JP2001235929A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】像担持体１の帯電手段２として特に注入帯電シ
ステムを用いたタイプの画像形成装置において、画像の
形成に影響を与えることなく、像担持体１および帯電部
材2-A-a の摩耗を抑えて画像形成装置の出力画像の高画
質化と長寿命化を可能にすることを 【解決手段】像担持体１上における画像形成工程以外の
工程時で、帯電部材2-A-a の像担持体１に対する回転の
周速差が帯電工程の周速差より小さくなる工程、もしく
は帯電部材2-A-a の像担持体１に対する接触圧が帯電工
程の接触圧より小さくなる工程を有すること。

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・誘電体等
の像担持体に該像担持体を帯電処理する工程を含む画像
形成プロセスを適用して画像出力する電子写真装置・静
電記録装置等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真装置等の画像形成装置に
おいては、像担持体上で静電潜像を形成するために、像
担持体を一様な電位に帯電させるための帯電工程が必要
であり、その帯電手段として像担持体に非接触なコロナ
帯電装置等が用いられてきた。しかしながら、コロナ帯
電装置では、オゾンが多量に発生する、帯電装置と像担
持体との間に１０ＫＶ程度の高い電圧を印加しなければ
ならない等の問題があった。

【０００３】これらの問題を解決する帯電手段として、
近年、像担持体に直接接触する帯電部材に電圧を印加す
ることで像担持体を一様に帯電させる、いわゆる接触帯
電装置が提案・実用化されている。

【０００４】Ａ）ローラ帯電装置 上記の接触帯電装置の代表的なものは、図９に示すよう
なローラ帯電装置２−Ｘである。

【０００５】ローラ帯電装置において帯電部材2-X-a
は、導電性であるベースローラの表層に中抵抗の層が設
けられたローラ（帯電ローラ）であり、この帯電ローラ
2-X-aを像担持体１に所定の押圧力をもって接触させ、
かつ回転自由に軸受け保持させて配設してあり、矢印ａ
方向に回転駆動される像担持体１の回転に従動して矢印
ｂ方向に回転する。上記帯電ローラ2-X-a と像担持体１
の間には電源Ｓ１により所定の帯電バイアス電圧が印加
されており、これにより上記像担持体１は一様な電位に
帯電させられる。

【０００６】ここで、上記の電圧の印加については、
（１）直流電圧のみを印加する方法、（２）直流電圧に
交流電圧を重畳させた電圧を印加するする方法の２通り
がある。（１）の場合では、例えば、像担持体１上の電
位を−６００Ｖにするためには、−１３００Ｖ程度の電
圧を印加する必要があり、（２）の場合では、直流電圧
を−６００Ｖ、重畳する交流電圧を１５００Ｖｐｐ以上
として印加することで、同様に、像担持体１上の電位を
−６００Ｖにすることができる。

【０００７】この場合における帯電のメカニズムは、
（１）と（２）のいずれの場合でも、Paschen の法則に
従うものであり、図９中の領域Ｈで示されるような、上
記の帯電ローラ2-X-a と像担持体１とがある特定の距離
においてPaschen の法則を満足する領域で放電現象が起
こり、像担持体１上を帯電させるものである。

【０００８】しかしながら、このような接触帯電装置
は、上記の帯電メカニズムからも分かるとおり、初めに
述べたコロナ帯電装置と同じ放電を微小な空間領域Ｈで
行っているものであり、オゾン発生はコロナ帯電装置よ
りは大幅に抑えられているもののやはり発生する。この
オゾンは酸化窒素を生成し、それが像担持体１上に付着
した場合、その抵抗が低いため帯電不良による画像不良
を発生させる。

【０００９】Ｂ）注入帯電装置 これに対しては、上記のようなオゾンの発生の問題が無
く、またこれに伴い帯電装置に印加する電圧を更に低く
できる注入帯電プロセスが特開平６−３９２１号公報等
に提案されている。

【００１０】この帯電プロセスにおける特徴は、像担持
体の表面電位を帯電装置に印加した電圧とほぼ同じ電位
に出来ることであり、これは放電現象を用いることな
く、帯電部材に接触した像担持体表面との直接の電荷の
やりとりにより像担持体への電荷注入を行うことで可能
とするものである。

【００１１】．磁気ブラシ帯電装置 上記の注入帯電プロセスを実現するための帯電装置とし
ていくつかのタイプの注入帯電装置が提案されている。

【００１２】その代表的な１つとして、磁気ブラシタイ
プの帯電装置２−Ｙを図１０に示す。この帯電装置は、
マグネット2-Y-a 、これを内包した非磁性の帯電スリー
ブ2-Y-b 、マグネットキャリア（磁性キャリア、磁性粉
体）2-Y-c 、導電性の規制ブレード2-Y-d 、ハウジング
2-Y-e 等より構成される。マグネットキャリア2-Y-cは
磁性体であると共に導電性の物質である。

【００１３】帯電スリーブ2-Y-b はハウジング2-Y-e 内
に回転自由に配設してあり、その周面の一部をハウジン
グの開口部から外部に露呈させてある。帯電装置２−Ｙ
は帯電スリーブ2-Y-b の外部露呈部を像担持体１に対し
て所定の僅少なギャップを存して対向させた状態にして
配設してある。マグネット2-Y-a は非回転に固定して配
設してある。マグネットキャリア2-Y-c はハウジング2-
Y-e 内に貯留させてある。規制ブレード2-Y-d はハウジ
ング2-Y-e の開口部に配設してあり、帯電スリーブ2-Y-
b との間に所定のギャップを形成する。

【００１４】ハウジング2-Y-e 内のマグネットキャリア
2-Y-c はマグネット2-Y-a の磁界により帯電スリーブ2-
Y-b の周面に磁気ブラシとして磁気吸着されて保持さ
れ、帯電スリーブ2-Y-b の回転に伴い搬送され、規制ブ
レード2-Y-d で層厚が所定に規制されてハウジング2-Y-
e の開口から外部に持ち出し搬送され、像担持体１の面
に接触して像担持体面を摺擦し、帯電スリーブ2-Y-b の
引き続く回転に伴い再びハウジング2-Y-e 内に戻し搬送
される。

【００１５】像担持体１は矢印ａ方向に回転駆動され、
帯電スリーブ2-Y-b は像担持体１とマグネットキャリア
2-Y-c の磁気ブラシとの接触部（帯電部）において像担
持体１の回転方向とは逆方向である矢印ｓ方向に回転駆
動される。即ちマグネットキャリア2-Y-c の磁気ブラシ
は像担持体１と周速差をもって帯電スリーブ2-Y-b の回
転に伴い回転して像担持体１面を摺擦する。

【００１６】本例の磁気ブラシ帯電装置２−Ｙにおいて
は規制ブレード2-Y-d には電源Ｓ１により帯電バイアス
電圧として例えば−６００Ｖの直流電圧が印加されてい
る。このため、像担持体１上において、マグネットキャ
リア2-Y-c の磁気ブラシが接触している部分は、これと
同電位になろうとする。この時、マグネットキャリア2-
Y-c から像担持体１表面のエネルギー障壁を越えて電荷
が像担持体１に注入されれば像担持体１は帯電され、こ
のエネルギー障壁を越えられないか、もしくはマグネッ
トキャリア2-Y-c と像担持体１が離れるときに再び像担
持体１から電荷がマグネットキャリア2-Y-c に移動する
場合には帯電は起こらない。この現象は、像担持体１の
持つ表面のエネルギー障壁や、電荷の保持能力によると
ころが大きい一方で、競争反応として考えた場合、マグ
ネットキャリア2-Y-c が像担持体１と接触する機会の頻
度が重要になる。

【００１７】この接触頻度を上げるためには、マグネッ
トキャリア2-Y-c の粒径を小さくし、マグネット2-Y-a
の磁力を大きくするなどして、マグネットキャリア2-Y-
c の磁気ブラシの密度を高くし、また帯電スリーブ2-Y-
b の回転方向ｓを帯電部において像担持体１の進行方向
ａと逆にして、マグネットキャリア2-Y-c の磁気ブラシ
と像担持体の回転相対速度を上げるなどして、マグネッ
トキャリア2-Y-c の像担持体１への時間当たりの接触回
数を増やすことが効果がある。

