JP3392060B2

JP3392060B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3392060B2
Application number: JP24175098A
Authority: JP
Inventors: 浩一橋本; 篤志竹田; 史光五味; 義行小宮
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1998-08-27
Publication date: 2003-03-31
Anticipated expiration: 2018-08-27
Also published as: JPH11143180A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感光体や誘電体の
ような像担持体を帯電するために像担持体に接触可能な
帯電部材を有する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式や静電記録方式を採
用する画像形成装置において、電子写真感光体や静電記
録誘電体等の像担持体の帯電処理手段として一般にコロ
ナ帯電器が使用されてきた。

【０００３】一方、近年は、低オゾンや低電力等の利点
を有することから、電圧を印加した帯電部材を被帯電体
に当接させて該被帯電体を帯電処理する接触帯電装置が
実用かされている。特に、帯電部材として誘電ローラを
用いたトナー帯電方式の帯電装置が帯電の安定性という
点から好ましく用いられている。

【０００４】しかし、上述のローラ帯電方式では、帯電
部材から被帯電体への放電によって帯電が行われるた
め、環境の変化による帯電ローラ及び電子写真感光体の
電気抵抗の変動によって感光体の表面電位も変動する。

【０００５】そこで、最近環境変動の少ない帯電方式と
して、導電性を有する接触帯電部材に電圧を印加し、感
光体表面にあるトラップ準位に電荷を注入して接触帯電
を行う方法が提案されている（特願平５−６６１５０号
公報等において）。この注入帯電方式は、環境依存性が
少ないだけでなく、放電を用いないため、印加電圧は感
光体電位と同程度で十分であり、又、感光体の寿命を縮
めるオゾンを発生しない利点を有している。

【０００６】ところで、導電性を有する接触帯電部材と
しては帯電ファーブラシ、帯電磁気ブラシ等が挙げられ
るが、帯電ファーブラシは長期使用又は長期放置による
毛倒れが生じた場合に帯電性が悪化してしまうのに対
し、帯電磁気ブラシではそのような現象は起きず、安定
した帯電を行うことができる。

【０００７】帯電磁気ブラシによる注入帯電は、図３に
示すような抵抗ＲとコンデンサーＣの直列回路と等価で
あると見ることができる。理想的な帯電プロセスでは、
感光体表面の或る点が磁気ブラシと接触している時間
（帯電ニップ×感光体の周速）にコンデンサーＣが充電
され、感光体の表面電位が印加電圧とほぼ同じ値にな
る。

【０００８】しかし、転写後帯電前にクリーナをもたず
現像器によってトナーを回収するクリーナレスタイプの
画像形成装置において、磁気ブラシにトナーが混入し、
その電気抵抗は次第に大きくなっていく。そのため、帯
電ニップ通過中に十分な電荷の移動が行われず、帯電ニ
ップ通過後の感光体表面電位は印加電圧より小さくなっ
てしまう（以下、感光体表面電位と印加電圧との電位差
をΔＶとする）。感光体電位の低下は、表面電位を検知
する手段と、現像バイアスをコントロールする手段がな
い場合において、現像で非画像部へのトナー付着（所謂
カブリ）を引き起こす。又、ΔＶが大きい場合は磁気ブ
ラシの磁性粒子が感光体表面に付着し、帯電器から流出
して帯電不良を起こしてしまう。

【０００９】一方、トナーが磁気ブラシの磁性粒子との
接触により感光体電位と同極の電荷を付与されている
と、印加電圧と感光体表面電位間の電位差ΔＶによって
生じる電界で混入トナーは磁気ブラシ中から感光体表面
に吐き出される。ΔＶは磁気ブラシの電気抵抗（つま
り、磁気ブラシへの混入トナー量）の増加に伴って大き
くなり、又、ΔＶが大きくなると吐き出されるトナー量
も増加するため、転写残トナー量に大きな変動がなけれ
ば、磁気ブラシ中の混入トナー量はほぼ一定となり、帯
電電位も安定する。

【００１０】又、ΔＶは帯電に用いるバイアスに依存す
ることが知られており、ＡＣを重畳したＤＣバイアスよ
りもＤＣのみのバイアスの方がΔＶが大きくなる。この
性質を利用して画像形成時はＡＣ重畳バイアスを用い、
トナーを吐き出す時にＤＣのみのバイアスを印加するこ
とによって帯電器内のトナー濃度を低く保つ方法が特開
平９−９６９４９で知らされている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、注入帯電器で
回収されるトナーは前述のような転写残トナーだけでは
ない。紙詰まりや停電等による装置の強制停止後の装置
の復帰時における未転写トナー像は、非接触式の転写帯
電器やローラ接触転写器では注入帯電器での回収が必須
であることは明らかである。

【００１２】又、図４に示すような転写ベルト２５を導
電性ブラシや導電性ブレード２６により感光体１に接触
させてベルト２５上の非転写部材に転写させるベルト転
写方式でも、感光体１と転写ベルト２５の回転立ち上が
り時に生じる速度差によって感光体１に傷が付くことを
防ぐため、互いの周速が一致するまで導電性ブラシや導
電性ブレード２６を離間させなければならず、立ち上げ
時に転写ベルト２５に未転写トナーを転写してベルトク
リーナによってトナーを除去する方法を採用することは
困難である。

