JP2004126104A

JP2004126104A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004126104A
Application number: JP2002288479A
Authority: JP
Inventors: Tadanobu Yoshikawa; 吉川　忠伸
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-10-01
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】像担持体１の帯電手段として接触帯電装置を用いた転写式の画像形成装置、更には、クリーナレスの画像形成装置において、長期にわたり接触帯電部材２の良好な清掃状態を確保すること、あるいは接触帯電部材２の表面を長期にわたり実質的に汚れのない状態に維持させることにより、接触帯電部材２の汚れに起因する帯電不良などの画像形成不良の発生を防止するとともに、クリーナレスの画像形成装置にあっては省スペース、低コストであり、かつ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すること。
【解決手段】接触帯電部材２と像担持体１との当接域ａ内における非画像形成域Ｂ・Ｂに対応する接触帯電部材部分２ｇ・２ｇまたは像担持体部分の表面の処理を画像形成域Ａに対応する接触帯電部材部分または像担持体部分の表面の処理と異なるようにする。
【選択図】図４

Description

【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の帯電手段として接触帯電装置を用いた転写式の画像形成装置に関する。
【０００２】
更には、クリーナレスの画像形成装置、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、再利用するようにして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上から紙など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（クリーニングエ程）、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上から除去されて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、所謂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（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、クリーニング装置を廃し、転写工程後の感光体面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（例えば、特許文献２参照）。
【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Ｖｂａｃｋ）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、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】
しかしながら、上述したような転写工程後の感光体上の転写残トナーを、現像装置で除去・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は、帯電極性がもともと正規極性とは逆極性に反転しているトナーや、帯電極性が正規極性のトナーであっても転写バイアスや剥離放電等に影響されて帯電極性が反転するトナーが存在した場合、それらのトナーは現像装置で感光体面上から回収・除去できない場合がある。
【０００９】
また帯電装置が帯電ローラなどの接触帯電部材を感光体に当接させて感光体面を帯電処理する接触帯電装置であるときには、感光体面上を連れまわるトナーが感光体と接触帯電部材との接触ニップ部（当接域）である帯電部を通過する際に、接触帯電部材に付着してトナー汚染を引き起こし、帯電不良の原因となってしまう。
【００１０】
つまり、感光体上の転写残トナーを現像装置の現像同時クリーニングにて除去・回収するためには、帯電部を通過して現像部に持ち運ばれる感光体上の転写残トナーの帯電極性が正規極性であり、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あることか必要である。
【００１１】
そこで、接触帯電装置より上流且つ転写手段より下流に位置していて、感光体上の転写残トナーを帯電するトナー帯電量制御手段と、トナー帯電量制御手段より上流且つ転写手段より下流に位置していて、トナー像を転写材に転写した後の感光体上に残留する転写残トナーを均一化する転写残トナー均一化手段を設け、トナー帯電量制御手段、転写残トナー均一化手段に一定の直流電圧を印加することによりこの問題を解決することができる（例えば、特許文献３、４参照）。
【００１２】
つまり、転写後に感光体面上に残留する残留トナーを転写残トナー均一化手段で均一化し、その均一化された感光体面上の転写残トナーをトナー帯電量制御手段で正規極性に帯電処理した後、接触帯電装置で感光体面上を帯電すると同時に、トナー帯電量制御手段で帯電処理した転写残トナーを、現像装置において現像同時クリーニングにて除去・回収するのに適正な帯電量に帯電処理し、現像装置で回収する。
【００１３】
しかしながら、感光体上の転写残トナー連れまわりがなくなった場合でも、転写残トナーが接触帯電部材を通過する時に微量ながら接触帯電部材に付着してしまう。特に写真画像などといった印字率の高い画像の連続印字動作を行った場合には、接触帯電部材に付着するトナーは印字枚数に従って徐々に増加していき、やがて帯電不良の原因となる。