【００１８】上記のように、像担持体１への電荷の注入
サイトとなるマグネットキャリア2-Y-c を高い確率で像
担持体１に接触させることにより、像担持体１の表面電
位は規制ブレード2-Y-d に印加した−６００Ｖとほぼ同
じ電位となり、またミクロな部分についても帯電ムラの
ない均一帯電が可能になっている。

【００１９】．ファーブラシ帯電装置 また、上記の磁気ブラシタイプとは異なるタイプの注入
帯電装置として、図１１に示すような、ファーブラシロ
ーラ2-Z-a を帯電部材として用いたタイプの注入帯電装
置２−Ｚも考案されている。

【００２０】ファーブラシタイプでは、上記の磁気ブラ
シ帯電装置２−Ｙにおけるマグネットキャリア2-Y-c に
よる磁気ブラシの役割を、導電性の毛に持たせたもので
ある。

【００２１】ファーブラシローラ2-Z-a は導電性で柔ら
かい毛を高密度に植設たものであり、毛先部を像担持体
１の面に接触させて配設してある。像担持体１は矢印ａ
方向に回転駆動され、ファーブラシローラ2-Z-a は像担
持体１との接触部（帯電部）において像担持体１の回転
方向とは逆方向である矢印ｓ方向に回転駆動される。即
ちファーブラシローラ2-Z-a は像担持体１と周速差をも
って回転してファーブラシにより像担持体１面を摺擦す
る。

【００２２】そしてこのファーブラシローラ2-Z-a に電
源Ｓ１により帯電バイアス電圧として所定の直流電圧が
印加されることにより像担持体１面が帯電される。

【００２３】．スポンジローラ帯電装置 また更に、上記の磁気ブラシタイプやファーブラシタイ
プとは異なるタイプの注入帯電装置として、図１２に示
すような、帯電スポンジローラ2-A-a を帯電部材として
用いたタイプの注入帯電装置２−Ａも考案されている。

【００２４】このタイプは、像担持体１に接触して回転
する帯電スポンジローラ2-A-a の表面のポーラス空包部
（空孔部）に帯電促進粒子といわれる比較的低抵抗の導
電性粒子Ｚを付着させたものであり、上記の磁気ブラシ
タイプのマグネットキャリア2-Y-c に、この帯電促進粒
子Ｚが相当するもので注入サイトとなる。

【００２５】像担持体１は矢印ａ方向に回転駆動され、
帯電スポンジローラ2-A-a は像担持体１との接触部（帯
電部）において像担持体１の回転方向とは逆方向である
矢印ｓ方向に回転駆動される。即ち帯電スポンジローラ
2-A-a は像担持体１と周速差をもって回転して像担持体
１面を摺擦する。この場合、帯電スポンジローラ2-A-a
と像担持体１との接触ニップ部に帯電促進粒子Ｚが介在
している。そしてこの帯電スポンジローラ2-A-a に電源
Ｓ１により帯電バイアス電圧として所定の直流電圧が印
加されることにより像担持体１面が帯電される。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
注入帯電装置においては、磁気ブラシ帯電装置２−Ｙ
（図９）、ファーブラシ帯電装置２−Ｚ（図１０）、ス
ポンジローラ帯電装置２−Ａ（図１１）のいずれの場合
でも、帯電能力を確保するためには、注入サイトと像担
持体１との接触回数が重要であり、これを効率的に高く
するには、像担持体の回転方向ａに対して帯電部材を反
対方向ｃに回転させるなどして相対速度を高くしたり、
像担持体１と帯電部材との接触面積を上げるために帯電
部材の当接圧を高くする必要があった。このため、像担
持体１と帯電部材との摩擦が大きくなり、双方の部材と
も摩耗劣化による寿命が問題となった。

【００２７】特に、スポンジローラタイプの注入帯電装
置２−Ａにおいては、像担持体１と帯電部材であるスポ
ンジローラ2-A-a との接触圧が高く、また比較的硬度の
高い帯電促進粒子Ｚがこの間で介在しており、これが研
磨剤のような働きをするため、像担持体１に対するダメ
ージは大きく、像担持体１の表面層がかなり削れてしま
うという問題があった。

【００２８】ここで、従来例で示した、放電を使ったロ
ーラ帯電装置２−Ｘ（図９）を用いた画像形成装置にお
いて像担持体１の削れ量を少なく抑えるための手段に関
して例を挙げると、 （ａ）像担持体１に接触しているクリーニング部材の圧
を低くする （ｂ）帯電ローラ2-X-a に交流電圧を重畳させた電圧を
印加する場合では、交流電圧を必要最小限に抑える （ｃ）像担持体１と帯電ローラ2-X-a との間に印加する
電圧の印加時間を抑える などの手段が効果的であるが、ここで述べている注入帯
電装置においては（ａ）及び（ｂ）に関しては、その手
段を持たず、また（ｃ）に関しても電圧印加による像担
持体１へのダメージはほとんどなく、単純に摩擦による
物理的な力が像担持体１表面を削っている事がわかって
いる。

【００２９】このため、スポンジローラタイプの注入帯
電装置２−Ａを用いた画像形成装置においては像担持体
１が回転する間は常に像担持体１と帯電部材であるスポ
ンジローラ2-A-a とは摺動しており、画像形成には直接
必要がなく、従来例では、帯電バイアスを切るなどして
像担持体１の削れを抑えることが可能であった、前回転
時や、後回転時、又は紙間などにおいても、像担持体１
は削られ、像担持体１の寿命が短くなるという問題があ
った。

【００３０】また、像担持体１の寿命を長くするため
に、像担持体１の膜厚を厚くすることも考えられるが、
膜厚を厚くした場合、潜像の再現性が悪くなり、画像が
ボケるなどの問題が発生するため、画質との両立が難し
いという問題があった。

【００３１】また、本例での場合、連続通紙での使用
と、前回転、後回転を含んだ、１枚ごとでの使用では、
像担持体１の削れ量の違いが大きく、３倍以上になるこ
とも少なくない。

【００３２】したがって、必要な像担持体１の膜厚は、
削れ量が最大になる場合を想定する必要があるが、連続
通紙での使用が多いユーザーにとっては、過剰スペック
となり、無駄なお金を払うばかりか、更には上記の潜像
の劣化による画質の低下も多少なりとも受け入れなけれ
ばならないという問題もあった。

【００３３】また、クリーナレスシステムである場合に
は、上記帯電部材であるスポンジローラ2-A-a が多少の
現像剤の付着に対しても影響を受けないような高い帯電
性能が必要となるため、上記帯電スポンジローラ2-A-a
のより高い接触圧が必要になり、特に像担持体の削れ量
が大きくなるという問題があった。

【００３４】本発明はこのような現状に対処すべくなさ
れたものであって、像担持体の帯電手段として特に注入
帯電システムを用いたタイプの画像形成装置において、
画像の形成に影響を与えることなく、像担持体および帯
電部材の摩耗を抑えて画像形成装置の出力画像の高画質
化と長寿命化を可能にすることを目的とする。

【００３５】

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

【００３６】（１）像担持体と、上記像担持体に接触し
て帯電を行う帯電部材を有する帯電手段と、上記像担持
体の帯電面に静電潜像を形成する画像情報書き込み手段
と、その静電潜像を現像剤により可視化する現像手段と
を有する画像形成装置において、上記像担持体に接触す
る帯電部材は、上記像担持体の表面に対して周速差をも
って回転しており、自身とほぼ同じ電位に上記像担持体
を帯電することで帯電工程を実行するものであり、上記
画像形成装置の画像出力のプロセスは、上記像担持体上
における画像形成工程以外の工程時で、上記帯電部材の
像担持体に対する回転の周速差が、上記帯電工程の周速
差より小さくなる工程を有することを特徴とする画像形
成装置。

【００３７】（２）上記帯電手段は上記帯電部材と上記
像担持体との間に導電性粒子を介在させることにより上
記像担持体を帯電することを特徴とする（１）に記載の
画像形成装置。

