JPH0486881A

JPH0486881A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0486881A
Application number: JP2203120A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Kikuchi; 和彦菊地; Shigeto Yoshida; 成人吉田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-07-31
Filing date: 1990-07-31
Publication date: 1992-03-19
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: US5146285A; JP2714234B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、画像形成装置に関する。

（従来の技術）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、像担持体としての感光体ドラム
上に静電潜像を形成後、この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
感光体ドラム上には静電潜像および転写しきれない現像
剤が残存するため、この残存現像剤をクリーニング装置
により除去するとともに、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、それ
に応えるべく様々な開発が行われている。

例えば、時開昭和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、感光体ドラムが一回目にこの現像装
置を通過する際には、この装置は静電潜像を現像し、続
いて２回目にこの装置を通過する際には転写後の残留像
を清掃させるものである。

しかし、従来のこの方法では、１回の記録つき、感光体
ドラムを現像装置に対して２回通過させるために、記録
スピードが半分になってしまうとともに、感光体ドラム
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、必然的に感光体ドラムを比較的大きな寸法に
しなければならなくなり、装置の小形化が困難となる。

一方、米国特許番号３８４９２６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の清掃とを同時に行う現像装置を用
いることにより、上述した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。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、この装置では、転写後の残留像が残って
いる感光体ドラムの上に次の帯電や静電潜像の形成、現
像を行うことになる。

従って、帯電においては、残存している潜像及びトナー
像にさらに重ねて帯電を行うこととなる。

さらに、この転写残留トナー像の上から次の像の露光を
行うため露光ムラが生じ、均一な帯電および潜像の形成
が損なわれてしまい、前工程の残像が、いわゆるメモリ
画像として、次の画面に重なって現れ、画像が不鮮明に
なるという欠点がある。

このような現象は、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
残留像とが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に除去できないことがある。残存
した現像剤像は、残像メモリとしてそのまま用紙に転写
されてしまう。

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、小形
化が可能で、鮮明な画像を得ることのできる画像形成装
置を提供するものである。

［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、像担持体の表面
に潜像を形成する潜像形成手段と、この潜像形成手段に
より形成された潜像を現像剤を用いて可視化するととも
に、前記像担持体の表面に残存す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前記像担持体の
表面に付着した現像剤を転写材に転写する転写手段と、
この転写手段よる転写がされた後に、前記像担持体の表
面に残存する現像剤を撹乱する撹乱手段とを具備する画
像形成装置において、前記撹乱手段は、前記像担持体の
回転方向に対し所定の角度をもった凹凸部が前記像担持
体に対し摺接する摺接部材からなり、かつこの摺接部材
に交流または交流と直流とを重畳したバイアス電圧を印
加してなるものである。

また、像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と
、この潜像形成手段により形成された潜像を現像剤を用
いて可視化するとともに、前記像担持体の表面に残存す
る現像剤を除去する現像清掃手段と、この現像清掃手段
により前記像担持体の表面に付着した現像剤を転写材に
転写する転写手段と、この転写手段よる転写がされた後
に、前記像担持体の表面に残存する現像剤を撹乱する撹
乱手段とを具備する画像形成装置において、前記撹乱手
段は、前記像担持体の回転方向に対し所定の角度をもっ
た凹凸部が前記像担持体に対し摺接するローラからなり
、かっこのローラが像担持体と所定の周速差をもって回
転されるものである。

（作用）本発明では、像担持体の回転方向に対し所定の角度をも
った凹凸部が像担持体に対し摺接する摺接部材に交流ま
たは交流と直流とを重畳したバイアス電圧を印加してな
る現像剤撹乱手段により、像担持体上に残留した現像剤
を撹乱及び非パターン化している。

従って、残留した現像剤を撹乱・非パターン化すること
で、残留現像剤による露光ムラが減るため、小型の像担
持体で鮮明な画像を得ることができる。

（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、本発明に係わる電子複写装置の内部構成を示
すもので、その本体Ｈの略中央部には、記録すべき用紙
の面積よりも小さな記録面を有する（即ち、小径の）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。

この感光体ドラム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４０關である。ま
た、感光体ドラ１の周囲にはその回転方向に沿って、除
電手段７、現像剤撹乱手段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。

まず、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−５０
０〜−８００■に帯電させる。続いて、スコロトロン帯
電器３により帯電させた帯電領域にＥＬ（エツジエミッ
タアレイ）からなる静電潜像形成手段４から画像情報に
応じた光ビーム８を照射して露光させ、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同等支障はない。

