JP3304379B2 - 記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子写真装置や
静電プリンタ等の記録装置に係わり、詳しくは清掃手段
を持たないクリ−ナレスの記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の記録装置では、一般に像担持体
である感光体ドラム上をコロナ帯電して静電潜像を形成
した後、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、該現像剤像を被転写材であると
ころの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、この残存した現像剤をクリー
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。

【０００３】ところで、近年、この種の記録装置におい
て排気されるオゾンの有害性が指摘されるようになって
きた。これらは、いずれも帯電装置や転写装置に用いる
コロナ放電装置から発生するものであり、これを除去す
るために活性炭フィルターによる捕集を行なう等の手段
がこうじられてきた。しかし、このフィルターは定期的
に交換しなければならず、コスト的な問題と共に煩わし
さの問題を有している。

【０００４】そこで、オゾンの発生が極めて少なく捕集
手段の必要がない特長があるものとして、導電性部材を
被帯電物に接触させて帯電する、いわゆる接触帯電手段
が開発され、改良研究が盛んに行われている。

【０００５】この接触帯電手段としては、特開昭５７−
１８５４５５号に記載されるが如き、導電性ブラシを摺
接しつつ電圧を印加して帯電するものと、導電性ローラ
を転接しながら電圧を印加することにより感光体などの
誘電体を帯電させるものが主に知られている。

【０００６】従来これらの帯電手段が知られていなが
ら、実用化されなかった理由は、ブラシを用いる方法で
は、経時変化が少ない反面、ブラシの筋目が帯電むらと
して画像に現れる欠点が解決されていなかったことがあ
げられる。

【０００７】また、ローラ状のものでは筋目状のむらが
発生しにくい反面、経時変化が大きく、さらには材質的
には導電性ゴムを用いているため摩擦係数が例えばウレ
タン系のゴムでは硬鋼に対する動摩擦係数は０．８〜
１．３と大きく清掃手段を設け難い欠点を有している。

【０００８】また、機械的摩擦係数が大きいために感光
体などの被帯電物との摩擦も大きくなるため、摺接させ
て（相対速度差を持たせて）帯電むらを小さくするよう
な工夫の余地も無かった。このため、ブラシ帯電では摺
接しながら帯電するのが一般的であるにも拘らず、ロー
ラ帯電では相対速度差を与えずに用いなければならなか
った。その結果、従来の接触帯電手段はコロナ帯電のよ
うな均一な帯電性に乏しく高画質を要求する装置には使
用できなかった。また、湿度等の環境変化に対しても電
気抵抗が不安定で使用条件の制約も大きいといった問題
があった。

【０００９】一方、近年において装置の小形化が強く要
求されている。これに対して、例えば現像装置と清掃装
置とを一つの装置で兼用するとともに、更に、転写残留
トナー像の攪乱と帯電工程とを同一の手段により同時に
実行できるようにした記録装置が提案されている。これ
により、小形化とともに廃トナーが無く、オゾンの発生
の少ない記録装置の実現を可能とするものである。

【００１０】この方法は一般にクリーナレス方式と呼ば
れ、一基の現像装置によって、静電潜像の一回目の通過
の際に、静電潜像の現像と、前記転写後残存している現
像剤との清掃を同時に行なうもので、従来のいわゆる２
回転１コピー方式のクリーナレス装置のスピードと大き
さに関する欠点を解決するものである。

【００１１】しかしながら、この従来の方法において
は、転写後の残留トナー像を感光体ドラム上に残したま
ま、ブラシ状の導電性接触子により残留トナ−の攪乱
（非パターン化）と帯電を同時に行なうものである。

【００１２】このため、ブラシ状の導電性接触子部を一
回通過させる処理のみでは、転写後に残留するトナー像
の十分な攪乱（非パターン化）と均一な接触帯電による
帯電を両立させる事はかなり難しく、しばしばトナーの
飛散やメモリ画像（残像）が次の画面に重なって現れ画
像の忠実性や品質が損なわれるという欠点が残されてい
た。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】この様に、従来のクリ
ーナレス記録装置における帯電攪乱手段は、有害性のあ
るオゾンの発生が極めて少なく捕集手段が必要ないとい
った大きな特長を有する反面、帯電むらが大きい、環境
変化が大きい、あるいは機械的摩擦係数が大きく経時変
化が大きいという問題があった。

【００１４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、従来のクリーナレス記録装置における帯電攪乱手
段の欠点であった、帯電むらが大きい、環境変化が大き
い、あるいは機械的摩擦係数が大きく経時変化が大きい
という問題を解決して、良好かつ確実な帯電が行えると
ともに残留した現像剤を確実に攪乱して非パターン化で
き、有害性のあるオゾンを発生することなく鮮明な画像
を得ることができるクリーナレスの記録装置を提供する
ことを目的とする。 ［発明の構成］