【００１４】
この汚れを除去する方法として接触帯電部材に清掃部材を当接させる方法が用いられてきた。清掃部材には作用効果から大別して２つの方式がある。１つの方式としては接触帯電部材に付着したトナーを回収するために、スポンジや微細繊維などの柔らかくて捕集性の高いパット部材を清掃部材として用いる方式である（例えば、特許文献５参照）。もう１つの方式としては接触帯電部材に付着したトナーと摺擦することでトナーを正規極性に帯電し直して感光体面上に吐出すために、ポリイミドなどからなる可撓性を持つ有機高分子化合物のフィルムを清掃部として用いる方法である（例えば、特許文献６参照）。
【特許文献１】
特開平１０−３１９７０２号公報
【特許文献２】
特開平０９−２８８３７３号公報
【特許文献３】
特開２００１−２１５７９８号公報
【特許文献４】
特開２００１−２１５７９９号公報
【特許文献５】
特開平０５−０１９５９６号公報
【特許文献６】
特開平１１−２８８１５１号公報
【００１５】
【発明が解決しょうとする課題】
しかしながら、上記のような清掃部材を用いた場合においても、帯電ローラなどの接触帯電部材では感光体に対する当接圧が主走査方向で不均一であり、結果的に接触帯電部材表面の速度が主走査方向で不均一となるために接触帯電部材表面にシワが入ったり感光体表面との間に微小なギャップができてしまったりすると、他の部分と比べてその部分にトナーが付着しやすくなってしまう。特にクリーナレスの場合においては、接触帯電部材と感光体との当接域内における画像形成域（画像域内）に対応する接触帯電部材部分の表面には転写残トナーが付着するが、非画像形成域（画像域外）に対応する接触帯電部材部分の表面には転写残トナーが付着しないため、画像域内と画像域外で比較して接触帯電部材と感光体の接触ニップ部の摩擦力が異なり、上述した速度差がより生じ易く、接触帯電部材表面のトナー汚れが発生し易くなり、接触帯電部材の局部的なトナー汚れによる帯電不良が発生するといった問題が発生する。
【００１６】
そこで本発明は、像担持体の帯電手段として接触帯電装置を用いた転写式の画像形成装置、更には、クリーナレスの画像形成装置において、長期にわたり接触帯電部材の良好な清掃状態を確保すること、あるいは接触帯電部材の表面を長期にわたり実質的に汚れのない状態に維持させることにより、接触帯電部材の汚れに起因する帯電不良などの画像形成不良の発生を防止するとともに、クリーナレスの画像形成装置にあっては省スペース、低コストであり、かつ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することを目的とする。
【００１７】
【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。
【００１８】
（１）像担持体と、像担持体表面に接触して像担持体表面を帯電する接触帯電部材を有する帯電手段と、帯電処理された像担持体に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、静電潜像に現像剤を供給し静電潜像を可視化する現像手段と、可視化した現像剤像を転写材に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面の処理を画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面の処理と異なるようにすることを特徴とする画像形成装置。
【００１９】
（２）像担持体と、像担持体表面に接触して像担持体表面を帯電する接触帯電部材を有する帯電手段と、帯電処理された像担持体に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、静電潜像に現像剤を供給し静電潜像を可視化する現像手段と、可視化した現像剤像を転写材に転写する転写手段とを有し、かつ前記転写手段により転写されずに前記像担持体表面に残留した現像剤を前記現像装置で回収するクリーナレスシステムを用いた画像形成装置において、
接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面の処理を画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面の処理と異なるようにすることを特徴とする画像形成装置。
【００２０】
（３）前記接触帯電部材が帯電ローラであることを特徴とする（１）または（２）に記載の画像形成装置。
【００２１】
（４）前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面の十点平均粗さＲｚが、画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面の十点平均粗さＲｚよりも大きいことを特徴とする（１）から（３）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００２２】
（５）前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面の十点平均粗さＲｚが、３μｍ以上１２μｍ以下であることを特徴とする（１）から（４）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００２３】
（６）前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面に当接して配設される研磨部材を有することを特徴とする（１）から（５）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００２４】
