JPH0996947A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被帯電体１の帯電を接触帯電にて行い、該被
帯電体の帯電処理面に目的の画像情報に対応した静電潜
像を形成し、その静電潜像を現像手段６によりトナー画
像として可視像化して画像形成を実行する画像形成装置
について、帯電部材２に対する過度のトナー付着・混入
に起因する帯電ムラの発生、異常画像の発生をなくすこ
と、帯電部材２が磁気ブラシである場合に、磁気ブラシ
を構成する磁気粒子の経時的減少による接触不安定に起
因する帯電ムラ、及び磁気ブラシから離脱した磁性粒子
の現像手段６への混入によるスジ等の異常画像の発生等
の問題を解消すること。 【解決手段】 被帯電体１の帯電前に被帯電体の除電処
理を行う前露光装置３０を有し、非画像形成時の適当な
タイミングにおいて、帯電直前の被帯電体に露光を行
う、あるいは露光を強める、あるいは接触ニップ部ｎに
露光する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被帯電体に電圧を
印加した帯電部材を当接させて被帯電体の帯電を行い、
該被帯電体の帯電処理面に目的の画像情報に対応した静
電潜像を形成し、その静電潜像を現像手段によりトナー
画像として可視像化して画像形成を実行する画像形成装
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の画
像形成装置において、電子写真感光体・静電記録誘電体
等の像担持体（被帯電体）を帯電処理（除電処理も含
む）する手段としてはコロナ帯電器が多用されていた。

【０００３】これはコロナ帯電器を被帯電体に非接触に
対向配設し、コロナ帯電器で発生する放電コロナに被帯
電体面をさらすことで被帯電体面を所定の極性・電位に
帯電させるものである。

【０００４】近年は、コロナ帯電器よりも低オゾン・低
電力等の利点を有することから、接触帯電装置（直接帯
電装置）が実用化されてきている。

【０００５】これは、被帯電体に電圧を印加した帯電部
材を当接させて被帯電体面を所定の極性・電位に帯電さ
せるものである。

【０００６】帯電部材として磁気ブラシを用いる接触帯
電装置は帯電、接触の安定性等の点から好ましく用いら
れる。この磁気ブラシ方式の接触帯電装置では、導電性
の磁性粒子を直接にマグネット、あるいはマグネットを
内包するスリーブ上に磁気ブラシとして磁気的に拘束保
持させ、その磁性粒子の磁気ブラシを被帯電体面に停止
あるいは回転させながら接触させ、これに電圧を印加す
ることによって、被帯電体の帯電が開始される。

【０００７】又は導電性の繊維をブラシ状にしたもの
（ファーブラシ）、導電性ゴムをロール状にした導電ゴ
ムロールも接触帯電部材として好ましく用いられてい
る。

【０００８】接触帯電において、被帯電体面に電荷注入
層を具備させ、この被帯電体に電圧を印加した帯電部材
を当接させることで電荷注入層に電荷を注入して被帯電
体面を所定の極性・電位に帯電させる注入帯電方式は、
帯電部材に対するＡＣ電圧（交流バイアス）重畳の有無
にかかわらず、印加したＤＣ電圧（直流バイアス）と略
同等の被帯電体の表面電位を得ることができ、被帯電体
への帯電がコロナ帯電器を用いて行われるような放電現
象を利用しないので完全なオゾンレスかつ低電力消費型
帯電が可能となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接触帯
電方式は帯電部材を被帯電体に接触させるので帯電部材
が被帯電体上の付着物を拾って汚れていきやすい。接触
帯電部材の過度の汚染は帯電ムラ等を生じさせて帯電性
能を低下させる。

【００１０】被帯電体（像担持体）の帯電を接触帯電に
て行い、該被帯電体の帯電処理面に目的の画像情報に対
応した静電潜像を形成し、その静電潜像を現像手段によ
りトナー画像として可視像化して画像形成を実行する画
像形成装置においては、画像形成をかさねるにつれ、ト
ナーが接触帯電部材に付着・混入して蓄積していく。

【００１１】通常、トナー粒子としては電気抵抗が比較
的高いものが用いられているので、帯電部材に過度にト
ナーが付着・混入すると、帯電部材の抵抗上昇による帯
電ムラの発生、又帯電部材として磁気ブラシを用いた際
にはトナーの過度の混入により磁性粒子が押し出されて
経時的に減少することによる接触不安定に起因する帯電
ムラ、及び磁気ブラシから離脱した磁性粒子の現像手段
への混入によるスジ等の異常画像の発生等の問題があっ
た。

【００１２】特に、画像形成装置が転写材に対するトナ
ー画像転写後の被帯電体面から転写残トナーを除去する
クリーニング装置を有しないクリーナレスシステムの装
置である場合にはその被帯電体上の転写残トナーがその
まま接触帯電部材に至って該帯電部材に付着・混入して
いくため、より顕著である。

【００１３】そこで本発明は、被帯電体の帯電を接触帯
電にて行い、該被帯電体の帯電処理面に目的の画像情報
に対応した静電潜像を形成し、その静電潜像を現像手段
によりトナー画像として可視像化して画像形成を実行す
る画像形成装置について、帯電部材に対する過度のトナ
ー付着・混入に起因する帯電ムラの発生、異常画像の発
生をなくすこと、帯電部材が磁気ブラシである場合に、
磁気ブラシを構成する磁気粒子の経時的減少による接触
不安定に起因する帯電ムラ、及び磁気ブラシから離脱し
た磁性粒子の現像手段への混入によるスジ等の異常画像
の発生等の問題を解消することで、長期にわたって良好
な画像形成を維持させることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする画像形成装置である。

