JP2003302866A

JP2003302866A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003302866A
Application number: JP2002107318A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Shibuya; 健一渋谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2003-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｃローラクリーナレス帯電器における、補助
ブラシの清掃手段。【解決手段】トナー帯電量制御手段（ブラシ）と転写
残トナー均一化手段（ブラシ）が感光体から接離する手
段を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はクリーナレスの画像
形成装置に関する。より詳しくは転写工程後の像担持体
上に残余する現像剤（トナー）を現像装置において現像
同時クリーニングで像担持体上から除去・回収し、再利
用するようにしてクリーニング装置を廃したクリーナレ
ス方式の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式を用いた複写機・プ
リンタ・ファクシミリ等の転写方式画像形成装置は、回
転ドラム型を一般的とする像担持体である感光体、その
感光体を所定の極性・電位に一様に帯電処理する帯電装
置（帯電工程）、帯電処理された感光体に静電潜像を形
成する情報書き込み手段としての露光装置（露光工
程）、感光体上に形成された静電潜像を現像剤であるト
ナーにより顕像化する現像装置（現像工程）、上記トナ
ー画像を感光体面から紙などの転写材に転写する転写装
置（転写工程）、転写工程後の感光体上に多少ながら残
余するトナーを除去して感光体面を清掃するクリーニン
グ装置（クリーニング工程）、転写材上のトナー画像を
定着させる定着装置（定着工程）などから構成されてお
り、感光体は繰り返して電子写真プロセス（帯電・露光
・現像・転写・クリーニング）が適用されて作像に供さ
れる。

【０００３】転写工程後の感光体上に残余するトナーは
クリーニング装置により感光体面から除去されてクリー
ニング装置内に溜まって廃トナーとなるが、環境保全や
資源の有効利用等の点からそのような廃トナーは出ない
ことが望ましい。そこで、クリーニング装置にて回収さ
れている転写残トナー、所謂廃トナーを現像装置に戻し
て再利用する画像形成装置がある。

【０００４】また、クリーニング装置を廃し、転写工程
後の感光体上の転写残トナーを現像装置において「現像
同時クリーニング」で感光体上から除去・回収し再利用
するようにしたクリーナレス方式の画像形成装置があ
る。現像同時クリーニングは、転写後の感光体上の転写
残トナーを次工程以降の現像工程時、即ち引き続き感光
体を帯電し、露光して静電潜像を形成し、該静電潜像の
現像肯定過程時にかぶり取りバイアス（現像装置に印加
する直流電圧と感光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、トナーで現像され
るべきでない感光体面部分上（非画像部）に存在する転
写残トナーは現像装置に回収する方法である。この方式
によれば、転写残トナーは現像装置に回収されて次工程
以降の静電潜像の現像に再利用されるため、廃トナーを
なくし、またメンテナンス時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画
像形成装置の小型化にも有利である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ａ）上述したような、
転写工程後の感光体上の転写残トナーを現像装置におい
て現像同時クリーニングで除去・回収し再利用するクリ
ーナレス方式の画像形成装置において、感光体の帯電装
置が感光体に当接して感光体面を帯電処理する接触帯電
装置であるときには、感光体上の転写残トナーが感光体
と接触帯電装置の接触ニップ部である帯電部を通過する
際に、転写残トナー中の特に帯電極性が正規極性とは逆
極性に反転しているトナーが接触帯電装置に付着して接
触帯電装置を許容以上にトナー汚染させて帯電不良の原
因となってしまう。

【０００６】即ち、現像剤としてのトナーには、量的に
は少ないけれども、帯電極性がもともと正規極性とは逆
極性に反転しているトナーが混在している。また帯電極
性が正規極性のトナーであっても転写バイアスや剥離放
電等に影響されて帯電極性が反転するものや、除殿され
て帯電量が少なくなるものもある。従って、転写残トナ
ーには帯電極性が正規極性のもの、逆極性の反転トナ
ー、帯電量が少ないものが混在しており、その内の反転
トナーや帯電量が少ないトナーが感光体と接触帯電装置
の接触ニップ部である帯電部を通過する際に接触帯電装
置に付着しやすい。