（７）前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面に当接して配設される研磨部材が、前記接触帯電部材部分の表面に対して接離可能であることを特徴とする（６）に記載の画像形成装置。
【００２５】
（８）前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面に当接して配設され固形潤滑材を有することを特徴とする（１）から（５）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００２６】
（９）前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面に当接して配設される固形潤滑材が、前記接触帯電部材部分の表面に対して接離可能であることを特徴とする（８）に記載の画像形成装置。
【００２７】
（１０）前記情報書き込み手段が露光手段であることを特徴とする（１）から（９）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００２８】
（１１）像担持体と、像担持体表面に接触して像担持体表面を帯電する接触帯電部材を有する帯電手段と、帯電処理された像担持体に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、静電潜像に現像剤を供給し静電潜像を可視化する現像手段と、可視化した現像剤像を転写材に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する像担持体部分の表面の処理を画像形成域に対応する像担持部材部分の表面の処理と異なるようにすることを特徴とする画像形成装置。
【００２９】
（１２）像担持体と、像担持体表面に接触して像担持体表面を帯電する接触帯電部材を有する帯電手段と、帯電処理された像担持体に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、静電潜像に現像剤を供給し静電潜像を可視化する現像手段と、可視化した現像剤像を転写材に転写する転写手段とを有し、かつ前記転写手段により転写されずに前記像担持体表面に残留した現像剤を前記現像装置で回収するクリーナレスシステムを用いた画像形成装置において
接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する像担持体部分の表面の処理を画像形成域に対応する像担持体部分の表面の処理と異なるようにすることを特徴とする画像形成装置。
【００３０】
（１３）前記接触帯電部材が帯電ローラであることを特徴とする（１１）または（１２）に記載の画像形成装置。
【００３１】
（１４）前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する像担持体部分の表面の十点平均粗さＲｚが、画像形成域に対応する像担持体部分の表面の十点平均粗さＲｚよりも大きいことを特徴とする（１１）から（１３）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００３２】
（１５）前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する像担持体部分の表面の十点平均粗さＲｚが、３μｍ以上１２μｍ以下であることを特徴とする（１１）から（１４）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００３３】
（１６）前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する像担持体部分の表面に当接して配設される研磨部材を有することを特徴とする（１１）から（１５）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００３４】
（１７）前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する像担持体部分の表面に当接して配設される研磨部材が、前記像担持体部分の表面に対して接離可能であることを特徴とする（１６）に記載の画像形成装置。
【００３５】
（１８）前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する像担持体部分の表面に当接して配設され固形潤滑材を有することを特徴とする（１１）から（１５）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００３６】
（１９）前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する像担持体部分の表面に当接して配設される固形潤滑材が、前記像担持体部分の表面に対して接離可能であることを特徴とする（１８）に記載の画像形成装置。
【００３７】
（２０）前記情報書き込み手段が露光手段であることを特徴とする（１１）から（１９）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００３８】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
以下、実施例１の画像形成装置（画像記録装置）について説明する。
【００３９】
図１は本発明の実施例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、接触帯電方式、反転現像方式、クリーナレスを用いた電子写真方式のレーザビームプリンタである。
【００４０】