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の記録装置は、上
記課題を解決するため、正極性に帯電された像担持体を
露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段
により形成された前記静電潜像に現像剤を供給して現像
するとともに前記像担持体に残留している現像剤を除去
する現像清掃手段と、この現像清掃手段により形成され
た前記像担持体上の現像剤像を被転写材に転写させる転
写手段と、前記像担持体に接触して配置された導電性接
触子、およびこの導電性接触子に電圧を印加する電圧印
加手段を備え、前記像担持体と導電性接触子との間の摺
接により、前記転写手段による転写後に像担持体上に残
留した転写残留現像剤を攪乱すると同時に該転写残留現
像剤を正極性に摩擦帯電するとともに、前記像担持体を
正極性に帯電する帯電攪乱手段と、を備えていることを
特徴とする。また、本発明の記録装置は、特定の極性に
帯電された像担持体を露光して静電潜像を形成する露光
手段と、この露光手段により形成された前記静電潜像に
現像剤を供給して現像するとともに前記像担持体に残留
している現像剤を除去する現像清掃手段と、この現像清
掃手段により形成された前記像担持体上の現像剤像を被
転写材に転写させる転写手段と、前記像担持体に接触し
て配置された導電性接触子、およびこの導電性接触子に
電圧を印加する電圧印加手段を備え、前記像担持体と導
電性接触子との間の摺接により、前記転写手段による転
写後に像担持体上に残留した転写残留現像剤を攪乱する
と同時に該転写残留現像剤を前記特定の極性に摩擦帯電
するとともに、前記像担持体を前記特定の極性に帯電す
る帯電攪乱手段と、を備えていることを特徴とする。

【００１６】

【００１７】

【作用】本発明のクリーナレスの記録装置によれば、帯
電攪乱手段の導電性接触子が、像担持体と相対摩擦をも
って連続的に摺接し、像担持体および転写後に像担持体
上に残留した転写残留現像剤を像担持体に対する帯電極
性と同極性に摩擦帯電する。これにより、逆帯電方向の
摩擦帯電を防止してミクロなムラを無くすことができ、
電圧印加によるマクロな帯電に加えて、所定極性の摩擦
帯電性を向上させることができる。さらに、表面がブラ
シのように不均一では無く、また、ゴムのように機械的
摩擦も大きくない滑面を有する低摩擦材料で構成した導
電性弾性部材を導電性接触子として使用でき、大きな摺
接力を用いずに像担持体と摺接することができるため、
より均一な帯電が可能となる。これにより、有害性のあ
るオゾンを発生することなく良好かつ確実な帯電が行え
て、鮮明な画像を得ることが可能となる。

【００１８】また、導電性接触子は相対速度差を持たせ
て摺接するのが容易なため残留トナーを均一に押し広げ
る効果を発揮するため、ブラシのように飛散させること
なく帯電と同時に攪乱をすることが容易になる。

【００１９】

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図５を
参照して説明する。図１は本発明の記録装置１の構成を
示し、図２はその主要部の構成を示す。

【００２１】図１に示すように、記録装置本体２の略中
央部には、周面長さが記録すべき像の長さよりも小さく
なるような径の像担持体としての感光体ドラム３が矢印
Ａ方向に６５mm／秒で回転自在に設けられている。この
感光体ドラム３は、有機感光体（ＯＰＣ）系の光導電材
料から形成されている。

【００２２】また、感光体ドラム３の周囲には、図２に
示すように、その回転方向に沿って順次、帯電攪乱手段
としての帯電攪乱装置４、静電潜像形成手段としてのＬ
ＥＤ露光装置５、現像清掃手段としての現像清掃装置
６、および転写手段としての転写ローラ７が配設されて
いる。そして、感光体ドラム３の周面に現像剤像として
のトナ−像ＴＩを記録する記録手段１０を構成してい
る。

【００２３】さらに、装置本体２内には、装置本体２の
一側に装着された給紙カセット１１から取出された被転
写材としての用紙Ｐを、前記記録手段１０の前記感光体
ドラム３と前記転写ロ−ラ７との間の画像転写部１２を
経て装置本体２の他側に配置された排紙トレイ１３に導
く被転写材搬送路としての用紙搬送路１４が形成されて
いる。

【００２４】この用紙搬送路１４の前記画像転写部１２
の上流側には、給紙ロ−ラ１５を介して給紙カセット１
１から取出された用紙Ｐの先端整位を行った後、タイミ
ングをとって前記画像転写部１２に送り込むアライニン
グロ−ラ対１６が配置されている。

【００２５】また、前記画像転写部１２の下流側には、
用紙Ｐに転写されたトナ−像ＴＩを定着する定着装置１
７および定着された用紙Ｐを排紙トレイ１３に排出する
排紙ロ−ラ対１８が設けられている。