感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像は、感光体
ドラム１の回転により現像清掃装置５と対面する現像清
掃位置に搬送される。この現像清掃装置５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が設
けられている。また、このホッパ９内の現像剤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、１０２〜１０８Ω（１）の電
気抵抗を有する図示されない導電性表面層と、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重二％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
と導通している。これにより、現像および清掃時に所定
の現像バイアスが表面層に印加される。また、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か送り出され、これが弾性的な変形に
より、静電潜像が形成された感光体ドラム１にニップ幅
をもって接触し、トナーＴを付着させてトナー像が形成
される。この場合、トナーＴは光の照射域に付着する、
いわゆる反転現像となる。なお、トナーＴはブレード１
３及び現像ローラ１０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１０には約−１５０〜４５０■
の電圧が印加される。

現像後のトナー像は、さらに感光体ドラム１の回転によ
り転写ローラ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の表面上のトナー像はこのバイアスの静電気的
により用紙Ｐに引寄せられて転写される。

ユニにおいて、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か回転軸に与えら
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重全パーセント混合してなる導通
部を介して、ローラ表面の１０５〜１０９Ωａｍ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、平滑性と低摩擦性を備えた材
質が好ましい。本実施例では、導電性ポリフッ化樹脂、
導電性ポリエステル等を用い、クリーニングブレードに
より良好なりリーニングが行われている。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°の柔軟なものを用いるのが、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
。

さらに、転写後の用紙Ｐは定着器２１に送られ、ここで
トナー像が用紙Ｐに溶融定着された後、装置から排出さ
れる。

転写後の感光体ドラムｌ上に残った転写残留トナー及び
静電潜像は、除電手段７を通過することで、おおかた除
電される。さらに、現像剤撹乱手段２の導電性ブラン２
ａが、感光体ドラム１の回転とともに摺擦して、転写残
留トナーは十分に撹乱・非バタン化される。

このように、静電潜像が消去され、転写残留トナーも非
バタン化された後、感光体ドラム１は、帯電手段である
スコロトロン３により所定の電位に帯電される。この際
、感光体ドラム１上に非バタン化され、霧状に散乱して
いる転写残留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て、上述の工程を繰返す
。

ここで、除電手段７は、赤色のＬＥＤを使用しているが
、転写残留トナーの上から感光体の電荷を除電するため
には、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。即ち、除電ランプを光源とした
ときの半減光量の約８倍〜２０倍の光量を必要とする。

また、前記現像剤撹乱手段２は、現像材撹乱部材として
１０’〜１０９Ω印の電気抵抗を有する繊維（商品名ト
レカ、カイノール等）で作られた摺接部材（以下、ブラ
シ）２ａを有している。このブラシ２ａは、感光体ドラ
ム１に摺接するよう配置されるとともに、プラスに偏奇
され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、わすかながら用紙
Ｐに転写し切れなかったトナーおよび静電潜像が残留し
ている。残留している静電潜像は、除電手段７である赤
色ＬＥＤにより消去される。

しかし、転写残留トナーが光を遮蔽するため、クリーニ
ング装置を有するも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。

さらに、転写残留トナー像は現像剤撹乱手段２に搬送さ
れて非バタン化される。現像剤撹乱手段２では、前述の
通り、ブラシ２ａを転写残留トナー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はして、判読不良
な状態まで細かく残留像を乱す。よって、現像剤撹乱手
段２を通過した後の感光体ドラム１表面上の転写残留ト
ナー像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は有していない。このように、
転写残留トナー像が、十分非バタン化された後、帯電工
程に戻る。

スフロトロン帯電器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
成された静電潜像の露光部（トナーが付着すべき画像部
）および非露光部（非画像部）のどちらにおいても先の
ローラ転写により大幅に減少している上、転写残留トナ
ーは、はぼ均一かつ十分に薄く散らされているので、露
光ムラが生じない。従って、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ＪＩ
Ｓゴム硬度Ｊｌｌｌ定法て３０〜７０°の弾性を有する
とともに１０２〜１０８の導電性を有するようにするた
め、現像ローラ１０に線荷重として２０〜１５０ｇ／ｃ
ｍの荷重を加え、かつ　１．５〜４倍の速度差をもって
押圧摺接させる。これにより、　１〜４■の接触幅にツ
ブ）を生じ、このニップにおいて、転写残留トナーと現
像ローラ１０上のトナーＴとが撹乱摺擦されるため、強
い摩擦力か生じて、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、付むしていたトナ
ーＴは次々に現像清掃装置５に弓付けられて回収される
。即ち、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
か付着するとともに、同時に非画像領域（非画像部）に
付着している転写残留トナーは、現像ローラ１０に引付
けられて回収される。この場合、転写残留トナーは少量
で、かつ現像剤撹乱手段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は転写残留トナーを効
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を型抜回転させて重複
使用し、−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
）は第２図（ａ）に斜線で示したように、バイアス条件
は直流＋６００■、交流１６００Ｖ　、　２に１１ｚで
ある。

