JP2003255675A

JP2003255675A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003255675A
Application number: JP2002058540A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kitaka; 博之木▲高▼
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-03-05
Filing date: 2002-03-05
Publication date: 2003-09-10
Also published as: KR20040096649A; CN1639646A; US20050150403A1; WO2003075101A1; KR100696344B1; EP1481290A1

Abstract

(57)【要約】【課題】接触帯電方式・クリーナレスシステムの画像形
成装置について、接触帯電部材２に対する印加電圧に交
番電圧を重畳することによる帯電性能の向上効果、ポジ
ゴーストの発生防止効果を維持させつつ、該交番電圧の
重畳にかかわらず接触帯電部材２を通過して現像部ｃに
持ち運ばれる像担持体１上の転写残トナーの帯電極性
を、現像部ｃにおいて回収可能な正規の極性にそろえ
る、即ち現像部ｃでの回収が不可能な極性をもったトナ
ーが像担持体１上をつれまわることにより発生する画像
不良の防止を実現することを目的としている。【解決手段】接触帯電部材２に対する印加帯電電圧とし
て、交番電圧波形としては、帯電極性方向側の振幅のピ
ークから帯電極性逆方向側の振幅のピークまでの時間Ｔ
_upが、帯電極性逆方向側の振幅のピークから帯電極性側
の振幅のピークまでの時間Ｔ_downよりも長い波形の電圧
を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はクリーナレスの画像
形成装置に関する。

【０００２】より詳しくは転写工程後の像担持体上に残
余する現像剤（トナー）を現像装置において現像同時ク
リーニングで像担持体上から除去・回収し、再利用する
ことによりクリーニング装置を廃したクリーナレス方式
の画像形成装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来、電子写真方式を用いた複写機・プ
リンタ・ファクシミリ等の転写方式画像形成装置は、回
転ドラム型を一般的とする像担持体である感光体、その
感光体を所定の極性・電位に一様に帯電処理する帯電装
置（帯電工程）、帯電処理された感光体に静電潜像を形
成する情報書き込み手段としての露光装置（露光工
程）、感光体上に形成された静電潜像を現像剤であるト
ナーにより顕像化する現像装置（現像工程）、上記トナ
ー画像を感光体面から紙などの記録媒体としての転写材
に転写する転写装置（転写工程）、転写工程後の感光体
上に多少ながら残余するトナーを除去して感光体面を清
掃するクリーニング装置（クリーニング工程）、転写材
上のトナー画像を定着させる定着装置（定着工程）など
から構成されており、感光体は繰り返して電子写真プロ
セス（帯電・露光・現像・転写・クリーニング）が適用
されて作像に供される。

【０００４】転写工程後の感光体上に残余するトナーは
クリーニング装置により感光体面から除去され、クリー
ニング装置内に溜まって廃トナーとなるが、環境保全や
資源の有効利用等の点からそのような廃トナーは出ない
ことが望ましい。

【０００５】そこで、クリーニング装置にて回収されて
いる転写残トナー、いわゆる廃トナーを現像装置に戻し
て再利用する画像形成装置がある。

【０００６】また、クリーニング装置を廃し、転写工程
後の感光体上の転写残トナーを現像装置において「現像
同時クリーニング」で感光体上から除去・回収し再利用
するようにしたクリーナレス方式の画像形成装置があ
る。

【０００７】現像同時クリーニングは、転写後の感光体
上の転写残トナーを次工程以降の現像工程時、即ち引き
続き感光体を帯電し、露光して静電潜像を形成し、該静
電潜像の現像工程過程時にかぶり取りバイアス（現像装
置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Ｖ_back）によって、トナーで現像
されるべきでない感光体面部分上（非画像部）に存在す
る転写残トナーを現像装置に回収する方法である。この
方式によれば、転写残トナーは現像装置に回収されて次
工程以降の静電潜像の現像に再利用されるため、廃トナ
ーをなくし、またメンテナンス時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
で画像形成装置の小型化にも有利である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した転写工程後の
感光体上の転写残トナーを現像装置において現像同時ク
リーニングで除去・回収し再利用するクリーナレス方式
の画像形成装置において、感光体の帯電装置が、感光体
に接触帯電部材を当接させて感光体面を振動電圧により
帯電処理する接触帯電装置であるとき、感光体上の転写
残トナーが感光体と接触帯電部材の接触ニップ部である
帯電部を通過し、現像部に持ち運ばれる際のトナーの帯
電極性が、現像部において回収可能な正規の極性ではな
く、かつその帯電量が現像装置によって感光体の静電潜
像を現像できるトナーの帯電量でなかった場合、かぶり
現象やトナーの感光体への融着などを引き起こし、画像
不良の原因となってしまう。

