JPH09127773A - 画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 静電潜像をトナー担持体上のトナー層と静電
潜像担持体の接触によって顕像化する現像装置におい
て、ランニング印字や環境変動に伴う媒体上へのカブリ
や裏汚れ、現像時に生じるカブリトナーが装置内、特に
転写装置周辺に飛散し、堆積したこれらのトナーが印字
画像上に汚れを発生させることを防ぐ。 【構成】 静電潜像担持体と、静電潜像担持体を帯電さ
せる帯電部材と、該像担持体に静電潜像を形成する半導
体レーザ等の露光装置と、トナー担持体と、前記トナー
担持体の表面にトナー薄層を形成する手段とを有し、静
電潜像をトナー薄層と静電潜像担持体の接触によって顕
像化する電子写真方式を用いた画像形成装置において、
紙間等非画像時に前記露光装置または帯電部材と現像部
との間に設けられたＬＥＤを用いた一様露光手段で一様
に露光して静電潜像担持体上の帯電電荷を消去すると共
に、現像バイアスを非現像時に“ＯＦＦ”にするか、ま
たは現像時とは逆極性のバイアスをトナー担持体に印加
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真プロセスを用
いた画像形成方法に係り、特に、非磁性一成分接触現像
方式を用いたプリンタあるいはファクシミリに使用する
のに適した画像形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の非磁性一成分トナーを用いた画像
形成装置においては、トナーホッパより現像室へ攪拌部
材でトナーを供給し、次にトナー供給部材によりトナー
担持体にトナーを供給する。トナー担持体に供給された
トナーは、トナー担持体に圧接された薄層形成部材によ
り薄層を形成すると共に摩擦帯電させられ、トナー担持
体と静電潜像担持体とが接触する際に、このトナー薄層
によって該静電潜像担持体上の潜像の現像が行われる。

【０００３】電子写真プロセスを用いたプリンタあるい
はファクシミリは、静電潜像担持体の帯電極性と同極性
のトナーを使用して現像を行う反転現像法を用いるのが
普通である。上記画像形成装置においては、メインモー
タが駆動している間、図５に示されているように、トナ
ー担持体には現像バイアスが印加され、帯電部材は、通
紙時の紙間あるいは印字の前後（非画像領域）において
も現像されないように静電潜像担持体を帯電させてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術を用いた画像形成装置では、静電潜像担持体の
帯電特性あるいは暗減衰特性は、印字ランニングにより
劣化し静電潜像担持体の表面電位は変動してしまう。ま
た、高温高湿あるいは低温低湿下での印字等環境の変動
によっても帯電電位は大きく変動する。これは、帯電ロ
ーラあるいは帯電ブラシ等の接触式帯電部材を用いたと
き特に顕著になる。これがために、カブリに対するマー
ジンが小さくなる。

【０００５】印字ランニングによる静電潜像担持体の劣
化あるいは低温低湿時等で静電潜像担持体の帯電電位が
下がり、現像バイアスとの電位差が小さくなった場合に
は、通常帯電のトナーがトナーと同極性の現像バイアス
により反発力を受けて静電潜像担持体の非画像部に付着
する、いわゆる低圧カブリが発生する。

【０００６】また、高温高湿時等で静電潜像担持体の帯
電電位が上がり、現像バイアスとの電位差が大きくなっ
た場合には、逆極性に帯電したトナーが静電潜像担持体
とトナー担持体との電位差により静電潜像担持体の非画
像部に付着する、いわゆる高圧カブリが発生する。

【０００７】上記カブリが発生すると、印字媒体へのカ
ブリあるいは現像時に生じるカブリトナーが装置内、特
に転写装置周辺に飛散し、堆積したこれらのトナーが印
字画像上または裏面に汚れを発生させる。

【０００８】上記課題を解決するために、特開平５−２
４９８１９号公報に開示された技術が提案されている。

【０００９】上記特開平５−２４９８１９号公報に記載
された技術は、感光体上に潜像を形成する感光体ドラム
と、表面にトナー層を形成し前記感光体に前記トナーを
転写させる現像ローラと、前記感光体上の転写残りのト
ナーを除去するクリーニング手段と、前記感光体ドラム
と前記現像ローラを駆動する駆動手段と、前記現像ロー
ラに印加する電圧を制御する電圧制御手段とを有し、前
記電圧制御手段は、画像形成時には前記感光体の表面電
位と同極性の現像バイアスを前記現像ローラに印加し、
非画像形成時には前記感光体を前記画像形成時と同等な
表面電位に帯電させ、露光を行わない状態で前記現像ロ
ーラに前記現像バイアスより絶対値の小さい電圧あるい
は感光体の表面電位と逆極性の電圧を印加し、前記駆動
手段は前記非画像形成時に少なくとも前記感光体ドラム
および前記現像ローラを駆動してなる一成分乾式トナー
現像装置である。