【００３８】（３）上記導電性粒子の上記帯電部材への
供給を上記現像手段から上記像担持体を介して行い、且
つ上記現像手段により上記像担持体上に供給された現像
剤に関して再び現像手段を通過するものはその際に上記
現像手段により回収されることを特徴とする（２）に記
載の画像形成装置。

【００３９】（４）上記帯電部材は導電性のスポンジロ
ーラからなり、上記帯電工程時以外の工程で上記スポン
ジローラを像担持体に対して従動回転状態にすることで
帯電部材の像担持体に対する回転の周速差を上記帯電工
程の周速差より小さくすることを特徴とする（１）ない
し（３）の何れかに記載の画像形成装置。

【００４０】（５）像担持体と、上記像担持体に接触し
て帯電を行う帯電部材を有する帯電手段と、上記像担持
体の帯電面に静電潜像を形成する画像情報書き込み手段
と、その静電潜像を現像剤により可視化する現像手段と
を有する画像形成装置において、上記像担持体に接触す
る帯電部材は、上記像担持体の表面に対して周速差をも
って回転しており、自身とほぼ同じ電位に上記像担持体
を帯電することで帯電工程を実行するものであり、上記
画像形成装置の画像出力のプロセスは、上記像担持体上
での帯電工程以外の工程時で、上記帯電部材の像担持体
に対する接触圧が、上記帯電工程の接触圧より小さくな
る工程を有することを特徴とする画像形成装置。

【００４１】（６）上記帯電手段は上記帯電部材と上記
像担持体との間に導電性粒子を介在させることにより上
記像担持体を帯電することを特徴とする（５）に記載の
画像形成装置。

【００４２】（７）上記導電性粒子の上記帯電部材への
供給を上記現像手段から上記像担持体を介して行い、且
つ上記現像手段により上記像担持体上に供給された現像
剤に関して再び現像手段を通過するものはその際に上記
現像手段により回収されることを特徴とする（６）に記
載の画像形成装置。

【００４３】〈作 用〉前述したように、注入帯電シス
テムでは、通常、帯電性能を高くするため、帯電部材と
像担持体との周速差、接触圧（当接圧）を高くとってお
り、これが像担持体と帯電部材の摩耗（寿命）をはやめ
る因子となっている。そこで本発明においては、像担持
体上における画像形成工程以外の工程時、例えば前回転
工程時や後回転工程時などでは上記の周速差や接触圧を
落とす制御をするものである。周速差は、例えば、帯電
部材の回転を像担持体に対して従動回転状態に切り替え
るなどして低くする（周速差を０にする、あるいは０付
近にするなど）。

【００４４】これにより、像担持体と帯電部材との間に
帯電促進粒子である導電性粒子を介在させて帯電を行な
う系で、その介在導電性粒子の研磨効果により像担持体
に削れが生じやすい場合であっても、高い帯電性を得る
ために帯電部材を像担持体に高い周速差や高い圧力で当
接させていることで像担持体が削れやすい場合であって
も、また帯電部材がスポンジローラであり、その高い摩
擦力で像担持体が削れやすい場合等であっても、簡易な
構成で、画像形成に影響を与えることなく、像担持体と
帯電部材との不必要な摺動を抑えて摩擦による負荷・劣
化を軽減して、像担持体および帯電部材の摩耗を抑え、
画像形成装置の長寿命化が可能となる。

【００４５】そして、像担持体の耐久の進行に伴う削れ
量を低く抑えられることで像担持体膜厚を低くできるた
め、高精細な潜像が得られ、高画質化が可能になる。

【００４６】

【発明の実施の形態】〈第１の実施例〉（図１〜図５） 図１は本発明に従う画像形成装置例の概略構成模型図で
ある。本実施例の画像形成装置は、転写式電子写真プロ
セス利用、帯電促進粒子を用いた注入帯電方式、反転現
像方式、クリーナレス、プロセスカートリッジ方式のレ
ーザービームプリンタである。

【００４７】（１）プリンタの全体的概略構成 １は像担持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）である。例えば負極性のＯ
ＰＣ感光ドラムであり、矢印ａ方向に所定の周速度（プ
ロセススピード）をもって回転駆動される。

【００４８】２は感光ドラム１面を所定の極性・電位に
一様に注入帯電処理する帯電装置である。本実施例では
前述した図９と同様のスポンジローラ帯電装置であり、
接触帯電部材としての、帯電促進粒子Ｚで覆われた帯電
スポンジローラ2-A-a により感光ドラム１面が−６００
Ｖ（暗部電位Ｖｄ）に一様に注入帯電処理される。この
帯電装置２については（３）項で詳述する。

【００４９】７は情報書き込み手段としてのレーザービ
ームスキャナである。このスキャナ７はレーザーダイオ
ード・ポリゴンミラー等を含み、不図示のコンピュータ
等のホスト装置から入力する目的の画像情報の時系列電
気デジタル画素信号に対応して強度変調されたレーザー
光Ｌを出力し、回転感光ドラム１の一様帯電処理面を走
査露光する。この走査露光により、レーザー光が当った
感光ドラム面部分は電位が低くなり、感光ドラム面の露
光された部分と露光されない部分で電位差が作られ、露
光パターンに対応した静電潜像が形成される。本実施例
における、露光された感光ドラム面部分のいわゆる明部
電位Ｖｌは、露光されない感光ドラム面部分のいわゆる
暗部電位Ｖｄ＝−６００Ｖに対して、Ｖｌ＝−１５０Ｖ
である。

【００５０】３は現像装置である。本実施例では、現像
部材が感光ドラム１に接触しないいわゆるジャンピング
現像法を用いた反転現像装置であり、感光ドラム面の明
部電位部分に現像剤であるネガトナーが付着して静電潜
像が反転現像される。この現像装置３については（４）
項で詳述する。

【００５１】５は接触転写手段としての中抵抗の転写ロ
ーラであり、感光ドラム１に所定に圧接されて転写ニッ
プ部を形成しており、感光ドラム１の回転方向ａと順方
向である矢印ｄ方向に感光ドラム１の周速度とほぼ同じ
周速度をもって回転している。そして転写ニップ部に不
図示の給紙部から所定の制御タイミングにて記録媒体で
ある転写材（転写紙）Ｐが給紙され、かつ転写ローラ５
に電源Ｓ３から、トナーの帯電極性とは逆極性の所定の
転写バイアス電圧例えば＋２ｋＶが印加されることで、
感光ドラム１面のトナー画像が転写ニップ部において転
写材Ｐの面に順次に静電転写されていく。

【００５２】６は熱定着方式等の定着装置である。転写
ニップ部に給紙されてトナー画像の転写を受けた転写材
Ｐは回転感光ドラム１の面から分離されてこの定着装置
６に導入され、トナー画像の定着処理を受けて画像形成
物（プリント、コピー）として装置外に排出される。

【００５３】本実施例のプリンタはクリーナレスであ
り、転写ニップ部における転写材Ｐに対するトナー画像
転写後の回転感光ドラム１面に残留の転写残トナーは専
用のクリーナ（クリーニング装置）で除去されることな
く感光ドラム１の引き続く回転に伴い帯電装置２を経由
して現像部に至り現像装置３に現像同時クリーニングに
て回収・再用される。このクリーナレスシステムについ
ては（５）項で詳述する。

【００５４】本実施例のプリンタは、感光ドラム１、帯
電スポンジローラ2-A-a 、現像装置３の３つのプロセス
機器を一括してプリンタ本体に対して着脱交換自在のプ
ロセスカートリッジ４として構成してある。４１・４１
はプリンタ本体側のカートリッジ着脱案内・保持部材で
ある。

【００５５】ここで、プロセスカートリッジとは、帯電
手段、現像手段またはクリーニング手段と電子写真感光
体（像担持体）とを一体的にカートリッジ化し、このカ
ートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とする
ものである。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手
段の少なくとも一つと電子写真感光体とを一体的にカー
トリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に
対して着脱可能とするものである。更に、少なくとも現
像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化
し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱
可能とするものをいう。