【００１５】（１）被帯電体に電圧を印加した帯電部材
を当接させて被帯電体の帯電を行い、該被帯電体の帯電
処理面に目的の画像情報に対応した静電潜像を形成し、
その静電潜像を現像手段によりトナー画像として可視像
化して画像形成を実行する画像形成装置において、非画
像形成時の必要時にのみ、帯電部材に印加される直流バ
イアス成分と被帯電体の表面電位間の電位コントラスト
を画像形成時よりも大きくする電位コントラスト増大手
段を有することを特徴とする画像形成装置。

【００１６】（２）電位コントラスト増大手段が、被帯
電体面を除電処理する除電手段であることを特徴とする
（１）に記載の画像形成装置。

【００１７】（３）除電手段が露光除電手段であること
を特徴とする（１）に記載の画像形成装置。

【００１８】（４）被帯電体に電圧を印加した帯電部材
を当接させて被帯電体の帯電を行い、該被帯電体の帯電
処理面に目的の画像情報に対応した静電潜像を形成し、
その静電潜像を現像手段によりトナー画像として可視像
化して画像形成を実行する画像形成装置において、被帯
電体の除電処理を行う前露光装置を有し、非画像形成時
の必要時にのみ該前露光装置の露光量を変化させること
を特徴とする画像形成装置。

【００１９】（５）前露光装置が、画像形成時に消灯、
非画像形成時の必要時にのみ点灯することを特徴とする
（４）に記載の画像形成装置。

【００２０】（６）前露光装置の非画像形成時の必要時
における光量が、画像形成時の光量より大であることを
特徴とする（４）に記載の画像形成装置。

【００２１】（７）被帯電体に電圧を印加した帯電部材
を当接させて被帯電体の帯電を行い、該被帯電体の帯電
処理面に目的の画像情報に対応した静電潜像を形成し、
その静電潜像を現像手段によりトナー画像として可視像
化して画像形成を実行する画像形成装置において、非画
像形成時の必要時にのみ、被帯電体と帯電部材より形成
される接触ニップ部の被帯電体移動方向上流側部分と下
流側部分の少なくとも一方の部分に露光を行う接触ニッ
プ部露光手段を有することを特徴とする画像形成装置。

【００２２】（８）接触ニップ部露光が被帯電体上の残
留電荷を除去する除電装置の露光の一部または全部を導
光してなされることを特徴とする（７）に記載の画像形
成装置。

【００２３】（９）被帯電体が、感光層、及び表面層を
有し、該表面層が樹脂及び導電性微粒子を有することを
特徴とする（１）乃至（８）の何れか１つに記載の画像
形成装置。

【００２４】（１０）導電性微粒子がＳｎＯ₂ であるこ
とを特徴とする（９）に記載の画像形成装置。

【００２５】（１１）被帯電体がシリコンの非晶質より
成る表面層を有することを特徴とする（１）乃至（８）
の何れか１つに記載の画像形成装置。

【００２６】（１２）被帯電体が表面抵抗１０⁹ 〜１０
¹⁴Ω・ｃｍの低抵抗層を有することを特徴とする（１）
乃至（８）の何れか１つに記載の画像形成装置。

【００２７】（１３）帯電部材が導電性の磁性粒子であ
ることを特徴とする（１）乃至（１２）の何れか１つに
記載の画像形成装置。

【００２８】（１４）帯電部材が導電性の繊維であるこ
とを特徴とする（１）乃至（１２）の何れか１つに記載
の画像形成装置。

【００２９】〈作用〉 ．接触帯電部材にトナーが付着・混入しても、帯電部
材に印加される直流バイアス成分と被帯電体の表面電位
間の電位コントラストを大きくすることで帯電部材に付
着・混入したトナーを帯電部材側から被帯電体側に吐き
出させることができる。

【００３０】上記の電位コントラストは、一法として被
帯電体の帯電前に被帯電体を除電露光等で除電処理する
ことで大きくすることができる。これは除電により帯電
位置における被帯電体の暗抵抗が減少し帯電能が低下す
るためである。そして除電の度合を増加させることで電
位コントラストは増加していく。

【００３１】そこで、非画像形成時の必要時にのみ、上
記の電位コントラストを画像形成時よりも大きくするよ
うにする、より具体的には除電手段としての前露光装置
を点灯・消灯制御あるいは露光量制御する構成とするこ
とで、帯電部材の付着・混入トナーの被帯電体側への吐
き出しを行わせる（帯電部材の浄化）。被帯電体側への
吐き出されたトナーは現像手段に至り、該現像手段で回
収される。

【００３２】したがって、帯電部材にトナーが付着・混
入してもその付着・混入トナーは非画像形成時に被帯電
体へ吐き出されて現像手段で回収されることで浄化され
るから、長期画像形成後も帯電部材がトナー付着・混入
で過度に汚染状態になることが防止され、また磁気ブラ
シにあっては磁性粒子の減少もほとんどみられず、長期
にわたって安定に良好な画像を得ることができる。