（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６０ｍｍであり、中心支軸を中心に１００ｍｍ／ｓｅｅ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。
【００４１】
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
（ｂ）帯電手段
帯電手段は像担持体としての感光ドラム１の表面に接触して感光ドラム１の周面を一様に帯電処理する接触帯電部材２を有する接触帯電装置であり、本例において接触帯電部材２は帯電ローラ（ローラ帯電器）である。
【００４２】
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。
【００４３】
この帯電ローラ２の芯金２ａには電源Ｓ１より所定の条件の帯電バイアス電圧が印加されることにより回転感光ドラム１の周面が所定の極性・電位に接触帯電処理される。本例において、帯電ローラ２に対する帯電バイアス電圧は直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、直流電圧；−５００Ｖ、交流電圧；周波数ｆ１ｋＨｚ、ピーク間電圧Ｖｐｐ１．５ｋＶ、正弦波、とを重畳した振動電圧であり、感光ドラム１の周面は−５００Ｖ（暗電位Ｖｄ）に一様に接触帯電処理される。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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／ｃｍ^３、体積抵抗値１０^２〜１０^９Ωｃｍ、層厚３．０ｍｍ、長さ３２０ｍｍ
ｃ．中間層２ｃ；カーボン分散のＮＢＲ系ゴム、体積抵抗値１０^２〜１０^５Ωｃｍ、層厚７００μｍ
ｄ．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１０^７〜１０^１０Ωｃｍ、表面粗さ（ＪＩＳ規格１０点平均表面粗さＲａ）１．５μｍ、層厚１０μｍ
（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。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。
【００４７】
（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。
【００４８】
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撹拌部材、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。
【００４９】
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、現像剤撹拌部材４ｆにより撹拌される。本例において磁性キャリアの抵抗は約１０^１３Ωｃｍ、粒径は１０μｍ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。
【００５０】
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に保持して感光ドラム１に近接対向配設してある。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。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。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。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）とむ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；周波数ｆ８．０ｋＨｚ、ピーク間電圧１．８ｋＶ、矩形波、とを重畳した振動電圧である。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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撹拌部材４ｆにより撹拌される。
【００５４】
（ｅ）転写手段・定着手段
５ａ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５ａ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転写材（被転写部材、記録材）Ｐが給送される。
【００５５】
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５ａの間に挟持されて搬送され、その間、転写ローラ５ａ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。
【００５６】
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。
【００５７】
（ｆ）クリーナレス補助手段
７は転写残トナーの帯電極性を正規極性である負極性に揃えるためトナー（現像剤）帯電量制御手段であり、８は感光ドラム１上の転写残トナーを均一化するための、転写残トナー（残留現像剤像）均一化手段である。一般的に、転写部ｄで転写材Ｐに転写されずに感光ドラム１上に残留した転写残トナーは、反転トナーや帯電量が適切でないトナーが混在しており転写残トナー（残留現像剤像）均一化手段８により一度転写残トナーを除電してやり、トナー帯電量制御手段７で再度転写残トナーに正規極性帯電化処理をしてやることで、転写残トナーの帯電ローラ２への付着防止が効果的になされると共に、現像装置４での除去・回収を効果的に行うことができる。