【００５６】（２）プリンタの動作シーケンス 図２は上記プリンタの動作工程シークエンス図である。

【００５７】ａ．前多回転工程（初期回転動作） プリンタの起動時の始動動作期間（起動動作期間、ウォ
ーミング期間）である。電源スイッチ−オンにより、感
光ドラムを回転駆動させ、また定着装置の所定温度への
立ち上げ等、所定のプロセス機器の準備動作を実行させ
る。

【００５８】ｂ．前回転工程（印字準備回転動作） 画像形成スタート信号（プリント信号）−オンから実際
に画像形成（印字）工程動作がなされるまでの間の画像
形成前の準備回転動作期間であり、前多回転工程中に画
像形成スタート信号が入力したときには前多回転工程に
引き続いて実行される。画像形成スタート信号の入力が
ないときには前多回転工程の終了後にメインモータの駆
動が一旦停止されて感光ドラムの回転駆動が停止され、
プリンタはプリント信号が入力されるまでスタンバイ
（待機）状態に保たれる。画像形成スタート信号が入力
すると前回転工程が実行される。

【００５９】ｃ．画像形成工程（印字工程、作像工程） 所定の前回転工程が終了すると、引き続いて回転感光ド
ラムに対する作像プロセスが実行され、回転感光ドラム
面に形成されたトナー画像の転写材への転写、定着装置
によるトナー画像の定着処理がなされて画像形成物がプ
リントアウトされる。

【００６０】連続画像形成（連続印字、連続プリント）
モードの場合は上記の画像形成工程が所定の設定プリン
ト枚数ｎ分繰り返して実行される。

【００６１】ｄ．紙間工程 連続画像形成モードにおいて、一の転写材の後端部が転
写位置を通過した後、次の転写材の先端部が転写位置に
到達するまでの間の、転写位置における転写材の非通紙
状態期間（画像形成領域間の非画像形成領域）である。

【００６２】ｅ．後回転工程 最後の転写材の画像形成工程が終了した後もしばらくの
間メインモー夕の駆動を継続させて感光ドラムを回転駆
動させ、所定の後動作を実行させる期間である。

【００６３】ｆ．ス夕ンバイ 所定の後回転工程が終了すると、メインモー夕の駆動が
停止されて感光ドラムの回転駆動が停止され、プリン夕
は次の画像形成スタート信号が入力するまでス夕ンバイ
状態に保たれる。

【００６４】１枚だけのプリントの場合は、そのプリン
ト終了後、プリン夕は後回転工程を経てス夕ンバイ状態
になる。

【００６５】ス夕ンバイ状態において、画像形成スター
ト信号が入力すると、プリン夕は前回転工程に移行す
る。

【００６６】（３）帯電装置２ 本実施例では帯電装置２は注入帯電装置であるスポンジ
ローラ帯電装置である。接触帯電部材としての帯電スポ
ンジローラ2-A-a は、硬度３０度、平均発泡径５０μｍ
の導電性ローラであり、その外周面を帯電促進粒子Ｚで
覆わせてあり、感光ドラム１に対して所定の押圧力をも
って圧接させてあり、不図示の駆動系により感光ドラム
１との接触部である帯電ニップ部において感光ドラム１
の回転方向とは逆方向（対抗方向）である矢印ｓ方向に
回転駆動される。該帯電スポンジローラ2-A-a の表面速
度は、画像形成時においては、感光ドラム１の１．５倍
の速度、すなわち、感光ドラム１との相対速度では感光
ドラム表面速度に対して２５０％の速さで周速差をもっ
て移動している。また帯電スポンジローラ2-A-a には電
源Ｓ１から所定の帯電バイアス電圧が印加される。

【００６７】帯電促進粒子Ｚは、二次集合体を含めた平
均粒径が３μｍ、比抵抗１０⁶ Ω・ｃｍの導電性酸化亜
鉛粒子を用いている。この帯電促進粒子Ｚは現像剤であ
るトナーＴの帯電極性のマイナスに対して逆の極性であ
るプラスである。帯電促進粒子Ｚは帯電スポンジローラ
2-A-a の外周表面の空包部に重点的に付着し、帯電スポ
ンジローラ表面を覆つている。従って帯電スポンジロー
ラ2-A-a と感光ドラム１との接触部である帯電ニップ部
には帯電促進粒子Ｚが介在することになる。

【００６８】帯電促進粒子Ｚは帯電補助を目的とした導
電性微粒子であり、帯電ニップ部に介在させることで、
該粒子による潤滑効果（摩擦低減効果）により帯電スポ
ンジローラ2-A-a と感光ドラム１の帯電ニップ部におけ
る摩擦を減らし、帯電スポンジローラ2-A-a の回転トル
クを減らせ、帯電スポンジローラ2-A-a を感光ドラム１
に周速差（速度差）をもって接触させることができると
同時に、帯電スポンジローラ2-A-a が帯電促進粒子Ｚを
介して密に均一に感光ドラム１に接触して、帯電ニップ
部において帯電促進粒子Ｚが感光ドラム１面を隙間なく
摺擦することで、帯電部材としてローラ等の簡易な部材
を用いた場合でも、低印加電圧でオゾンレスの直接注入
帯電を支配的にすることができる。またミクロな部分に
ついても帯電ムラのない均一帯電が可能になる。

【００６９】前述したように注入帯電は、放電現象を基
本的に用いないで、被帯電体である像担持体に帯電部材
から直接に電荷が注入されることで像担持体の帯電がな
される帯電系であり、帯電部材への印加電圧が放電閾値
以下の電圧であっても像担持体をほぼその印加電圧相当
の電位に帯電することができ、放電現象によるイオンの
発生を伴わないため放電生成物による弊害も生じない。

【００７０】本実施例においては、帯電スポンジローラ
2-A-a には電源Ｓ１により−６１０Ｖの帯電バイアス電
圧が印加されている。このため、感光ドラム１と帯電ス
ポンジローラ2-A-a が接触する領域において、低抵抗物
質である帯電促進粒子Ｚが、これらに直接接触する部分
では、これらが同電位になろうとするため、感光ドラム
１表面には電荷が誘導され、帯電スポンジローラ2-A-a
側と同じ電位である−６１０Ｖになろうとする。

【００７１】この後、帯電スポンジローラ2-A-a と感光
ドラム１表面が剥離するとき、再び電荷の移動も起こ
り、感光ドラム１上の電荷は減少しようとするが、その
減少量は、帯電スポンジローラ2-A-a や帯電促進粒子Ｚ
の抵抗値、また感光ドラム１の抵抗値や、その層構成に
よって決まるものであり、本実施例においてはその減少
量を極力抑えるような系を得ることによって１０Ｖの減
少とし、感光ドラム１に−６００Ｖの表面電位（暗部電
位Ｖｄ）を得ている。

【００７２】帯電促進粒子Ｚの材料としては、酸化亜鉛
以外の他の金属酸化物や有機物との混合物など各種導電
粒子が使用可能である。均一な帯電性を得るために、粒
径は５０μｍ以下好ましくは１０μｍ以下である。粒径
の下限は粒子が安定して得られるものとして１０ｎｍが
限界であると思われる。また粒子抵抗は粒子を介した電
荷の授受を行なうため比抵抗としては１０¹²Ω／ｃｍ以
下が望ましく、さらには１０¹⁰Ω・ｃｍ以下が望まし
い。帯電促進粒子Ｚは一次粒子の状態で存在するばかり
ではなく二次粒子の凝集した状態で存在することもなん
ら問題はない。

【００７３】本システムで使用している像担持体として
の感光ドラム１は、先に述べたように、電荷注入効率が
高く、また電荷保持力の高いことが望まれる。また、本
発明の対象となる課題でもある、摩耗による削れを抑え
るものが要求される。本実施例においては、上記感光ド
ラム１は、一般的な有機感光体の表面層である電荷移動
層の更に表面に、低抵抗でかつ高硬度である、厚さ３μ
ｍのオーバーコート層を設けている。これにより、一般
的な有機感光体より高い帯電性能を得ることができ、ま
た削れについても、低コストな有機感光体をベースにわ
ずかなコストアップで少なく抑えている。