【００３３】．また、非画像形成時の必要時のみ、被
帯電体と帯電部材より形成される接触ニップ部（帯電位
置）の被帯電体移動方向上流側部分と下流側部分の少な
くとも一方の部分に露光を行う構成とすることで、帯電
位置での帯電の一部が妨げられることで上記の電位コン
トラストを増大させた状態にすることができて、この場
合も、帯電部材にトナーが付着・混入してもその付着・
混入トナーは非画像形成時に被帯電体へ吐き出されて現
像手段で回収されることで浄化されるから、長期画像形
成後も帯電部材がトナー付着・混入で過度に汚染状態に
なることが防止され、また磁気ブラシにあっては磁性粒
子の減少もほとんどみられず、長期にわたって安定に良
好な画像を得ることができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】

〈実施形態例１〉（図１〜図４） （１）画像形成装置例 図１は画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の
画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のプリンタ
あるいは複写機である。

【００３５】１は像坦持体（被帯電体）としての回転ド
ラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）で
あり、矢示の時計方向に所定の周速度（プロセススピー
ド）にて回転駆動される。

【００３６】感光ドラム１はその回転過程で、帯電手段
２による所定の極性・電位の一様な一次帯電処理、次い
で不図示の画像露光手段による画像露光Ｌを受けること
により、その周面に露光画像情報に対応した静電潜像が
形成される。

【００３７】その感光ドラム１面の形成静電潜像が現像
手段６によりトナー画像として現像可視化され、そのト
ナー画像が感光ドラム１と転写手段としての転写ローラ
７との圧接ニップ部である転写部に不図示の給紙搬送手
段部から感光ドラム１の回転と同期どりされて適正なタ
イミングをもって搬送された記録媒体としての転写材Ｐ
に順次に転写される。

【００３８】転写部を通過した転写材Ｐは回転感光ドラ
ム１の面から分離されて不図示の定着手段に導入されて
トナー画像の定着処理を受け画像形成物（プリント、コ
ピー）として排紙される、或は両面画像形成モードある
いは多重画像形成モードであれば転写部への再搬送部へ
搬送される。

【００３９】また転写材に対するトナー画像転写後の感
光ドラム１面はクリーニング手段９により残留トナー
（転写残トナー）が除去されて、繰り返して画像形成に
供される。

【００４０】ａ）感光ドラム１ 像坦持体としての感光ドラム１は、本例は、アルミニウ
ム製の導電性ドラム基体１ａと、その周面に下記の第１
〜第５の５つの層を順次に形成してなる感光体層１ｂか
らなる、直径３０ｍｍ・長さ３００ｍｍのＯＰＣ感光体
（ＯＣＬ感光体）であり、１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセ
ススピードをもって回転駆動される。

【００４１】第１層；下引き層であり、アルミニウム基
体１ａの欠陥等をならすために設けられている厚さ２０
μｍの導電層である。

【００４２】第２層；正電荷注入防止層であり、アルミ
ニウム基体１ａから注入された正電荷が感光体表面に帯
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１０
⁶ Ω・ｃｍ程度に抵抗調整された厚さ１μｍの中抵抗層
である。

【００４３】第３層；電荷発生層であり、ジスアゾ系の
顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層で露光を受
けることによって正負の電荷対を発生する。

【００４４】第４層；電荷輸送層であり、ポリカーボネ
ート樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、Ｐ型半導
体である。従って感光体表面に帯電された負電荷はこの
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
のみを感光体表面に輸送することができる。

【００４５】第５層；電荷注入層であり、絶縁性樹脂の
バインダーに導電性微粒子としてＳｎＯ₂ 超微粒子を分
散した材料の塗工層である。具体的には絶縁性樹脂に光
透過性の導電フィラー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ＳｎＯ₂
粒子を樹脂に対して７０重量パーセント分散した材料の
塗工層である。このようにして調合した塗工液をディッ
ピング塗工法、スプレー塗工法、ロールコート塗工法、
ビームコート塗工法等の適当な塗工法にて厚さ約３μｍ
に塗工して電荷注入層とした。

【００４６】あるいはシリコンの非晶質よりなる表面層
を有する感光体（アモルファスシリコンドラム、ａ−Ｓ
ｉドラム）も同様に用いられる。

【００４７】被帯電体としての感光体は表面抵抗１０⁹
〜１０¹⁴Ω・ｃｍの低抵抗層を有するものとすることが
できる。

【００４８】ｂ）帯電手段２ 帯電手段２は、本例は、磁気ブラシ接触帯電部材であ
り、Ｓ・Ｎ各々２極（磁束密度は各々１０００ガウス程
度）よりなる直径１６ｍｍの固定のマグネットローラ２
ａと、このマグネットローラに回転自由に外嵌させた非
磁性のＳＵＳスリーブ２ｂと、該スリーブの外周面にマ
グネットローラ２ａの磁力で付着保持させた磁性粒子の
磁気ブラシ層２ｃからなるスリーブ回転タイプのものを
用いた。

【００４９】磁気ブラシ層２ｃを構成させる磁性粒子と
しては、平均粒径が１０〜１００μｍ、飽和磁化が２０
〜２５０ｅｍｕ／ｃｍ³ 、抵抗が１×１０² 〜１×１０
¹⁰Ω・ｃｍのものが好ましく、感光ドラム１にピンホー
ルのような絶縁の欠陥が存在することを考慮すると１×
１０⁶ Ω・ｃｍ以上のものを用いることが好ましい。

【００５０】磁性粒子の抵抗値は、底面積が２２８ｍｍ
² の金属セルに磁性粒子を２ｇ入れた後、６．６ｋｇ／
ｃｍ² で加重し、１００Ｖの電圧を印加して測定してい
る。