【００５８】
トナー帯電量制御手段７と転写残トナー均一化手段８は適度の導電性を持ったブラシ状部材であり、ブラシ部を感光ドラムＩ面に接触させて配設してある。ｅはトナー帯電量制御手段７と感光ドラム１面の接触部である。ｆは転写残トナー均一化手段８と感光体ドラム１面の接触部である。
【００５９】
トナー帯電量制御手段７には負極性の直流電圧が電源Ｓ４より印加されており、転写残トナー均一化手段８には正極性の直流電圧が電源Ｓ５より印加されている。具体的には、トナー帯電量制御手段７には−８００Ｖ、転写残トナー均一化手段８には＋４００Ｖの直流電圧をそれぞれ印加している。
【００６０】
（ｇ）帯電ローラ表面のトナー汚染に起因する弊害防止対策
次に前述した帯電ローラ表面のトナー汚染の発生メカニズムについて、図３を用いて説明する。
【００６１】
図３（ａ）に示すように、一般的に帯電ローラ２は感光ドラム１に対して芯金部２ａの両端部に荷重バネ２ｅを取り付けた軸受け部材２ｆにより押し当てられている。帯電ローラ２は特に芯金部２ａが十分な剛性を持っているものの、芯金部両端が加圧されることにより中央部が感光ドラム１に対して浮き気味になり、結果として感光ドラム１に対する帯電ローラ２の加圧力は帯電ローラ長手中央部が最も小さくなり両端部に行くにしたがって徐々に大きくなる傾向にある。
【００６２】
このため感光ドラム１に当接している帯電ローラ２の両端部域では帯電ローラ２のつぶれ量が大きくなるため回転半径は小さくなり、かつ帯電ローラ２と感光ドラム１の接触ニップ部ａでの摩擦力も大きくなる。一方中央部では感光ドラム１に当接している帯電ローラ２のつぶれ量は両端部域に比較して小さいため回転半径は大きくなり、かつ帯電ローラ２と感光ドラム１の接触ニップ部ａでの摩擦力も小さくなる。よって図３（ｂ）に示すように、帯電ローラ２の両端部域では帯電ローラ２表面の表面速度が中央部に比較して小さくなる傾向にある。
【００６３】
上で説明したように、帯電ローラ２の表面速度が両端部と中央部で異なる場合には、図３（ｃ）に示すように中央部と両端部の中間部分（１／４部，３／４部）あたりの帯電ローラ２表面にねじれが生じる。このようなねじれが生じると、帯電ローラ２表面にシワが発生し、更にはねじれ部分の帯電ローラ２の回転半径が小さくなるため、前述したトナーによる汚れがこのねじれ部分を中心に悪化する傾向にある。
【００６４】
更には本実施例のようなクリーナレスシステムを用いた画像形成装置においては、帯電ローラ２の中央部などの画像域内（画像形成域、最大画像幅）Ａでは転写残トナーが定常的にやってくるため、それらの転写残トナーや外添剤が帯電ローラ２と感光ドラム１の接触ニップ部ａである種の潤滑剤として作用する。一方最大画像域外（非画像形成域）Ｂの帯電ローラ２の両端部ではそのような転写残トナーが供給されない。よって上記の帯電ローラ２と感光ドラム１間に働く摩擦力の中央部と両端部での差、しいては帯電ローラ２の表面速度の差を更に増大させてしまい、帯電ローラ２のねじれ現象を大きくしてしまう。
【００６５】
そこで、本実施例では図４に示すような帯電ローラ２を使用した。すなわち、本実施例では最大画像域外Ｂに対応する帯電ローラ両端部２ｇ・２ｇの表面粗さを、画像域内Ａの帯電ローラ２の表面粗さよりも大きくすることで、帯電ローラ両端部２ｇ・２ｇの感光ドラム１に対する真実接触面積を下げて帯電ローラ両端部２ｇ・２ｇの感光ドラム１との摩擦力を低減し、帯電ローラ中央部との表面速度の差をなくした。
【００６６】
具体的には、長手方向の長さが３２０ｍｍの帯電ローラ２のうち、本実施形記載の画像形成装置で使用する記録材のうちで最大画像幅が約３００ｍｍであるため、最大画像域外Ｂ・Ｂに対応する両端部２ｇ・２ｇそれぞれ約１０ｍｍの帯電ローラ表面粗さＲｚ（十点平均粗さ）を、通常の帯電ローラ２（画像域内）が約３μｍ以下であるのに対して、５〜１０μｍにした。
【００６７】
以上本実施例１で示したように、転写工程後の像担持体上の転写残現像剤を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で、接触帯電装置を有する画像形成装置において、帯電ローラ２の最大画像域外Ｂ・Ｂに対応する両端部２ｇ・２ｇの表面粗さを帯電ローラ２の画像域内Ａの表面粗さよりも大きくすることで、主走査方向での表面速度の差から生じる帯電ローラ２のねじれ現象を防止することができ、帯電ローラ２の部分的なトナー汚れに起因する帯電不良などの画像形成不良の発生を防止するとともに省スペース、低コストであり、かつ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することが可能となる。
【００６８】
（実施例２）
以下、実施例２の画像形成装置（画像記録装置）について説明する。本実施例の画像形成装置（プリンタ）の基本構成は実施例１と同様である。
【００６９】
本実施例では、図５に示すように最大画像域外Ｂ・Ｂに対応する帯電ローラ端部２ｇ・２ｇの表面に研磨部材１０を当接させたものである。
【００７０】
研磨部材１０としては、酸化アルミニウム、シリコンカーバイトなどのセラミック微粒子を砥粒として基材シートにコーティングしたものをスポンジなどの弾性体に貼り付けたものを用いた。研磨部材１０は帯電ローラ２の鉛直方向上方に配設され、自重で帯電ローラ２表面に常時当接させて配設してもよいし、ソレノイド１１などにより必要に応じて帯電ローラ２に当接させることも可能であり、この場合は研磨部材１０の研磨能力を長明に保持する上で有利である。
【００７１】