【００７４】またこのシステムで問題となるのは、帯電
スポンジローラ2-A-a 及び帯電促進粒子Ｚによる感光ド
ラム１の帯電能力であり、常時必要な帯電能力を得るた
めに、本実施例においては感光ドラム１と帯電スポンジ
ローラ2-A-a との当接ニップ幅が３ｍｍになるように、
帯電スポンジローラの感光ドラムに対する加圧力を設定
し、また、先に述べたように、感光ドラム１と帯電スポ
ンジローラ2-A-a との相対速度を感光ドラム１の周速の
２５０％としている。この設定により、本システムにお
いては、通常考えられ得るような環境において、現像装
置３の現像剤Ｔが消費され尽くすまで、常に安定した帯
電性能を得ている。

【００７５】（４）現像装置３ 本実施例では現像装置３は現像部材が感光ドラム１に接
触しない、いわゆるジャンピング現像法を用いた現像装
置であり、負帯電性の磁性一成分ネガトナーを現像剤Ｔ
とする反転現像装置である。そして、現像容器に収容さ
せた現像剤Ｔ（以下、トナーと記す）には予め所定量の
帯電促進粒子Ｚを添加・混合してあり、該現像装置３か
ら前記帯電装置２の帯電スポンジローラ2-A-a に対して
帯電促進粒子Ｚを供給（補給）するようにしている。

【００７６】３−ａは非磁性材の現像スリーブ、３−ｂ
は現像スリーブに内包させた現像マグネット、３−ｃは
現像スリーブに接触させた現像ブレード、３−ｄは現像
容器である。現像スリーブ３−ａは感光ドラム１との間
に３００μｍのギャップ（隙間）を形成させて感光ドラ
ム１に非接触に対向させて配設してある。現像スリーブ
３−ａと感光ドラム１との対向部が現像部である。現像
スリーブ３−ａは現像部において感光ドラム１の回転方
向と順方向の矢印ｃ方向に所定の周速度にて回転駆動さ
れる。現像マグネット３−ｂは非回転の固定部材であ
る。現像容器３−ｄ中には現像剤である磁性トナーＴと
帯電促進粒子Ｚの混合物を収納してある。本実施例にお
いてはトナーＴに対して帯電促進粒子Ｚを重量比２部で
添加・混合してあり、その帯電促進粒子Ｚは強い電気力
が働かない場合はトナーＴにその多くが付着した状態で
移動する。

【００７７】現像スリーブ３−ａは表面が荒らされてお
り、内包する現像マグネット３−ｂの磁力と合わせて、
帯電促進粒子Ｚを含む磁性トナーＴをその表面に保持し
矢印ｃ方向に搬送する。搬送されたトナーＴは現像ブレ
ード３−ｃとの接触面を通過する際に現像スリーブ３−
ａ上での高さの規制（層厚規制）を受けると共に、摩擦
による帯電を受けて電荷付与を受ける。この時のトナー
Ｔの帯電性はその材料の持つ帯電極性により、本実施例
においてはその多くがマイナスに帯電する。また、同時
にこの領域を通過する帯電促進粒子Ｚはプラスに帯電す
る。

【００７８】そして現像ブレード３−ｃの位置を通過し
たトナーＴと帯電促進粒子Ｚは引き続く現像スリーブ３
−ａの回転により現像部に搬送される。現像スリーブ３
−ａには電源Ｓ２から直流電圧に交流電圧を重畳した所
定の現像バイアス電圧が印加されており、現像部におい
て現像スリーブ３−ａ側から感光ドラム１面側にトナー
Ｔが静電潜像パターンに対応して選択的に飛翔付着して
静電潜像が反転現像される。帯電促進粒子Ｚも現像スリ
ーブ３−ａ側から感光ドラム１面側に移行付着する。現
像スリーブ３−ａ上に残ったトナーＴおよび帯電促進粒
子Ｚは引き続く現像スリーブ３−ａの回転で現像容器３
−ｄ中の現像剤溜部に戻し搬送される。

【００７９】ここで、帯電したトナーＴ及び帯電促進粒
子Ｚが、現像部である、現像スリーブ３−ａと感光ドラ
ム（像担持体）１の間（ギャップ）でどのような挙動を
するかを図３で説明する。

【００８０】上記のマイナスに帯電したトナーＴは、感
光ドラム１に接近する領域に達したとき、感光ドラム１
と現像スリーブ３−ａとの間に形成された電界により静
電潜像を現像する。本実施例においては、現像スリーブ
３−ａ表面には、電源Ｓ２により、感光ドラム１に対し
て、−４００Ｖの直流電圧に、周波数１５００Ｈｚ、１
６００Ｖｐｐの矩形波の交流電圧を重畳した現像バイア
ス電圧が印加されており、感光ドラム１と現像スリーブ
３−ａ間に形成された３００μｍのギャップにおいて、
マイナスに帯電しているトナーＴは、Ｖｄ＝−６００Ｖ
の暗部電位部には飛翔しないが、Ｖｌ＝−１５０Ｖの明
部電位部には飛翔する。

【００８１】また、この時、プラスに帯電している帯電
促進粒子Ｚは電気的には上記トナーＴとは逆に暗部電位
部に飛翔しやすいが、その大きさにより、トナーＴ自体
に付着しているものが多く、トナーＴとの静電気力の方
が強い場合にはトナーＴと逆の挙動を示すことなくトナ
ーＴと同様な移動の仕方を示す。従って、帯電促進粒子
Ｚは感光ドラム１面の明部電位部にも暗部電位部にも飛
翔可能である。

【００８２】（５）クリーナレスと、帯電スポンジロー
ラへの帯電促進粒子の供給 現像工程によって感光ドラム１上に移動したトナーＴは
転写工程により転写材Ｐに転写される。転写装置５であ
る転写ローラには電源Ｓ３により転写バイアス電圧とし
て、感光ドラム１に対して２ｋＶの直流電圧が印加され
ており、感光ドラム１と転写ローラ５との間で形成され
る電界に対して、マイナスに帯電しているトナーＴは転
写ローラ５側に引き寄せられるためにその多くが転写材
Ｐに転写される。

【００８３】一方、プラスに帯電した帯電促進粒子Ｚ
は、明部電位部において、トナーＴに付着したものの多
くは転写材ＰにトナーＴと共に転移するが、電気的には
感光ドラム１上にある方が安定であるため、トナーＴに
比べて多くの量が感光ドラム１にそのまま残る。また、
暗部電位に付着した帯電促進粒子Ｚはそのほとんどがそ
のまま感光ドラム１上に残る。

【００８４】従って、転写工程を終えた感光ドラム１上
には、明部電位部で、転写工程で僅かに残ったトナーＴ
と、感光ドラム１全面に比較的多く残った帯電促進粒子
Ｚが存在することとなる。

【００８５】上記の転写後の感光ドラム１上に残ったト
ナーＴと帯電促進粒子Ｚは、本実施例のプリンタはクリ
ーナレスであるから、引き続く感光ドラム１の回転によ
り帯電装置２の帯電スポンジローラ2-A-a と感光ドラム
１との接触部である帯電ニップ部に持ち運ばれる。

【００８６】帯電スポンジローラ2-A-a には、感光ドラ
ム１に対して、−６１０Ｖの電圧が印加してあるため、
プラスに帯電している帯電促進粒子Ｚは、転写工程によ
り、帯電スポンジローラ2-A-a よりプラス側に帯電して
いる感光ドラム１表面より、帯電スポンジローラ2-A-a
に移動しようとする。そして、スポンジの細密な表面に
保持されることにより、既に述べたような帯電工程の働
きを担う。すなわち、現像装置３から帯電スポンジロー
ラ2-A-a に対して帯電促進粒子Ｚが供給（補給）される
のである。