【００１３】更に、感光体駆動モータとして超音波モー
タ等を用いている場合は、電源ＯＦＦにより感光体の駆
動が瞬時に停止するため、感光体上に多量の未転写トナ
ーが残ってしまう。その未転写トナー像を帯電器におい
て一度に回収した場合、磁気ブラシ中のトナー濃度が急
激に増加し、ΔＶが大きくなって帯電電位が大幅に下が
るため、吐き出すためのＤＣのみのバイアスを用いて帯
電器からトナーを吐き出させても、現像器ではその吐き
出しトナーを回収しきれないばかりでなく、カブリを発
生させ、そのトナーが再び注入帯電器に入ってしまい、
益々磁気ブラシ中のトナー濃度を高くしてしまう。その
結果、更にΔＶが大きくなり、カブリトナー量も増加し
ていく。

【００１４】以上の繰り返しにより、磁気ブラシの抵抗
が非常に大きくなり、感光体への磁性粒子の付着が発生
する。

【００１５】本発明の目的は、現像カブリを防止した画
像形成装置を提供することである。

【００１６】本発明の他の目的は、帯電部材から像担持
体へのトナーの移動を効率的に行い、帯電部材による帯
電性の低下を防止した画像形成装置を提供することであ
る。

【００１７】本発明の他の目的は、帯電部材から像担持
体へトナーを移動させる電位差を段階的に変えた画像形
成装置を提供することである。

【００１８】本発明の他の目的は、帯電部材として磁気
ブラシタイプのものを用いた場合、帯電部材から像担持
体への磁性粒子の付着を防止した画像形成装置を提供す
ることである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、像担持体と、
前記像担持体に接触可能で像担持体上の残留トナーの回
収及び、回収したトナーの像担持体への吐き出しが可能
であり、帯電時交流と直流が重畳した帯電電圧が印加さ
れる帯電部材と、前記帯電部材による帯電を用いて前記
像担持体に形成された静電像をトナーで現像してトナー
像を形成する現像手段であって、前記像担持体上の残留
トナーをクリーニングすることが可能である現像手段
と、前記トナー像を転写材へ転写する転写手段と、を有
する画像形成装置において、画像形成の途中で前記装置
が停止した場合、前記装置の再起動の後、前記帯電部材
に、交流電圧と直流電圧との重畳電圧で残留トナーの回
収及び像担持体へのトナーの吐き出しを行った後交流電
圧なしの直流電圧を印加して像担持体へのトナーの吐き
出しを行うことを特徴とする画像形成装置である。

【００２０】また別の本発明は、像担持体と、前記像担
持体に接触可能で像担持体上の残留トナーの回収及び、
回収したトナーの像担持体への吐き出しが可能であり、
帯電時交流と直流が重畳した帯電電圧が印加される帯電
部材と、前記帯電部材による帯電を用いて前記像担持体
に形成された静電像をトナーで現像してトナー像を形成
する現像手段であって、前記像担持体上の残留トナーを
クリーニングすることが可能である現像手段と、前記ト
ナー像を転写材へ転写する転写手段と、を有する画像形
成装置において、画像形成の途中で前記装置が停止した
場合、前記装置の再起動の後、前記帯電部材に、交流電
圧と直流電圧との重畳電圧で残留トナーの回収及び像担
持体へのトナーの吐き出しを行った後交流電圧のピーク
間電圧を減少させて像担持体へのトナーの吐き出しを行
うことを特徴とする画像形成装置である。

【００２１】更に別の本発明は、像担持体と、前記像担
持体に接触可能で像担持体上の残留トナーの回収及び、
回収したトナーの像担持体への吐き出しが可能であり、
帯電時交流と直流が重畳した帯電電圧が印加される帯電
部材と、前記帯電部材による帯電を用いて前記像担持体
に形成された静電像をトナーで現像してトナー像を形成
する現像手段であって、前記像担持体上の残留トナーを
クリーニングすることが可能である現像手段と、前記ト
ナー像を転写材へ転写する転写手段と、を有する画像形
成装置において、画像形成の途中で前記装置が停止した
場合、前記装置の再起動の後、前記帯電部材に印加され
る直流電圧と、前記帯電部材によって帯電される前記像
担持体の電位と、の電位差を第１の値として残留トナー
の回収及び吐き出しを行った後で前記第１の値より小さ
い第２の値で像担持体へのトナーの吐き出しを行うこと
を特徴とする画像形成装置である。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００２３】〈実施の形態１〉図１は本発明に係る画像
形成装置の概略構成図である。

【００２４】図１に示す画像形成装置は図示矢印方向に
回転する感光ドラム１を備えており、該感光ドラム１の
周囲には帯電器２、転写帯電器３、現像器６及び前露光
灯１０が配され、同感光ドラム１の上方には不図示のレ
ーザービームスキャナーが配されている。

【００２５】而して、ＣＣＤ等の光電変換素子を有する
原稿読取装置は原稿の白黒画像情報に対応する画像信号
を出力し、レーザービームスキャナーに内蔵された半導
体レーザーは、この画像信号に対応して制御され、レー
ザービーム５を射出する。尚、電子計算機からの出力信
号もプリントアウトすることができる。