【００５１】帯電性能を良くするにはできるだけ抵抗の
小さいものを用いる方がよいので、本例においては平均
粒径２５μｍ、飽和磁化２００ｅｍｕ／ｃｍ³ 、抵抗５
×１０⁶ Ω・ｃｍのものを用い、これをスリーブ２ｂの
外周面に４０グラム磁気付着させて磁気ブラシ層２ｃを
形成させた。

【００５２】磁性粒子の構成としては、樹脂中に磁性材
料としてマグネットを分散し導電化、および抵抗調整の
ためにカーボンブラックを分散して形成した樹脂キャリ
ア、あるいはフェライト等のマグネタイト単体表面を酸
化・還元処理して抵抗調整を行ったもの、あるいはフェ
ライト等のマグネタイト単体表面を樹脂でコーティング
し抵抗調整を行ったもの等が用いられている。

【００５３】上記の磁気ブラシ接触帯電部材２を磁気ブ
ラシ層２ｃを感光ドラム１面に接触させて配設する。磁
気ブラシ層２ｃと感光ドラム１の接触ニップ部ｎ（帯電
ニップ部）の幅は６ｍｍとした。

【００５４】そして、スリーブ２ｂに帯電バイアス印加
電源Ｓ１より所定の帯電バイアスＶｄｃを印加し、スリ
ーブ２ｂを感光ドラム１との接触ニップ部ｎにおいて感
光ドラム１の回転方向とはカウンター方向（逆方向）と
なる矢示の時計方向に、感光ドラム１の回転速度１００
ｍｍ／ｓｅｃに対し１００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動させ
ることで、回転感光ドラム１面が帯電バイアスの印加さ
れた磁気ブラシ層２ｃで摺擦され、感光ドラム１の感光
体層１ｂの表面が所望の電位に注入帯電方式で一様に一
次帯電処理される。

【００５５】本例はスリーブ２ｂに帯電バイアスＶｄｃ
＝−７００ＶのＤＣ定電圧を印加し、感光ドラム表面電
位ＶｓとしてＶｓ＝−６９０Ｖを得ることができた。即
ちこのときの電位コントラストΔＶはΔＶ＝｜Ｖｄｃ−
Ｖｓ｜＝１０Ｖであった。

【００５６】ｃ）画像露光手段 画像露光手段は、レーザビーム走査露光方式、原稿画像
光のスリット露光方式等適宜である。本例ではレーザビ
ーム走査露光方式の画像露光手段とする。感光ドラム１
の帯電処理面にレーザビーム走査露光Ｌがなされること
により、感光ドラム面の露光明部の表面電位が減衰して
静電潜像が形成される。

【００５７】ｄ）現像手段６ 本例はトナーとしてネガトナーｔを用いたジャンピング
現像方式の現像装置である。６ａはマグネットローラ、
６ｂはマグネットローラに回転自由に外嵌させた非磁性
の現像スリーブである。現像スリーブ６ａは感光ドラム
１と０．３ｍｍの距離をおいて対向配設させてあり、矢
示の反時計方向に回転駆動される。現像スリーブ６ａが
回転することでその外周面に一成分磁性トナーｔが薄層
ｔａとして磁気付着保持されて感光ドラム１との対向部
である現像部に搬送される。現像スリーブ６ｂには現像
バイアス印加電源Ｓ２から、周波数１８００Ｈｚ、Ｖｐ
ｐ１４００ＶのＡＣ成分と、−５００ＶのＤＣ成分を重
畳した現像バイアスが印加され、感光ドラム１面の静電
潜像がジャンピング現像され、潜像の露光明部にトナー
が付着して可視化（反転現像）される。

【００５８】ｅ）転写ローラ７ 転写手段としての転写ローラ７は芯金棒７ａの外周に同
心一体に抵抗５×１０⁸ Ωの導電ゴム層７ｂを形成し
た、直径１６ｍｍの導電性弾性ローラである。この転写
ローラ７には転写バイアス印加電源Ｓ３より＋３５００
ＶのＤＣ電圧が印加される。この転写ローラ７により、
転写部に搬送された転写材Ｐの裏面側からトナーｔと逆
極性（本例は＋）の帯電がなされることにより、感光ド
ラム１面側のトナー画像が転写材Ｐの表面側に静電転写
される。

【００５９】ｆ）クリーニング手段９ 本例はブレード式のクリーニング装置（クリーナ）であ
り、感光ドラム１面に当接させたクリーニングブレード
９ａにより感光ドラム１面が拭掃されてトナー画像転写
後の回転感光ドラム１面から残留トナーが除去される。

【００６０】本例の画像形成装置は、感光ドラム１、帯
電部材２、現像装置６、クリーニング装置９、次に説明
する前露光装置（除電用露光装置）３０のランプを一括
して画像形成装置本体に対して着脱交換自在のプロセス
カートリッジＰＣとしてある。プロセスカートリッジと
するプロセス機器の組み合わせは上記に限られず適宜で
ある。プロセスカートリッジ方式でない画像形成装置で
あってもよい。

【００６１】（２）前露光装置３０ ３０はヒューズランプより成る除電処理用の前露光装置
であり、クリーニング装置７と帯電部材２との間の感光
ドラム面部分を除電露光Ｌａするものである。Ｓ４はこ
の前露光装置３０の電源、ＳＷは前露光装置３０のｏｎ
（点灯）／ｏｆｆ（消灯）スイッチである。