【００１０】しかしながら、上記電圧制御手段による現
像ローラ（本発明のトナー担持体に対応する）等に対す
る電圧制御は高電圧の範囲内で行われているために、長
期に亙って安定な画像形成ができない欠点がある。その
理由は、後述されるように、この種の画像形成装置で
は、印字枚数が進み、即ち、印字ランニングの増大及び
高温高湿、低温低湿等環境の変動により帯電電位、暗減
衰特性が劣化し、感光体ドラム（本発明の静電潜像担持
体に対応する）の表面電位図４に示されるように、変動
するが、高電圧制御であるので、その電圧変動の絶対値
が大きいためである。

【００１１】本発明は従来の上記実情に鑑みてなされた
ものであり、従って本発明の目的は、従来の技術に内在
する上記課題を解決することを可能とした新規な画像形
成方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明に係る画像形成方法は、静電潜像担持体と、
この静電潜像担持体を帯電させる帯電部材とこの静電潜
像担持体に静電潜像を形成する半導体レーザ等の露光装
置とトナー担持体と、このトナー担持体の表面にトナー
薄層を形成する手段とを有し、静電潜像をトナー薄層と
静電潜像担持体の接触によって顕像化する電子写真方式
を用いた画像形成装置において、紙間あるいはイニシャ
ライズ等非画像時に前記露光装置で一様に露光し静電潜
像担持体上の帯電電荷を消去するとともに、現像バイア
スを非現像時に“ＯＦＦ”にするか、または現像時とは
逆極性のバイアスをトナー担持体に印加することを特徴
としている。

【００１３】本発明はまた、帯電部材と現像部位との間
にＬＥＤを用いた一様露光手段を有し、紙間等非画像時
にＬＥＤで一様に露光し静電潜像担持体上の帯電電荷を
消去するとともに、現像バイアスを非現像時に“ＯＦ
Ｆ”にするか、または現像時とは逆極性のバイアスをト
ナー担持体に印加することを特徴としている。

【００１４】

【実施例】次に、本発明をその好ましい実施例について
図面を参照して具体的に説明する。

【００１５】まず、図１を参照して、本発明の実施例に
関する現像装置の全体構造について説明する。帯電部材
１はブラシ状の接触式のものであって静電潜像担持体２
に対向配置されており、静電潜像担持体２は時計方向に
回転駆動される構造となっている。帯電部材１により静
電潜像担持体２を均一に帯電させる。次に、半導体レー
ザあるいはＬＥＤ等の画像形成用の露光装置から画像デ
ータを露光し静電潜像を形成する。トナーホッパ３は、
静電潜像担持体２に対向配置されトナー４を貯留する構
造となっている。

【００１６】トナーホッパ３内のトナーは、攪拌部材５
によって攪拌され反時計方向に回転駆動されるトナー供
給部材６によって、反時計方向に回転するトナー担持体
７に供給される。トナー担持体７は、例えば、ステンレ
ス、アルミニウム等の金属ローラと、その外周に設けた
導電性を付与したシリコーン、ニトリル・ブタジエン共
重合体、ウレタンゴム等の弾性材料からなっている。上
記トナー担持体７の弾性部分は、ゴム硬度がＪＩＳ Ａ
硬度計で３０〜４０度、ローラ表面と軸間の抵抗値が、
１０⁵ 〜１０⁶ Ωである。また、この実施例で用いられ
る負帯電性のポリエステル系のトナーの粒径が７μｍ程
度であり、トナーを均一に帯電させる為には、トナー担
持体７の十点平均表面粗さＲz は、７μｍ以下であるこ
とが望ましい。

【００１７】トナー担持体７に供給されたトナーは、薄
層形成部材８によって摩擦帯電及び規制され、２〜３層
程度の均一な薄層となる。薄層形成部材８は、ステンレ
ス、リン青銅等の金属薄板のばね材、またはトナー担持
体７との接触部分にシリコンゴムを塗布したものからな
る。トナー担持体７上に薄層となった帯電トナーは、ト
ナー担持体７の回転にしたがってトナー担持体７と静電
潜像担持体２の対向部分まで運ばれ、静電潜像担持体２
の表面電位とトナー担持体７に印加されているバイアス
電圧との電位差にもとずく電界により、静電潜像担持体
２の表面の静電潜像に移動してトナー像が形成される。

【００１８】静電潜像担持体２上に現像されたトナー像
は転写部材９との対向部まで運ばれ、静電潜像担持体２
と当接する転写部材９とのニップ部に紙等の印字媒体１
０を通過させるとともに、印字媒体１０の裏からトナー
と逆極性の電圧を印加し、静電潜像担持体側の現像トナ
ー層を印字媒体１０に移行させる。