【００２６】さらに、定着装置１７と排紙ロ−ラ対１８
との間には、定着装置１７で定着された用紙Ｐを必要に
応じて反転搬送路１９に導くゲ−ト２０が設けられてい
る。反転搬送路１９に導かれた用紙Ｐは排紙ロ−ラ対２
１を介して装置本体２の上面側に形成された凹所からな
る排紙部２２に画像形成面を下にした状態で排紙される
ようになっている。つぎに、本発明の要部である帯電攪
乱手段としての帯電攪乱装置４の構成に付いて図２およ
び図３を参照して詳細に説明する。帯電攪乱装置４は、
図２に示すように、導電性接触子としてのロ−ラ状の接
触子３０と、この接触子３０の外周を囲繞する保護カバ
−３１とからなる。

【００２７】前記接触子３０は、図２に示すように、金
属シャフト３０Ａの外周に弾性ゴム層３０Ｂを形成し、
さらに、弾性ゴム層３０Ｂの表面に１０⁴ 〜１０¹⁰Ω・
cmの電気抵抗を有する表面層２Ｃを形成したのロ−ラ形
状を呈している。

【００２８】前記表面層３０Ｃには、導電性含フッ素樹
脂を用いる。この導電性含フッ素樹脂は、例えば、ポリ
フッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン共重合体およびエ
チレンテトラフロロエチレンなどから選ばれたフッ素を
含む少なくとも一種以上の熱可塑性樹脂と、公知の方法
で重合されたポリエーテルエステルアミド、あるいはポ
リエーテルアミドなどの導電付与材料を前記フッ素樹脂
に対して２〜２０重量％を加えて溶融混練することによ
り、１０⁴ 〜１０¹⁰Ω・cmの電気抵抗を有する含フッ素
樹脂を得る。そして、この樹脂を押出し成型法等の成型
手段により、厚さ１０〜６０ミクロンのチューブ状フィ
ルムとして形成したものである。

【００２９】この様な含フッ素樹脂の製法は他にも知ら
れている。また、これらの樹脂の導電化技術も他にカー
ボンなどの導電性フィラーを混練する方法等も知られて
いる。

【００３０】また、前記弾性ゴム層３０Ｂは、好ましく
は１０⁸ Ω・cm以下の電気抵抗（導電性）を有する弾性
部材として、導電性カーボンを分散させた導電性ウレタ
ン、あるいは発泡ウレタン、シリコンなどからなる弾性
ゴムを金型中で前記金属シャフト３０Ａの外周に成型さ
れるようになっている。

【００３１】そして、このように金属シャフト３０Ａと
弾性ゴム層３０Ｂとからなる弾性ゴムローラ３０Ｄの外
周に、前記チューブ状フィルムからなる表面層３０Ｃを
嵌合することにより、ロ−ラ状の接触子３０を得る。

【００３２】このような構成からなる接触子３０は、前
記感光体ドラム３の周速の１〜５倍（好ましくは２倍以
上）の速度で回転摺接するとともに、約２０〜２００グ
ラム／cmの線加重で感光体ドラム３に押圧される。

【００３３】さらに、接触子３０は、バイアス電源３２
と接続されており、プラス０〜７００ボルト程度の直流
電圧成分で偏寄されたピークトゥピーク間電圧が８００
〜２０００ボルト、周波数０．１〜５キロヘルツ（ＫＨ
z ）の交流電圧を導電性支持体である弾性ゴム層３０Ｂ
に印加するようになっている。この場合には帯電に収束
作用が生じるので、直流電圧は感光体ドラム３の所望の
帯電電圧とほぼ同じ値に設定される。しかし、この印加
電圧は直流成分のみでも帯電可能である。この場合には
その電圧は１０００〜２０００ボルトの高い電圧を必要
とする。この値は実地に即して経験的に選ばれる。

【００３４】この接触子３０は、感光体ドラム３に摺接
することにより、もし前工程で残留していた静電潜像が
あればこれを消去するとともに、感光体ドラム３の表面
をおよそ＋０〜７００ボルトに略均一に正に帯電させ
る。

【００３５】この時、接触子３０は、印加された電圧に
よる放電によるて帯電作用とは別に、その表面層３０Ｃ
の材質であるフッ素樹脂特有の強い摩擦帯電性を発揮し
て感光体ドラム３の表面を正極性に摩擦帯電させる。

【００３６】このため、放電による帯電と摩擦による帯
電が打ち消し合うことによって生じていた従来の接触帯
電で発生しやすかった接触による筋状のむらが防止され
て均一な帯電になると共に、フッ素樹脂のもう一つの特
長である低摩擦性とが相俟って均一な接触と、より小さ
なトルクでの摺擦が可能となる。

【００３７】ちなみに、ＨＥＩＤＯＮ（商標）−１４型
表面性試験機（新東科学株式会社）による各種表面材料
の比較によると、一般の導電性シリコンロ−ラおよびウ
レタンゴムロ−ラでは、動摩擦係数（鋼板に対する摩擦
時）が、１．２〜１．５であるのに対し、本発明で用い
たポリフッ化ビニリデンロ−ラでは、０．６〜０．８と
大幅に摩擦が軽減されることが確認された。