【０００７】ｂ）また、感光体上の転写残トナーを現像
装置の現像同時クリーニングにて除去・回収するために
は、帯電部を通過して現像部に持ち運ばれる感光体上の
転写残トナーの帯電極性が正規極性であり、かつその帯
電量が現像装置によって感光体の静電潜像を現像できる
トナーの帯電量であることか必要である。反転トナーや
帯電量が適切でないトナーについては感光体上から現像
装置に除去・回収できず、不良画像の原因となってしま
う。

【０００８】ｃ）上記ａ）の接触帯電装置へのトナーの
付着は、転写部から帯電部へ持ち運ばれる、帯電極性が
正規極性のもの、逆極性のもの、帯電量が少ないものが
混在している感光体上の転写残トナーをトナー帯電量制
御手段によって正規極性へと帯電付与して帯電極性を正
規極性に揃えると共に帯電量を均一化することにより防
止することができる。

【０００９】しかしながら、接触帯電装置へのトナー付
着を防止するためにトナー帯電量制御手段によって帯電
付与された転写残トナーは、感光体の静電潜像を現像で
きるトナーの帯電量に比べて大きいため、現像装置にお
いて現像同時クリーニングにて除去・回収されにくいの
である。このような場合、感光体に残留するトナーは次
の画像へと重なり、不良画像を起こしてしまうのであ
る。

【００１０】このような画像不良を防止するために転写
残トナー均一化手段をトナー帯電量制御手段の感光体上
流に設置し、転写残トナーの帯電量をコントロールする
ことにより、現像装置での回収が効率よくなされ、回収
不良による画像汚れがなくなった。しかし近年のユーザ
ニーズの多様性に伴い、写真画像などといった高印字率
な画像の連続印字動作や、カラー化に伴い感光体上ヘの
多重現像方式などにより、一度に大量の転写残トナーの
発生により、転写残トナー均一化手段とトナー帯電量制
御手段との間に転写残トナーが溜り、通紙枚数が重なっ
ていくとその溜った転写残トナーが一気にトナー帯電量
制御手段を通過して現像装置で回収しきれずに、画像不
良が発生した。

【００１１】そこで本発明は、転写工程後の像担持体上
の転写残現像剤を現像同時クリーニングで除去・回収
し、再利用するクリーナレス方式の画像形成装置につい
て、帯電手段への転写残現像剤の付着を防止すると共
に、現像手段での転写残現像剤の回収も効率的になされ
るようにする系で、通紙耐久が進んで行っても耐久によ
る帯電不良や不良画像がなく、しかもクリーナレスシス
テムのメリットを生かした画像形成装置を提供すること
を目的とする。

【００１２】

【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。

【００１３】（１）像担持体と、像担持体面を帯電する
帯電手段と、帯電処理された像担持体に静電潜像を形成
する情報書き込み手段と、静電潜像に現像剤を供給し静
電潜像を可視化する現像手段と、可視化した現像剤像を
転写材に転写する転写手段と、該帯電手段より上流且つ
該転写手段より下流に位置していて、像担持体面上の現
像剤面上の現像剤を帯電する現像剤帯電量制御手段と、
該現像剤帯電量制御手段より上流且つ該転写手段より下
流に位置していて、該現像剤を転写材に転写した後の像
担持体面上に残留する残留現像剤像を均一化する残留現
像剤像均一化手段とを有する画像形成装置において、該
現像剤帯電量制御手段と該残留現像剤像均一化手段とが
該像担持体から接離する手段を設けていることを特徴と
する画像形成装置。

【００１４】（２）前記帯電手段は接触帯電であること
を特徴とする（１）の画像形成装置。

【００１５】（３）前記帯電手段に振動電界を印加する
ことを特徴とする（２）、または（３）の画像形成装
置。

【００１６】（４）前記情報書き込み手段は露光手段で
あることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかの画像
形成装置。

【００１７】（５）像担持体と、像担持体面を帯電する
帯電手段と、帯電処理された像担持体に静電潜像を形成
する情報書き込み手段と、静電潜像に現像剤を供給し静
電潜像を可視化する現像手段と、可視化した現像剤像を
転写材に転写する転写手段と、前記帯電手段より上流に
位置していて、像担持体面上の現像剤を帯電する現像剤
帯電量制御手段と、前記現像剤帯電量制御手段より上流
且つ前記転写手段より下流に位置していて、前記現像剤
像を転写材に転写した後の像担持体面上に残留する残留
現像剤像を均一化する残留現像剤均一化手段とを有する
画像形成装置において、該画像形成装置本体の電源をＯ
ＦＦ／ＯＮした時点に、該現像剤帯電量制御手段と該残
留現像剤像均一化手段とが該像担持体から接離すること
を特徴とする画像形成装置。