同しく、従来の転写コロナによる測定を同図（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％以下の転写効率とな
ってしまう。

従って、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
転写残留トナーが増大し、現像剤撹乱手段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、現像剤撹乱手段２に蓄積されるトナーか増
加することを意味し、機内汚れを発生させたり、転写残
留トナーの非バタン能力の低下を引起こす。現像剤撹乱
手段２の転写残留トナーの非バタン化能力が低下すると
、全行程の残像のメモリ画像か発生したり、現像清掃装
置５で十分クリーニングを行うことができす、カブリか
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、極めて高効率で、かつ広範囲な動作環
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でき、転写後の感光体ドラム１
に残留する付着物が極めて減少し、転写残留トナーの電
荷の逆転も発生しないため、メモリ画像の発生を防止す
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）
が防止されるとともに、用紙Ｐのサイズや質による影響
が少なく、鮮明な画像が用紙Ｐに転写される。

また、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か皆
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、現像剤撹乱手段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。

第３図に示すように、現像剤撹乱手段２のブラシ２ａは
ローラ等とは異なり表面に、感光体ドラム１との当接部
において感光体ドラム１の回転方向に対して方向性（配
向角α）をもって凹凸が設けられている。

また、現像剤撹乱手段２には交流バイアスが印加されて
いるため、転写残留トナーはブラシ２ａと感光体ドラム
１の間で転移・逆転移を繰返す。

従って、感光体ドラム１の回転にともない、転移・逆転
移を繰返していくうちに、転写残留トナーが付着する感
光体トラム１の位置か徐々に変わり、転写時に残留した
文字やライン等のパターンが乱され、現像剤撹乱手段２
を通過した後にはパターン情報か失われている。

なお、配向角αは、あまり角度が大きくなると感光体ド
ラム１の駆動トルクか増大するたけてなく、現像剤撹乱
手段２からトナーが逆転移する際に感光体ドラム１上に
横ラインを形成しやすいため、５°〜６０″　もしくは
−６０°〜−５ｏ１好ましくはｌＯ°〜４５°もしくは
−ＩＯ９〜−４５°の範囲とすることで良好な効果が得
られた。

また、現像剤撹乱手段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は、トナーの平均粒径より
も大きくないと現像剤撹乱手段２からトナーか逆転移す
る際に感光体ドラム１へ付着する位置がすれにくいこと
がわかった。

即ち、本実施例の現像剤撹乱手段２であるブラシ２ａに
おいては、第４図に示される如く、ブラシ２ａの繊維２
ｂ、２ｂ間と感光体ドラム１ｓによって構成される空間
ＺがトナーＴの平均粒径よりも大きいことが条件となり
、トナーＴの平均粒半径をｒｔ（μｍ）、ブラシ２ａの
繊維２ｂの半径をｒ（μｍ）とすれば、ｒ＞ＳＱＲ［（ｒ＋ｒｔ）　２−ｒ２］＋ｒｔとなり、
上記不等式を整理すると、ｒ＞４ｒｔとなる。

従って、ブラシ２ａの繊維２ｂの半径ｒはトナーＴの平
均粒半径ｒｔの４倍以上あればよく、これは実験による
結果とも一致した。

なお、上記現像剤撹乱手段２の効果は交流バイアスの時
に限らず、直流のみのときでもよく、また、ブラシ２ａ
については、第５図に示すように複数設けてもよい。

以上のように、交流成分を有するバイアスを印加するこ
とおよび現像剤撹乱手段２に前述のような形状のものを
用いることにより、転写残留トナーの転移・逆転移を繰
返し発生させ、転写残留トナーの非パターン化を達成す
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以上ないと起こら
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−５５０
Ｖ、露光部電位が一７０ｖ１直流成分がＯｖである場合
、交流のピークｔｏピークは７４０Ｖ以上で効果を得る
ことができる。