【０００９】即ち、帯電装置が、感光体面を振動電圧に
より帯電処理する接触帯電装置であるとき、感光体と接
触帯電部材の接触ニップ部である帯電部を通過したトナ
ーには、帯電極性が正規極性のもの、正規極性とは逆極
性に反転したもの（以下、反転トナーと記す）や、除電
されて帯電量が少ないものが混在しており、その内の反
転トナーや帯電量が少ないトナーは、現像部で回収され
ずに感光体上をつれまわりやすくなる。

【００１０】また、近年のユーザニーズの多様性に伴
い、写真画像などといった高印字率な画像の連続印字動
作や、カラー化による感光体上ヘの多重現像方式などに
より、一度に大量の転写残トナーが発生することで、上
述のような問題を更に助長させてしまうことになる。

【００１１】そこで本発明は接触帯電方式・クリーナレ
スシステムの画像形成装置について、接触帯電部材に対
する印加電圧に交番電圧を重畳することによる帯電性能
の向上効果、ポジゴーストの発生防止効果を維持させつ
つ、該交番電圧の重畳にかかわらず接触帯電部材を通過
して現像部に持ち運ばれる像担持体上の転写残トナーの
帯電極性を、現像部において回収可能な正規の極性にそ
ろえる、即ち現像部での回収が不可能な極性をもったト
ナーが像担持体上をつれまわることにより発生する画像
不良の防止を実現することを目的としている。

【００１２】

【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。

【００１３】（１）像担持体と、該像担持体を帯電する
帯電手段と、該像担持体の帯電面に静電潜像を形成する
画像情報書き込み手段と、該静電潜像をトナー像として
現像する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する
転写手段を備え、該現像手段が、該像担持体上のトナー
像を記録媒体に転写した後に該像担持体に残留した残ト
ナー粒子を回収するクリーニング手段も兼ねており、該
像担持体は繰り返して作像に供される画像形成装置にお
いて、該帯電手段は、電圧を印加した帯電部材を該像担
持体に接触させて該像担持体を帯電する接触帯電手段で
あり、且つ該帯電部材に印加される電圧は直流電圧と交
番電圧を重畳させた振動電圧であり、且つ前記重畳され
る交番電圧は少なくとも一定時間下記のａの条件ａ．Ｔ_up＞Ｔ_down Ｔ_up：交番電圧の波形の、帯電極性方向側の振幅のピー
クから帯電極性逆方向側の振幅のピークまでの時間Ｔ_down：交番電圧の波形の、帯電極性逆方向側の振幅の
ピークから帯電極性方向側の振幅のピークまでの時間を満たす電圧であることを特徴とする画像形成装置。

【００１４】（２）前記帯電手段は、前記振動電圧を印
加すべき芯金と、この芯金の表面に形成した導電ゴムと
からなることを特徴とする（１）に記載の画像形成装
置。

【００１５】（３）前記帯電手段を、一定の押圧力で前
記像担持体に圧接させることを特徴とする（１）または
（２）に記載の帯電装置。

【００１６】（４）前記像担持体と前記帯電手段のいず
れか一方または双方を相対移動させることを特徴とする
（１）から（３）のうちのいずれか１項に記載の画像形
成装置。

【００１７】（５）前記像担持体は、基体の表面に形成
した電荷発生層と、この電荷発生層の表面に形成した電
荷輸送層とを基本構成体とすることを特徴とする（１）
から（４）のうちのいずれか１項に記載の画像形成装
置。

【００１８】（６）前記画像情報書き込み手段は像担持
体の帯電面に対する像露光手段であることを特徴とする
（１）から（５）のうちのいずれか１項に記載の画像形
成装置。

