JP2667561B2

JP2667561B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2667561B2
Application number: JP2203122A
Authority: JP
Inventors: 和彦菊地; 成人吉田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-07-31
Filing date: 1990-07-31
Publication date: 1997-10-27
Anticipated expiration: 2012-10-27
Also published as: JPH0486882A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、感光体等の像担持体に静電潜像を形成し、
この静電潜像を現像して、用紙等の被転写材に記録する
記録装置に関する。

（従来の技術）この種の記録装置としては、電子写真装置や静電プリ
ンタ等が知られている。これらの記録装置では、感光体
上に静電潜像を形成後、該静電潜像に現像剤を静電的に
付着させて現像剤像を形成し、続いて、現像剤像を用紙
に転写することにより記録している。また、転写後の感
光体上には静電潜像および転写しきれない現像剤が残存
しているので、この残存現像剤をクリーニング装置によ
り除去し、続いて、静電潜像を除電装置により除去して
いる。

ところで、近年、装置の小形化が要求されており、た
とえば、特開昭和47−11538号公報には現像装置と清掃
装置とを一つの装置で兼用することにより装置を小形化
する方法が開示されている。この方法は、一つの現像装
置において、感光ドラムが一回目にここを通過する際に
静電潜像を現像し、続いて２回目に現像装置を通過され
て転写後の残留像を清掃している。

しかし、従来のこの方法では、現像装置に対して感光
ドラムが２回目の通過に差掛かる際にそこから残留像が
除去されるために、記録スピードが半分になってしまう
とととに、感光ドラムの周面全体の寸法以上の記録面積
が得られないという問題があり必然的に感光ドラムを比
較的大きな寸法にしなければならなくなり、装置を十分
小さくすることができない。

一方、米国特許番号364926号公報には、静電潜像の一
回目の通過の際に、静電潜像の現像と、前回転写後残存
している現像剤との清掃を同時にする現像装置を用いる
ことにより、スピードに関する欠点を解決する方法が開
示されている。

（発明が解決しようする課題）しかしながら、この従来の装置においては、転写後の
残留像を感光ドラム上に残したまま、その上から次の帯
電、静電潜像の形成、そして現像することになる。した
がって、帯電においては、残存している潜像およびトナ
ー像に重ねて帯電し、さらに、このトナー像の上から次
の像露光を行うために均一な帯電および潜像の形成が損
なわれてしまい、前記工程の残像が、いわゆるメモリ画
像として、次の画面に重なって現れるため、画像の不鮮
明になるという欠点がある。このような現像は、特に、
ソリッド部（現像剤が広い範囲にわたり付着する領域）
と前工程で形成された文字等の残留像像と遭遇した場合
に生じやすく、しばしば潜像のみならず現像剤も十分除
去できないために現像剤像も残像メモリとして残りその
まま用紙に転写されてしまうこともある。このように、
従来の記録装置では十分な信頼性が得られず、しばしば
鮮明な画像が得られないという問題があった。また、使
用する感光体ドラムを記録サイズより小さくすることも
実現していなかった。

この発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、鮮
明な画像を得ることができることにより、小型の記録装
置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、上記課題を解決するために、所定の方向に
沿って設けられた感光体を特定の極性に帯電する帯電手
段と、前記帯電手段にて帯電された前記感光体に露光して静
電潜像を形成する露光手段と、前記特定の極性と同極性に帯電する１成分現像剤を担
持する弾性現像ローラを具備し、この弾性現像ローラを
前記感光体に対して押圧させつつ摺接させることによ
り、前記露光手段にて形成された静電潜像に前記弾性現
像ローラ上の現像剤を供給して反転現像を行うと同時
に、前記感光体上の残留現像剤を除去する現像清掃手段
と、前記感光体表面に対面して設けられ、前記現像清掃手
段により現像剤像が形成された感光体に被転写材を押圧
し、前記現像剤像を前記感光体から前記被転写材に転写
させる転写ローラと、前記転写ローラに前記現像剤像を転写させるための転
写電圧を印加する第１の電圧印加手段と、前記所定の方向に沿って前記感光体に対面配置される
とともに、前記感光体に接触する複数のブラシ繊維を有
し、このブラシ繊維にて前記転写ローラにて転写が行わ
れた後に前記感光体上に残留した残留現像剤を撹乱する
撹乱手段と、前記撹乱手段に前記残留現像剤を撹乱するための直流
電圧にて偏奇された交流電圧を印加する第２の電圧印加
手段とを具備し、前記複数のブラシ繊維は、前記感光体に摺設する第１
の端部及びこの第１の端部と異なる第２の端部を各々有
するとともに、前記所定の方向と略直交する前記撹乱部
材の側端に対し、前記第１の端部と第２の端部とを結ん
だ複数の線分が一様な配向角度を有するように配置され
ているとともに、ブラシ繊維の半径が前記現像剤の平均
粒子径の４倍以上の大きさを有することを特徴とする画
像形成装置である。