しかし、十分に転写残留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
逆の直流バイアスを重畳させてトナーを吸着させる一方
、一部のトナーは非パターン化しつつ感光体ドラム１に
逆転移させることが望ましい。よって、交流にプラスの
直流を重畳したバイアスを印加することが有効である。

例えば、直流成分が＋２００ｖの場合、交流はピークｔ
ｏピークで１１４０Ｖ以上で良好な効果が得られる。

しかしながら、十方向に直流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にトナーが
蓄積しゃすい。このため、紙間やイニシャライズ動作時
、プリント終了動作時に積極的にトナーを吐出す動作を
させることが望ましい。吐出し動作としては、紙間やイ
ニシャライズ動作時、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か考えられる。

また、十分に転写残留トナー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。例えば、第３図に示す構成のブラシを用いて、直流
＋４００■と交流１４００Ｖ　　（ピークｔｏピーク）
を印加して、周波数を２００）１ｚがら５ｋＨｚまで変
化させた時の画像メモリの発生を調べた結果を第７図に
示す。なお、この時のブラシの構成は、図示を省略した
が直径２０〜２００μｍ１抵抗値約１０’Ω・印の繊維
を布に縫い付け、それを、アルミ板でかしめて形成した
ものとなっている。

ブランの突出し長さは約８１１１１Ｓ％長さは感光体ド
ラムの回転方向の上流に当接する部分稈長くなっている
。

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。

転写残留トナー像か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一５５
０■に帯電される。

この時、転写残留トナーは、帯電コロナにより、強くマ
イナスにチャージされる。

この転写残留トナー像の部分か次のプロセスサイクルに
おいて非画像部となる場合、つまり露光が行われない場
合、転写残留トナーは現像清掃器５により感光体ドラム
１から除去されるべきである。

しかしながら、転写残留トナーが多く、シかも十分に非
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、転写残留トナーが転写手段６において用紙
Ｐに転写され、白地に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、転写残留トナ一部分が、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
である場合、転写残留トナーが露光を遮断するため、感
光体ドラム′１の表面電位が減衰しないか、転写残留ト
ナーのない部分より減衰が少なくなる。

この状態で現像が行われると、転写残留トナーのある部
分は現像電界が弱まるため、ベタやハーフトーンの中が
転写残留トナーのパターンで抜けたり、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７図は、交流周波数を変化させて面積率５０％のハー
フトーン中の２ドツ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１１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７図の実線で示す通り、本実施例では約３００１１ｚ
から４ｋｌｌｚ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。

本実施例では、プロセス速度を７２ｍｌ１／ｓｅｃ、ブ
ラン２ａと感光体トラム１とのニップ幅をほぼ　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、２
０回以上の転移・逆転移を行うことにより転写残留トナ
ー像の非パターン化が達成されていることがわかる。

また、ブラシ２ａ感光体ドラム１とのニップ幅をほぼ２
ｍｍにして同様のテストを行った場合、約７００１１ｚ
から４　ｋ　Ｈｚ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。このとき約２３程度度の転移
・逆転移が行われて、転写残留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てきないため、約４　
ｋ　Ｉｔ　ｚを超える周波数では転写残留トナの非パタ
ーン化の効率か低下している。

次に、転写ローラ６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６に交流バイアスを印加することにより、転
写領域でトナーは振動電界を受け、揺り動かされる。こ
れにより、転写感度か高くなり、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。

転写方式において接触式は、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、ラインや文字等の転
写中抜けが発生しやすい。

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、転写ローラ６と感光体ドラム１こ速度差を持た
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、微視的にトナー像を崩す
のと同等の効果が得られる。

転写バイアスを直流＋６００■、交流２１００Ｖ　　（
ピクｔｏピーク）の条件で、周波数を２００Ｈｚから５
ｋＨｚ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結果、適正周波数領域は
［１００１１２から３　、５　ｋ　ｌ（ｚてあった。こ
の理由は、プラン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く、
周波数が高すぎると電界の変化に追従できすやはり転写
中抜けか発生しやすいからである。なお、この時の転写
ニップ幅は約２．５１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
せずに転写ニップ幅を約４１１Ｉ＋１にして同様の実験
を行った結果、適正周波数領域は４００１１ｚ〜３．５
ｋｌｌｚ程度であった。