【００１９】（作用）即ち本発明は、転写工程後の像
担持体上の転写残現像剤（転写残トナー）を現像手段に
おいて現像同時クリーニングで除去・回収し再利用する
クリーナレス方式の画像形成装置において、像担持体上
の転写残現像剤の帯電量を制御することで、クリーナレ
スシステムのメリットを得るものである。具体的には、
帯電手段により転写残現像剤の帯電量を正規極性に帯電
処理し、且つ適正帯電量にするものであり、ａ）帯電手段で像担持体面を所定の電位に帯電すると同
時に、転写部から帯電部へ持ち運ばれる像担持体上の転
写残現像剤の帯電量を正規極性に帯電処理し、且つその
帯電量を現像手段によって像担持体の静電潜像を現像で
きる適正帯電量に制御することで現像手段での転写残現
像剤の回収を効率的になされるようにした。

【００２０】ｂ）上記における帯電手段の帯電処理によ
る転写残現像剤の適正帯電量とは、より具体的には、現
像手段後の現像剤帯電量の０．５〜１．８倍の帯電量と
されることである。

【００２１】

【発明の実施の形態】（実施例１）以下、実施例の画像
形成装置（画像記録装置）について説明する。

【００２２】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、転写方式電
子写真プロセス利用、接触帯電方式、反発現像方式、ク
リーナレス、最大通紙サイズがＡ３サイズのレーザビー
ムプリンタである。

【００２３】（１）プリンタの全体的概略構成ａ）像担持体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、感光ドラムと記す）である。この感光ドラム１
は負帯電性の有機光導電体（ＯＰＣ）で、外径５０ｍｍ
であり、中心支軸を中心に１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセ
ススピード（周速度）をもって矢示の反時計方向に回転
駆動される。

【００２４】この感光ドラム１は、図２の層構成模型図
のように、アルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基
体）１ａの表面に、光の干渉を抑え、上層の接着性を向
上させる下引き層１ｂと、光電荷発生層１ｃと、電荷輸
送層１ｄの３層を下から順に塗り重ねた構成をしてい
る。

【００２５】ｂ）帯電手段２は感光ドラム１の周面を一様に帯電処理する帯電手段
としての接触帯電装置（接触帯電器）であり、本例は帯
電ローラ（ローラ帯電器）である。

【００２６】この帯電ローラ２は、芯金２ａの両端部を
それぞれ不図示の軸受け部材により回転自在に保持され
ると共に、押し圧ばね２ｅによって感光ドラム方向に付
勢して感光ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもっ
て圧接させており、感光ドラム１の回転に従動して回転
する。感光ドラム１と帯電ローラ２との圧接部が帯電部
（帯電ニップ部）ａである。

【００２７】そして、電源装置Ｓ１から帯電ローラ２の
芯金２ａに対して、直流電圧と交番電圧を重畳させた振
動電圧を印加することにより、回転駆動する感光ドラム
１の表面を、所定の極性、電位に均一に帯電処理する。
ここで、交番電圧とは、正弦波、矩形波、三角波等の時
間とともに振幅の変化する電圧の全てを意味するもので
ある。

【００２８】帯電ローラ２の長手長さは３２０ｍｍであ
り、図２の層構成模型図のように芯金（支持部材）２ａ
の外回りに、下層２ｂと、中間層２ｃと、表層２ｄを下
から順次に積層した３層構成である。下層２ｂは帯電音
を低減するための発泡スポンジ層であり、表層２ｄは感
光ドラム１上にピンホール等の欠陥があってもリークが
発生するのを防止するために設けている保護層である。

【００２９】より具体的には、本例の帯電ローラ２の仕
様は下記のとおりである。

【００３０】ａ．芯金２ａ；直径６ｍｍのステンレス丸棒ｂ．下層２ｂ；カーボン分散の発泡ＥＰＤＭ、比重
０．５ｇ／ｃｍ³、体積抵抗値１０²〜１０⁹Ωｃｍ、層
厚３．０ｍｍ、長さ３２０ｍｍｃ．中間層２ｃ；カーボン分散のＮＢＲ系ゴム、体積抵
抗値１０²〜１０⁵Ωｃｍ、層厚７００μｍｄ．表層２ｄ；フッ素化合物のトレジン樹脂に酸化
錫、カーボンを分散体積抵抗値１０⁷〜１０¹⁰Ωｃｍ、表面粗さ（ＪＩＳ規
格１０点平均表面粗さＲａ）１．５μｍ、層厚１０μｍ図２において、２ｆは帯電ローラクリーニング部材であ
り、本例では可撓性を持つクリーニングフィルムであ
る。このクリーニングフィルム２ｆは帯電ローラ２の長
手方向に対し平行に配置され且つ同長手方向に対し一定
量の往復運動をする支持部材２ｇに一端を固定され、自
由端側近傍の面において帯電ローラ２と接触ニップを形
成するよう配置されている。