【００１８】（６）前記帯電手段は接触帯電であること
を特徴とする（５）の画像形成装置。

【００１９】（７）前記帯電手段に振動電界を印加する
ことを特徴とする（５）、または（６）の画像形成装
置。

【００２０】（８）前記情報書き込み手段は露光手段で
あることを特徴とする（５）〜（７）のいずれかの画像
形成装置。

【００２１】

【発明の実施の形態】（実施例１）以下、実施例の画像
形成装置（画像記録装置）について説明する。

【００２２】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。本例の画像形成装置は、転写方式電
子写真プロセス利用、接触帯電方式、反発現像方式、ク
リーナレス、最大通紙サイズがＡ３サイズのレーザビー
ムプリンタである。

【００２３】（１）プリンタの全体的概略構成ａ）像担持体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。この感光ドラム１
は負帯電性の有機光導電体（ＯＰＣ）で、外形５０ｍｍ
であり、中心支軸を中心に１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセ
ススピード（周速度）をもって矢示の反時計方向に回転
駆動される。

【００２４】この感光ドラム１は、図２の層構成模型図
のように、アルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基
体）１ａの表面に、光の干渉を抑え、上層の接着性を向
上させる下引き層１ｂと、光電荷発生層１ｃと、電荷輸
送層１ｄの３層を下から順に塗り重ねた構成をしてい
る。

【００２５】ｂ）帯電手段２は感光ドラム１の周面を一様に帯電処理する帯電手段
としての接触帯電装置（接触帯電器）であり、本例は帯
電ローラ（ローラ帯電器）である。

【００２６】この帯電ローラ２は、芯金２ａの両端部を
それぞれ不図示の軸受け部材により回転自在に保持され
ると共に、押し圧ばね２ｅによって感光ドラム方向に付
勢して感光ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもっ
て圧接させており、感光ドラム１の回転に従動して回転
する。感光ドラム１と帯電ローラ２との圧接部が帯電部
（帯電ニップ部）ａである。

【００２７】この帯電ローラ２の芯金２ａには電源Ｓ１
より所定の条件の帯電バイアス電圧が印加されることに
より回転感光ドラム１の周面が所定の極性・電位に接触
帯電処理される。本例において、帯電ローラ２に対する
帯電バイアス電圧は直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖ
ａｃ）とを重畳した振動電圧である。

【００２８】より具体的には、直流電圧；−５００Ｖ交流電圧；周波数ｆ１０００Ｈｚ、ピーク間電圧Ｖｐｐ
１４００Ｖ、正弦波とを重畳した振動電圧であり、感光
ドラム１の周面は−５００Ｖ（暗電位Ｖｄ）に一様に接
触帯電処理される。

【００２９】帯電ローラ２の長手長さは３２０ｍｍであ
り、図２の層構成模型図のように芯金（支持部材）２ａ
の外回りに、下層２ｂと、中間層２ｃと、表層２ｄを下
から順次に積層した３層構成である。下層２ｂは帯電音
を低減するための発泡スポンジ層であり、表層２ｄは感
光ドラム１上にピンホール等の欠陥があってもリークが
発生するのを防止するために設けている保護層である。