（作用）本発明では、像担持体上に残留した現像剤を攪乱する
複数の像攪乱手段に像担持体の回転方向に対して方向性
をもった凹凸部を形成するようなガイド部材を用い、極
性の異なるバイアスを印加することにより、転写残りト
ナー像を非パターン化させ、メモリ画像やハーフトーン
のムラ等が軽減される。

（実施例）以下、本発明を図面に示す一実施例を参照して説明す
る。

第１図は、この発明に係わる記録装置を示すもので、
その本体Ｈの略中央部には、記録すべき像の面積よりも
小さな記録面を（すなわち、小さな径の）像担持体とし
ての感光体ドラム１が矢印Ａ方向に回転自在に設けられ
ている。前記感光体ドラム１は、有機感光体（OPC）系
の光導電材料から形成されておりドラム径は40mmであ
る。また、前記感光体ドラ１の周囲にはその回転方向に
沿って順次、除電手段７、現像剤攪乱手段２、スコロト
ロン帯電器３、静電潜像形成手段４、現像清掃装置５、
転写ローラ６が配設されている。

以下、この実施例による電子複写装置の動作について
説明する。感光体ドラム１を矢印Ａ方向に回転させ、感
光体ドラム１の周面をスコロトロン帯電器３により約−
500〜−800V帯電する。続いて、この帯電領域に画像情
報に応じてEL（エッジエミッタアレイ）からなる静電潜
像形成手段４から光ビーム８を照射して露光し、感光体
ドラム１の表面に静電潜像を形成する。

なお、本発明の一実施例においては、静電潜像形成手
段としてELを用いているが、本発明においては、レー
ザ、液晶シャッタやLED等の光源によるものでも何等支
障はない。

前記静電潜像は次の現像清掃装置５と対面する現像清
掃位置に搬送される。

前記現像清掃装置５には摩擦帯電性のいわゆる一成分
の現像剤Ｔを収納するホッパ９内には現像剤Ｔを感光体
ドラム１に対面する位置に向けて搬送するとともに、感
光体ドラム１に残留している現像剤Ｔをホッパ９内に戻
す現像ローラ10が設けられている。

前記現像ローラ10には、10²〜10⁸Ωcmの電気抵抗を有
する図示されない導電性表面層11と、この内部には発泡
ウレタンあるいはシリコンゴム、EPDM等による図示され
ない弾性層12が配置されて全体として弾力性のあるロー
ラを構成している。

上記現像ローラ10には現像剤Ｔを摩擦帯電しつつ、薄
層を形成するためのリン青銅やウレタン、あるいはシリ
コン樹脂等からなる弾性ブレード13が押圧されており、
ここを通過する現像剤Ｔは感光体ドラム１と同極性の負
の摩擦帯電を帯びて１層〜３層程度の現像剤層を形成す
る。なお、上記現像ローラ10の表面は現像剤Ｔとの摩擦
帯電を考慮して、また、適度な弾性と摩擦性を考慮して
選ぶ必要がある。

上記表面層11の材質としては、たとえば、ウレタン樹
脂に導電性カーボンを10〜30重量％混合したものを塗布
して形成している。さらに、上記現像ローラ10には図示
されないバイアス電源が接続されており、上記表面層11
と導通している。これにより、現像および清掃時に所定
の現像バイアスが印加される。ホッパ９内にはスポンジ
状現像剤搬送ローラ15が設けられており、ホッパ９内の
現像剤Ｔの凝集防止と、搬送供給の役割を果たしてい
る。

現像清掃装置５の現像ローラ10からは現像剤（以下、
トナーと呼ぶ）Ｔが送り出され、これが静電潜像に弾性
的にに、かつ、変形によりニップ幅をもって接触しトナ
ーＴを付着させてトナー像を形成する。この場合、トナ
ーＴは光の照射域に付着し、いわゆる反転現像される。
トナーＴはブレード13および現像ローラ10の表面層11と
の摩擦により、約−５〜−30μc/g（マイクロクーロン
／グラム）に帯電されており、現像ローラ10には約−15
0〜−450Vの電圧が印加される。

現像後のトナー像は、次に転写ローラ６と対面する転
写領域に搬送される。一方、転写領域には、給紙ローラ
20の回転により給紙ユニット19から用紙Ｐが感光体ドラ
ム１の回転に同期して送られてくる。