以上の結果から、転写ニップにおいて２０周期以上の振
動か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、ブラシバイアス直流＋４００■、交流
１４００Ｖｐｐ　、周波数２　ｋ　ＩＩ　ｚ、転写バイ
アス直流＋６０ＯＬ交流２１００Ｖｐｐ　、周波数２　
ｋ　Ｈｚ　、表面電位−５５０■、露光部電位−７０■
、紙間では転写バイアス、プランバイアスともにＯＦＦ
の条件にて２万枚の印字テストを行ったところ、転写抜
け、メモリ画像ともにない良好な印字が維持された。

以上説明してきたように、現像剤撹乱手段２に交流バイ
アスを印加して、転写残留トナー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。

さらに、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、十分に感光体トラム］とブ
ラシ２ａとの間でトナーの転移・逆転移が行われないた
め、転写残留トナーの非パターン化が十分性われず、メ
モリ画像や画像ムラが発生する。

また、接触転写を行うことにより、多湿環境でも転写効
率か良好で転写抜は等のない良好な転写を行うことがで
きる。さらに、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。現像剤撹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、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。転写効率を高めること、多湿環境にお
いても転写抜は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、クリーナレスプロセ
スにおいて現像剤撹乱手段と転写手段を併用すると効果
は絶大である。

第１図の電子複写装置で、ブラシバイアスとして直流＋
４００■と交流１４００Ｖｐｐ　、周波数２ｋｌｌｚを
、転写ローラバイアスとして直流＋６００ｖと交流２１
００Ｖｐｐ、周波数２ｋｌｌｚを重畳したものを印加し
、感光体表面電位−５５０■、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
が維持された。

また、現像剤撹乱部材としての摺接部材の例として、導
電性もしくは抵抗性を有するブラシ２ａを使用したもの
について説明したが、感光体ドラム１との当接部か前記
感光体ドラム１の回転方向二対して方向性をもった凹凸
部を有する形状であればよく、導電性もしくは抵抗性を
有するシート状のものやローラ状のものでもよい。さら
に、材質としては４電性もしくは抵抗性を有するスポン
ジ、ラバー等のように、バイアスを印加しながら感光体
ドラム１に摺接可能な部材であればよい。

例えば、第８図は、ブラシ２ａとして抵抗１０３〜１０
９Ω印の導電性のシート３０を用いた例である。材質と
してはポリフッ化ビニリデン、テフロン、高分子ポリエ
チレン等を使用し、感光体ドラム１との摺接部には同図
（ｂ）に示されるような配向角αの方向性をもった凹凸
部が設けられている。この凹凸部は同図（ｃ）のように
なっており、感光体ドラム１とで構成される空間Ｚは前
述の如く、使用されるトナーの平均粒子径よりも大きく
設定される。なお、同図に示す凹凸部形状は矩形である
が、本発明の意図するところにおいては、矩形に限らす
、円形、正弦曲線形等でもよいことはいうまでもない。

また、第９図は、現像剤撹乱部材として抵抗１０３〜１
０９Ω印の導電性の現像剤撹乱ローラ３］を用いた例で
ある。材質としてはポリウレタン、ポリカーボネート等
からなる発泡材を使用し、この発泡材の表面にリート角
αのスパイラルミゾを設すている。ミゾ部は同図（Ｃ）
のようになっており、感光体ドラム１とて構成される空
間Ｚは前述の如く使用されるトナーの平均粒子径よりも
大きく設定される。例えば、抵抗値１０５Ω印程度のウ
レタン発泡材の表面に幅１〜５ｍｍ、深さ　０．１〜２
０ｍ＋ｓ程度のみぞが設けられている。さらに、この現
像剤撹乱ローラ３１を用いた現像剤像撹乱手段２では、
現像剤撹乱ローラ３１を感光体ドラム１の周速の１．１
〜３．０倍径度の周速で、感光体ドラム１と同方向（Ｗ
ＩＴｌｌ）に回転させており、感光体ドラム１とのニッ
プ幅か　１０〜６　、０　ｍｍ程度の範囲で良好な画像
が得られた。

この現像剤撹乱ローラ３１を用い、直流＋４００ｖと交
流１４００Ｖ　　（ピークｔｏピーク）を印加して、周
波数を２００１１２から５　ｋ　Ｉｆ　ｚまで変化させ
た時の画像メモリの発生を調べたところ、第７図と同様
の結果が得られた。