【００２６】この画像形成装置全体のシーケンスにおい
ては、先ず、感光ドラム１が帯電器２によって一様に負
に帯電される。尚、感光ドラム１は図示矢印方向（時計
方向）に１１０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速
度）で回転駆動される。

【００２７】ここで、本実施の形態で用いた感光ドラム
１は負帯電のＯＰＣ感光体であり、図７のようにφ１０
８ｍｍのアルミニウム製のドラム基体３１上に第１〜第
５の５層の機能層を下から順に形成して構成される。

【００２８】尚、第１層は下引き層３２であり、これは
アルミニウムドラム基体（以下、アルミ基体と記す）の
欠陥等をならすため、又、レーザー露光の反射によるモ
アレの発生を防ぐために設けられている厚さ約２０μｍ
の導電層である。

【００２９】第２層は正電荷注入防止層３３であり、こ
れはアルミ基体から注入された正電荷が感光ドラム１表
面に帯電された負電荷を打ち消すのを防止する役割を果
たし、アミラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによっ
て１０⁶ Ω・ｃｍ程度に抵抗調整された厚さ約１μｍの
中抵抗層である。

【００３０】第３層は電荷発生層３４であり、これはジ
スアゾ系の含量を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層
であり、レーザー露光を受けることによって正負の電荷
対を発生する。第４層は電荷輸送層３５であり、これは
ポリカーボネイト樹脂にヒドゾンを分散したＰ型半導体
である。従って、感光ドラム１表面に帯電された負電荷
はこの第４層を移動することができず、電荷発生層で発
生した正電荷のみを感光ドラム１表面に輸送することが
できる。

【００３１】第５層は電荷注入層３６であり、これはバ
インダーとしての光硬化性のアクリル樹脂に光透過性の
導電フィラー（導電粒子）３６ａであるアンチモンをド
ーピングして低抵抗化（導電化）した粒径０．０３μｍ
の酸化錫の超微粒子を樹脂に対して７０重量パーセント
分散した材料の厚さ約３μｍの塗工層である。この電荷
注入層の電気抵抗値は十分な帯電性と画像流れを起こさ
ない条件である１×１０¹⁰〜１×１０¹⁴Ω・ｃｍである
のが良い。尚、本実施の形態では、表面抵抗が１×１０
¹²Ω・ｃｍの感光ドラム１を用いた。

【００３２】次に、画像信号により変調されたレーザー
光５により走査露光が行われ、感光ドラム１上に静電潜
像が形成され、この静電潜像は現像器６によって反転現
像されてトナー像として顕像化される。尚、本実施の形
態では、重合法で作製した転写残トナーの少ない高離型
性球形非磁性トナーと磁性キャリアを混合した現像剤に
よる２成分接触現像方式を用いることによって、注入帯
電器から吐き出されたトナーの回収性を向上させてい
る。又、本実施の形態での現像特性は、帯電電位と現像
バイアスのＤＣ成分値の差が２００Ｖ以下であるとカブ
リが生じ、３５０Ｖ以上であると現像キャリアの感光ド
ラム１への付着が生じたため、現像バイアスのＤＣ成分
値を−４００Ｖとした。

【００３３】一方、給紙カセット７からは転写材８が取
り出され、転写材８は給紙ローラ及び給紙ガイドを経て
感光ドラム１と転写帯電器（コロナ帯電器）３の間の転
写部に搬送され、この転写材８上には感光ドラム１上に
形成された前記トナー像が転写帯電器３の作用によって
転写される。ここで、図４に示したような転写帯電器と
しては、帯電ローラや転写ベルトとその裏から導電性ブ
ラシ、導電性ブレード、導電性ローラ等を圧接させる接
触式転写帯電器でも良い。尚、転写されないで感光ドラ
ム１表面に残ったトナーは帯電器２に一時的に回収され
る。又、転写帯電器３と帯電器２の間に配置された前露
光灯１０によって帯電直前の感光ドラム１の表面電位は
約０Ｖに除電される。

【００３４】ところで、以上は白黒画像形成について説
明したが、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの
各色に対して感光体、帯電器、現像器及び露光装置を設
け、各感光体上のトナー像をベルト又は筒状の転写材保
持体に保持された転写材に順次転写することによってフ
ルカラー画像を得ることができる。

【００３５】而して、トナー像が転写された転写材８
は、搬送ベルトによって定着器（熱ローラ定着器）９に
送られてトナー像の定着を受ける。

【００３６】像転写後感光体上の残留トナーは、帯電器
２に回収される。帯電器２へのトナーの回収性を向上さ
せるために、感光体回転方向において転写帯電器３より
も下流側で帯電器２よりも上流側に正の電圧が印加され
た繊維ブラシの補助部材を感光体１に接触させるのが良
い。即ち、この補助部材によって転写後の残留トナー
は、正帯電にそろえられるので負の電圧が印加された帯
電器２へ回収され易くなる。いったん帯電器２へ回収さ
れたトナーは、帯電器２の磁性粒子により負に摩擦帯電
され、帯電器２に印加されたＤＣ電圧と帯電器２により
帯電された感光体１の表面電位との電位差ΔＶによって
帯電器２から感光体１へ吐き出される。帯電器２へトナ
ーがいったん回収されてから感光体へ吐き出されること
によって現像器で現像動作とクリーニング動作を同時に
行う画像形成装置において、前の画像パターンが次の画
像形成時に残るのを防止できる。