【００６２】Ａ）まずは、上記の前露光装置３０をｏｎ
させることなく画像形成装置を稼働させて画像形成を行
った。この場合の画像形成時における電位コントラスト
ΔＶは ΔＶ＝｜Ｖｄｃ−Ｖｓ｜＝｜（−７００）−（−６９
０）｜＝１０Ｖ である。

【００６３】この系では、Ａ４横送りで５万枚の画像形
成を過ぎたあたりから出力画像上にスジが生じ始めた。

【００６４】これは、比較的画像濃度の高い部分の、感
光ドラム上の転写残トナーが次第にクリーニング装置９
をすり抜け帯電部材２の磁気ブラシ層２ｃに混入して帯
電部材２が過度にトナーで汚染され、トナーが過度に混
入した磁気ブラシ層部分は抵抗上昇することで感光ドラ
ム電位Ｖｓに部分的低下を生じ、また帯電部材２から追
い出された磁性粒子が現像装置６に混入することで現像
スリーブ６ｂ上のトナーコーティングが乱されたためで
ある。

【００６５】７万枚の画像形成を過ぎた時点では許容範
囲外の画質の画像を生じ、帯電部材や現像装置６の清
掃、あるいは交換を行う必要があった。

【００６６】このときの帯電部材２の磁気ブラシ層２ｃ
を形成している磁性粒子の量は当初の４０グラムに対し
て５グラム程度減少していた。

【００６７】Ｂ）そこで次に、非画像形成時、本例では
図２のタイミングチャートのように、画像形成終了時の
毎後回転時にのみ前露光装置３０をｏｎさせて感光ドラ
ム１面をクリーニング装置７と帯電部材２との間におい
て除電露光Ｌａするシーケンス制御にして画像形成装置
を稼働させて画像形成を行った。除電露光Ｌａの露光量
は本例では９．０ｌｕｘ・ｓｅｃとした。

【００６８】画像形成時の感光ドラム電位ＶｓはＶｓ＝
−６９０Ｖであるが、後回転時においてはＶｓ＝−６４
０Ｖとなった。即ち電位コントラストΔＶ＝６０Ｖであ
る。

【００６９】これは帯電直前に感光体に露光を行うこと
で帯電位置における暗抵抗が減少し帯電能が低下するた
めである。図３に示す様に除電露光量を増加させること
で電位コントラストΔＶは増加していく。

【００７０】ところで、本発明者らの検討によれば、本
例の系においては電位コントラストΔＶが５０Ｖを越え
たあたりから帯電部材２から感光ドラム１へのトナーの
吐き出しが顕著に開始される。帯電部材２から感光ドラ
ム１へ吐き出されたトナーは現像装置６で回収される。

【００７１】図４に電位コントラストΔＶとトナー吐き
出し量の関係を示す。図４においてトナーの吐き出し量
を任意単位（ａ．ｕ）としているのは帯電部材２に混入
したトナーの量によって絶対値が変化するためである。

【００７２】したがって、帯電部材２にクリーニング装
置９をすり抜けたトナーが混入してもその混入トナーは
非画像形成時（本例は毎後回転時）に感光ドラム１へ吐
き出されて現像装置６で回収されるから、帯電部材がト
ナーで過度に汚染された状態になることが防止され、長
期画像形成後も帯電ムラ、及び磁気ブラシにあっては磁
性粒子の減少もほとんどみられず長期にわたって安定に
良好な画像を得ることができる。

【００７３】実際に本例においては、Ａ４横送りで５万
枚の画像形成をすぎても出力画像上にスジが生じること
もなく、１０万枚を過ぎても良好な画像を得ることがで
きた。また、１０万枚時点での磁気ブラシ層２ｃを構成
している磁性粒子の量は当初の４０グラムに対して僅か
に０．３グラム減少しただけであった。

【００７４】本例において画像形成中に電位コントラス
トΔＶを４０Ｖ以上にしないのはΔＶが大きくなる程、
帯電均一性が悪くなるためである。具体的には本例の系
では電位コントラストΔＶが４０〜５０Ｖを越えた当た
りからハーフトーンなどの中間調の画像において、帯電
不均一が原因による微小な帯電ムラ（濃度ムラ）を生じ
ることがあった。このため画像形成時には電位コントラ
ストΔＶが小さくなるようにする必要があった。

【００７５】ただし、濃度ムラを生じ始める電位コント
ラストΔＶの大きさは、本例の値に限定されるものでは
なく、プロセススピード、感光体の種類、磁性粒子の抵
抗、接触ニップ部ｎの幅等の条件により変化するもので
あり、全ての系に当てはまるものではない。

【００７６】〈実施形態例２〉（図５・図６） 本例は図５のように、転写材Ｐに対するトナー画像転写
後の感光ドラム１面を清掃するクリーニング装置を省略
したクリーナレスシステムの画像形成装置である。図１
の装置との対比において図５の装置はクリーニング装置
（９）を有していない点が異なるだけであり、他の装置
構成は図１の装置と同様であるから再度の説明は省略す
る。

【００７７】このクリーナレスシステムの画像形成装置
について、実施形態例１のＢ）と同様に図２のタイミン
グチャートのように、画像形成終了時の毎後回転時（非
画像形成時）にのみ前露光装置３０をｏｎさせて感光ド
ラム１面を転写部と帯電部材２との間において除電露光
Ｌａ（露光量９．０ｌｕｘ・ｓｅｃ）するシーケンス制
御にして画像形成装置を稼働させて画像形成を行った。