【００３１】支持部材２ｇがプリンタの駆動モーターに
よりギア列を介して長手方向に対し一定量の往復運動駆
動されて帯電ローラ表層２ｄがクリーニングフィルム２
ｆで摺擦される。これにより帯電ローラ表面２ｄの付着
物汚染（微粉トナー、外添剤など）の除去がなされる。

【００３２】ｃ）情報書き込み手段３は帯電処理された感光ドラム１の面に静電潜像を形成
する情報書き込み手段としての露光装置であり、本例は
半導体レーザを用いたレーザビームスキャナである。不
図示の画像読み取り装置等のホスト処理からプリンタ側
に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光を出
力して回転感光ドラム１の一様帯電処理面を露光位置ｂ
においてレーザ走査露光Ｌ（イメージ露光）する。

【００３３】このレーザ走査露光Ｌにより感光ドラム１
面のレーザ光で照射されたところの電位が低下すること
で回転感光ドラム１面には走査露光した画像情報に対応
した静電潜像が順次に形成されていく。

【００３４】ｄ）現像手段４は感光ドラム１上の静電潜像に現像剤（トナー）を供
給し静電潜像を可視化する現像手段としての現像装置
（現像器）であり、本例は二成分磁気ブラシ現像方式の
反転現像装置である。

【００３５】４ａは現像容器。４ｂは非磁性の現像スリ
ーブであり、この現像スリーブ４ｂはその外周面の一部
を外部に露呈させて現像容器４ａ内に回転可能に配置し
てある。４ｃは非回転に固定して現像スリーブ４ｂ内に
挿設したマグネットローラ、４ｄは現像剤コーティング
ブレード、４ｅは現像容器４ａに収容した二成分現像
剤、４ｆは現像容器４ａ内の底部側に配設した現像剤攪
拌部材、４ｇはトナーホッパーであり、補給用トナーを
収容させてある。

【００３６】現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅはトナ
ーと磁性キャリアの混合物であり、現像剤攪拌部材４ｆ
により攪拌される。本例において磁性キャリアの抵抗は
約１０¹³Ωｃｍ、粒径は４０μｍである。トナーは磁性
キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。

【００３７】現像スリーブ４ｂは感光ドラム１との最近
接距離（Ｓ−Ｄｇａｐと称する）を３５０μｍに保たせ
て感光ドラム１に近接させて対向配設してある。この感
光ドラム１と現像スリーブ４ａとの対向部が現像部ｃで
ある。

【００３８】現像スリーブ４ｂは現像部ｃにおいて感光
ドラム１の進行方向とは逆方向に回転駆動される。この
現像スリーブ４ｂの外周面に該スリーブ内のマグネット
ローラ４ｃの磁力により現像容器４ａ内の二成分現像剤
４ｅの一部が磁気ブラシ層として吸着保持され、該スリ
ーブの回転に伴い回転搬送され、現像剤コーティングブ
レード４ｄにより所定の薄層に整層され、現像部ｃにお
いて感光ドラム１の面に対して接触して感光ドラム面を
適度に摺擦する。

【００３９】現像スリーブ４ｂには電源Ｓ２から所定の
現像バイアスが印加される。本例において、現像スリー
ブ４ｂに対する現像バイアス電圧は直流電圧（Ｖｄｃ）
と交流電圧（Ｖａｃ）を重畳した振動電圧である。より
具体的には、直流電圧；−３５０Ｖ交流電圧；１６００Ｖを重畳した振動電圧である。

【００４０】而して、回転する現像スリーブ４ｂの面に
薄層としてコーティングされ、現像部ｃに搬送された現
像剤中のトナー分が現像バイアスによる電界によって感
光ドラム１面に静電潜像に対応して選択的に付着するこ
とで静電潜像がトナー画像として現像される。本例の場
合は感光ドラム１面の露光明部にトナーが付着して静電
潜像が反転現像される。