【００３７】帯電器２から負帯電トナーが感光体１へ吐
き出されるのと同時に感光体１は負に帯電される。その
後トナーが存在する感光体１は、レーザービーム５で像
露光され、感光体１に静電潜像が形成される。現像器６
の現像剤担持体である現像スリーブには、静電潜像の明
部電位と暗部電位との間の現像バイアス電圧が印加さ
れ、現像スリーブから感光体の明部へトナーを付着させ
る電界が形成されるのと同時に感光体の暗部から現像ス
リーブへトナーを回収する電界が形成される。即ち現像
器６は、現像動作と同時に感光体上の残留トナーをクリ
ーニングするクリーニング動作を行う。現像時に感光体
上の残留トナー量が多過ぎると現像器によってトナーが
回収しきれなくなり、カブリトナーが感光体上に残って
しまう。

【００３８】次に、前記帯電器２を図２に基づいて説明
する。尚、図２は帯電器２の構成を示す断面図である。

【００３９】帯電器２は、容器１１と、内部に固定磁石
１２を有している非磁性材料から成るスリーブ１３と、
感光ドラム１に接触して電荷を注入する磁性粒子１４
と、該磁性粒子１４をスリーブ１３の表面に均一な厚さ
にコートする規制ブレード１５とで構成されている。
尚、非磁性ステンレス製のスリーブ１２は感光ドラム１
と同方向（時計方向）に１６５ｍｍ／ｓｅｃの周速で回
転している。即ち帯電ニップ部でスリーブ１２の回転方
向とドラム１の回転方向は逆方向である。又、非磁性ス
テンレス製の規制ブレード１５はスリーブ１３表面との
ギャップが９００μｍになるよう配置されている。

【００４０】スリーブ１３内に固定配置されている磁石
には、スリーブ１３と感光ドラム１の最近接位置から感
光ドラム回転方向上流１０°に約９００Ｇの磁極（主
極）が配置されている。この主極は、最近接位置との角
度（図ではθ）が感光ドラム回転方向上流２０°〜下流
１０°の範囲に入るようにすることが望ましい（上流１
５°〜０°であれば更に良い）。それより下流になると
主極位置に磁性粒子１４が引き付けられ、帯電ニップの
感光ドラム回転方向下流側に磁性粒子１４の滞留が発生
し易くなり、又、上流過ぎると帯電ニップを通過した磁
性粒子１４の搬送性が悪くなってその滞留が発生し易く
なる。又、帯電ニップ部に磁極がない場合は、磁性粒子
１４に働くスリーブ１３への拘束力が弱くなり、磁性粒
子１４が感光ドラム１に付着し易くなるのは明らかであ
る。尚、ここで述べている帯電ニップは帯電時に磁性粒
子１４が感光ドラム１と接触している領域を示す。

【００４１】感光ドラム１の画像領域となることになる
領域が帯電ニップにあるときＡＣ電圧とＤＣ電圧が重畳
された帯電バイアスはスリーブ１３と規制ブレード１５
に印加されている。ＤＣ電圧は必要とされる感光ドラム
１の表面電位とほぼ同じ値（本実施の形態では、−７０
０Ｖ）とした。ＡＣのピーク間電圧（以後、Ｖｐｐと記
す）としては１００Ｖ≦Ｖｐｐ≦２０００Ｖ、特に３０
０Ｖ≦Ｖｐｐ≦１２００Ｖが好ましい。Ｖｐｐがそれ以
下では帯電均一性、電位の立ち上がり向上の効果が薄
く、それ以上では磁性粒子１４の滞留や感光ドラム１へ
の付着が悪化する。周波数は１００Ｈｚ以上５０００Ｈ
ｚ以下、特に５００Ｈｚ以上２０００Ｈｚ以下が好まし
い。それ以下では磁性粒子１４の感光ドラム１への付着
悪化や、帯電均一性、電位の立ち上がり向上の効果が薄
くなり、それ以上でも帯電均一性、電位の立ち上がり性
向上の効果が得られにくくなる。尚、ＡＣの波形は矩形
波、三角波、ｓｉｎ波等が良い。

【００４２】本実施の形態では、磁性粒子１４として焼
結した強磁性体（フェライト）を還元処理をしたものを
用いたが、他に樹脂と強磁性体粉を混練して粒子状に形
成したもの、若しくはこれに抵抗値調整のために導電性
カーボン等を混ぜたものや表面処理を行ったものも同様
に用いることができる。この磁性粒子１４は、感光ドラ
ム１表面のトラップ準位に電荷を良好に注入する役割と
感光ドラム１上に生じたピンホール等の欠陥に帯電電流
が集中してしまうことに起因して生じる帯電部材及び感
光ドラム１の通電破壊を防止する役割を兼ね備えていな
ければならない。