【００３０】より具体的には、本例の帯電ローラ２の仕
様は下記のとおりである。

【００３１】ａ．芯金２ａ；直径６ｍｍのステンレス丸棒ｂ．下層２ｂ；カーボン分散の発泡ＥＰＤＭ、比重
０．５ｇ／ｃｍ³、体積抵抗値１０²〜１０⁹Ωｃｍ、層
厚３．０ｍｍ、長さ３２０ｍｍｃ．中間層２ｃ；カーボン分散のＮＢＲ系ゴム、体積抵
抗値１０²〜１０⁵Ωｃｍ、層厚７００μｍｄ．表層２ｄ；フッ素化合物のトレジン樹脂に酸化
錫、カーボンを分散体積抵抗値１０⁷〜１０¹⁰Ωｃｍ、表面粗さ（ＪＩＳ規
格１０点平均表面粗さＲａ）１．５μｍ、層厚１０μ
ｍ図２において、２ｆは帯電ローラクリーニング部材であ
り、本例では可撓性を持つクリーニングフィルムであ
る。このクリーニングフィルム２ｆは帯電ローラ２の長
手方向に対し平行に配置され且つ同長手方向に対し一定
量の往復運動をする支持部材２ｇに一端を固定され、自
由端側近傍の面において帯電ローラ２と接触ニップを形
成するよう配置されている。支持部材２ｇがプリンタの
駆動モーターによりギア列を介して長手方向に対し一定
量の往復運動駆動されて帯電ローラ表層２ｄがクリーニ
ングフィルム２ｆで摺擦される。これにより帯電ローラ
表面２ｄの付着物汚染（微粉トナー、外添剤など）の除
去がなされる。

【００３２】ｃ）情報書き込み手段３は帯電処理された感光ドラム１の面に静電潜像を形成
する情報書き込み手段としての露光装置であり、本例は
半導体レーザを用いたレーザビームスキャナである。不
図示の画像読み取り装置等のホスト処理からプリンタ側
に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光を出
力して回転感光ドラム１の一様帯電処理面を露光位置ｂ
においてレーザ走査露光Ｌ（イメージ露光）する。この
レーザ走査露光Ｌにより感光ドラム１面のレーザ光で照
射されたところの電位が低下することで回転感光ドラム
１面には走査露光した画像情報に対応した静電潜像が順
次に形成されていく。

【００３３】ｄ）現像手段４は感光ドラム１上の静電潜像に現像剤Ｚ（トナー）を
供給し静電潜像を可視化する現像手段としての現像装置
（現像器）であり、本例は二成分磁気ブラシ現像方式の
反転現像装置である。

【００３４】４ａは現像容器。４ｂは非磁性の現像スリ
ーブであり、この現像スリーブ４ｂはその外周面の一部
を外部に露呈させて現像容器４ａ内に回転可能に配置し
てある。４ｃは非回転に固定して現像スリーブ４ｂ内に
挿設したマグネットローラ、４ｄは現像剤コーティング
ブレード、４ｅは現像容器４ａに収容した二成分現像
剤、４ｆは現像容器４ａ内の底部側に配設した現像剤攪
拌部材、４ｇはトナーホッパーであり、補給用トナーを
収容させてある。

【００３５】現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅはトナ
ーと磁性キャリアの混合物であり、現像剤攪拌部材４ｆ
により攪拌される。本例において磁性キャリアの抵抗は
約１０¹³Ωｃｍ、粒径は４０μｍである。トナーは磁性
キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。現像
スリーブ４ｂは感光ドラム１との最近接距離（Ｓ−Ｄｇ
ａｐと称する）を３５０μｍに保たせて感光ドラム１に
近接させて対向配設してある。この感光ドラム１と現像
スリーブ４ａとの対向部が現像剤ｃである。現像スリー
ブ４ｂは現像部ｃにおいて感光ドラム１の進行方向とは
逆方向に回転駆動される。この現像スリーブ４ｂの外周
面に該スリーブ内のマグネットローラ４ｃの磁力により
現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅの一部が磁気ブラシ
層として吸着保持され、該スリーブの回転に伴い回転搬
送され、現像剤コーティングブレード４ｄにより所定の
薄層に整層され、現像部ｃにおいて感光ドラム１の面に
対して接触して感光ドラム面を適度に摺擦する。現像ス
リーブ４ｂには電源Ｓ２から所定の現像バイアスが印加
される。

【００３６】本例において、現像スリーブ４ｂに対する
現像バイアス電圧は直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖ
ａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、直流電圧；−３５０Ｖ交流電圧；１６００Ｖとを重畳した振動電圧である。

【００３７】而して、回転する現像スリーブ４ｂの面に
薄層としてコーティングされ、現像部ｃに搬送された現
像剤中のトナー分が現像バイアスによる電界によって感
光ドラム１面に静電潜像に対応して選択的に付着するこ
とで静電潜像がトナー画像として現像される。本例の場
合は感光ドラム１面の露光明部にトナーが付着して静電
潜像が反転現像される。