また、この例でも、交流バイアスを印加して２０回以上
の転移・逆転移を行うことにより転写残留トナー像の非
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す、転移・逆転移を行
うことができないため、約４ｋＨｚを超える周波数では
転写残留トナーの非パターン化の効率が低下している。

なお、感光体ドラム１との周速差を有していれば、感光
体ドラム１と逆方向（ＡＧＡＩＮＳＴ　）に回転させて
もよい。

さらに、現像剤撹乱ローラ３１は、第１０図に示したよ
うにポリウレタン、ポリカーボネート等からなる発泡材
４１の表面に、ポリフッ化ビニリデン、テフロン、高分
子ポリエチレン等の導電性のシート４３を被覆したもの
を使用し、このローラの表面にリード角αのスパイラル
ミゾ（図示略）を設けても同様の効果が得られる。

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。

また、摺接部材として導電性または抵抗性を有するブラ
シ２ａの自由端を、感光体ドラム１の回転方向に対して
下流側（ＷＩＴＨ）に配置したが、逆（ＡＧＡＩＮＳＴ
　＞に配置しても本発明の意図するところに同等支障が
ないことはいうまでもない。

さらに、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を有する部材に交流バ
イアスが印加されている構成であればよい。

［発明の効果コ以上説明したように、本発明によれば、転写残留トナー
像を非パターン化させて、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
の発生や転写抜は等を軽減できるので、クリーニング装
置を用いずに良好な画像か得られ、装置の小形化を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の電子複写装置の概略構成図、
第２図（ａ）はローラ転写の特性を示すグラフ図、同図
（ｂ）はコロナ転写の特性を示すグラフ図、第３図は現
像剤像撹乱手段の構成を示す図、第４図はこの現像剤像
撹乱手段と感光体ドラムとの当接部の拡大図、第５図は
現像剤像撹乱手段の他の実施例の構成を示す図、第６図
は現像剤像撹乱手段に印加するバイアスの電圧を示す図
、第７図は現像剤像撹乱手段によるメモリ除去効果の周
波数効果を示すグラフ図、第８図（ａ）はシート状の現
像剤像撹乱手段を示す図、同図（ｂ）はシート状の現像
剤像撹乱手段の詳細図、同図（Ｃ）はシート状の現像剤
像撹乱手段と感光体ドラムとの当接部の拡大図、第９図
（ａ）はロラ状の現像剤像撹乱手段を示す図、同図（ｂ
）はローラ状の現像剤像撹乱手段の詳細図、同図（ｃ）
はローラ状の現像剤像撹乱手段と感光体ドラムとの当接
部の拡大図、第１０図はローラ状の現像剤像撹乱手段の
他の実施例を示す図である。１・・・感光体ドラム（像担持体）、２・・・現像剤像
撹乱手段、２ａ・・・ブラシ、５・・・現像清掃装置、
６・・転写ローラ、３１・・・現像剤撹乱ローラ。出願人　　　　　　株式会社　東芝

Claims

【特許請求の範囲】

（１）像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と
、この潜像形成手段により形成された潜像を現像剤を用
いて可視化するとともに、前記像担持体の表面に残存す
る現像剤を除去する現像清掃手段と、この現像清掃手段
により前記像担持体の表面に付着した現像剤を転写材に
転写する転写手段と、この転写手段よる転写がされた後
に、前記像担持体の表面に残存する現像剤を撹乱する撹
乱手段とを具備する画像形成装置において、前記撹乱手段は、前記像担持体の回転方向に対し所定の
角度をもった凹凸部が前記像担持体に対し摺接する摺接
部材からなり、かつこの摺接部材に交流または交流と直
流とを重畳したバイアス電圧を印加してなるものである
ことを特徴とする画像形成装置。
（２）像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と
、この潜像形成手段により形成された潜像を現像剤を用
いて可視化するとともに、前記像担持体の表面に残存す
る現像剤を除去する現像清掃手段と、この現像清掃手段
により前記像担持体の表面に付着した現像剤を転写材に
転写する転写手段と、この転写手段よる転写がされた後
に、前記像担持体の表面に残存する現像剤を撹乱する撹
乱手段とを具備する画像形成装置において、前記撹乱手段は、前記像担持体の回転方向に対し所定の
角度をもった凹凸部が前記像担持体に対し摺接するロー
ラからなり、かつこのローラが像担持体と所定の周速差
をもって回転されるものであることを特徴とする画像形
成装置。