以上本実施例２で示したように、転写工程後の像担持体上の転写残現像剤を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で、接触帯電装置を有する画像形式装置において、帯電ローラ２の最大画像域外Ｂ・Ｂに対応する端部２ｇ・２ｇに研磨部材１０・１０を当接させることで、表面粗さを帯電ローラ２の画像域内Ａの表面粗さよりも大きくすることにより、実施例１の効果を長期間安定して提供することが可能となる。
【００７２】
（実施例３）
以下、実施例３の画像形成装置（画像記録装置）について説明する。本実施例の画像形戎装置（プリンタ）の基本構成は実施例１と同様である。
【００７３】
本実施例では、図６に示すように最大画像域外Ｂ・Ｂに対応する帯電ローラ端部２ｇ・２ｇの表面に固形潤骨材１２を当接させたものである。固形潤滑材１２を帯電ローラ２表面の最大画像域外両端部２ｇ・２ｇに塗布することにより、帯電ローラ２と感光ドラム１の該当接部分の摩擦力を低減することが可能となり、結果として実施例１および実施例２と同様の効果を及ぼすことが可能となる。
【００７４】
固形潤滑材１２としては、固形状のステアリン酸亜鉛（ＺｎＳＴ）を用いた。固形潤滑材１２は帯電ローラ２の鉛直方向上方に配設され、自重で帯電ローラ２表面に常時当接させて配設してもよいし、ソレノイド１１などにより必要に応じて帯電ローラ２に当接させることも可能であり、この場合は固形潤滑材１２の潤滑効果を長期に保持する上で有利である。
【００７５】
以上本実施例３で示したように、転写工程後の像担持体上の転写残現像剤を現像同時ク卜−ニングで除去・回収し、再利用するクリーナレス方式で、接触帯電装置を有する画像形友装置において、帯電ローラ２の最大画像域外両端部２ｇ・２ｇに固形潤滑材１２を当接させることで、帯電ローラ２の画像域外両端部２ｇ・２ｇと感光ドラム１間に働く摩擦力を低減することにより、実施例１および実施例２と同様に主走査方向での表面速度の差から生じる帯電ローラ２のねじれ現象を防止することができ、帯電ローラ２の部分的なトナー汚れに起因する帯電不良などの画像形成不良の発生を防止するとともに省スペース、低コストであり、かつ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することが可能となる。
【００７６】
（実施例４）
以下に実施例４の画像形成装置（画像記録装置）について説明する。本実施例の画像形成装置（プリンタ）の基本構成は実施例１と同様である。
【００７７】
本実施例では図７に示すような感光ドラム１を使用した。すなわち本実施例では、最大画像域外Ｂ・Ｂに対応する感光ドラム両端部１ｇ・１ｇの表面粗さを、画像域内Ａに対応する感光ドラム部分の表面粗さよりも大きくすることで、帯電ローラ両端部２ｇ・２ｇの感光ドラム１に対する真実接触面積を下げて帯電ローラ両端部２ｇ・２ｇの感光トラム１との摩擦力を低減し、帯電ローラ中央部との表面速度の差をなくす。
【００７８】
具体的には、長手方向の長さが３３０ｍｍの感光ドラム１のうち、本実施形記載の画像形成装置で使用する記録材のうちで最大画像幅が約３００ｍｍであるため、最大画像域外の両端それぞれ約１５ｍｍの感光ドラム１表面粗さＲｚ（十点平均粗さ）を、通常の感光ドラム１（画像域内）が約１μｍ以下であるのに対して、５〜１０μｍにした。
【００７９】
以上本実施例１で示したように、転写工程後の像担持体上の転写残現像剤を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で、接触帯電装置を有する画像形成装置において、感光ドラム１の最大画像域外の表面粗さを感光ドラム１の画像域内の表面粗さよりも大きくすることで、実施例１と同様に主走査方向での表面速度の差から生じる帯電ローラ２のねじれ現象を防止することができ、帯電ローラ２の部分的なトナー汚れに起因する帯電不良などの画像形成不良の発生を防止するとともに省スペース、低コストであり、かつ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することが可能となる。
【００８０】
（実施例５）
以下、実施例５の画像形成装置（画像記録装置）について説明する。本実施例の画像形戊装置（プリンタ）の基本構成は実施例１と同様である。
【００８１】
本実施例では、図８に示すように、最大画像域外の感光ドラム端部１ｇ・１ｇの表面に研磨部材１０を当接させたものである。研磨部材１０としては、酸化アルミニウム、シリコンカーバイトなどのセラミック微粒子を砥粒として基材シートにコーティングしたものをスポンジなどの弾性体に貼り付けたものを用いた。研磨部材１０は感光ドラム１の回転方向でトナー（現像剤）帯電量制御手段７より下流及び帯電ローラ２の上流に配設され、総圧約１００ｇで感光ドラム１の表面に常時当接させて配設してもよいし、ソレノイド１１などにより必要に応じて感光ドラム１に当接させることも可能であり、この場合は研磨部材１０の研磨能力を長期に保持する上ご有利である。
【００８２】
以上本実施例５で示したように転写工程後の像担持体上の転写残現像剤を現像同時クトーニンゲで除去・回収し、再利用するクリーナレス方式で、接触帯電装置を有する画像形成装置において、感光ドラム１の最大画像域外１ｇ・１ｇに研磨部材１０を当接させることで、表面粗さを感光トラム１の画像域内の表面粗さよりも大きくすることにより、実施例４の効果を長期間安定して提供することが可能となる。
【００８３】
（実施例６）
以下、実施例６の画像形成装置（画像記録装置）について説明する。本実施例の画像形成装置（プリンタ）の基本構成は実施例１と同様である。
【００８４】
本実施例では、図９に示すように最大画像域外の感光ドラム端部１ｇ・１ｇの表面に固形潤滑材１２を当接させたものである。固形潤滑材１２を感光ドラム表面の最大画像域外両端部１ｇ・１ｇに塗布することにより、帯電ローラ２と感光ドラム１の該当接部分の摩擦力を低減することが可能となり、結果として実施例４および実施例５と同様の効果を及ぼすことが可能となる。