【００３８】この時感光ドラム上に現像されたトナーの
帯電量は−２５μＣ／ｇである。現像部ｃを通過した現
像スリーブ４ｂ上の現像剤薄層は引き続く現像スリーブ
の回転に伴い現像容器４ａ内の現像剤溜り部に戻され
る。現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅのトナー濃度を
所定の略一定範囲内に維持させるために、現像容器４ａ
内の二成分現像剤４ｅのトナー濃度が不図示の例えば光
学式トナー濃度センサーによって検知され、その検知情
報に応じてトナーホッパー４ｇが駆動制御されて、トナ
ーホッパー内のトナーが現像容器４ａ内の二成分現像剤
４ｅに補給される。二成分現像剤４ｅに補給されたトナ
ーは攪拌部材４ｆにより攪拌される。

【００３９】ｅ）転写手段・定着手段５は転写装置であり、本例は転写ローラである。この転
写ローラ５は感光ドラム１に所定の押圧力をもって圧接
させてあり、その圧接ニップ部が転写部ｄである。この
転写部ｄに不図示の給紙機構部から所定の制御タイミン
グにて転写材（被転写部材、記録材）Ｐが給送される。
転写部ｄに給送された転写材Ｐは回転する感光ドラム１
と転写ローラ５の間に挟持されて搬送され、その間、転
写ローラ５に電源Ｓ３からトナーの正規帯電極性である
負極性とは逆極性である正極性の転写バイアス本例では
＋２ｋＶが印加されることで、転写部ｄを挟持搬送され
ていく転写材Ｐの面に感光ドラム１面側のトナー画像が
順次に静電転写されていく。

【００４０】転写部ｄを通っ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面から順次に分離されて
定着装置６（例えば熱ローラ定着装置）へ搬送されてト
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）として出力される。

【００４１】（２）クリーナレスシステムおよびトナー
帯電量制御本例のプリンタはクリーナレスであり、転写材Ｐに対す
るトナー画像転写後の感光ドラム１面に若干量残留する
転写残トナーを除去する専用のクリーニング装置を具備
させていない。転写後の感光ドラム１面上の転写残トナ
ーは引き続く感光ドラム１の回転に伴い帯電部ａ、露後
部ｂを通って現像部ｃに持ち運ばれて、現像装置３によ
り現像同時クリーニング（回収）される（クリーナレス
システム）。

【００４２】本実施例においては現像装置４の現像スリ
ーブ４ｂは前述したように現像部ｃにおいて、感光ドラ
ム１面の進行方向とは逆方向に回転させており、これは
感光ドラム１上の転写残トナーの回収に有利である。

【００４３】感光ドラム１面上の転写残トナーは露光部
ｂを通るので露光工程はその転写残トナー上からなされ
るが、転写残トナーの量は少ないため、大きな影響は現
れない。ただ前述のように、転写残トナーには帯電極性
が正規極性のもの、逆極性のもの（反転トナー）、帯電
量が少ないものが混在しており、その内の反転トナーや
帯電量が少ないトナーが帯電部ａを通過する際に帯電ロ
ーラ２に付着することで帯電ローラが許容以上にトナー
汚染して帯電不良を生じることになる。

【００４４】また、感光ドラム１面上の転写残トナーの
現像装置３による現像同時クリーニングを効果的に行な
わせるためには、現像部ｃに持ち運ばれる感光ドラム上
の転写残トナーの帯電極性が正規極性であり、かつその
帯電量が現像装置によって感光ドラムの静電潜像を現像
できるトナーの帯電量であることが必要である。反転ト
ナーや帯電量が適切でないトナーについては感光ドラム
上から現像装置に除去・回収できず、不良画像の原因と
なってしまう。

【００４５】また、近年ユーザニーズの多様化に伴い、
写真画像などといった高印字率な画像などの連続の印字
動作などにより、一度に大量の転写残トナーの発生によ
り、上述のような問題を更に助長させてしまうのであ
る。そこで本実施例においては、転写部ｄよりも感光ド
ラム回転方向下流側の位置において、感光ドラム１上の
転写残トナーを均一化するための、転写残トナー（残留
現像剤像）均一化手段８を設け、この転写残トナー均一
化手段８よりも感光ドラム回転方向下流側で、帯電部ａ
よりも感光ドラム回転方向上流側の位置において、転写
残トナーの帯電極性を正規極性である負極性に揃えるた
めのトナー（現像剤）帯電量制御手段７を設けている。