この用紙Ｐは転写ローラ６によりその裏面がプラスに
偏奇したバイアスが印加され、感光体ドラム１の表面上
のトナー画像は静電気的に用紙Ｐに引寄せられて転写さ
れる。ここにおいて、転写ローラ６は図示されない電源
により、プラスに偏奇された交流のバイアスが回転軸に
与えられ、転写ローラ６の両端部に設けたシリコン樹脂
に導電性カーボンを５〜40重量％混合してなる導通部を
介して、ローラ表面の10⁵〜10⁹Ωcmの導電性表面部に電
圧が印加されるようになっている。

なお、転写ローラ６の表面は付着する現像剤や紙粉等
の異物を清掃しやすくするため、表面の平滑性と、低摩
擦性を備えた材質が好ましく、本例では、導電性ポリフ
ッ化樹脂、導電性ポリエステル等を用いており、クリー
ニングブレードにより良好にクリーニングされる。ま
た、ローラ全体のゴム硬度としてはJIS法の比較測定で2
5〜50゜の柔軟なものが、転写ローラ６の感光体ドラム
１に対する押圧力の許容度が広く良好であった。

また、転写後の用紙Ｐは定着器21に送られ、ここでト
ナーが用紙Ｐに溶融定着された後、排出される。

第２図は、第１図における像担持体周囲の拡大図であ
り、転写後、感光体１に残った転写残りトナーは、除電
手段７を通過すると、像担持体１上の静電潜像はおおか
た除電されている。現像剤攪乱手段２の導電性ブラシ2a
および2bは感光体ドラム１の回転とともに摺擦され、転
写残りトナーが十分に攪乱・非パタン化される。

このように、静電潜像が消去され、転写残りトナーも
非パタン化された後、帯電手段であるスコロトロン３に
より感光体１は所定の電位に帯電される。この際、像担
持体１上に非パタン化され、霧状の散乱しているトナー
もマイナスに帯電され、現像清掃装置５においてクリー
ニングされ、上述の工程を繰返す。

なお、除電手段７は、赤色のLEDを使用している。し
かも、転写残りトナーの上から感光体の電荷を除電する
ため、通常のクリーニング装置を有する除電光量に比べ
て強い光を必要とする。除電ランプを光源としたときの
半減光量の約８倍〜20倍の光量を必要とし、前記現像剤
撹乱手段２は10³〜10⁹Ωcmの電気抵抗を有する繊維（商
品名トレカ、カイノール等）で作られた、第１の像攪乱
部材であるブラシ2a（以下、ブラシ2a）および第２の像
攪乱部材であるブラシ2b（以下、ブラシ2b）を有し、上
記感光体ドラム１に摺接するように上流側にブラシ2a、
下流側にブラシ2bが配置されており、ブラシ2aにはマイ
ナスの直流バイアス、ブラシ2bにはプラスに偏奇させた
交流バイアスが印加されている。

次に、クリーナレスプロセスの詳細について説明す
る。

転写後の感光体ドラム１の表面にはわずかながら転写
し切れずに残留したトナー像および静電潜像が残留して
いる。残像している静電潜像は、除電手段７である赤色
LED6により消去される。しかし、転写残りトナーが光を
遮蔽するため、クリーナを有する装置のより除電光量を
大きくする必要がある。除電ランプを光源としたときの
半減光量の８倍以上の光量を必要とする。

次に、転写残りトナー像は現像剤攪乱手段２に搬送さ
れて非パタン化される。現像剤攪乱手段２では、前述の
通り、ブラシ2aをトナー像および静電潜像に接触させて
静電的および機械的な力を及ぼして、判読不良な状態ま
で細かく残留像を乱す。よって、現像剤攪乱手段２を通
過した後の感光体ドラム１表面上のトナーＴは十分に小
さな霧状に分布しており、もはや文字または画像として
の情報を有していない。このように、転写残りトナー像
が、十分非パタン化された後、帯電工程に戻る。