【００７８】この場合は、Ａ４横送りで７万枚の画像形
成を越えたあたりから出力画像上に軽微なスジが生じ始
めた。

【００７９】その後９万枚時点で許容範囲外の画像を生
じてしまった。このときの帯電部材２の磁気ブラシ層２
ｃを形成している磁性粒子の量は当初の４０グラムに対
して５グラム程度減少していた。

【００８０】これはクリーニング装置がないため常に転
写残トナーが帯電部材２に混入するため、実施形態例１
の系では後回転時における、帯電部材２から感光ドラム
１側へのトナー吐き出し量が追い付かないためである。

【００８１】そこで本例においては、前露光装置３０を
可変電源Ｓ４ａの制御により除電露光Ｌａの露光量を変
えることができるようにし、図６タイミングチャートの
ように、画像形成時にも除電露光Ｌａを行わせるものに
してその露光量は実施形態例１の露光量９．０ｌｕｘ・
ｓｅｃの３分の１にあたる３．０ｌｕｘ・ｓｅｃの露光
量にし、後回転時の露光量は実施形態例１の露光量９．
０ｌｕｘ・ｓｅｃの２倍にあたる１８．０ｌｕｘ・ｓｅ
ｃとして画像形成を行った。

【００８２】このとき帯電部材２への印加バイアスをＶ
ｄｃ＝−７２０Ｖとしたところ、画像形成時の感光ドラ
ム電位ＶｓはＶｓ＝−６９０Ｖ、電位コントラストΔＶ
＝３０Ｖ、後回転時の感光ドラム電位ＶｓはＶｓ＝−６
４０Ｖ、電位コントラストΔＶ＝８０Ｖとなった。

【００８３】このようにして画像形成を行ったところ、
１０万枚過ぎまで良好な画像を得ることができた。ま
た、１０万枚時点での磁気ブラシ層２ｃを構成している
磁性粒子の量は当初の４０グラムに対して僅かに０．５
グラム減少しただけであった。

【００８４】これは、画像形成時にも顕著にではない
が、帯電部材２に混入のトナーが少量ずつ吐き出され、
後回転時にはより多くのトナーが吐き出されて、クリー
ニング装置がないため常に転写残トナーが帯電部材２に
混入しても全体的に帯電部材２から感光ドラム１側への
トナー吐き出し量が追い付くためである。

【００８５】ただし本例においては画像形成時に多量の
トナーを帯電部材２から感光ドラム１側へ吐き出させる
と画像露光Ｌを遮ってしまうため、各々の系について最
適のコントラスト電位を見つける必要がる。

【００８６】〈実施形態例３〉（図７） 実施形態例２のクリーナレスシステムの装置の場合、ジ
ャム（Ｊａｍ）処理後（紙詰まり処理後）のジャム復帰
時の前回転時に、ジャムトラブルのために転写材Ｐに転
写されなかった感光ドラム１面のトナー画像がそのまま
帯電部材２に持ち込まれて多量のトナーが帯電部材２に
混入する場合を生じる。この場合にはジャム復帰後の始
めの２〜３枚の画像形成時に白地部に若干トナーが付着
するカブリ画像を生じることがあった。これは多量のト
ナーが帯電部材２に混入し、その吐き出しが次の画像形
成までに間に合わず、若干のドラム電位の低下を招くた
めである。特にジャム時の感光ドラム面の形成画像がベ
タ画像であった場合に顕著に生じる。

【００８７】そこで、本例では実施形態例２のクリーナ
レスシステムの装置において図７のように、前露光装置
３０の光の全部または一部を帯電部材２と感光ドラム１
の形成する接触ニップ部ｎのドラム回転方向上流側部分
に反射して照射Ｌｂする可動ミラー４０（あるいはハー
フミラー）を配設し、この可動のミラー４０をジャム復
帰時の前回転時にのみ、前露光装置３０の光の全部また
は一部を上記の接触ニップ部ｎのドラム回転方向上流側
部分に反射して照射Ｌｂする実線示の第１位置状態に切
り換え制御させ、ジャム復帰時の前回転時以外は２点鎖
線示のように退避した第２位置状態に切り換え制御させ
るようにした。

【００８８】ジャム復帰時の前回転時の帯電部材２に対
する印加バイアスＶｄｃ＝−７２０Ｖとし、接触ニップ
部ｎのドラム回転方向上流側部分に対する照射Ｌｂの光
照射量を３．０ｌｕｘ・ｓｅｃとすると、感光ドラム電
位ＶｓはＶｓ＝−５７０Ｖに低下して電位コントラスト
ΔＶは＝１５０Ｖとなった。これは接触ニップ部ｎ近傍
に光照射することで接触ニップ部ｎでの帯電の一部を妨
げているためである。

【００８９】このような構成とすることで、ジャム復帰
時の前回転時において帯電部材２から大量のトナーを短
時間に吐き出させることができて、ジャム復帰後の始め
の画像形成においてもかぶりのない良好な画像を得るこ
とができた。

【００９０】また本例においては上記の接触ニップ部ｎ
近傍に対する光照射Ｌｂによる帯電部材２からのトナー
吐き出し処置をジャム復帰時の前回転時のみ実施させた
が、適当な画像形成間隔、たとえば１０００枚毎に一回
等行ってもいいのは勿論である。