【００４１】この時、感光ドラム上に現像されたトナー
の帯電量は−２５μＣ／ｇである。

【００４２】現像部ｃを通過した現像スリーブ４ｂ上の
現像剤薄層は引き続く現像スリーブの回転に伴い現像容
器４ａ内の現像剤溜り部に戻される。

【００４３】現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅのトナ
ー濃度を所定の略一定範囲内に維持させるために、現像
容器４ａ内の二成分現像剤４ｅのトナー濃度が不図示の
例えば光学式トナー濃度センサーによって検知され、そ
の検知情報に応じてトナーホッパー４ｇが駆動制御され
て、トナーホッパー４ｇ内のトナーが現像容器４ａ内の
二成分現像剤４ｅに補給される。二成分現像剤４ｅに補
給されたトナーは攪拌部材４ｆにより攪拌される。

【００４４】ｅ）転写手段・定着手段５は転写装置であり、本例は転写ローラである。この転
写ローラ５は感光ドラム１に所定の押圧力をもって圧接
させてあり、その圧接ニップ部が転写部ｄである。この
転写部ｄに不図示の給紙機構部から所定の制御タイミン
グにて記録媒体としての転写材（被転写部材、記録材）
Ｐが給送される。

【００４５】転写部ｄに給送された転写材Ｐは回転する
感光ドラム１と転写ローラ５の間に挟持されて搬送さ
れ、その間、転写ローラ５に電源Ｓ３からトナーの正規
帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バ
イアス本例では＋２ｋＶが印加されることで、転写部ｄ
を挟持搬送されていく転写材Ｐの面に感光ドラム１面側
のトナー画像が順次に静電転写されていく。

【００４６】転写部ｄを通ってトナー画像の転写を受け
た転写材Ｐは回転感光ドラム１面から順次に分離されて
定着装置６（例えば熱ローラ定着装置）へ搬送されてト
ナー画像の定着処理を受けて画像形成物（プリント、コ
ピー）として出力される。

【００４７】ｆ）クリーナレスシステム本例のプリンタはクリーナレスであり、転写材Ｐに対す
るトナー画像転写後の感光ドラム１面に若干量残留する
転写残トナーを除去する専用のクリーニング装置を具備
させていない。

【００４８】転写後の感光ドラム１面上の転写残トナー
は引き続く感光ドラム１の回転に伴い帯電部ａ、露光部
ｂを通って現像部ｃに持ち運ばれて、現像装置３により
現像同時クリーニング（回収）される（クリーナレスシ
ステム）。

【００４９】本実施例においては現像装置４の現像スリ
ーブ４ｂは前述したように現像部ｃにおいて、感光ドラ
ム１面の進行方向とは逆方向に回転させており、これは
感光ドラム１上の転写残トナーの回収に有利である。

【００５０】感光ドラム１面上の転写残トナーは露光部
ｂを通るので露光工程はその転写残トナー上からなされ
るが、転写残トナーの量は少ないため、大きな影響は現
れない。

【００５１】（２）トナー帯電量制御ただ前述のように、帯電ローラ２が、感光ドラム面１を
振動電圧により帯電処理する接触帯電装置であるとき、
感光ドラム１面上と帯電ローラ２の接触ニップ部ａを通
過した転写残トナーには、帯電極性が正規極性のもの、
正規極性とは逆極性のもの（反転トナー）や、帯電量が
少ないものが混在しており、感光ドラム１面上の転写残
トナーの現像装置３による現像同時クリーニングを効果
的に行わせるためには、現像部ｃに持ち運ばれる感光ド
ラム１面上の転写残トナーの帯電極性が正規極性であ
り、且つその帯電量が現像装置３によって感光ドラム１
面上の静電潜像を現像できるトナーの帯電量であること
が必要である。反転トナーや帯電量が適切でないトナー
については感光ドラム１面上から現像装置３に除去・回
収できず、不良画像の原因となってしまう。

【００５２】また、近年ユーザニーズの多様化に伴い、
写真画像などといった高印字率な画像などの連続の印字
動作などにより、一度に大量の転写残トナーが発生する
ことで、上述のような問題を更に助長させてしまうこと
になる。