スコロトロン帯電器３により帯電された感光体ドラム
１は、帯電後、静電潜像形成手段４により露光されて静
電潜像が形成され、再び（２回目）現像清掃装置５に対
面する現像清掃位置に到達する。この場合、第２回目に
形成された静電潜像において、露光部（トナーが付着す
べき画像部）および非露光部（非画像部）においてもロ
ーラ転写により大幅に減少している上、予めほぼ均一
に、かつ十分に薄く残留トナーは散らされているから、
露光ムラが生じない。したがって、第２回目の現像にお
いても、露光後、残留電位が均一となるため均一なトナ
ー画像が得られる。ここにおいて、既述したように、現
像ローラ10はJISゴム硬度測定法で30〜70゜の弾性を有
するとともに10²〜10⁸の導電性を有するため、現像ロー
ラ10に線荷重として20〜150g/cmの荷重を加え、かつ1.5
〜４倍の速度差をもって押圧摺接することにより、１〜
4mmの接触幅（ニップ）を生じ、このニップにおいて、
残留トナーと現実ローラ10上のトナーＴとが、攪乱摺接
されるため、強い摩擦力が生じ、清掃能力が増強され
る。

しかも、トナーＴだけで現像剤が形成されているた
め、スジやハキメ状の画質低下も生じない。

さらに、非露光部では、現像バイアスによる吸引力が
感光体ドラム１のそれより勝るために付着していたトナ
ーＴは次々に現像清掃装置５に引付けられて回収され
る。すなわち、現像ローラ10には、露光部の残留電位と
非露光部の電位との間に適切な値の現像バイアスを印加
することにより、現像ローラ10から露光部に新たなトナ
ーが付着するとともに、同時に非画像領域（非画像部）
に付着している残留トナーはここから現像ローラ10に引
付けられて回収される。この場合、残留トナーは少量
で、かつ現像剤攪乱手段２において予め小さな霧状に分
散しているから、現像清掃装置５は残留トナーを効率よ
く回収することができ、回収不良を生じることがない。
このようにして、感光体ドラム１を重複回転させて重複
使用し、一枚の記録像を得る。

そして、現像および清掃後、トナー画像は転写ローラ
６と対面する位置において用紙Ｐに転写される。以下、
同様な工程が繰返される。

前記転写ローラ６による良好な転写特性範囲動作環
境）を第３図（ａ）に斜線で示した。バイアス条件はDC
＋600V、AC1600V、2kHzである。

同じく、従来の転写コロナによる測定を第３図（ｂ）
に示した。この比較により、転写ローラ６によれば、相
対湿度30〜85％の範囲で転写効率は85％以上を得ている
のに対し、多湿環境下でコロナ転写方式では30〜50％の
湿度範囲でしか85％以上の転写効率が得られず、また、
70％以上の多湿環境では60％以下の転写効率になってし
まう。コロナ転写方式を、清掃装置を持たない、いわゆ
るクリーナレス記録装置で用いると、多湿下において転
写残留トナーが急増し、現像剤攪乱手段２や現像清掃装
置５に大きい負担をかけることになる。転写残留トナー
の増加は、現像剤攪乱手段２に蓄積されるトナーが増加
することを意味し、機内汚れを発生させたり、転写残り
トナーの非パタン能力の低下を引起こす。現像剤攪乱手
段２の転写残りトナーの非パタン能力が低下すると、転
写残りパタンのメモリが発生したり、現像清掃装置５で
十分クリーニングを行うことができず、カブリが発生す
る。よって、クリーナレス記録装置においては、接触転
写方式を採用することが望ましい。

以上のことから、弾性導電性の転写ローラ６による接
触式の転写により、極めて高収率で、かつ広範囲な環境
にわたって転写残留トナーを軽減するとともに、転写
時、転写紙に直接接触するため、用紙Ｐに付着している
紙粉も効率よく吸着除去するため、転写後、感光体ドラ
ム１に残留する付着物は極めて減少し、転写残りトナー
の電荷の逆転も発生せず、メモリ発生を防止することが
できる。

さらに、転写ローラ６を用いることで、用紙Ｐを機械
的に押圧するので、転写抜け（部分的に転写しないこ
と）が防止されることや、紙のサイズや質にも影響が少
なく鮮明な画像が転写される。

この実施例によれば、小さな径の感光体ドラム１を使
用しても、従来発生していたメモリ画像の発生が皆無と
なるばかりか、清掃不良をも防止することができる。

次に、現像剤攪乱手段２および転写ローラ６に印加す
るバイアスに交流と直流を重畳させる効果について説明
する。

転写残りトナーはマイナスの直流バイアスが印加され
ているブラシ2aにより、転写ローラにより一部プラスに
極性が変化したトナーを吸着・電荷注入および像担持体
への逆付着によりマイナス極性に揃えた後、交流バイア
スが印加されたブラシ2bにより、転写残りトナーはブラ
シ2bと感光体ドラム１の間で転移・逆転移を繰返す。前
記ブラシ2aおよび2bは表面が均一でなく凹凸を有し、か
つ第４図に示すように感光体ドラム１との当接部におい
て前記ブラシ2aおよび2bには、前記感光体ドラム１の回
転方向に対して方向性（配向角α）を持つようなガイド
部材35が取付けられており、感光体ドラム１の回転に伴
い、ブラシのどの部分に付着するかにより、逆転移の
際、感光体ドラムヘ付着する位置が変わってくる。よっ
て、転移・逆転移を繰返していくうちに、徐々にパター
ンがずれていき、転写残りの文字やライン等のパターン
が乱され、現像剤攪乱手段２を通過した後はパターン清
掃が失われている。