【００８５】
固形潤滑材１２としては、固形状のステアリン酸亜鉛（ＺｎＳＴ）を用いた。固形潤滑材１２は感光ドラム１の回転方向でトナー（現像剤）帯電量制御手段７より下流及び帯電ローラ２上流に配設され、総圧約１００ｇで感光ドラム１表面に常時当接させて配設してもよいし、ソレノイド１１などにより必要に応じて感光ドラム１に当接させることも可能であり、この場合は固形潤滑材１２の潤滑効果を長期に保持する上で有利である。
【００８６】
以上本実施例６で示したように、転写工程後の像担詩体上の転写残現像剤を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で、接触帯電装置を有する画像形成装置において、感光ドラム１の最大画像域外１ｇ・１ｇに固形潤滑材１２を当接させることで、帯電ローラ２の画像域外両端部２ｇ・２ｇと感光ドラム１間に働く摩擦力を低減することにより、実施例４及び実施例５と同様に主走査方向での表面速度の差から生じる帯電ローラ２のねじれ現象を防止することができ、帯電ローラ２の部分的なトナー汚れに起因する帯電不良などの画像形成不良の発生を防止するとともに省スペース、低コストであり、かつ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することが可能となる。
【００８７】
（その他）
１）像担持体面から転写残りトナーを除去するクリーニング装置を具備させている画像形成装置でも、クリーニングブレード等のクリーニング部材をすり抜けるトナーがあり、接触帯電部材は耐久によりそのようなトナー等で汚れていくので、本発明は実施例のクリーナレス方式の画像形成装置に限られず、クリーニング装置を具備させている画像形成装置にも適用して効果がある。
【００８８】
２）情報書き込み手段としての露光手段３は、実施例のレーザビームスキャナに限られず、ＬＥＤアレイ、蛍光灯等の光源と液晶シャッターとの組み合わせ等の他のデジタル露光装置であってもよいし、原稿画像を結像投影するアナログ露光装置であってもよい。
【００８９】
３）像担持体１は、静電記録誘電体であってもよい。この場合は該誘電体面を所定の極性・電位に一様に帯電した後、除電針アレイ・電子銃等の除電手段（情報書き込み手段）で選択的に除電して画像情報の静電潜像を書き込み形成する。
【００９０】
４）受像部材として転写材Ｐは、中間転写ドラムや中間転写ベルト等の中間転写体であってもよい。この場合、中間転写体からシートのような転写材へ再度像転写が行なわれる。
【００９１】
５）接触帯電部材２や現像装置４に印加するバイアスの交流電圧の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等的義使用可能である。交流バイアスは、例えば直流電源を周期的にＯＮ，ＯＦＦすることによって形成された矩形波の電圧を含む。
【００９２】
６）像担持体はドラム型に限られず、回動ベルト（エンドレスベルト）、回動ベルト状の支持体に取り付け保持させた有端のシート状のもの等であってもよい。
【００９３】
【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として接触帯電装置を用いた転写式の画像形成装置、更には、クリーナレスの画像形成装置において、接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面の処理を画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面の処理と異なるようにするか、あるいは接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する像担持体部分の表面の処理を画像形成域に対応する像担持部材部分の表面の処理と異なるようにすることで、接触帯電部材の汚れに起因する帯電不良などの画像形成不良の氾生を防止するとともに、クリーナレスの画像形成装置にあっては省スペース、低コストであり、かつ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薦を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１〜実施例６に記載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】帯電ローラ表面に生じるねじれが発生する原因を説明した模式図
【図４】実施例１に記載の帯電ローラの模型図
【図５】実施例２に記載の帯電ローラ研磨部材の模式図
【図６】実施例３に記載の帯電ローラ潤滑部材の模式図
【図７】実施例４に記載の感光ドラムの模式図
【図８】実施例５に記載の感光ドラム研磨部材の複式図
【図９】実施例６に記載の感光ドラム潤滑部材の複式図
【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・・・転写装置
６・・・定着装置
７・・・トナー帯電量制御手段（現像剤帯電量制御手段）
８・・・転写残トナー均一化手段（残留現像剤均一化手段）
Ｓ１〜Ｓ５・・・バイアス電圧印加電源

Claims

像担持体と、像担持体表面に接触して像担持体表面を帯電する接触帯電部材を有する帯電手段と、帯電処理された像担持体に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、静電潜像に現像剤を供給し静電潜像を可視化する現像手段と、可視化した現像剤像を転写材に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面の処理を画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面の処理と異なるようにすることを特徴とする画像形成装置。