【００５３】そこで本実施例においては、前記したよう
に、接触帯電部材としての帯電ローラ２に印加する直流
電圧と交番電圧の重畳振動電圧の交番電圧成分は少なく
とも一定時間下記のａの条件ａ．Ｔ_up＞Ｔ_down Ｔ_up：交番電圧の波形の、帯電極性方向側の振幅のピー
クから帯電極性逆方向側の振幅のピークまでの時間Ｔ_down：交番電圧の波形の、帯電極性逆方向側の振幅の
ピークから帯電極性方向側の振幅のピークまでの時間を満たす電圧であることを特徴とする。

【００５４】すなわち、帯電ローラ２に対する印加帯電
電圧として、交番電圧波形としては、帯電極性方向側の
振幅のピークから帯電極性逆方向側の振幅のピークまで
の時間Ｔ_upが、帯電極性逆方向側の振幅のピークから帯
電極性側の振幅のピークまでの時間Ｔ_downよりも長い波
形の電圧を用いる。

【００５５】交番電圧波形のトナーの帯電量への依存性
は明白ではないが、電圧波形の一方の振幅のピークか
ら、他方の振幅のピークまでの時間及び立ち上がりの角
度が、放電の時間分布を変化させ、トナーの帯電量に影
響を与えると推測される。

【００５６】以下、交番電圧の波の形状を変えた種々の
実施例について説明する。

【００５７】図３はこの実施例１において使用する交番
電圧の波形図を示すもので、振幅１６００Ｖ、周波数１
１５０Ｈｚの三角波である。この交番電圧の波は、Ｄｕ
ｔｙ比（パルス幅τ／周期Ｔ）５０％であり、波長の５
／６の時間をかけて帯電極性方向側の振幅のピークから
帯電極性逆方向側の振幅のピークに向かって、ある傾き
を持って直線的に増加しており、その傾きは一定であ
る。そして、この時間は、帯電極性逆方向側の振幅のピ
ークから帯電極性方向側の振幅のピークに戻るまでの波
長の１／６の時間の５倍を要している。感光ドラムの回
転速度は１００ｍｍ／ｓｅｃである。

【００５８】この波は、帯電極性方向側の振幅のピーク
から帯電極性逆方向側の振幅のピークに到達するまでの
時間Ｔ_upが、帯電極性逆方向側の振幅のピークから帯電
極性方向側の振幅のピークに戻るまでの時間Ｔ_downより
長いため、帯電極性方向側の立ち上がり部分の傾斜は急
に、また帯電極性逆方向側の立ち上がり部分の傾斜は緩
やかになり、帯電時の、帯電極性方向側の放電による正
規極性のトナーは増加し、また帯電極性逆方向側の放電
による反転トナー及び帯電量が適切でないトナー（帯電
量が少ないもの）の発生は減少させる効果が得られる。

【００５９】ここで、帯電ローラ２への印加帯電電圧の
交番電圧波形と、帯電ローラ２を通過後のトナー帯電量
の関係を表１に示す。

【００６０】

【表１】

【００６１】上記の交番電圧波形を印加したとき、帯電
ローラ２を通過後のトナーの帯電量分布は平均−２０μ
Ｃ／ｇのシャープな分布となり、反転トナー及び帯電量
が少ないトナーの分布は見られない。

【００６２】この値を、同様の振幅と周波数を持ち、そ
の波形が帯電極性方向側の振幅のピークから帯電極性逆
方向側の振幅のピークに到達するまでの時間Ｔ_upが、帯
電極性逆方向側の振幅のピークから帯電極性方向側の振
幅のピークに戻るまでの時間Ｔ_downと等しい、図４、図
５に示す正弦波、三角波の交番電圧を用いた場合と比較
すると、図４の正弦波を印加したときは、帯電ローラ２
を通過後のトナーの帯電量分布は平均−５μＣ／ｇの分
布となり、負極性トナー、反転トナー、帯電量が適切で
ないトナー（帯電量が少ないもの）が混在したものとな
った。同様に図５の三角波を印加したときも図４の正弦
波を印加した時とほぼ同様の結果となる。

