の説明図である。

【図４】トナーの形状係数ＳＦ−２の説明図である。

【図５】本発明に係る第１の実施例の帯電印加バイア
スの説明図である。

【図６】本発明における作用を説明する図である。

【図７】本発明に係る第１の実施例の注入による帯電
を説明する図である。

【図８】本発明に係る第２の実施例の帯電印加バイア
スの説明図である。

【図９】本発明に係る第２の実施例の画像形成装置の
概略構成図である。

【図１０】本発明に係る第２の実施形態の帯電印加バ
イアスの説明図である。

【図１１】本発明に係るその他の実施例の画像形成装
置の概略構成図である。

【図１２】本発明に係るその他の実施例の画像形成装
置の概略構成図である。

【符号の説明】

１：感光ドラム（像担持体）２：帯電清掃ローラ（接触帯電部材、接触帯電手段）３：モータ４：露光装置５：現像器６：転写ローラ７：定着器Ｓ１：帯電バイアス印加電源Ｓ４：帯電バイアス印加電源

───────────────────────────────────────────────────── 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 15/01 Ｇ０３Ｇ 15/01 １１４Ｂ 15/08 ５０７ 15/16 15/16 15/08 ５０７ＬＦターム(参考） 2H030 AA07 AB02 AD01 AD02 AD03 BB02 BB21 BB42 BB43 BB63 2H077 AA37 AB04 AB14 AC04 AC16 AD06 AD13 AD23 AD35 BA09 DA05 EA14 FA13 FA22 GA02 GA13 GA17 2H200 FA01 GA12 GA23 GA34 GA46 GA47 GA52 GA56 GA59 GB22 GB25 GB37 HA02 HA03 HA28 HA29 HB12 HB17 HB23 HB45 HB46 HB47 HB48 JA02 JA23 JA25 JA26 JA28 JB06 JC03 LA19 MA03 MA04 MA08 MA12 MA14 MA20 MB02 MB06 NA02 NA03 NA06 NA09 NA10 PA02 PA09 PA10

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
電部材と、前記像担持体の帯電面に静電潜像を形成する
潜像形成手段と、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部材と像担持体の接触部に清掃
補助粒子が介在し、前記接触帯電部材に印加するバイアスは、電位が交互に
変化される交流電圧部分と、電位が変化せずに一定に維
持される直流部分とが交代に生じる交互電界を形成する
態様に、交流電圧波形と直流電圧を重畳してなることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記接触帯電部材は、可撓性を有し、少な
くともその外周が多孔質状であることを特徴とする請求
項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記潜像形成手段は像露光手段であること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装
置。
【請求項４】前記交流電圧部分から直流電圧部分への変
化における交流電圧波形は、交流電圧部分がトナーの帯
電極性側に凸であることを特徴とする請求項１乃至請求
項３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項５】電位が交互に変化される部分の周波数が
０．５〜１０．０ｋＨｚである請求項１乃至請求項４の
いずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項６】直流部分と交流部分の時間の割合は、直流
部分の長さを１とした場合に交流部分の長さは０．３以
上５以下である請求項１乃至請求項５のいずれかの項に
記載の画像形成装置。
【請求項７】前記接触帯電部材に印加される交流電圧の
ピーク間電圧が５００Ｖ以上で、且つ帯電電位収束電圧
未満の範囲であることを特徴とする請求項１乃至請求項
６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項８】前記清掃補助粒子の粒径が０．１〜３μｍ
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７のいずれかの項に記載の画
像形成装置。
【請求項９】前記接触帯電部材が、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８のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】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９のいずれかの項に記載の画像形成装
置。
【請求項１１】前記現像手段の現像剤は、形状係数ＳＦ
１が１００〜１５０、形状係数ＳＦ２が１００〜１４０
であることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいず
れかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】複数の像担持体と該像担持体をそれぞれ
帯電する複数の帯電手段と、各像担持体の帯電面に形成
された静電潜像を複数の現像剤でそれぞれ現像し、各色
の現像剤像を形成する複数の現像手段と、前記複数色の
現像剤像を被転写体に順次転写する転写手段とを備える
画像形成装置において、前記帯電手段の内少なくとも一つが、可撓性且つ多孔質
状の外周面を有する接触帯電部材を具備すると共に、前
記接触帯電部材と像担持体の接触部に清掃補助粒子が介
在し、前記接触帯電部材に対して振動電圧を印加するこ
とにより像担持体面を帯電する接触帯電装置であり、前記接触帯電部材に印加するバイアスは、電位が交互に
変化される交流電圧部分と、電位が変化せずに一定に維
持される直流部分とが交代に生じる交互電界を形成する
態様に、交流電圧波形と直流電圧を重畳してなることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】前記被転写体は、記録紙等の転写材、も
しくは、各色の現像剤像を順次多重転写後転写材に一括
転写する中間転写体、であることを特徴とする請求項１
２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】前記複数の像担持体の内、画像形成の際
に最初に現像剤像が形成される像担持体には、該画像形
成装置において使用される各色の現像剤の中で、最も視
感度の低い色の現像剤像が形成される様にすることを特
徴とする請求項１０又は請求項１３に記載の画像形成装
置。
【請求項１５】少なくとも前記像担持体と前記接触帯電
部材とを一体的に形成し、請求項１乃至請求項１４のい
ずれかの項に記載の画像形成装置に対して着脱自在とし
たことを特徴とするプロセスカートリッジ。