第５図は、前記ガイド部材35の詳細図であり、上記ガ
イド部材35はポリアセタール、ABS、ナイロン等の成型
可能な樹脂からなり、前記ブラシ2aおよび2bの突出し長
さよりも短い（長さＳ）複数の凸部35aを有することに
より、上記ガイド部材35が感光体ドラム１に干渉するこ
となく上記ブラシ2aおよび2bが感光体ドラム１との当接
部において確実に方向性を持たせることができる。

また、上記ガイド部材35の両端部は像担持体の移動方
向とほぼ平行な凸部35bが前記ブラシの幅よりも外側に
配置され、ブラシ端部の繊維の広がりを防ぐとともに前
記ブラシに付着したトナーが移動する領域を制限するこ
とができる。なお、上記ガイド部材35は、第２図に示さ
れる感光体ドラム１を支持する支持体36上に前記凸部を
設けたものでもよい。

第６図は、上記ガイド部材が装着された現像剤攪乱手
段（ブラシ）２を示している。第６図において、現像剤
攪乱手段（ブラシ）２は像担持体とのリークを防ぐため
ブラシ幅は像担持体の有効起源、すなわち感光層幅より
も短く、また、像担持体との当接部における配向角αを
有する領域は装置Ｈに使用される最大幅の転写材におけ
る最大画像領域よりも大きくすることにより、転写部を
通過した後の残留トナーを確実に攪乱することができ
る。

第７図は、前記配向角αに画像レベルの関係を示した
グラフであり、前記グラフ縦軸の画像レベルはメモリ評
価用チャートにおける全環境をとうしての総合評価レベ
ルであり、１〜５の五段階評価を用いた。なお、３以上
は許容レベル、４以上は良好なレベルとした。

第７図より、前記配向角αは、あまり角度が大きくな
ると感光体ドラム１の駆動トルクが増大するだけでな
く、現像剤攪乱手段からトナーが逆転移する際に像担持
体上に横ラインを形成しやすいため、５゜〜60゜もしく
は−60゜〜−５゜、好ましくは10゜〜45゜もしくは−10
゜〜−45゜の範囲で良好な効果が得られた。

また、前記現像剤攪乱手段２の感光体ドラム１との当
接部における凹凸部の幅および深さにおいてはトナーの
平均粒径よりも大きくないと現像剤攪乱手段からトナー
が逆転移する際に感光体ドラムへ付着する位置がずれに
くいことがわかった。

すなわち、本発明の一実施例の現像剤攪乱手段である
ブラシにおいては、第８図に示される如くブラシ2aおよ
び2bの繊維１本間て感光体ドラム１によって構成される
空間Ｚがトナーの平均粒径よりも大きいことが条件とな
り、トナーの平均粒半径rt（μｍ）、ブラシ2aおよび2b
の繊維半径をｒ（μｍ）とすれば、ｒ＞SQR［（ｒ＋rt）^２−r²］＋rt 上記不等式を整理すると、ｒ＞4tr となり、ブラシ2aおよび2bの繊維半径はトナーの平均粒
半径の４倍以上あればよく、実験による結果とも一致し
た。

上記現像剤攪乱手段２の効果は複数のブラシに印加す
る各々のバイアスの極性が異なればよく、すなわち、交
流バイアスの時に限らず、直流のみのときでもよく、ま
た、前記現像剤攪乱手段２の方向性をもった凹凸部は複
数のブラシすべてに持つ必要はなく、少なくとも１つ以
上あれば問題はなく、複数のブラシに採用する場合にお
いても、本発明の一実施例である第９図（ａ）および第
９図（ｂ）に示すような位相の異なるものを用いても、
同位相のものを用いてもどちらでもよい。

なお、本発明の一実施例においてあ、現像剤攪乱手段
２として第１の像攪乱部材および第２の像攪乱部材を各
々１つのブラシにて構成されているが、本発明の意図す
るところはそれにとどまらず、第１および第２の像攪乱
部材が複数のブラシで構成されてもよく、また、上記第
１および第２の像攪乱部材の材質は各々異なったもので
もよい。