【００３８】この摺擦による効果は回転接触子として用
いた場合には、回転数が高いほど均一性が向上する傾向
を示すので、この接触子３０の低摩擦性を生かして感光
体ドラム３の周速の２〜５倍程度に設定する事ができ
る。回転方向は現像剤であるトナ−Ｔの飛散防止を考慮
すると、接触面部において同方向となる回転方向が好ま
しいが、これに限定される理由は特に無い。なお、ヘイ
ドン（商標）の表面性試験機（商品名）による動摩擦係
数測定では、用いた含フッ素樹脂（ポリフッ化ビニリデ
ン）のアルミ板に対する摩擦係数は、ウレタン樹脂に比
べて３０〜７０％程度小さいという結果が得られた。ロ
−ラ状接触子３０は、バイアス電源３２から所定の電圧
が印加されるようになっている。

【００３９】クリーナレスプロセスでは、感光体ドラム
３上に残留トナーＴが存在する場合には、この残留トナ
ーＴに対してもロ−ラ状接触子３０の機械的作用と除電
（帯電）作用により攪乱して感光体ドラム３上に散乱さ
せる作用を発揮させるよう接触条件と電圧条件が設定さ
れる。これはロ−ラ状接触子３０の押圧力をやや大きめ
の３０〜１２０グラム／cm² 程度に設定すると共に直流
偏寄バイアスが４００〜１０００ボルト（この値は最終
的に必要な感光体ドラム３の帯電電圧とほぼ同じであ
り、主にこの電圧の大きさで帯電の大きさで帯電の調節
を行なう）の直流電圧に、ピーク間電圧が８００〜２０
００ボルト、周波数０．１〜５キロヘルツ（ＫＨz ）の
交流電圧を導電性支持体としての弾性ゴム層３０Ｂを介
して表面層３０Ｃに供給印加することにより感光体ドラ
ム３の帯電、あるいは残留トナーＴの攪乱と帯電の両方
を同時に遂行することができるものである。

【００４０】このロ−ラ状接触子３０は、かくして感光
体ドラム３の表面を０〜＋７００ボルトに帯電すると共
に感光体ドラム３上の残留トナーＴの攪乱を行なう。ま
た、この接触子３０は湿度変化に対して電気抵抗の変化
が少なく、相対湿度３０％から８５％の変化に対して、
２桁以下の変化であった。

【００４１】一方、従来のカーボン分散方式で作られた
ウレタン系導電性ローラの電気抵抗は３桁程度変化す
る。これは特に一定の印加電圧に対する帯電電圧の安定
性の点で、本願で採用しているものが優れている結果と
一致している。この帯電電位の高さは以上述べた電圧条
件により調整されるが、さらに詳細には後述する残留像
の攪乱効果に起因する履歴画像消去（メモリ消去）条件
を加味して実地に印加電圧は決定される。

【００４２】以上のように接触子３０は、感光体ドラム
３の回転とともに摺接され、バイアス電源３２と接続し
て前記した条件の電圧が印加されて感光体ドラム３上の
転写残留トナ−Ｔを機械的および静電的吸着と反発作用
によって攪乱して判読不能状態、すなわち、非パターン
化するが平滑な表面を有しているために引っ掻き傷状の
筋は発生させない。また、残留していた静電潜像も導電
性の表面層３０Ｃの作用により除電、あるいは帯電して
電位むらを消去され、更に摩擦帯電性も帯電極性と同じ
になるように表面材質を選んでいるため、より緻密に均
一帯電することができる。

【００４３】これは印加された電圧により感光体ドラム
３に対して放電を生じるに十分な電圧が印加されるとと
もに、この放電により感光体ドラム３はプラス５００〜
７００ボルトに帯電される。この接触子３０への電圧印
加は感光体ドラム３の帯電とは別に、残留したトナ−Ｔ
を一時的に静電吸着するとともに、次の瞬間、トナ−Ｔ
を反発して感光体ドラム３に再び戻す作用を与える。こ
れは吸着されたトナーＴが次の瞬間放電により帯電極性
と同極性に帯電されるために反発力に変わるためであ
る。これにより、感光体ドラム３上の残留トナ−Ｔは、
接触子３０に蓄積されること無く、残留トナーＴを静電
的に攪乱して非パターン化しつつ感光体ドラム３の帯電
も行なうことができるものである。

【００４４】図４は接触子３０に印加する電圧条件に対
する感光体ドラム３の帯電特性の測定例である。図４に
おいて、縦軸は感光体ドラム３の帯電電位、横軸は印加
電圧の直流成分（偏寄成分）を示す。

【００４５】図４で（イ）は交流（ＡＣ）２キロヘルツ
（ＫＨz ）、電圧（Ｐ−Ｐ）１．５キロボルト（ＫＶ）
としたもの。（ロ）は電圧１ＫＶの条件のものである。
（ハ）は交流成分が無い場合の帯電特性である。