【００６３】このように、正弦波、三角波の交番電圧波
形を印加した帯電ローラ２を通過後のトナーの帯電量分
布に、反転トナー及び帯電量が少ないトナーが混在した
のは、これらの波形が、本実施例１の三角波と比較し
て、帯電極性方向側の振幅のピークから帯電極性逆方向
側の振幅のピークに到達するまでの時間が短く、帯電極
性逆方向側の立ち上がり部分の傾斜が急であり、帯電時
の、帯電極性逆方向側の放電の影響による反転トナー及
び帯電量が適切でないトナー（帯電量が少ないもの）が
発生しやすいためである。

【００６４】（実施例２）本実施例においても、図１に
示した画像形成装置を用いて説明する。本例では、現像
工程における転写残トナーの回収について述べる。

【００６５】現像装置４は上述したとおりで、現像と同
時に転写残トナーを清掃するクリーナレス方式である。
感光ドラム１上の現像されたトナー帯電量は前述したよ
うに、本実施例においては−２５μＣ／ｇである。ここ
で、本実施例における現像条件において、転写残トナー
が現像装置４に回収されるための帯電量との関係を表２
に示す。

【００６６】

【表２】

【００６７】感光ドラム１上の転写残トナーが現像装置
４に回収されるためのトナー帯電量は、現像時のトナー
帯電量（−２５μＣ／ｇ）と比較すると０．５〜１．８
倍であることが必要である。

【００６８】図６は本実施例２において使用する交番電
圧の波形図を示すもので、感光ドラム１の回転速度は前
記実施例１と同様に１００ｍｍ／ｓｅｃとし、振幅１６
００Ｖ、周波数１１５０Ｈｚ、Ｄｕｔｙ比５０％の曲線
波である。この曲線波は前記実施例１の三角波の、帯電
極性逆方向側の立ち上がり部分の傾斜をさらに緩やかに
した波形であり、波長の５／６の時間をかけて帯電極性
方向側の振幅のピークから帯電極性逆方向側の振幅のピ
ークに向かって、曲線的に増加している。そして、この
時間は、帯電極性逆方向側の振幅のピークから帯電極性
方向側の振幅のピークに戻るまでの波長の１／６の時間
の５倍を要している。

【００６９】上記の交番電圧波形を印加したとき、帯電
ローラ２を通過後のトナーの帯電量分布は平均−２５μ
Ｃ／ｇのシャープな分布となり、反転トナー及び帯電量
が少ないトナーの分布は見られない。この帯電量は上記
に示した現像装置４に回収されうる帯電量の範囲内であ
る。図６に示す波の交番電圧を使用した本実施例２は、
帯電極性逆方向側の立ち上がり部分の傾斜が、前記実施
例１の場合と比較してさらに緩やかであるため、帯電時
の、帯電極性逆方向側の放電による反転トナー及び帯電
量が適切でないトナー（帯電量が少ないもの）がさらに
減少し、前記実施例１以上の効果が得られている。

【００７０】かくして、帯電ローラ２により感光ドラム
１を所定の電位に帯電すると同時に、帯電ローラ２を通
過後の感光ドラム１上の転写残トナーの帯電量を正規極
性である負極性に揃え、且つ現像装置４によって感光ド
ラムの静電潜像を現像できる適切な帯電量に制御するこ
とで、現像装置での転写残トナーの回収も効率的になさ
れる。これにより、帯電不良や不良画像が無く、しかも
クリーナレスシステムのメリットを生かした画像形成装
置を提供できる。

【００７１】（その他）１）本発明は上記の各実施例における振動電圧の波に限
定されるものではない。例えば、図７に示す台形波等の
波においても有効であるし、図８に示す交番電圧を周期
的にオン、オフさせるようなブランクパルスにおいても
有効である。

【００７２】２）各実施例では、感光ドラム１の回転速
度を１００ｍｍ／ｓｅｃ、交番電圧の周波数を１１５０
Ｈｚとしたが、これ以外の設定においても本発明が有効
であることは言うまでもない。

【００７３】３）接触帯電部材２はローラ型に限らず、
図９（ａ）や図９（ｂ）に示すように、ブレード型やブ
ロック型等の他の形状形態とすることができる。これら
等の場合もローラ型の帯電部材と同様の効果が得られ
る。磁気ブラシ帯電部材やファーブラシ帯電部材等であ
ってもよい。