【００８７】一方、転写されずに感光ドラム１上に残っ
たトナーＴは、元々プラスに帯電していた転写されにく
いいわゆる反転成分であるか、もしくは転写の電圧を受
けた後であるためプラスに帯電したものが多くを占めて
いる。従って、これらのトナーも帯電スポンジローラ2-
A-a に付着するが、付着しながら感光ドラム１と帯電ス
ポンジローラ2-A-a とが帯電工程を行う領域を何度か通
過する内に正規の帯電極性であるマイナスへの電荷付与
が行われるため、元々マイナスに帯電しやすいトナーＴ
は比較的はやい時間でマイナスに帯電し、その多くが帯
電スポンジローラ2-A-a から感光ドラム１に再び戻り、
引き続く感光ドラム１の回転で現像部に持ち運ばれて、
現像工程が行われている現像スリーブ３−ａとの近接す
る領域を通過する際に、新たに現像されるトナーＴと同
化するため、現像装置３に現像同時クリーニングで回収
されて再用される。

【００８８】現像同時クリーニングは、転写後に像担持
体上に残留したトナーを次工程以降の現像時、即ち引き
続き像担持体を帯電し、潜像を形成し、該潜像の現像時
にかぶり取りバイアス（現像装置に印加する直流電圧と
像担持体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差
Ｖback）によって回収する方法である。この方法によれ
ば、転写残トナーは現像装置に回収されて次工程以降に
再用されるため、廃トナーをなくし、メンテナンスに手
を煩わせることも少なくすることができる。またクリー
ナレスであることでスペース面での利点も大きく、画像
形成装置を小型化できるようになる。

【００８９】（６）感光ドラム１の削れ量低減対策 次に、本発明における課題である、感光ドラム１の削れ
量低減対策について述べる。

【００９０】本実施例においては、上記のような感光ド
ラム１と帯電スポンジローラ2-A-aとの相対速度を感光
ドラム１の周速の２５０％として、それぞれを回転させ
ている期間は、本質的には、感光ドラム１上において画
像を形成している間のみとし、それ以外の感光ドラム１
が回転している間は、上記帯電スポンジローラ2-A-aは
感光ドラム１に対してのカウンター回転から、図１の矢
印ｂに示すように、感光ドラム１の回転に従動させた回
転に切り替えさせている。

【００９１】本実施例では、帯電スポンジローラ2-A-a
の駆動回転と従動回転の切り替えは該ローラの駆動系
（不図示）に介入させたクラッチ機構によってなされ
る。クラッチ機構は制御回路により所定の制御タイミン
グでオン・オフ制御される。オン制御でクラッチがつな
がって帯電スポンジローラが駆動回転される。オフ制御
でクラッチが断たれて、帯電スポンジローラが回転フリ
ーとなり、感光ドラム１の回転に従動して回転する。即
ち、感光ドラム１との周速差がほぼ０となる。

【００９２】本実施例におけるプロセスカートリッジ４
の、現像剤の消費寿命である１０Ｋ枚終了までの、本発
明を実施しない場合と実施した場合における、像担持体
である感光ドラム１の削れ量を図４に示す。

【００９３】ここで、本実施例に述べている画像形成装
置は、連続出力時におけるＡ４サイズ紙を出力するのに
要する時間は１枚当たり５秒であるのに対して、１枚の
みを出力するのに要する時間は１５秒である。

【００９４】図４中のＡは上記の連続出力のみを続けた
場合における感光ドラム１の削れ量を示したものであ
り、本発明を実施した場合でも、しない場合でも、ほと
んど同じ傾きの直線となる。

【００９５】一方、Ｂは上記の１枚のみの出力を繰り返
した場合において、本発明を実施することなく、常に感
光ドラム１の回転の間、帯電スポンジローラ2-A-a を感
光ドラム１との周速差２５０％として駆動回転させた場
合のものであり、途中までは、先に述べたように、ほぼ
時間に比例する形でＡの３倍程度の削れ量になっている
が、オーバーコート層を削りきった３μｍ以降では削れ
量が急激に増加し、１０Ｋ枚終了時まで持たなかった。

【００９６】これに対して、同じ１枚のみの出力を繰り
返した場合について、本発明を実施した場合では、Ｃで
示すように、Ｂに比べて非常に小さく、Ａに近い値にな
っている。

【００９７】以下に、本発明における帯電スポンジロー
ラ2-A-a の回転制御に関するシークエンスについて述べ
る。１枚の画像の出力のための、帯電バイアスの出力を
Ｖｃ、現像バイアスの出力をＶｄｃとすると、それぞれ
の出力シークエンスは画像形成期間Ｆに対して図５に示
したようになっている。上記現像バイアス出力Ｖｄｃ
は、基本的には、上記画像形成期間Ｆにほぼ一致してお
り、上記帯電バイアスＶｃはこれの前後にやや広い範囲
で出力されている。ここで、本発明によるところの、帯
電スポンジローラ2-A-a の駆動回転運動は図５中のＲｃ
で示されるように、上記帯電バイアスの出力シークエン
スに一致している。またＲｆに示される、それ以外のと
きは、感光ドラム１に従動回転している。

【００９８】本発明を実施していない従来例では、上記
帯電スポンジローラ2-A-a の駆動回転運動Ｒｃは感光ド
ラム１の回転運動Ｒｄに一致しているが、本発明を実施
することにより、本実施例においては１枚のみの画像出
力時に、帯電スポンジローラ2-A-a を駆動回転する時間
は７秒間のみであり、残りの８秒間は従動回転している
ため、この間では感光ドラム１に与える摩耗によるダメ
ージは非常に小さく、感光ドラム１の表面層の削れ量
も、連続出力時の７／５倍に近い値で抑えられている。

【００９９】本シークエンスにおける、帯電スポンジロ
ーラ2-A-a の従動回転時Ｒｆの帯電スポンジローラ2-A-
a へのバイアス印加は行わずにフロートするか、もしく
は感光ドラム１の表面電位と同程度にすることが望まし
い。

【０１００】これは、従動回転Ｒｆした場合、帯電スポ
ンジローラ2-A-a と感光ドラム１との間での粒子の物理
的な移動が起こりやすくなるためである。

【０１０１】感光ドラム１の回転方向に対して帯電スポ
ンジローラ2-A-a をカウンター方向に駆動回転Ｒｃして
いるときでは、表面の目の粗い帯電スポンジローラ2-A-
a が現像剤Ｔ及び帯電促進粒子Ｚのような粒子を掻き取
るような効果が大きく、それぞれの表面電位の電位差に
よる粒子の電気的な力での移動はそれほど多くない。

【０１０２】一方、従動回転Ｒｆしているときでは、上
記の掻き取りの効果は小さくなり、電気的な力による粒
子の移動が起こりやすくなる。このため、感光ドラム１
と帯電スポンジローラ2-A-a との間に電位差を設けた場
合では、帯電スポンジローラ2-A-a 上に付着している現
像剤Ｔ及び帯電促進粒子Ｚは感光ドラム１上に移動しや
すくなり、帯電促進粒子が多く移動した場合では帯電能
力不足になりやすくなり、また現像剤が多く移動した場
合には現像工程上で現像装置３に回収しきれない場合、
画像不良として出力される。

【０１０３】なお、すでに述べたように、帯電バイアス
の出力は基本的には画像形成よりやや広い範囲で行われ
ればよいものであるが、除電工程等で、これ以外の場合
でも、帯電バイアスをする必要がある場合は、それに応
じて、帯電スポンジローラ2-A-a の駆動回転も行う必要
があり、また上記のような粒子の移動を帯電スポンジロ
ーラ2-A-a のクリーニングシークエンスとして意図的に
行う場合では帯電スポンジローラ2-A-a への電圧印加は
上記に限定されるものではない。

【０１０４】なお、本実施例においては、注入帯電シス
テムを、帯電スポンジローラ2-A-aと帯電促進粒子Ｚを
用いた系を例に挙げたが、従来例において述べた、磁気
ブラシ系やファーブラシ系においてもその帯電部材をカ
ウンター回転により感光ドラム１との相対速度を上げて
おり、これにより感光ドラム１の摩耗劣化は大きいた
め、これらの系においても本発明は適応できるものであ
る。