【００４６】交流成分の印加が無い場合にも帯電ムラが
小さく画像の中間調にもブラシで擦られたような跡が発
生しないのは本願で用いた表面材質の摩擦帯電性改善に
よる効果である。交流電圧を約１ＫＶ以上印加した場合
はさらに帯電ムラは減少する。図４から例えば、本実施
例のように＋５００ボルトの帯電を行なうためには
（イ）の条件で偏寄成分が５００〜５５０ボルトでよい
事が分かる。

【００４７】図５は、前記接触子３０の帯電条件下にお
いて表面層３０Ｃに印加する電圧を種々変えた時の画像
上に現れる画像履歴（メモリ画像）の発生の度合いを縦
軸に官能評価による任意単位で現したもので、下方に行
くほどメモリは少なく、上方に行くほどメモリははっき
りと現れる事を意味する。なお、現像ローラ３５に印加
するバイアス電圧はプラス２００ボルトである。ここ
で、接触子３０に印加する電圧条件は、正の直流電圧を
横軸パラメータとして、１ＫＨz の交流電圧を印加した
時（実効値）のものである。この結果から、実用的な帯
電電位である５００ボルト付近から上の帯電域で良好と
なる事が分かる。つぎに、図１および図２を再度参照し
て他の主要手段の構成について説明する。

【００４８】前記静電潜像形成手段としてのＬＥＤ露光
装置５は、記録すべき画像情報に応じて、感光体ドラム
３の表面にＬＥＤ光Ｒを照射して帯電領域に静電潜像を
形成する。

【００４９】また、前記現像清掃手段としての現像清掃
装置６は、感光体ドラム３に対向して配置された現像ロ
−ラ３５を有している。この現像ロ−ラ３５は、回転す
ることによりホッパ３６内に収容された摩擦帯電性のい
わゆる一成分の現像剤としてのトナ−Ｔ（体積平均粒子
径、６〜１５ミクロン）を感光体ドラム３に対面する被
現像清掃位置に向けて連続的に搬送するようになってい
る。そして、感光体ドラム３上に形成された静電潜像を
現像するとともに、感光体ドラム３に残留していた転写
残りトナ−Ｔを回収してホッパ３６内に戻すようになっ
ている。

【００５０】この現像ローラ３５は、１０² 〜１０⁸ Ω
・cmの電気抵抗を有する導電性表面層を有し、ウレタン
あるいはシリコンゴム、ジエン系ゴム（ＥＰＤＭなど）
などに導電性フィラー（導電性カーボン、金属粉など）
を分散してなるもので構成されている。なお、現像ロー
ラ３５の表面は、トナ−Ｔと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材質や添加剤を運ぶ必要
がある。前記現像ローラ３５の表面層の材質としては、
たとえば、ウレタン樹脂に導電性カーボンを１０〜３０
重量パーセント混合したものを塗布して形成してもよ
い。また、現像ローラ３５には、現像および清掃時にバ
イアス電源４０から所定の現像バイアスが印加されるよ
うになっている。

【００５１】前記現像ローラ３５には、トナ−Ｔを摩擦
帯電しつつ薄層を形成するための弾性ブレード３７が押
圧されており、ここを通過するトナ−Ｔは感光体ドラム
３と同極性の負の摩擦帯電を帯びて１層〜３層（６〜４
５ミクロン厚）のトナ−層を形成する。弾性ブレード３
７は、リン青銅、ウレタン、シリコン樹脂、あるいはこ
れらの複合されたものなどからなる。

【００５２】一方、ホッパ３６内には、スポンジ状のト
ナ−搬送ローラ４１が設けられており、ホッパ３６内の
トナ−Ｔの凝集防止と、搬送供給、さらには現像ローラ
３５上のトナ−Ｔを掻き取る役割を果たしている。

【００５３】前記転写手段としての転写ローラ７は、実
質的に感光体ドラム３の下方において、用紙搬送路１４
を介して、感光体ドラム３の周面に対面して設けられて
いる。転写ローラ７は、現像ローラ３５と同様な構造を
有するが、表面層の電気抵抗は１０⁵ 〜１０¹⁰Ω・cmで
高抵抗側にある。

【００５４】この転写ローラ７により、ここに搬送され
てきた用紙Ｐの裏面にプラス８００〜２２００ボルトの
電圧を印加してトナ−像ＴＩを静電的に引付けて、感光
体ドラム３からトナ−像ＴＩを用紙Ｐに転写する。この
ような接触式の転写手段では、多湿下においても安定し
た転写特性を発揮するため、転写残留トナ−量を減少さ
せて清掃の負担を軽減する効果があるとともに、用紙Ｐ
中の紙粉除去作用もあり、現像清掃装置６への混入を防
止する。次に、この実施例による記録装置の動作につい
て説明する。

【００５５】感光体ドラム３を矢印Ａ方向に回転させ、
感光体ドラム３の周面をロ−ラ状の接触子３０により、
約＋５００〜８００ボルトに帯電する。続いて、この帯
電領域にＬＥＤ露光装置５からＬＥＤ光Ｒを照射して露
光し、感光体ドラム３の表面に静電潜像を形成する。前
記静電潜像は、次に現像清掃装置６と対面する現像清掃
位置に搬送される。ここで、静電潜像に弾性的にかつ、
変形によりニップ幅をもって現像ローラ３５が接触し、
現像ローラ３５によって搬送されるトナ−Ｔによって現
像されトナー像ＴＩが形成される。