以上のように、AC成分を有するバイアスを印加するこ
とおよび前記現像剤攪乱手段２を前述のような形状のも
のを用いることにより、転写残りトナーの転移・逆転移
を繰返し発生させ、転写残りの非パターン化を達成させ
ることができる。なお、トナーの転移・逆転移は、ブラ
シと感光体ドラムの電位差が300V以上でない起こらない
ため、バイアス波形のピークが第６図に示すように、画
像領域の電位（つまり、露光部電位）に対し交番してい
なくてはならない。

たとえば、表面電位が−550V、露光部電位が−70Vで
なる場合、DC成分がOVである場合は、ACのピークtoピー
クは、740V以上で効果を得ることができる。しかし、十
分に転写残りトナーの非パターン化を行い、かつ画像メ
モリの発生を防ぐためには、トナー極性とは逆のDCバイ
アスを重畳させ吸着させながら、一部のトナーは非パタ
ーン化しつつ感光体に逆転移させることが望ましい。よ
って、ACにプラスのDCを重畳したバイアスを印加するこ
とが有効である。たとえば、DC成分が＋200Vの場合、AC
はピークtoピークで1140V以上で良好な効果が得られ
る。しかしながら、＋方向にDCバイアスを印加した場
合、トナーを吸着する方向になるためブラシ2aにはトナ
ーが蓄積しやすい。

そのため、紙間やイニシャライズ動作、プリント終了
動作時に積極的にトナーを吐出す動作をすることが望ま
しい。吐出し動作としては、紙間や、イニシャライズ動
作時や、プリント終了動作時に、マイナスの直流バイア
スを印加したり、マイナスに偏奇した交流を印加する等
の方法が考えられる。

また、十分に転写残り像の非パターン化を行うために
は、転移・逆転移の往復運動を複数回行う必要がある。

第４図に示す構成のブラシを用いて、ブラシ2bにDC＋
400VとAC1400V（ピークtoピーク）を印加して、周波数
を200HZから5kHzまで変化させ画像メモリの発生を調べ
た結果を第11図に示す。なお、実施例のブラシの構成
は、布に直径20〜200um、抵抗値約105Ω・cmの繊維を布
に縫い付け、それを、アルミ板でかしめたブラシを形成
した構成となっている。ブラシの突出し長さは約8mm、
長さは感光体ドラムの回転方向の上流に当接する部分程
長くなっている。

ここで、クリーナレスプロセスにおけるメモリ画像に
ついて説明する。

転写残りトナーが十分に非パターン化されずに帯電プ
ロセスでコロナを浴びるとトナー像のある部分も−550V
に帯電される。

この時、転写残りトナーは、帯電コロナにより強くマ
イナスにチャージされる。この転写残りトナー像の部分
が次のプロセスサイクルにおいて非画像部、つまり露光
を浴びない場合、現像清掃器５により感光ドラム１より
除去されるべきである。しかしながら、転写残りが多い
場合で、かつ十分非パターン化されていない場合には十
分にクリーニングされないため、転写手段６において転
写され、白地の黒のメモリパターンが現れる。これをポ
ジメモリと呼ぶ。

また、転写残りトナー部分が、次のプロセスサイクル
において、ベタやハーフトーン等の画像部、つまり露光
部であると転写残りトナーが露光を遮断するため、感光
体ドラム１の表面電位は減衰しない。もしくは、転写残
りトナーのない部分より減衰が少ない。

この状態で現像を行われると、転写残りトナーのある
部分は現像電界が弱まるため、ベタやハーフトーンの中
が転写残りトナーパターンの形で抜けたり、濃度が低く
なったりする。これをネガメモリと呼ぶ。

一般的に、ネガメモリ（特に、ハーフトーンに対す
る）が発生しやすい。

第11図は、AC周波数を変化させて面積率50％のハーフ
トーン中の２ドットラインのネガメモリを測定したもの
である。白抜きは非メモリ部分のハーフトーン濃度、黒
塗りはネガメモリ部の濃度（いずれもマイクロデンシト
メータにて測定）を示す。両者の差が、濃度差で0.05以
内でれば目視の判定でほぼ良好と判断される。第11図の
実線で示す通り、約300Hzから4kHzまでの周波数におい
て、良好なメモリのない画像を得ることができた。

実施例のプロセス速度は72mm/sec、ブラシ2bと像担持
体とのニップをほぼ5mmにすることによって、300Hzの周
波数においてほぼ20回程度の転移・逆転移を繰返してい
る。つまり、20回以上の転移・逆転移を行うことにより
転写残りの非パターン化が達成されていることがわか
る。