【０１０５】また、本実施例においては、画像形成時以
外での帯電スポンジローラ2-A-a の回転を従動としてい
るが、これは帯電スポンジローラ2-A-a を用いた場合、
従動の機構が簡易であり、帯電スポンジローラ2-A-a と
感光ドラム１との相対速度も０でもっとも小さいためで
あるが、上記の磁気ブラシやファーブラシ系のように従
動回転が難しい場合などもあり、この場合、上記のよう
なシークエンスにおいて、帯電部材を従動ではなく、感
光ドラム１との相対速度を落とすだけでも感光ドラム１
の摩耗を減らすことは可能である。

【０１０６】かくして本実施例により、感光ドラム１の
削れを最小限に抑えることが可能になり、感光ドラム１
の膜厚を良好な画像が形成できるよう厚さで抑えること
が可能になったため、また帯電部材である帯電スポンジ
ローラ2-A-a の摩擦による負荷・劣化を軽減して摩耗も
抑えて、長期に渡って、高精細な潜像が安定して得ら
れ、画像形成装置の出力画像の高画質化と長寿命化が可
能となる。

【０１０７】〈第２の実施例〉（図６〜図８）本実施例
においては、帯電スポンジローラ2-A-a を感光ドラム１
に所定の接触圧をもって当接させている期間は、本質的
には、感光ドラム１上において画像を形成している間の
みとし、それ以外の感光ドラム１が回転している間は、
上記帯電スポンジローラ2-A-a は感光ドラム１から非接
触に離間させた状態に保持させている。

【０１０８】図６に帯電スポンジローラ2-A-a の感光ド
ラム１に対する当接・当接解除機構の一例を示した。す
なわち、帯電スポンジローラ2-A-a はその中心軸の両端
部を夫々軸受２１で回転自由に軸受けさせて保持させて
ある。その両端部の軸受２１はそれぞれ不図示の案内部
材に沿って感光ドラム１に対して接離方向にスライド移
動自由の可動軸受である。それらの各軸受２１と不動の
ばね受部材２２との間にそれぞれ加圧ばね２３を縮設し
てあり、その縮設加圧ばねの突っ張り力により帯電スポ
ンジローラ2-A-a を感光ドラム１に対して所定の接触圧
をもって当接させている。

【０１０９】また各軸受２１に対応させて電磁ソレノイ
ド２４を不動のばね受部材２２に固定して配設し、その
電磁ソレノイド２４の進退ロッド２５を軸受２１に対し
て一体的に取り付けてある。

【０１１０】電磁ソレノイド２４に通電がオンされるこ
とで、軸受２１が縮設加圧ばね２３の突っ張り力に抗し
て引き上げられ、帯電スポンジローラ2-A-a が感光ドラ
ム１から持ち上げられて非接触に離間した状態に保持さ
れる。

【０１１１】この状態から電磁ソレノイド２４への通電
がオフされると軸受２１の引き上げが解除されて、帯電
スポンジローラ2-A-a が感光ドラム１に対して所定の接
触圧をもって当接した状態に復帰する。

【０１１２】電磁ソレノイド２４への通電のオン・オフ
は制御回路１００により所定の制御タイミングをもって
なされる。

【０１１３】上記の電磁ソレノイド２４への通電オン・
オフ制御による帯電スポンジローラ2-A-a の感光ドラム
１への接離移動は感光ドラム１の駆動中でも可能になっ
ている。

【０１１４】本実施例において、第１の実施例の図５の
動作シークエンスで示した、感光ドラム１上での画像形
成領域Ｆにおける、画像形成システムにおけるバイアス
印加や駆動回転などの設定は第１の実施例と同様であ
り、図７に示したように、帯電スポンジローラ2-A-a の
感光ドラム１との当接状態も、第１の実施例と同条件に
なるように設定されている。

【０１１５】一方、画像形成期間Ｆ以外では、帯電スポ
ンジローラ2-A-a は上記の電磁ソレノイド２４に対する
通電がオンに制御されることで感光ドラム１から離間す
る。この帯電スポンジローラ2-A-a の感光ドラム１から
の離間工程は図７のシークエンスにＲｕとして示される
ものであり、第１の実施例の従動工程Ｒｆに相当する。

【０１１６】従って、本実施例においては、第１の実施
例と同様、感光ドラム１上における画像形成時には十分
な帯電機能を持ちながら、感光ドラム１上での画像形成
時以外においては、感光ドラム１と帯電スポンジローラ
2-A-a との接触をなくし、感光ドラム１と帯電スポンジ
ローラ2-A-a との摩擦力がない分、第１の実施例以上に
感光ドラム１の削れ、帯電スポンジローラ2-A-a の摩擦
による負荷・劣化を軽減して摩耗も抑えることが可能に
なっている。

【０１１７】本実施例における上記シークエンスにおい
ては、帯電スポンジローラ2-A-a が感光ドラム１に接触
しながら駆動回転している時間は、第１の実施例と同
様、７秒間であり、このときの感光ドラム１の削れ量は
第１の実施例で説明した１枚のみの出力を繰り返した場
合について、図９中のＤに示すように、第１の実施例を
実施した場合より、更に、連続出力した場合の削れであ
るＡに近い値になっている。

【０１１８】本実施例において行っている帯電スポンジ
ローラ2-A-a の感光ドラム１に対する当接・当接解除機
構は、単純に、帯電スポンジローラ2-A-a 自身を変移さ
せているだけのもので、圧解除とともに、帯電スポンジ
ローラ2-A-a の駆動の伝達が外れて、圧解除とともに帯
電スポンジローラ2-A-a が駆動しなくなってもかまわな
い。

【０１１９】本実施例においても、圧解除の工程は、基
本的に、帯電バイアスを印加しない工程にそって行われ
るものであるが、第１の実施例と同様、すべてにおいて
一致して行われる必要はない。

【０１２０】また、第１の実施例と同様、帯電スポンジ
ローラ2-A-a を用いた注入帯電装置に限定されるもので
はなく、磁気ブラシ系やファーブラシ系などの他の注入
帯電装置にも応用できるものである。

【０１２１】また、本実施例では帯電スポンジローラ2-
A-a を感光ドラム１から完全に離間しているが、当接圧
を弱くするだけでも、感光ドラム１の摩耗を減らす効果
はあり、特に、上記の磁気ブラシ系やファーブラシ系の
注入帯電装置においては、帯電部材を感光ドラム１から
完全に離間させなくとも、帯電部材と感光ドラム１の接
触圧がほぼ０であれば、離間した場合と同様な効果が得
られる。

【０１２２】かくして本実施例の場合も、感光ドラム１
の削れを最小限に抑えることが可能になり、感光ドラム
１の膜厚を良好な画像が形成できるよう厚さで抑えるこ
とが可能になったため、また帯電部材である帯電スポン
ジローラ2-A-a の摩擦による負荷・劣化を軽減して摩耗
も抑えて、長期に渡って、高精細な潜像が安定して得ら
れ、画像形成装置の出力画像の高画質化と長寿命化が可
能となる。

【０１２３】〈その他〉 １）帯電部材の像担持体に対する周速差や接触圧を落と
す制御シークエンスは、画像形成工程以外の非画像形成
工程である、前多回転工程時、前回転工程時、紙間工程
時、後回転工程時の一つあるいは組み合わの複数工程あ
るいは全部にて実行させることができる。

【０１２４】２）像担持体は表面抵抗が１０⁹ 〜１０¹⁴
Ω・ｃｍの電荷注入層を設けた直接注入帯電性のもので
あってもよい。電荷注入層を用いていない場合でも、例
えば電荷輸送層が上記の抵抗範囲にある場合も同等の効
果がえられる。表層の体積抵抗が約１０¹³Ω・ｃｍであ
るアモルファスシリコン感光体もよい。

【０１２５】３）可撓性の接触帯電部材はフェルト・布
などの形状・材質のものも使用可能である。また各種材
質のものの組み合わせでより適切な弾性、導電性、表面
性、耐久性のものを得ることもできる。

【０１２６】４）振動電界の交番電圧成分（ＡＣ成分、
周期的に電圧値が変化する電圧）の波形としては、正弦
波、矩形波、三角波等適宜使用可能である。直流電源を
周期的にオン／オフすることによって形成された矩形波
であってもよい。