【００５６】この場合、トナーＴはＬＥＤ光Ｒの照射域
に付着する、いわゆる反転現像である。トナーＴは弾性
ブレード３７および現像ローラ３５の表面層との摩擦に
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３５には約＋１００
〜４００ボルトの電圧が印加される。最も好ましい電圧
は＋１５０〜３００ボルトである。

【００５７】現像後のトナー像ＴＩは、次に転写ローラ
７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１５の回転により給紙カセット１１から
取出された用紙Ｐが、感光体ドラム３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７によりその裏
面がプラスの極性に帯電される。したがって、感光体ド
ラム３の表面上のトナー像ＴＩは静電気的に用紙Ｐに引
寄せられて転写される。

【００５８】ここにおいて、転写ローラ７は直流電源４
２により、−１０００〜２０００ボルトの電圧が回転軸
に与えられ、転写ローラ７の両端部に設けたシリコン樹
脂に導電性カーボンを３０〜４０重量パーセント混合し
てなる導通部を介して、ローラ表面の１０⁵ 〜１０⁹ Ω
ｃｍ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７の表面は付着するトナ−や紙粉
等の異物を清掃するために、クリーニングブレード４３
により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２５〜５０°の柔軟な
ものが転写ローラ７の感光体ドラム３に対する押圧力の
許容度が良好である。

【００５９】トナ−像ＴＩが転写された用紙Ｐは、定着
装置１７に送られ、ここでトナー像ＴＩが用紙Ｐに溶融
定着され、この後、排紙トレイ１３もしくは排紙部２２
にその選択モ−ドにしたがって排出される。

【００６０】ここで、転写後の感光体ドラム３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Ｔある
いは、トナー転写後に残された正および負の静電潜像が
残留している。

【００６１】これらの残留しているトナーＴあるいは静
電潜像は、つぎに接触子３０に搬送されて前記詳細説明
したように、攪乱、非パターン化されるとともに次工程
の像露光による静電潜像形成のための帯電が行なわれ
る。この接触子３０は、静電潜像に相対摩擦が生じるよ
うに感光体ドラム３と接触させて機械的に静電的な力を
及ぼして判読不良な状態まで細かく、残留しているトナ
ーＴと静電潜像とを乱し、さらに印加される電圧による
接触子３０からの放電で、トナーＴは感光体ドラム３の
表面上に散乱してそこに付着するが、接触子３０内には
ほとんど蓄積しない。

【００６２】これは接触子３０の表面層３０Ｃが、機械
的摩擦の小さい材料であると共に離型性もあり、さらに
はトナーＴを正極性に帯電する作用の強い含フッソ樹脂
によって表面が滑面状態で形成されているため、感光体
ドラム３上の残留トナーＴを掻き取る事なく、また、摺
擦時にトナーＴおよび感光体ドラム３を所定の極性に摩
擦帯電する作用があるため、接触子３０に印加する電圧
による帯電と共動してむらのない帯電が実現する。すな
わち、この接触子３０は清掃装置としての機能を持つも
のではなく、あくまで残留像を乱すと共に感光体ドラム
３を帯電する機能を持つものである。

【００６３】以上のように感光体ドラム３の表面上に散
乱されたトナーＴは十分に小さな霧状あるいは飛沫状に
分布しており、もはや文字または画像としての情報は有
していない。攪乱と同時に帯電された感光体ドラム３
は、帯電後、ＬＥＤ露光装置５により露光されて静電潜
像が形成され、再び（２枚目の記録動作）現像清掃装置
６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）または非露光部（非画像部）におい
ても画像転写工程により残量トナーは大幅に減少してい
る上、予めほぼ均一に且つ十分に薄く残留トナーＴは散
らされているから、ＬＥＤ光Ｒは十分に感光体ドラム３
に到達し、露光ムラが生じない。したがって、第２回目
の現像に置いても、露光後残留電位が均一となるため均
一な現像結果が得られる。

【００６４】なお、現像ローラ３５はＪＩＳゴム硬度測
定法で２０〜６０°の弾性を有するとともに１０² 〜１
０⁸ の導電性を有するため、現像ローラ３５に線荷重と
して１０〜１５０ｇ／cm² の荷重を加え、且つ１〜４倍
の速度差を持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Ｔと現像ローラ３５上のトナーＴとが、攪乱摺擦さ
れるため、残留像との間に強い摩擦力が生じ、強い清掃
能力が発揮される。しかも、トナーＴだけで現像剤が形
成されているため、スジやハキ目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３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６に引付けられて回収され
る。