次に、ブラシ2b像担持体とのニップをほぼ2mmにして
同様のテストを行った。

約700Hzから4kHzの周波数において良好なメモリのな
い画像を得ることができた。約23回程度の転移・逆転移
を行うことにより転写残り画像の非パターン化が達成さ
れている。一方、周波数が高すぎるとトナーが電界の変
化に追従できず、転移・逆転移を行うことができず、約
4kHzを超える周波数では転写残りトナーの非パターン化
を行うことができない。

次に、転写ローラに交流バイアスを印加する効果につ
いて述べる。転写ローラに交流バイアスを印加すること
により、転写領域ではトナーは振動電界を受け、揺り動
かされる。それにより、転写感度が高くなり、転写効率
が上昇する。転写バイアスとして交流バイアスを印加す
ることによるもう一つの効果は、転写中抜けの減少であ
る。

接触式は転写方式においては、接触圧力が大きすぎる
と、トナー付着部分での過圧力により、ライン文字等の
転写中抜けが発生しやすい。

また、接触転写を行うことにより、多湿環境でも転写
効率が良好で転写抜け等のない良好な転写を行うことが
でき、さらには交流バイアスを印加することにより、接
触転写方式の問題点である、文字やライン画像の転写中
抜けの発生も防止できる。上記像攪乱手段のみでもクリ
ーナレスプロセスにおいて、メモリ画像や、画像ムラを
軽減させるのに有用であり、また、上記転写手段は通常
の記録装置における転写効率（特に、多湿環境の）を高
めるのに有用である。

しかしながら、転写効率を高めること、多湿環境にお
いても転写抜け等が発生しないこと、文字やラインの中
抜けが発生しないという特性は、特にクリーナレスプロ
セスの転写手段として有用であり、上記像攪乱手段と転
写手段をクリーナレスプロセスにおいて併用すると効果
は絶大である。

第１図の装置で、ブラシ2aバイアスとしてDC−400V、
ブラシ2bバイアスとしてDC＋400V、AC1400Vpp、周波数2
kHzを重畳したものを印加し、転写ローラバイアスとし
て、DC＋600V、AC2100Vp、周波数2kHzを印加し、感光体
表面電位−550V、露光部電位70Vにて３万枚のプリント
テストを行ったところ、転写抜けもなく、メモリ画像や
ハーフトーンのムラ等もない良好な画質が字された。

なお、上記実施例では、最も小形化される例として、
非磁性−成分現像方式を用いたが、これに限定されるも
のではなく、他に知られる磁性−成分ブラシ法、ファー
ブラシ法、カスケード法等に用いても実現可能であるこ
とはいうまでもない。

本発明の一実施例においては、像攪乱手段として導電
性または抵抗性のブラシを用い、像担持体の回転方向に
対して自由端を下流側（WITH）に配置したが、逆（AGAI
NST）に配置されても、また複数配置されてもよいし、
像攪乱手段に近接して設けられたガイド部材35は第４図
に示すように、ブラシ2a（または2b）と感光体ドラム１
の間に配置されたが、第11図に示すように反対側に配置
されても本発明の意図するところに何等支障がないこと
はいうまでもない。

この中抜けを防止する策としては、トナーの流動性を
上げたり、転写手段６と像担持体１に速度差を持たせる
ことにより、トナー像を微視的に崩すことにより圧力を
分散させる方法が考案されている。転写バイアスとして
交流バイアスを印加することによりトナー像が揺り動か
されると、同様に微視的にトナー像を崩すのと同等の港
が得られる。転写バイアスをDC＋600V、AC2100V（ピー
クtoピーク）の条件で、周波数200Hzから5kHzまで変化
させて、転写効率（30度80％）、および文字中抜けの発
生を調べた。適正周波数領域は600Hzから3.5kHzであっ
た。この理由は、ブラシのところで述べた理由と同様
で、周波数が低いと揺り動かされる回数が少なく効果が
うすい。また、周波数が高すぎると電界の変化に追従で
きず、やはり転写中抜けが発生しやすい。

このときの転写ニップは約2.5mmである。次に、転写
ローラ６の硬度を低くし、転写圧力を変化させずに転写
ニップを約4mmにして同様の実験を行った。適正周波数
領域は、400Hz〜3.5kH程度であった。転写ニップにおい
て20周期以上の振動が与えられることにより転写中抜け
のない良好な画像が得られることがわかった。