【００９１】また、上記の接触ニップ部ｎ近傍に対する
光照射Ｌｂは本例では前露光装置３０を光源として利用
したが、他の光源を用いてもよいのは勿論である。

【００９２】さらに接触ニップ部ｎのドラム回転方向上
流側部分ではなく下流側部分に対して、例えば画像露光
用露光装置や他の光源にて光照射Ｌｂを行っても良い。
このときは上流側に照射したときよりも大きな電位コン
トラストΔＶを得ることができる。

【００９３】〈実施形態例４〉（図８） 本例は感光ドラム１の接触帯電部材として図８のように
導電性繊維のブラシ２Ａ（以下、ファーブラシと称す）
をもちいた。

【００９４】本例のファーブラシ２Ａは、外径が１０ｍ
ｍの芯金ローラ２ｄの外周面に、毛足長さが３ｍｍ、植
毛密度が１０万本／ｉｎｃｈ² 、抵抗値が１×１０⁶ Ω
の導電性繊維をブラシ状に植毛２ｅした総外径１６ｍｍ
ののものである。

【００９５】このファーブラシ２Ａを、導電性繊維ブラ
シ部２ｅを感光ドラム１面に接触させて配設する。導電
性繊維ブラシ部２ｅと感光ドラム１の接触ニップ部ｎの
幅は７ｍｍとした。

【００９６】そして、該ファーブラシ２Ａに帯電バイア
ス印加電源Ｓ１より所定の帯電バイアスＶｄｃを印加
し、該ファーブラシ２Ａを感光ドラム１との接触ニップ
部ｎにおいて感光ドラム１の回転方向とはカウンター方
向となる矢示の時計方向に、感光ドラム１の回転速度１
００ｍｍ／ｓｅｃに対し２００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動
させることで、回転感光ドラム１面が帯電電圧の印加さ
れた導電性繊維ブラシ部２ｅで摺擦され、感光ドラム１
の感光体層１ｂの表面が所望の電位に注入帯電方式で一
様に一次帯電処理される。

【００９７】ファーブラシ２Ａにおいては、磁気ブラシ
接触帯電部材２の場合のように磁気ブラシ層２ｃを構成
する磁性粒子の欠落による現像装置６への悪作用という
ものは生じないが、やはり導電性繊維ブラシ部２ｅにト
ナーが混入することが出力画像に異常をきたす原因とな
っていた。

【００９８】接触帯電部材としてファーブラシ２Ａを用
いた場合にも、実施形態例１乃至同３における場合と同
様に、前露光装置３０による感光ドラム１面の除電露光
Ｌａを適当なタイミングで行なわせて電位コントラスト
ΔＶを生じさせファーブラシ２Ａに混入したトナーの吐
き出しを行なわせたところ、１０万枚の画像形成を過ぎ
ても良好な画像を得ることができた。またファーブラシ
２Ａにおいては磁気ブラシにおけるような磁性粒子の欠
落がないので、帯電部材としての長寿命化を図ることが
できた。

【００９９】〈その他〉 １）実施形態例１の画像形成装置はクリーニング装置９
を有するもの、実施形態例２はクリーナレスシステムの
もの、実施形態例３はジャム復帰時にトナー吐き出しを
行わせるモードとしたが、これに限定されるものでな
く、除電露光Ｌａ（Ｌｂ）の強度やタイミングを変える
ことにより、どの実施形態例も全ての系に適用可能であ
る。また同時に２つ以上の実施形態例を併用することも
勿論可能である。

【０１００】２）除電露光Ｌａ（Ｌｂ）のタイミングは
非画像形成時（前多回転、前回転、紙間、後回転等）の
任意のタイミングで行えば良いものである。

【０１０１】３）各実施形態例において帯電部材２・２
Ａに対する印加バイアスはＤＣ電圧のみとしたが、これ
に適当なＡＣ電圧を重畳させたものでも同様の効果を得
ることができる。

【０１０２】４）磁気ブラシ接触帯電部材はスリーブ回
転タイプでなく、回転マグネットローラに直接にまたは
導電性コート層を介して導電性磁性粒子を磁気ブラシ層
として磁気吸着させて保持させたマグネット回転タイプ
とすることもできる。

【０１０３】５）被帯電体としての像担持体は電子写真
感光体に限らず、静電記録における誘電体等であっても
よい。

【０１０４】６）本発明は、電荷注入帯電に限らず、接
触帯電部材として磁気ブラシやファーブラシ等を用い
る、放電現象により帯電させる接触帯電にも有効であ
る。

【０１０５】７）接触帯電部材２・２Ａは像担持体１と
の接触ニップ部ｎにおいて像担持体と同方向に回転させ
てもよいし、固定の停止部材としてもよい。

【０１０６】８）像担持体１上の静電潜像の現像手段６
としては、一般的に、非磁性トナーについてはブレード
等でスリーブ上にコーティングし、磁性トナーは磁気力
によってコーティングして搬送し、像担持体に対して非
接触状態で現像する１成分非接触現像方法と、上記のよ
うにしてコーティングしたトナーを像担持体に対して接
触して接触状態で現像する１成分接触現像方法と、トナ
ー粒子に対して磁性のキャリアを混合したものを現像剤
として用いて磁気力によって搬送し像担持体に対して接
触状態で現像する２成分接触現像方法と、上記２成分現
像剤を非接触状態にして現像する２成分非接触現像方
法、の４種類に大別される。本発明において現像手段は
それらの何れであってもよい。画像の高画質化や高安定
性の面から、２成分接触現像方法が多く用いられてい
る。