【００１９】印字媒体１０への転写終了後に、次の媒体
が通過するまでの非転写時には、転写部材９上のトナー
のクリーニング、及び静電潜像担持体２上のトナーが転
写部材９へ移行するのを防ぐために転写時と逆極性のバ
イアスを転写部材９へ印加する。本実施例では、負帯電
性の非磁性トナーを使用したので、転写時に正極性のバ
イアスを、非転写時には負極性のバイアスを印加する。

【００２０】次に、上記の画像形成装置において、非画
像領域へのトナーの付着（カブリ）が防止される様子を
図３〜図５を参照して説明する。

【００２１】図１〜図５を参照するに、画像形成装置内
の帯電部材１から帯電バイアス−１１００Ｖを静電潜像
担持体２に印加し、静電潜像担持体２を均一に帯電させ
る。図４に示したように、この時の静電潜像担持体２の
帯電電位Ｖ0 は常温常湿時で−７００Ｖである。帯電し
た静電潜像担持体２に露光すると潜像が形成され、潜像
電位（文字部）Ｖｉは−７０〜−５０Ｖとなる。この帯
電電位と潜像電位に対して−３３０Ｖの現像バイアスＶ
ｂをトナー担持体７に印加し、これらの電位差（Ｖ0 と
Ｖｂの差３７０Ｖ、ＶｉとＶｂの差約２６０Ｖ）により
マイナス帯電のトナーを露光部（文字部）へ現像し、非
露光部（非文字部）は現像されない。

【００２２】従来のプロセスでは、図５に示すように紙
間、イニシャライズ等非画像部においても静電潜像担持
体の帯電及びトナー担持体への現像バイアスの印加は行
われている。

【００２３】しかしながら、印字枚数が進むに従って静
電潜像担持体２は劣化し、帯電能力が低下する。また、
高温高湿、低温低湿時等環境により静電潜像担持体２の
帯電電位Ｖ0 は大きく変動する。静電潜像担持体２の劣
化と環境変動が重なると、変動幅が大きいときには、常
温常湿で新しい静電潜像担持体のＶ0 −７００Ｖに対し
て上下に１５０Ｖ以上変動する。静電潜像担持体２の帯
電電位Ｖ0 が−５５０Ｖとなると帯電電位Ｖ0 と現像バ
イアスＶｂの差が２２０Ｖへ減少するので、これに、印
字ランニングによるトナーの劣化等が重なると低圧カブ
リが発生しやすくなる。

【００２４】また帯電電位Ｖ0 が−８５０Ｖとなると帯
電電位Ｖ0 と現像バイアスＶｂの差が５２０Ｖと増大す
るので、高圧カブリが発生しやすくなる。

【００２５】この帯電電位Ｖ0 の変動に対して、潜像の
電位Ｖｉは静電潜像担持体２の劣化あるいは環境変動に
よっても、一定以上の露光量を確保すれば大きな変動は
ない。従って、図３のように紙間あるいはイニシャライ
ズ時の非画像領域で静電潜像担持体に露光し、表面電位
をＶｉレベルとし、現像バイアスを“ＯＦＦ”、また
は、＋５０〜＋１００Ｖ程度印加すると、静電潜像担持
体２の表面電位とトナー担持体間の電位差は常に一定と
なり、負極性トナーはカブリとして静電潜像担持体２上
へは移行しない。

【００２６】ここで、トナー担持体７に＋１００Ｖ以上
の大きな正極性のバイアスを印加すると、逆帯電トナー
が静電潜像担持体２へ移行するか、または静電潜像担持
体２を正極性に帯電してしまい、帯電不良あるいはメモ
リが発生していまうので不適である。

【００２７】非画像領域への露光は、図１に示すように
半導体レーザ等の画像形成用露光装置で露光を行っても
良いし、また図２に示すように画像形成露光装置とは別
に帯電部材とトナー担持体との間にＬＥＤ等の発光素子
を露光装置として設けてもよい。

【００２８】バイアス電圧を印加して静電潜像担持体２
の表面に電荷を付与して静電潜像担持体２を帯電させる
帯電手段として、導電性ブラシを静電潜像担持体に当接
させる接触帯電方式を用いることができる。

【００２９】上記のプロセスシーケンスにより、画像形
成部材の寿命間近あるいは環境が大きく変動した場合に
おいてもカブリの無い良好な画像が得られる。さらに、
現像時に生じるカブリトナーが装置内、特に転写装置周
辺に飛散し、堆積したこれらのトナーが印字画像上ある
いは裏面に汚れを発生させることも無くなる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る画像
形成装置によると、印字ランニングあるいは環境変動に
より帯電電位または暗減衰特性が劣化し静電潜像担持体
の表面電位が変動するために発生する低圧かぶり、高圧
かぶりあるいは紙間等非画像領域において静電潜像担持
体へのトナーの付着を防ぐことができ、しかも低圧、高
圧かぶり除去のための電圧制御を低電圧の範囲で実行し
ているために、常に良好な印字品質が得られる。