【００４３】従って、帯電部材の抵抗値は１×１０⁴ Ω
〜１×１０⁹ Ωであることが好ましく、特に１×１０⁴
Ω〜１×１０⁷ Ωであることが好ましい。帯電部材の抵
抗値が１×１０⁴ Ω未満ではピンホールリークが生じ易
くなる傾向があり、１×１０⁹ Ωを超えると良好な電荷
の注入がしにくくなる傾向にある。又、抵抗値を上記範
囲内に制御するためには、磁性粒子１４の体積抵抗値を
１×１０⁴ Ω・ｃｍ〜１×１０⁹ Ω・ｃｍに設定するこ
とが好ましく、特に１×１０⁴ Ω・ｃｍ〜１×１０⁷ Ω
・ｃｍに設定することが望ましい。

【００４４】磁性粒子１４の体積抵抗値は図５に示すセ
ルＡを用いて測定した。即ち、セルＡに磁性粒子１４を
充填し、該磁性粒子１４に接するように電極１７及び１
８を配し、これらの電極１７，１８間に電圧を印加し、
そのとき流れる電流を測定することによって磁性粒子１
４の体積抵抗値を求めた。その測定条件は、温度２３
℃、湿度６５％の環境で充填磁性粒子１４のセルＡとの
接触面積Ｓ＝２ｃｍ² 、厚みｄ＝１ｍｍ、上部電極１８
の荷重１０ｋｇ、印加電圧１００Ｖである。尚、図５に
おいて、１７は主電極、１８は上部電極、１９は絶縁
物、２０は電流計、２１は電圧計、２２は定電圧装置、
２４はガイドリングである。

【００４５】本実施の形態において用いた磁性粒子１４
の平均粒径及び粒度分布測定におけるピークは５〜１０
０μｍの範囲にあることが粒子表面の汚染による帯電劣
化防止の観点から好ましい。

【００４６】又、本実施の形態で用いた帯電部材の抵抗
値は１×１０⁶ Ω・ｃｍであり、帯電バイアスのＤＣ成
分として−７００Ｖを印加することによって感光ドラム
１の表面電位も−７００Ｖとなった。

【００４７】以上の構成において、帯電器の磁性粒子１
４の中に予め種々の量のトナーを混合しておき、スリー
ブ１３に印加する電圧としてＤＣのみのバイアスとした
場合とＡＣを重畳したＤＣバイアスとした場合で帯電器
からドラムへトナーを吐き出させたときの磁性粒子１４
中の混入トナー量の測定を行った。混入トナー量の測定
は質量Ｃｐ（ｇ）のプラスチック容器にＣｔ（ｇ）の磁
性粒子を入れ、容器の底の裏から磁石を当てて底に磁性
粒子を拘束した状態で界面活性剤の水溶液で混入したト
ナーだけを洗い流す。その結果、容器ごと磁性粒子を乾
燥させ、容器と残留磁性粒子の合計質量Ｃｃ（ｇ）よ
り、混入トナー量（ｇ）＝Ｃｐ＋Ｃｔ＋Ｃｃで求めた。
その結果を図６に示す。

【００４８】図６（ａ）はスリープ１３にＤＣのみのバ
イアスを印加した場合の結果を示し、混入トナー量が１
００ｍｇ以下の場合、混入トナー量やΔＶは殆ど変化し
ない。又、それよりも少し多いトナーを混入させたとき
もＤＣバイアスの吐き出しにより混入トナー量は１００
ｍｇに近づいていく。従って、本実施の形態では、吐き
出し限界トナー量Ｄは１００ｍｇであると言える。又、
混入トナー量が初め５００ｍｇ以上では、時間の経過に
伴い、混入トナー量が増加していく。これは混入トナー
量が多過ぎると、ΔＶが大きくなって多量のトナーを感
光体へ吐き出し、現像部で多量のトナーを回収しきれず
カブリが発生し、カブリトナーが帯電器に再び入って更
にΔＶを大きくするためである。混入トナー量が或る値
のときには、吐き出しトナー量とカブリトナー量が釣り
合って混入トナー量が変化しないことが考えられ、その
ときの混入トナー量をトナー混入限界量（図中Ａ）とす
る。

【００４９】一方、図６（ｂ）はＡＣとＤＣ重畳バイア
スをスリーブ１３に印加した場合の結果を示すが、この
場合はＤＣのみの場合より帯電性が良く、感光ドラム表
面電位と印加バイアスとの電位差ΔＶが小さくなるた
め、吐き出し限界トナー量Ｅ及びトナー混入限界量（図
中Ｂ）はＤＣのみのバイアスの場合よりも多くなる。従
って、図６において、混入トナー量がＡとＢの間の場合
は、先ずＡＣとＤＣの重畳バイアスで吐き出した後にＡ
ＣなしのＤＣのバイアスで更に吐き出しを行うことによ
って、現像でのカブリを防止し、吐き出しトナーを回収
することができる。このようにスリーブ１３に最初にＡ
ＣとＤＣの重畳バイアスを印加し、その後ＡＣなしのＤ
Ｃバイアスを印加した方が、吐き出し可能なトナーの混
入限界量を小さくすることができると共に吐き出し可能
なトナーの限界量も小さくすることができる。