【００４６】転写残トナー均一手段８を設けることによ
り、転写部ｄからトナー帯電量制御手段７へ持ち運ばれ
る感光ドラム１上のパターン状の転写残トナーはトナー
量が多くても、そのトナーが感光ドラム１面に分散分布
され、非パターン化されるので、トナー帯電量制御手段
７の一部にトナーが集中することがなくなり、該トナー
帯電量制御手段７による転写残トナーの全体的な正規極
性帯電化処理が常に十分になされて、転写残トナーの帯
電ローラ２への付着防止が効果的になされる。転写残ト
ナー像パターンのゴースト像の発生も厳に防止される。

【００４７】本実施例では、上記の転写残トナー均一化
手段８とトナー帯電量制御手段７は適度の導電性を持っ
たブラシ状部材であり、ブラシ部を感光ドラム１面に接
触させて配設してある。ｆは転写残トナー均一化手段８
と感光体ドラム１面の接触部である。ｅはトナー帯電量
制御手段７と感光ドラム１面の接触部である。

【００４８】転写残トナー均一化手段８はアース接地さ
れており、トナー帯電量制御手段７には負極性の電圧が
電源Ｓ４より印加されている。転写部ｄにおける転写剤
Ｐに対するトナー画像転写後の感光ドラム１上に残留の
転写残トナーは引き続く感光ドラム１の回転で転写残ト
ナー均一化手段８と感光ドラム１との接触部ｆに至り、
一旦転写残トナー均一化手段８に吸引する。ここで、転
写残トナー均一化手段８が抱え得るトナー量には限界が
あるため、飽和状態に達した後は徐々にトナーが離脱し
て感光ドラム１面に付着して搬送されるが感光ドラム１
面におけるトナーの付着状態、すなわち感光ドラム１面
に付着するトナーの分布は均一化されるのである。

【００４９】転写残トナー均一化手段８で均一化された
感光ドラム面上の転写残トナーは引き続く感光ドラム１
の回転でトナー帯電量制御手段７と感光ドラム１との接
触部ｅに至り、このトナー帯電量制御手段７を通過する
感光ドラム１上の転写残トナーはその帯電極性が正規極
性である負極性に揃えられる。転写残トナーの帯電極性
を正規極性である負極性に揃えることにより、さらに下
流に位置する帯電ａで、該転写残トナーの上から感光ド
ラム１面上を帯電処理する際に、感光ドラム１への鏡映
力が大きくし、転写残トナーの帯電ローラ２への付着を
防止するのである。

【００５０】この為に転写残トナーに必要な帯電量は現
像時のトナー帯電量と比較すると、２．２倍以上必要で
ある。ここで、トナー帯電量制御手段７への印加電圧
と、トナー帯電制御手段７を通過後のトナー帯電量の関
係を図３に示す。トナー帯電量制御手段７に電圧を印加
させていないときは、上述したように、転写残トナーに
は画像部の負極性トナー、非画像部の正極性トナー、転
写の正極性の電圧に影響され極性が正極性に反転してし
まったトナーが含まれるため、帯電量は不定である。ま
た、トナー帯電量制御手段７に電圧を印加させていくこ
とにより、トナー帯電量制御手段７を通過後のトナー帯
電量を増加していき、ある値以上において飽和している
ことがわかる。本実施例において使用したトナーにおい
て、飽和したときの帯電量は−９０μＣ／ｇであった。

【００５１】次に帯電量ａに転写残トナーが侵入前の、
転写残トナー量を１としたときの、転写残トナー帯電量
と帯電ローラ２への付着量の関係を表したグラフを図４
に示す。転写残トナーの帯電量を大きくすることによっ
て、付着量が低下していることがわかる。また、このと
きの転写残トナーの帯電ローラ２への付着による帯電不
良画像の発生は、−５５μＣ／ｇ以下の転写残トナーの
帯電量の時に発生した。よって、転写残トナーの帯電ロ
ーラ２への付着を防止し、帯電不良画像の発生を抑制す
るためには、転写残トナーの帯電量を、現像時のトナー
帯電量と比較すると、２．２倍以上必要であることがわ
かる。