【０１０７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、被帯電体
の帯電を接触帯電にて行い、該被帯電体の帯電処理面に
目的の画像情報に対応した静電潜像を形成し、その静電
潜像を現像手段によりトナー画像として可視像化して画
像形成を実行する画像形成装置について、非画像形成時
の適当なタイミングで帯電部材に印加される直流バイア
ス成分と被帯電体の表面電位間の電位コントラストを画
像形成時よりも大きくする、より具体的には、帯電直前
の被帯電体に露光を行う、あるいは露光を強める、ある
いは接触ニップ部に露光して電位コントラストを増加さ
せることで帯電部材に付着・混入したトナーを吐き出さ
せることにより、帯電部材に対する過度のトナー付着・
混入に起因する帯電ムラの発生、異常画像の発生をなく
すことができ、帯電部材が磁気ブラシである場合に、磁
気ブラシを構成する磁気粒子の経時的減少による接触不
安定に起因する帯電ムラ、及び磁気ブラシから離脱した
磁性粒子の現像手段への混入によるスジ等の異常画像の
発生等の問題を解消することができ、長期にわたって、
スジ等の画像欠陥のない良好な画像形成を維持させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１の画像形成装置の概略構成模型図

【図２】制御タイミングチャート

【図３】露光量と電位コントラストの相関図

【図４】電位コントラストとトナー吐き出し量の相関図

【図５】実施形態例２の画像形成装置の概略構成模型図

【図６】制御タイミングチャート

【図７】実施形態例３の画像形成装置の概略構成模型図

【図８】実施形態例４の画像形成装置の要部（ファーブ
ラシ部分）の構成模型図

【符号の説明】

１ 被帯電体としての像担持体（感光ドラム） ２・２Ａ 接触帯電部材としての磁気ブラシまたはフ
ァーブラシ ３０ 前露光装置（ヒューズランプ） ６ 現像装置 ７ 転写ローラ ９ クリーニング装置 ＰＣ プロセスカートリッジ Ｐ 転写材 ４０ ミラー

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被帯電体に電圧を印加した帯電部材を当
   接させて被帯電体の帯電を行い、該被帯電体の帯電処理
   面に目的の画像情報に対応した静電潜像を形成し、その
   静電潜像を現像手段によりトナー画像として可視像化し
   て画像形成を実行する画像形成装置において、 非画像形成時の必要時にのみ、帯電部材に印加される直
   流バイアス成分と被帯電体の表面電位間の電位コントラ
   ストを画像形成時よりも大きくする電位コントラスト増
   大手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 電位コントラスト増大手段が、被帯電体
   面を除電処理する除電手段であることを特徴とする請求
   項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 除電手段が露光除電手段であることを特
   徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 被帯電体に電圧を印加した帯電部材を当
   接させて被帯電体の帯電を行い、該被帯電体の帯電処理
   面に目的の画像情報に対応した静電潜像を形成し、その
   静電潜像を現像手段によりトナー画像として可視像化し
   て画像形成を実行する画像形成装置において、 被帯電体の除電処理を行う前露光装置を有し、非画像形
   成時の必要時にのみ該前露光装置の露光量を変化させる
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 前露光装置が、画像形成時に消灯、非画
   像形成時の必要時にのみ点灯することを特徴とする請求
   項４に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前露光装置の非画像形成時の必要時にお
   ける光量が、画像形成時の光量より大であることを特徴
   とする請求項４に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 被帯電体に電圧を印加した帯電部材を当
   接させて被帯電体の帯電を行い、該被帯電体の帯電処理
   面に目的の画像情報に対応した静電潜像を形成し、その
   静電潜像を現像手段によりトナー画像として可視像化し
   て画像形成を実行する画像形成装置において、 非画像形成時の必要時にのみ、被帯電体と帯電部材より
   形成される接触ニップ部の被帯電体移動方向上流側部分
   と下流側部分の少なくとも一方の部分に露光を行う接触
   ニップ部露光手段を有することを特徴とする画像形成装
   置。
8. 【請求項８】 接触ニップ部露光が被帯電体上の残留電
   荷を除去する除電装置の露光の一部または全部を導光し
   てなされることを特徴とする請求項７に記載の画像形成
   装置。
9. 【請求項９】 被帯電体が、感光層、及び表面層を有
   し、該表面層が樹脂及び導電性微粒子を有することを特
   徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１つに記載の画
   像形成装置。
10. 【請求項１０】 導電性微粒子がＳｎＯ₂ であることを
    特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 被帯電体がシリコンの非晶質より成る
    表面層を有することを特徴とする請求項１乃至請求項８
    の何れか１つに記載の画像形成装置。
12. 【請求項１２】 被帯電体が表面抵抗１０⁹ 〜１０¹⁴Ω
    ・ｃｍの低抵抗層を有することを特徴とする請求項１乃
    至請求項８の何れか１つに記載の画像形成装置。
13. 【請求項１３】 帯電部材が導電性の磁性粒子であるこ
    とを特徴とする請求項１乃至請求項１２の何れか１つに
    記載の画像形成装置。
14. 【請求項１４】 帯電部材が導電性の繊維であることを
    特徴とする請求項１乃至請求項１２の何れか１つに記載
    の画像形成装置。