【００５０】実際の紙詰まり時や停電時において、感光
ドラム表面の未転写トナー量の最大値は約１２０ｍｇ
（レジストローラと転写帯電器間での紙詰まりや停電
時）であるため、予め帯電磁性粒子に５００ｍｇのトナ
ーを混入させてＡＣ＋ＤＣバイアスの印加時間を変化さ
せて現像でのカブリトナーの有無を見た。表１に示す通
り、ＡＣ＋ＤＣバイアスを１５ｓｅｃ以上印加した後に
ＤＣのみのバイアスに切り換えればカブリが発生しない
ことが分かる。しかしながら、ＡＣとＤＣの重畳バイア
スが１５ｓｅｃより小さいとカブリはあまり発生しない
ものの１５ｓｅｃ以上と比べて現像スリーブに印加する
現像バイアス電圧のラチチュードがかなり狭い。又、Ａ
ＣとＤＣの重畳バイアスを全く印加せず、最初からＡＣ
なしのＤＣを印加した場合にはカブリが発生した。

【００５１】

【表１】

【００５２】従って、画像形成の途中でジャムや停電が
生じて画像形成装置が停止した場合、次に装置の電源が
投入されてから装置が画像形成が開始可能なスタンバイ
状態となるまでの間にまず帯電スリーブ１３にＡＣとＤ
Ｃの重畳バイアスを印加してΔＶを小さくし、次にＡＣ
なしのＤＣを印加してΔＶを大きくする。

【００５３】なお、画像形成動作が完了しないうちにジ
ャムが発生検出されると電源オフ状態となり、前とびら
を開けてジャム処理した後で前とびらを閉じることによ
って装置は再起動される。

【００５４】更に、通常のメイン電源投入を行う毎に電
源投入からスタンバイ状態となるまでの間で帯電スリー
ブ１３にＡＣとＤＣの重畳バイアスを印加し、次にＡＣ
なしのＤＣを印加するようにしても良い。

【００５５】このように帯電器２から感光ドラム１への
トナー吐き出しシーケンスを行うことによって、現像時
のトナーカブリと帯電器からドラムへの磁性粒子の付着
とを生じることなく、帯電器からドラムへのトナーの吐
き出しを効率的に行うことができた。

【００５６】〈実施の形態２〉実施例１でＡＣとＤＣの
重畳バイアスからＡＣなしのＤＣに切りかえたのに対し
て本実施の形態では、印加バイアスのＡＣ成分のＶｐｐ
を徐々に小さくすることによってカブリの生じないトナ
ー吐き出しを行った。

【００５７】即ち、画像形成の途中でジャムや停電が生
じて画像形成装置が停止した場合、次に装置の電源が再
投入されてから装置がスタンバイ状態となるまでの間に
帯電スリーブ１３に印加されたＡＣとＤＣの重畳電圧の
うちＡＣのピーク間電圧を徐々に減衰させた。

【００５８】表２にはピーク間電圧Ｖｐｐの減衰速度
（Ｖ／ｓｅｃ）と現像時のカブリの発生の有無との関係
を示す。

【００５９】ＡＣのＶｐｐの減衰速度を２０，３０，４
０，５０，６０，７０Ｖ／ｓｅｃで行ったところ、表２
に示すように２０〜５０Ｖ／ｓｅｃでは現像バイアスの
ラチチュードが広くカブリのない吐き出しが可能であっ
たが、それ以上では吐き出しトナーによる現像時のカブ
リの発生を防止するために現像バイアスのラチチュード
が狭くなった。

【００６０】

【表２】

【００６１】〈実施の形態３〉本発明の形態では、図８
のように前記実施の形態１における転写位置と帯電位置
の間にある前露光装置の代わりに補助部材である固定ブ
ラシ４を感光ドラム表面に当接し、帯電器の帯電と極性
と逆極性の電圧を印加することによって感光ドラムの電
位を約０Ｖに除電したところ、実施の形態１と同等の効
果が得られた。尚、固定ブラシ４の他にコロナ帯電器等
によって感光ドラムの電位を約０Ｖに除電しても同様の
効果が得られることは明らかである。

【００６２】固定ブラシ４には前記電圧に加えて更にＡ
Ｃ電圧を重畳印加させても良いし、ＤＣ電圧なしのＡＣ
電圧を印加しても良い。

【００６３】〈実施の形態４〉本実施の形態では、前記
実施の形態１における転写位置と帯電位置の間にある前
露光装置を無くし、帯電器からドラムへのトナー吐き出
し中に正の電圧が印加された転写帯電器によって感光ド
ラムの電位を約０Ｖに除電したところ、実施の形態１と
同等の効果が得られた。このようにドラム電位を０Ｖと
した方がドラム電位を負になっているときよりもトナー
吐き出し効果が向上する。

【００６４】以上の全ての実施例において、画像形成が
完了しないで装置が停止した場合、次に装置の電源が再
び投入されてからスタンバイ状態となるまでの間に帯電
器に交流電圧と直流電圧の重畳電圧を印加する時間を、
画像形成が完了しないで停止した状態によって変化させ
る調整装置を設けることが好ましい。即ち、重畳電圧を
印加する時間は、装置が停止状態で像担持体上の未転写
トナーが多いほど長くするのが良い。