【０１２７】５）像担持体としての感光体の帯電面に対
する情報書き込み手段としての像露光手段は実施例のレ
ーザー走査手段以外にも、例えば、ＬＥＤのような固体
発光素子アレイを用いたデジタル露光手段であってもよ
い。ハロゲンランプや蛍光灯等を原稿照明光源とするア
ナログ的な画像露光手段であってもよい。要するに、画
像情報に対応した静電潜像を形成できるものであればよ
い。

【０１２８】６）像担持体は静電記録誘電体などであっ
てもよい。この場合は該誘電体面を一様に帯電した後、
その帯電面を除電針ヘッドや電子銃等の除電手段で選択
的に除電して目的の画像情報に対応した静電潜像を書き
込み形成する。

【０１２９】７）静電潜像のトナー現像方式・手段は任
意である。反転現像方式でも正規現像方式でもよい。

【０１３０】一般的に、静電潜像の現像方法は、非磁性
トナーについてはこれをブレード等でスリーブ等の現像
剤担持搬送部材上にコーティングし、磁性トナーについ
てはこれを現像剤担持搬送部材上に磁気力によってコー
ティングして搬送して像担持体に対して非接触状態で適
用し静電潜像を現像する方法（１成分非接触現像）と、
上記のように現像剤担持搬送部材上にコーティングした
トナーを像担持体に対して接触状態で適用し静電潜像を
現像する方法（１成分接触現像）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（２成分現像
剤）として用いて磁気力によって搬送して像担持体に対
して接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（２成分
接触現像）と、上記の２成分現像剤を像担持体に対して
非接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（２成分非
接触現像）との４種顛に大別される。

【０１３１】８）転写手段は実施形態例のローラ転写に
限られず、ブレード転写、ベルト転写、その他の接触転
写帯電方式であってもよいし、コロナ帯電器を使用した
非接触転写帯電方式でもよい。

【０１３２】９）転写ドラムや転写ベルトなどの中間転
写体を用いて、単色画像形成ばかりでなく、多重転写等
により多色、フルカラー画像を形成する画像形成装置に
も本発明は適用できる。

【０１３３】１０）画像形成装置は転写後の像担持体面
から転写残現像剤を除去する専用のクリーニング装置を
具備させたタイプであっても勿論よい。

【０１３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、像
担持体の帯電手段として特に注入帯電システムを用いた
タイプの画像形成装置において、像担持体と帯電部材と
の間に帯電促進粒子である導電性粒子を介在させて帯電
を行なう系で、その介在導電性粒子の研磨効果により像
担持体に削れが生じやすい場合であっても、高い帯電性
を得るために帯電部材を像担持体に高い周速差や高い圧
力で当接させていることで像担持体が削れやすい場合で
あっても、また帯電部材がスポンジローラであり、その
高い摩擦力で像担持体が削れやすい場合等であっても、
簡易な構成で、画像形成に影響を与えることなく、像担
持体と帯電部材との不必要な摺動を抑えて摩擦による負
荷・劣化を軽減して、像担持体および帯電部材の摩耗を
抑え、画像形成装置の長寿命化が可能となる。そして、
像担持体の耐久の進行に伴う削れ量を低く抑えられるこ
とで像担持体膜厚を低くできるため、高精細な潜像が得
られ、高画質化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施例の画像形成装置の概略構成模型
図

【図２】 画像形成装置の動作工程シークエンス図

【図３】 現像部での現像剤（トナー）と帯電促進粒子
の挙動説明図

【図４】 画像出力枚数と像担持体削れ量の相関グラフ

【図５】 第１の実施例の画像形成装置の制御シークエ
ンス図

【図６】 第２の実施例の画像形成装置の要部図

【図７】 第２の実施例の画像形成装置の制御シークエ
ンス図

【図８】 画像出力枚数と像担持体削れ量の相関グラフ

【図９】 ローラ帯電装置の模型図

【図１０】 磁気ブラシ帯電装置の模型図

【図１１】 ファーブラシ帯電装置の模型図

【図１２】 スポンジローラ帯電装置の模型図

【符号の説明】

１は感光ドラム（像担持体）、２は帯電装置、２−Ａは
スポンジローラ帯電装置、2-A-a は帯電スポンジロー
ラ、Ｚは帯電促進粒子（導電性粒子）、３は現像装置、
３−ａは現像スリーブ、３−ｂは現像マグネット、３−
ｃは現像ブレード、３−ｄは現像容器、Ｔは現像剤（磁
性トナー）、４はプロセスカートリッジ、５は転写ロー
ラ、６は定着装置、７はレーザービームスキャナ、Ｌは
レーザー光、Ｓ１〜Ｓ３はバイアス印加電源、２１は可
動軸受、２２は固定のばね受部材、２３は加圧ばね、２
４は電磁ソレノイド、２５は進退ロッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大羽 浩幸 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 (72)発明者 佐藤 浩 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 (72)発明者 吉田 雅弘 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 Ｆターム(参考） 2H003 BB11 CC05 DD00 EE12 2H027 ED02 ED03 ED08 ED30 EE02 EE03 EE04 EF02 EF07 EF11 EF12 2H077 AA37 AC16 AD06 AD36 AE03 BA03 EA13 EA16 GA01 GA17

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体と、上記像担持体に接触して帯電
   を行う帯電部材を有する帯電手段と、上記像担持体の帯
   電面に静電潜像を形成する画像情報書き込み手段と、そ
   の静電潜像を現像剤により可視化する現像手段とを有す
   る画像形成装置において、 上記像担持体に接触する帯電部材は、上記像担持体の表
   面に対して周速差をもって回転しており、自身とほぼ同
   じ電位に上記像担持体を帯電することで帯電工程を実行
   するものであり、 上記画像形成装置の画像出力のプロセスは、上記像担持
   体上における画像形成工程以外の工程時で、上記帯電部
   材の像担持体に対する回転の周速差が、上記帯電工程の
   周速差より小さくなる工程を有することを特徴とする画
   像形成装置。
2. 【請求項２】上記帯電手段は上記帯電部材と上記像担持
   体との間に導電性粒子を介在させることにより上記像担
   持体を帯電す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】上記導電性粒子の上記帯電部材への供給を
   上記現像手段から上記像担持体を介して行い、且つ上記
   現像手段により上記像担持体上に供給された現像剤に関
   して再び現像手段を通過するものはその際に上記現像手
   段により回収されることを特徴とする請求項２に記載の
   画像形成装置。
4. 【請求項４】上記帯電部材は導電性のスポンジローラか
   らなり、上記帯電工程時以外の工程で上記スポンジロー
   ラを像担持体に対して従動回転状態にすることで帯電部
   材の像担持体に対する回転の周速差を上記帯電工程の周
   速差より小さくすることを特徴とする請求項１ないし３
   の何れかに記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】像担持体と、上記像担持体に接触して帯電
   を行う帯電部材を有する帯電手段と、上記像担持体の帯
   電面に静電潜像を形成する画像情報書き込み手段と、そ
   の静電潜像を現像剤により可視化する現像手段とを有す
   る画像形成装置において、 上記像担持体に接触する帯電部材は、上記像担持体の表
   面に対して周速差をもって回転しており、自身とほぼ同
   じ電位に上記像担持体を帯電することで帯電工程を実行
   するものであり、 上記画像形成装置の画像出力のプロセスは、上記像担持
   体上での帯電工程以外の工程時で、上記帯電部材の像担
   持体に対する接触圧が、上記帯電工程の接触圧より小さ
   くなる工程を有することを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】上記帯電手段は上記帯電部材と上記像担持
   体との間に導電性粒子を介在させることにより上記像担
   持体を帯電することを特徴とする請求項５に記載の画像
   形成装置。
7. 【請求項７】上記導電性粒子の上記帯電部材への供給を
   上記現像手段から上記像担持体を介して行い、且つ上記
   現像手段により上記像担持体上に供給された現像剤に関
   して再び現像手段を通過するものはその際に上記現像手
   段により回収されることを特徴とする請求項６に記載の
   画像形成装置。