【００６５】すなわち、現像ローラ３５には、露光部の
残留電位と非露光部の電位との間には適切な値の現像バ
イアスを印加することにより、現像ローラ３５からの露
光部に新たなトナーＴ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Ｔはここ
から現像ローラ３５に引付けられて（すなわち清掃さ
れ）回収される。

【００６６】この様にして、感光体ドラム３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、トナー像ＴＩは、転写ローラ７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。

【００６７】以上から分かるように、この実施例によれ
ば、小さな径の感光体ドラム３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
不良を防止することができる。この実施例において、画
像面積率約６％、Ａ４サイズの用紙を用い、２万枚プリ
ントしたところ、清掃不良、あるいはメモリの異常発生
を生じること無く、最後まで良好な画像を得る事ができ
た。

【００６８】また、接触子３０に印加するバイアス電圧
を調整することにより、帯電電位の調整とともに、トナ
ーＴの攪乱効果およびトナーＴの回収、放出状態を積極
的に制御するように調整することができる。すなわち、
接触子３０へのトナーＴの一方的蓄積を防止できる。こ
の場合、さらに記録装置の非プリント動作時、つまり非
画像領域が接触子３０を通過する時に、接触子３０に印
加するバイアス電圧を現像清掃時とは逆極性の約−１０
０〜３００ボルトにして、接触子３０に付着あるいは蓄
積したトナーＴを感光体ドラム３に強制的に放出させた
のち、これを現像清掃装置６に搬送してトナーＴを回収
することにより接触子３０の汚れをさらに軽減する事が
できる。

【００６９】更に本テスト機の排気部のオゾン濃度を測
定したところ、測定感度以下で検知されなかった。他
方、一般的コロナ帯電装置を有する記録装置において、
活性炭フィルターなどの低減手段を講じていない場合の
オゾン排出濃度は０．１〜０．５ＰＰＭ（ピーピーエ
ム）であることが知られている。

【００７０】また、本実施においては、感光体ドラム３
の帯電攪乱手段として含フッ素導電性樹脂を用いた帯電
攪乱装置４を用いたため、摩擦帯電むらによる筋目のな
い均一な帯電が、より小さな摩擦トルクによって達成さ
れる。また、従来の等速で回転接触させていた帯電方法
に比べて、本発明では低摩擦材料を用いることにより感
光体ドラム３と相対摩擦を生じさせつつ帯電させること
が容易になったため、帯電子に多少のむらが有っても被
帯電物である感光体ドラム３は均一な帯電を得られると
いう特長が生じる。このように、本発明の帯電攪乱装置
４は従来の接触帯電器に比べて格段に優れた帯電性能を
有するものである。

【００７１】以上から、本発明の前記帯電攪乱装置４
は、コロナ帯電器に比して格段オゾン低減効果を持つも
のであると共に、コロナ帯電器に匹敵する優れた帯電攪
乱装置としての機能を発揮するものであることが確認さ
れた。

【００７２】なお、上述の一実施例では、帯電攪乱装置
４としてローラ状の接触子３０を用いたものについて説
明したが、これに限らず固定型の接触子であっても良
い。例えば、図５および図６に示すようにブレ−ド状の
接触子３００であっても良い。

【００７３】この接触子３００は、電子写真装置などに
用いられるクリーニングブレードと類似の形状を有し、
ウレタンブレードからなるコア材３００Ａの表面に前記
したロ−ラ状接触子３０の表面層３０Ｃに用いたと同じ
フッ素樹脂からなる表面層３００Ｂを形成したものであ
る。

【００７４】そして、このブレ−ド状の接触子３００
は、図５に示すように、ホルダ３００Ｃを介して保護カ
バ−３０１内に傾斜状態で取付けられ、その片面腹部が
感光体ドラム３に対して接触するようになっている。ま
た、その接触圧力は１０〜５０グラム／cm 程度となっ
ている。この場合に於いても印加する電圧の大きさ、種
類とも全く同じ条件で同様の効果を発揮することができ
る。帯電攪乱装置４に用いる接触子としては、上述のよ
うなローラ状、ブレード状以外に、発泡体や単に板状の
もの等でも使用可能である。

【００７５】要は、導電性接触子が、感光体ドラム３な
どの像担持体に対して相対摩擦をもって連続的に摺擦す
る面を有し、像担持体との摺擦により像担持体を像担持
体に対する帯電極性と同極性に摩擦帯電するものであれ
ば良い。

【００７６】また、現像清掃装置６としては、非磁性一
成分現像方式を用いたが、これに限定されるものではな
い。他に知られる磁性一成分ブラシ法、ファーブラシ
法、カスケード法などに用いても実現可能であることは
いうまでもない。その他、本発明は要旨を変えない範囲
で種々変形実施可能なことは勿論である。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果を奏する。