【００７４】４）接触帯電部材２としての帯電ローラは
回転する像担持体としての感光ドラム１と従動回転させ
る。または該感光ドラムと同方向あるいは逆方向に独立
に回転させる他、像担持体を固定し該像担持体に対して
帯電部材を相対的に移動させるようにしてもよい。

【００７５】５）静電潜像のトナー現像方式・手段は任
意である。反転現像方式でも正規現像方式でもよい。

【００７６】６）転写手段は実施形態例のローラ転写に
限られず、ブレード転写、ベルト転写、その他の接触転
写帯電方式であってもよいし、コロナ帯電器を使用した
非接触転写帯電方式でもよい。

【００７７】７）転写ドラムや転写ベルトなどの中間転
写体を用いて、単色画像形成ばかりでなく、多重転写等
により多色、フルカラー画像を形成する画像形成装置に
も本発明は適用できる。

【００７８】８）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、電荷注入帯電方式、放電現象が支配的な接触帯電系
のどちらでもよい。

【００７９】９）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。

【００８０】１０）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。

【００８１】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。

【００８２】１０）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。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
接触帯電方式・クリーナレスシステムの画像形成装置に
ついて、接触帯電部材に対する印加電圧に交番電圧を重
畳することによる帯電性能の向上効果、ポジゴーストの
発生防止効果を維持させつつ、該交番電圧の重畳にかか
わらず接触帯電部材を通過して現像部に持ち運ばれる像
担持体上の転写残トナーの帯電極性を、現像部において
回収可能な正規の極性にそろえる、即ち現像部での回収
が不可能な極性をもったトナーが像担持体上をつれまわ
ることにより発生する画像不良を防止することができる
効果がある。

【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】感光ドラムと帯電ローラの層構成模型図

【図３】実施例１において使用する交番電圧の波形図

【図４】実施例１において使用する交番電圧と対比す
る交番電圧の波形図

【図５】実施例１において使用する交番電圧と対比す
る交番電圧の波形図

【図６】実施例２において使用する交番電圧の波形図

【図７】帯電装置に用いる他の交番電圧の波形図

【図８】帯電装置に用いる他の交番電圧の波形図

【図９】帯電部材の変形例を示す概要図

【符号の説明】

１・・・感光ドラム（像担持体）２・・・帯電ローラ３・・・レーザビームスキャナ４・・・現像装置５・・・転写ローラ６・・・定着装置Ｓ１〜Ｓ３・・・バイアス電圧印加電源

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帯電
手段と、該像担持体の帯電面に静電潜像を形成する画像
情報書き込み手段と、該静電潜像をトナー像として現像
する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写
手段を備え、該現像手段が、該像担持体上のトナー像を
記録媒体に転写した後に該像担持体に残留した残トナー
粒子を回収するクリーニング手段も兼ねており、該像担
持体は繰り返して作像に供される画像形成装置におい
て、該帯電手段は、電圧を印加した帯電部材を該像担持体に
接触させて該像担持体を帯電する接触帯電手段であり、
且つ該帯電部材に印加される電圧は直流電圧と交番電圧
を重畳させた振動電圧であり、且つ前記重畳される交番
電圧は少なくとも一定時間下記のａの条件ａ．Ｔ_up＞Ｔ_down Ｔ_up：交番電圧の波形の、帯電極性方向側の振幅のピー
クから帯電極性逆方向側の振幅のピークまでの時間Ｔ_down：交番電圧の波形の、帯電極性逆方向側の振幅の
ピークから帯電極性方向側の振幅のピークまでの時間を満たす電圧であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記帯電手段は、前記振動電圧を印加す
べき芯金と、この芯金の表面に形成した導電ゴムとから
な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】前記帯電手段を、一定の押圧力で前記像
担持体に圧接させることを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の帯電装置。
【請求項４】前記像担持体と前記帯電手段のいずれか
一方または双方を相対移動させることを特徴とする請求
項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の画像形
成装置。
【請求項５】前記像担持体は、基体の表面に形成した
電荷発生層と、この電荷発生層の表面に形成した電荷輸
送層とを基本構成体とすることを特徴とする請求項１か
ら請求項４のうちのいずれか１項に記載の画像形成装
置。
【請求項６】前記画像情報書き込み手段は像担持体の
帯電面に対する像露光手段であることを特徴とする請求
項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の画像形
成装置。