像担持体と、像担持体表面に接触して像担持体表面を帯電する接触帯電部材を有する帯電手段と、帯電処理された像担持体に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、静電潜像に現像剤を供給し静電潜像を可視化する現像手段と、可視化した現像剤像を転写材に転写する転写手段とを有し、かつ前記転写手段により転写されずに前記像担持体表面に残留した現像剤を前記現像装置で回収するクリーナレスシステムを用いた画像形成装置において、
接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面の処理を画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面の処理と異なるようにすることを特徴とする画像形成装置。
前記接触帯電部材が帯電ローラであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面の十点平均粗さＲｚが、画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面の十点平均粗さＲｚよりも大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面の十点平均粗さＲｚが、３μｍ以上１２μｍ以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面に当接して配設される研磨部材を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面に当接して配設される研磨部材が、前記接触帯電部材部分の表面に対して接離可能であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面に当接して配設され固形潤滑材を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する接触帯電部材部分の表面に当接して配設される固形潤滑材が、前記接触帯電部材部分の表面に対して接離可能であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
前記情報書き込み手段が露光手段であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の画像形成装置。
像担持体と、像担持体表面に接触して像担持体表面を帯電する接触帯電部材を有する帯電手段と、帯電処理された像担持体に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、静電潜像に現像剤を供給し静電潜像を可視化する現像手段と、可視化した現像剤像を転写材に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する像担持体部分の表面の処理を画像形成域に対応する像担持部材部分の表面の処理と異なるようにすることを特徴とする画像形成装置。
像担持体と、像担持体表面に接触して像担持体表面を帯電する接触帯電部材を有する帯電手段と、帯電処理された像担持体に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、静電潜像に現像剤を供給し静電潜像を可視化する現像手段と、可視化した現像剤像を転写材に転写する転写手段とを有し、かつ前記転写手段により転写されずに前記像担持体表面に残留した現像剤を前記現像装置で回収するクリーナレスシステムを用いた画像形成装置において
接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する像担持体部分の表面の処理を画像形成域に対応する像担持体部分の表面の処理と異なるようにすることを特徴とする画像形成装置。
前記接触帯電部材が帯電ローラであることを特徴とする請求項１１または１２に記載の画像形成装置。
前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する像担持体部分の表面の十点平均粗さＲｚが、画像形成域に対応する像担持体部分の表面の十点平均粗さＲｚよりも大きいことを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する像担持体部分の表面の十点平均粗さＲｚが、３μｍ以上１２μｍ以下であることを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する像担持体部分の表面に当接して配設される研磨部材を有することを特徴とする請求項１１から１５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する像担持体部分の表面に当接して配設される研磨部材が、前記像担持体部分の表面に対して接離可能であることを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する像担持体部分の表面に当接して配設され固形潤滑材を有することを特徴とする請求項１１から１５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
前記接触帯電部材と像担持体との当接域内における非画像形成域に対応する像担持体部分の表面に当接して配設される固形潤滑材が、前記像担持体部分の表面に対して接離可能であることを特徴とする請求項１８に記載の画像形成装置。
前記情報書き込み手段が露光手段であることを特徴とする請求項１１から１９のいずれか１つに記載の画像形成装置。