【００３１】本発明によればさらに、カブリトナーが装
置内、特に転写装置周辺に飛散し、堆積したこれらのト
ナーが印字画像上に汚れを発生させることを防ぐことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における画像形成装置の断面図
である。

【図２】本発明の実施例における画像形成部材の断面図
である。

【図３】本発明の一実施例における静電潜像担持体の電
位及びシーケンスである。

【図４】静電潜像担持体の帯電電位Ｖ0 、現像バイアス
Ｖｂ、潜像電位Ｖｉの電位関係の図である。

【図５】従来例における静電潜像担持体の電位及びシー
ケンスである。

【符号の説明】 １…帯電部材 ２…静電潜像担持体 ３…トナーホッパ ４…トナー ５…攪拌部材 ６…トナー供給部材 ７…トナー担持体 ８…薄層形成部材 ９…転写部材 １０…印字媒体 １１…クリーナユニット １２…ＬＥＤ露光装置 １３…レーザ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体を
   帯電させる帯電部材と、潜像を形成する半導体レーザ等
   の露光光学系と、トナー担持体と、該トナー担持体の表
   面にトナー薄層を形成する手段とを有する電子写真方式
   を用いた画像形成装置において、紙間またはイニシャラ
   イズ時等の非画像領域を画像形成用の露光装置で一様に
   露光し、前記静電潜像担持体上の帯電電荷を消去すると
   ともに、前記トナー担持体に印加している現像バイアス
   を非画像領域時（非現像時）に“ＯＦＦ”するか、また
   は現像時とは逆極性のバイアスを印加することを特徴と
   する画像形成方法。
2. 【請求項２】 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体を
   帯電させる帯電部材と、潜像を形成する半導体レーザを
   有する露光装置と、トナー担持体と、該トナー担持体の
   表面にトナー薄層を形成する手段とを有する電子写真プ
   リンタの画像形成装置において、前記帯電部材と現像部
   位との間にＬＥＤを用いた一様露光手段を有し、紙間あ
   るいはイニシャライズ時等の非画像領域において前記露
   光手段で前記静電潜像担持体を一様に露光し、前記静電
   潜像担持体上の帯電電荷を消去するとともに、前記トナ
   ー担持体に印加する現像バイアスを非画像領域時（非現
   像時）に“ＯＦＦ”するか、または現像時とは逆極性の
   バイアスを印加することを特徴とする画像形成方法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の画像形
   成方法において、現像剤に非磁性一成分トナーを用い、
   前記静電潜像担持体上に形成された潜像を前記トナー担
   持体上のトナー層と前記静電潜像担持体の接触によって
   顕像化する接触現像方式を用いたことを特徴とする画像
   形成方法。
4. 【請求項４】 バイアス電圧を印加して前記静電潜像担
   持体の表面に電荷を付与して前記静電潜像担持体を帯電
   させる帯電手段として、導電性ブラシを静電潜像担持体
   に当接させる接触帯電方式をもちいることを更に特徴と
   する請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の画
   像形成方法。
5. 【請求項５】 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体を
   帯電させる帯電部材と、潜像を形成する半導体レーザ等
   の露光光学系と、トナー担持体と、該トナー担持体の表
   面にトナー薄層を形成する手段とを有し、静電潜像を前
   記トナー薄層と前記静電潜像担持体の接触によって顕像
   化する電子写真方式を用いた画像形成装置において、印
   字ランニングあるいは環境変動により帯電電位または暗
   減衰特性が劣化し静電潜像担持体の表面電位が変動する
   ために発生する低圧かぶり、高圧かぶりを除去するため
   の電圧制御を低電圧の範囲で実行することを特徴とする
   画像形成方法。
6. 【請求項６】 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体を
   帯電させる帯電部材と、潜像を形成する半導体レーザを
   有する露光装置と、トナー担持体と、該トナー担持体の
   表面にトナー薄層を形成する手段と、前記帯電部材と現
   像部位との間にＬＥＤを用いた一様露光手段とを有し、
   静電潜像を前記トナー薄層と前記静電潜像担持体の接触
   によって顕像化する電子写真プリンタの画像形成装置に
   おいて、印字ランニングあるいは環境変動により帯電電
   位または暗減衰特性が劣化し静電潜像担持体の表面電位
   が変動するために発生する低圧かぶり、高圧かぶりを除
   去するための電圧制御を低電圧の範囲で実行することを
   特徴とする画像形成方法。