【００７８】本発明の記録装置によれば、帯電攪乱手段
の導電性接触子が、像担持体と相対摩擦をもって連続的
に摺接し、像担持体および転写後に像担持体上に残留し
た転写残留現像剤を像担持体に対する帯電極性と同極性
に摩擦帯電するようにしたことにより、逆帯電方向の摩
擦帯電を防止してミクロなムラを無くすことができ、電
圧印加によるマクロな帯電に加えて、所定極性の摩擦帯
電性を向上させることができる。さらに、表面がブラシ
のように不均一では無く、また、ゴムのように機械的摩
擦も大きくない滑面を有する低摩擦材料で構成した導電
性弾性部材を導電性接触子として使用でき、大きな摺接
力を用いずに像担持体と摺接することができる。このた
め、より均一な帯電が可能となるとともに像担持体上に
残留した現像剤を攪乱して非パターン化でき、また、残
留現像剤のクリーニング効率も向上できる。したがっ
て、帯電装置と清掃装置を別に必要とすることがなく格
段の小型化を図ることができるクリーナレス記録装置に
おいて、有害性のあるオゾンを発生することなく、鮮明
な画像を得ることが可能となる。

【００７９】また、本発明によれば、上記効果に加え、
さらに、接触子の表面層に含フッ素樹脂を用いているた
め、疎水性も良好で湿度変化に対しても従来の導電材料
に比して極めて安定性が良く、より良好な帯電が可能と
なるとともに、導電性フッソ樹脂の特長を生かした機能
的攪乱をすることができるため、露光ムラを防止し、鮮
明な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記録装置の一実施例を示す断面図。

【図２】図１の一部拡大図。

【図３】図１に示す帯電攪乱装置のロ−ラ状接触子の一
部を断面して示す斜視図。

【図４】接触子に印加する電圧条件に対する感光体ドラ
ムの帯電特性の測定例を示す説明図。

【図５】メモリ画像消去条件を示す説明図。

【図６】帯電攪乱装置の他の実施例を示す図。

【図７】図６の一部拡大図。

【符号の説明】

１…記録装置、３…感光体ドラム（像担持体）、４…帯
電攪乱装置（帯電攪乱手段）、５…ＬＥＤ露光装置（静
電潜像形成手段）、６…現像清掃装置（現像清掃手
段）、７…転写ローラ（転写手段）、３０…ロ−ラ状接
触子（導電性接触子）、３０Ａ…金属シャフト、３０Ｂ
…弾性ゴム層、３０Ｃ…表面層、３０Ｄ…弾性ゴムロー
ラ、３１…保護カバ−、３２…バイアス電源、３００…
ブレ−ド状接触子、３００Ａ…コア材、３００Ｂ…表面
層、３００Ｃ…ホルダ、３０１…保護カバ−、Ｐ…用紙
（被転写材）、Ｔ…トナ−（現像剤）、ＴＩ…トナ−像
（現像剤像）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−34566（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−203754（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−217872（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−4277（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−35460（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 G03G 21/10 - 21/12

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正極性に帯電された像担持体を露光して
   静電潜像を形成する露光手段と、 この露光手段により形成された前記静電潜像に現像剤を
   供給して現像するとともに前記像担持体に残留している
   現像剤を除去する現像清掃手段と、 この現像清掃手段により形成された前記像担持体上の現
   像剤像を被転写材に転写させる転写手段と、前記像担持体に接触して配置された導電性接触子、およ
   びこの導電性接触子に電圧を印加する電圧印加手段を備
   え、前記像担持体と導電性接触子との間の摺接により、
   前記転写手段による転写後に像担持体上に残留した転写
   残留現像剤を攪乱すると同時に該転写残留現像剤を正極
   性に摩擦帯電するとともに、前記像担持体を正極性に帯
   電する帯電攪乱手段と、 を備えている ことを特徴とする記録装置。
2. 【請求項２】 前記導電性接触子は、前記像担持体との
   間の摺接により該像担持体および前記転写残留現像剤を
   正極性に摩擦帯電する機能を有する含フッ素樹脂からな
   る表面層を有することを特徴とする請求項１に記載の記
   録装置。
3. 【請求項３】 特定の極性に帯電された像担持体を露光
   して静電潜像を形成する露光手段と、 この露光手段により形成された前記静電潜像に現像剤を
   供給して現像するとともに前記像担持体に残留している
   現像剤を除去する現像清掃手段と、 この現像清掃手段により形成された前記像担持体上の現
   像剤像を被転写材に転写させる転写手段と、 前記像担持体に接触して配置された導電性接触子、およ
   びこの導電性接触子に電圧を印加する電圧印加手段を備
   え、前記像担持体と導電性接触子との間の摺接により、
   前記転写手段による転写後に像担持体上に残留した転写
   残留現像剤を攪乱すると同時に該転写残留現像剤を前記
   特定の極性に摩擦帯電するとともに、前記像担持体を前
   記特定の極性に帯電する帯電攪乱手段と、 を備えていることを特徴とする記録装置。
4. 【請求項４】 前記導電性接触子は、前記像担持体との
   間の摺接により該像 担持体および前記転写残留現像剤を
   前記特定の極性に摩擦帯電する機能を有する表面層を有
   することを特徴とする請求項３に記載の記録装置。