第１図の装置で、ブラシ2aバイアスDC−400V、ブラシ
2bバイアスDC＋400V、AC1400Vpp、周波数2kHz、転写バ
イアスDC＋600V、AC2100Vpp、周波数2kHz、表面電位−5
50V、露光部電位−70Vの条件にて、紙間では、転写バイ
アス、ブラシバイアスともにOFFさせて２万枚に印字テ
ストを行ったところ、転写抜けもなくメモリ画像のない
良好な印字が維持された。以上説明してきたように、現
像剤攪乱部材に交流バイアスを印加て、転写残り画像の
非パターン化を行うことにより、帯電ムラやメモリ画像
のない良好な印字を行うことができる。

また、周波数が高すぎると、電界の変化にトナーが追
従できず、逆に低すぎると、十分に像担持体と像攪乱部
材の間でトナーの転移・逆転移が行われず、転写残りト
ナーの非パターン化が十分行われず、メモリ画像や画像
ムラが発生する。

また、転写手段は転写ローラ以外に、転写ベルト、転
写バーなど導電性もしくは抵抗性の部材に交流バイアス
が印加されている構成であればよい。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、像担持体上に
残留した現像剤を攪乱する複数の像攪乱手段に前記像担
持体の回転方向に対して方向性をもった凹凸部を形成す
るようなガイド部材を用い、極性の異なるバイアスを印
加することにより、転写残りトナー像を非パターン化さ
せ、クリーナレスプロセスの大きな問題であった、メモ
リ画像やハーフトーンのムラ等が軽減された。また、所
定周波数の交流バイアスを印加した接触転写手段によ
り、多湿環境での転写効率を改善し、転写抜け等のない
良好な転写が行える。また、その両者を組合わせること
により、多湿環境でも転写抜けやメモリ画像、ムラ等の
ない良好な印字が行えるようになり、クリーニング装置
を必要とせず装置の小形化を図ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である記録装置の概略構成
図、第２図は、第１図における像担持体周囲の拡大図、第３図（ａ）はローラ転写の特性を示すグラフ、第３図（ｂ）は、コロナ転写の特性を示すグラフ、第４図は、本発明の現像剤像攪乱手段の一実施例を示す
図、第５図は、第４図におけるガイド部材の詳細図、第６図は、上記ガイド部材が装着された現像剤像攪乱手
段２を示した図、第７図は、現像剤像攪乱手段の配向角αと画像レベルの
関係を示したグラフ、第８図は、第４図における現像剤像攪乱手段の像担持体
との当接部の拡大図、第９図は、本発明の現像剤像攪乱手段における他の実施
例を示す図、第10図は、抵抗分割し２種類のバイアスを共通電源で印
加する方法の一例を示す図、第11図は、ブラシのメモリ除去効果の周波数効果を示す
グラフ、第12図は、本発明におけるガイド部材の他の配置例を示
す図である。１……感光体ドラム（像担持体）２……現像剤像攪乱手段５……現像清掃装置６……転写ローラ 35……ガイド部材 35a、35b……ガイド部材の凸部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の方向に沿って設けられた感光体を特
定の極性に帯電する帯電手段と、前記帯電手段にて帯電された前記感光体に露光して静電
潜像を形成する露光手段と、前記特定の極性と同極性に帯電する１成分現像剤を担持
する弾性現像ローラを具備し、この弾性現像ローラを前
記感光体に対して押圧させつつ摺接させることにより、
前記露光手段にて形成された静電潜像に前記弾性現像ロ
ーラ上の現像剤を供給して反転現像を行うと同時に、前
記感光体上の残留現像剤を除去する現像清掃手段と、前記感光体表面に対面して設けられ、前記現像清掃手段
により現像剤像が形成された感光体に被転写材を押圧
し、前記現像剤像を前記感光体から前記被転写材に転写
させる転写ローラと、前記転写ローラに前記現像剤像を転写させるための転写
電圧を印加する第１の電圧印加手段と、前記所定の方向に沿って前記感光体に対面配置されると
ともに、前記感光体に接触する複数のブラシ繊維を有
し、このブラシ繊維にて前記転写ローラにて転写が行わ
れた後に前記感光体上に残留した残留現像剤を撹乱する
撹乱手段と、前記撹乱手段に前記残留現像剤を撹乱するための直流電
圧にて偏奇された交流電圧を印加する第２の電圧印加手
段とを具備し、前記複数のブラシ繊維は、前記感光体に摺設する第１の
端部及びこの第１の端部と異なる第２の端部を各々有す
るとともに、前記所定の方向と略直交する前記撹乱部材
の側端に対し、前記第１の端部と第２の端部とを結んだ
複数の線分が一様な配向角度を有するように配置されて
いるとともに、ブラシ繊維の半径が前記現像剤の平均粒
子径の４倍以上の大きさを有することを特徴とする画像
形成装置。