【００６５】例えば定着器のところでジャムが発生した
場合には、装置をすぐに停止した方が良く、未転写トナ
ーが多くなるが、給紙の位置でジャムが発生した場合に
転写位置に転写材がある場合には、転写位置の転写材へ
トナー像を転写させてこの転写材を装置外へ排出させる
ようにすれば未転写トナーを減らすことができる。従っ
てジャムの発生位置に応じて重畳電圧を印加する時間を
変えるのが良い。

【００６６】更に、画像形成が完了しないで停止状態と
なるときの画像比率が多いほど重畳電圧を印加する時間
を長くすることが、帯電器のクリーニング効率を向上さ
せるのに好ましい。画像比率は画像信号（ビデオ信号）
によって認識することが可能である。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば画像
形成の途中で画像形成装置が停止した場合、装置の再起
動の後、帯電部材と像担持体との電位差を変化させるこ
とができるので帯電部材から像担持体へのトナーの移動
を効率的に行い、帯電性の低下を防止することができ
る。又、帯電部材から像担持体へ一度に大量のトナーが
移動することにより生じる現像カブリを防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る帯電装置を備える画像形成装置要
部の構成図である。

【図２】本発明に係る帯電装置の構成図である。

【図３】注入帯電の等価回路を示す図である。

【図４】ベルト転写装置の構成を示す図である。

【図５】磁性粒子の電気抵抗値の測定方法を示す図であ
る。

【図６】注入帯電器からのトナー吐き出しによるトナー
濃度の推移を示す図である。

【図７】感光体の層構成を示す断面図。

【図８】画像形成装置の第３実施例を示す構成図。

【符号の説明】

１感光体２帯電器３転写帯電器６現像器１１容器１２磁石１３スリーブ１４磁性粒子１５規制ブレード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小宮義行東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開平９−211938（ＪＰ，Ａ) 特開平９−230750（ＪＰ，Ａ) 特開平４−34566（ＪＰ，Ａ) 特開平２−171783（ＪＰ，Ａ) 特開平９−212038（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、前記像担持体に接触可能で
像担持体上の残留トナーの回収及び、回収したトナーの
像担持体への吐き出しが可能であり、帯電時交流と直流
が重畳した帯電電圧が印加される帯電部材と、前記帯電
部材による帯電を用いて前記像担持体に形成された静電
像をトナーで現像してトナー像を形成する現像手段であ
って、前記像担持体上の残留トナーをクリーニングする
ことが可能である現像手段と、前記トナー像を転写材へ
転写する転写手段と、を有する画像形成装置において、画像形成の途中で前記装置が停止した場合、前記装置の
再起動の後、前記帯電部材に、交流電圧と直流電圧との
重畳電圧で残留トナーの回収及び像担持体へのトナーの
吐き出しを行った後交流電圧なしの直流電圧を印加して
像担持体へのトナーの吐き出しを行うことを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】前記像担持体の画像領域となることにな
る領域が前記帯電部材によって前記像担持体が帯電され
る帯電位置にあるとき前記帯電部材には、交流電圧と直
流電圧の重畳電圧が印加されることを特徴とする請求項
１の画像形成装置。
【請求項３】前記装置は、前記像担持体の移動方向に
おいて前記トナー像が転写材へ転写される転写位置によ
りも下流側でかつ前記帯電部材によって前記像担持体が
帯電される位置よりも上流側に設けられ、前記残留トナ
ーを前記帯電部材の帯電極性と逆極性に帯電する補助部
材を有することを特徴とする請求項１又は２の画像形成
装置。
【請求項４】前記装置は、前記像担持体の移動方向に
おいて、前記トナー像が転写材へ転写される転写位置よ
りも下流側でかつ前記帯電部材によって前記像担持体が
帯電される位置よりも上流側に設けられ、前記帯電部材
の帯電極性と逆極性の電圧が印加された繊維ブラシを備
えることを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
【請求項５】前記帯電部材に前記重畳電圧が印加され
る時間は、前記装置が停止した場合の転写材のジャム発
生位置に応じて変えられることを特徴とする請求項１乃
至４のいずれかの画像形成装置。
【請求項６】前記帯電部材に前記重畳電圧が印加され
る時間は、前記装置が停止した場合の画像比率に応じて
変えられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
の画像形成装置。
【請求項７】前記帯電部材は、前記像担持体に接触可
能な磁性粒子の磁気ブラシを備えることを特徴とする請
求項１乃至６のいずれかの画像形成装置。
【請求項８】前記帯電部材は、前記帯電部材と前記像
担持体との接触部において前記像担持体を注入帯電する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかの画像形成
装置。
【請求項９】前記像担持体は、体積抵抗率が１×１０
^１０〜１×１０^１４Ωｃｍである表面層を備えることを
特徴とする請求項１乃至８のいずれかの画像形成装置。
【請求項１０】前記像担持体は、前記表面層の内側に
電子写真感光層を備えることを特徴とする請求項９の画
像形成装置。
【請求項１１】像担持体と、前記像担持体に接触可能
で像担持体上の残留トナーの回収及び、回収したトナー
の像担持体への吐き出しが可能であり、帯電時交流と直
流が重畳した帯電電圧が印加される帯電部材と、前記帯
電部材による帯電を用いて前記像担持体に形成された静
電像をトナーで現像してトナー像を形成する現像手段で
あって、前記像担持体上の残留トナーをクリーニングす
ることが可能である現像手段と、前記トナー像を転写材
へ転写する転写手段と、を有する画像形成装置におい
て、画像形成の途中で前記装置が停止した場合、前記装置の
再起動の後、前記帯電部材に、交流電圧と直流電圧との
重畳電圧で残留トナーの回収及び像担持体へのトナーの
吐き出しを行った後交流電圧のピーク間電圧を減少させ
て像担持体へのトナーの吐き出しを行うことを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項１２】前記像担持体の画像領域となることに
なる領域が前記帯電部材によって前記像担持体が帯電さ
れる帯電位置にあるとき前記帯電部材には、交流電圧と
直流電圧の重畳電圧が印加されることを特徴とする請求
項１１の画像形成装置。
【請求項１３】前記装置は、前記像担持体の移動方向
において前記トナー像が転写材へ転写される転写位置に
よりも下流側でかつ前記帯電部材によって前記像担持体
が帯電される位置よりも上流側に設けられ、前記残留ト
ナーを前記帯電部材の帯電極性と逆極性に帯電する補助
部材を有することを特徴とする請求項１１又は１２の画
像形成装置。
【請求項１４】前記装置は、前記像担持体の移動方向
において、前記トナー像が転写材へ転写される転写位置
よりも下流側でかつ前記帯電部材によって前記像担持体
が帯電される位置よりも上流側に設けられ、前記帯電部
材の帯電極性と逆極性の電圧が印加された繊維ブラシを
備えることを特徴とする請求項１１又は１２の画像形成
装置。
【請求項１５】前記帯電部材は、前記像担持体に接触
可能な磁性粒子の磁気ブラシを備えることを特徴とする
請求項１１乃至１４の画像形成装置。
【請求項１６】前記帯電部材は、前記帯電部材と前記
像担持体との接触部において前記像担持体を注入帯電す
ることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれかの画
像形成装置。
【請求項１７】前記像担持体は、体積抵抗率が１×１
０^１０〜１×１０^１４Ωｃｍである表面層を備えること
を特徴とする請求項１１乃至１６のいずれかの画像形成
装置。
【請求項１８】前記像担持体は、前記表面層の内側に
電子写真感光層を備えることを特徴とする請求項１７の
画像形成装置。
【請求項１９】像担持体と、前記像担持体に接触可能
で像担持体上の残留トナーの回収及び、回収したトナー
の像担持体への吐き出しが可能であり、帯電時交流と直
流が重畳した帯電電圧が印加される帯電部材と、前記帯
電部材による帯電を用いて前記像担持体に形成された静
電像をトナーで現像してトナー像を形成する現像手段で
あって、前記像担持体上の残留トナーをクリーニングす
ることが可能である現像手段と、前記トナー像を転写材
へ転写する転写手段と、を有する画像形成装置におい
て、画像形成の途中で前記装置が停止した場合、前記装置の
再起動の後、前記帯電部材に印加される直流電圧と、前
記帯電部材によって帯電される前記像担持体の電位と、
の電位差を第１の値として残留トナーの回収及び吐き出
しを行った後で前記第１の値より小さい第２の値で像担
持体へのトナーの吐き出しを行うことを特徴とする画像
形成装置。
【請求項２０】前記装置は、前記像担持体の移動方向
において前記トナー像が転写材へ転写される転写位置に
よりも下流側でかつ前記帯電部材によって前記像担持体
が帯電される位置よりも上流側に設けられ、前記残留ト
ナーを前記帯電部材の帯電極性と逆極性に帯電する補助
部材を有することを特徴とする請求項１９の画像形成装
置。
【請求項２１】前記装置は、前記像担持体の移動方向
において、前記トナー像が転写材へ転写される転写位置
よりも下流側でかつ前記帯電部材によって前記像担持体
が帯電される位置よりも上流側に設けられ、前記帯電部
材の帯電極性と逆極性の電圧が印加された繊維ブラシを
備えることを特徴とする請求項１９の画像形成装置。
【請求項２２】前記帯電部材は、前記像担持体に接触
可能な磁性粒子の磁気ブラシを備えることを特徴とする
請求項１９乃至２１のいずれかの画像形成装置。
【請求項２３】前記帯電部材は、前記帯電部材と前記
像担持体との接触部において前記像担持体を注入帯電す
ることを特徴とする請求項１９乃至２２のいずれかの画
像形成装置。
【請求項２４】前記像担持体は、体積抵抗率が１×１
０^１０〜１×１０^１４Ωｃｍである表面層を備えること
を特徴とする請求項１９乃至２３のいずれかの画像形成
装置。
【請求項２５】前記像担持体は、前記表面層の内側に
電子写真感光層を備えることを特徴とする請求項２４の
画像形成装置。