【００５２】本実施例においては、トナー帯電制御手段
７への印加電圧は−８００Ｖとし、トナー帯電量手段７
を通過後の転写残トナーの帯電量は、−７０μＣ／ｇと
した。次に現像工程における転写残トナーの回収につい
て述べる。現像装置４は上述したとおりで、現像と同時
に転写残トナーを清掃するクリーナレス方式である。感
光ドラム１上の現像されたトナー帯電量は前述したよう
に、本実施例においては−２５μＣ／ｇである。ここ
で、本実施例における現像条件において、転写残トナー
が現像装置４に回収されるための帯電量との関係を表１
に示す。

【００５３】

【表１】感光ドラム１上の転写残トナーが現像装置４に回収され
るためのトナー帯電量は、現像時のトナー帯電量（−２
５μＣ／ｇ）と比較すると０．５〜１．８倍であること
が必要である。

【００５４】しかしながら、上述したように帯電ローラ
２へのトナー付着を防止するために、トナー帯電量制御
手段７によって−７０μＣ／ｇと負極性に大きくたいで
んされた転写残トナーを、現像装置４において回収させ
るためには、除電を行う必要がある。ここで帯電量が−
７０μＣ／ｇの感光ドラム１上のトナーが、帯電ローラ
２を通過した後のトナー帯電量と、帯電ローラ２への印
加交流電圧のＶｐｐとの関係を図５に示す。交流電圧の
Ｖｐｐを大きくするにつれ、受電されていることがわか
る。

【００５５】帯電ローラ２には感光ドラム１の周面を帯
電処理するために、交流電圧（周波数ｆ１０００Ｈｚ、
Ｖｐｐ１４００Ｖ）が印加されていることにより、転写
残トナーは交流除電されるのである。よって、帯電部ａ
を通過後のトナー帯電量は−３０μＣ／ｇとなる。現像
工程においては、トナーが現像されるべきではない感光
ドラム１上の転写残トナーは、上記の理由で現像装置４
に回収される。

【００５６】かくして、転写部ｄから帯電部ａへ持ち運
ばれる感光ドラム１上の転写残トナーの帯電量をトナー
帯電量制御手段７で正規極性である負極性に揃えて帯電
処理することで転写残トナーの帯電ローラ２への付着を
防止しつつ、帯電ローラ２で感光ドラム１を所定の電位
に帯電すると同時に、上記のトナー帯電量制御手段７で
正規極性である負極性に帯電処理された転写残トナーの
帯電量を、現像装置４によって感光ドラムの静電潜像を
現像できる適切な帯電量に制御することで現像装置での
転写残トナーの回収も効率的になされる。

【００５７】このようなクリーナレス画像形成装置にお
いて、１００％画像Ｄｕｔｙ（べた）通紙耐久を重ねて
いくと、１０００枚を越えた時点で画像汚れが発生し
た。鋭意研究の結果、上記の画像汚れは転写残トナー均
一化手段８を通過し、且つトナー帯電量制御手段７をす
り抜けないトナー、つまり転写残トナー均一化手段８と
トナー帯電量制御手段７との間に蓄積した転写残トナー
が保持できる限界を超え、一気にトナー帯電量制御普段
７のニップ部に入り込み、すべてのトナーが正確に帯電
されず、また量が多いため、現像装置４で回収されなく
画像上に汚れとして発生することが判明した。

【００５８】そこで本実施例では、画像Ｄｕｔｙに関わ
らず、通紙耐久１００枚につき１回、転写残トナー均一
化手段８とトナー帯電量制御手段７を感光体１から接離
させ、感光体１を数回転させ、転写残トナー均一化手段
８とトナー帯電量制御手段７との間に蓄積した転写残ト
ナーを現像部で回収、また転写部に転写させた（接離モ
ード）。

【００５９】この結果、転写残トナー均一化手段８とト
ナー帯電量制御手段７との間に蓄積した転写残トナーに
よる画像汚れが発生しなくなり、画像Ｄｕｔｙ５％の通
紙耐久で５万枚まで画像不良が無く、良好な安定した画
像を維持した。

【００６０】（実施例２）通紙耐久中にＪａｍ（紙詰り
などのエラーにより画像形成途中に作動が停止するこ
と）が発生した場合、全く転写されないトナーが感光体
１上に残っているので、通常の転写残トナーよりも多量
の転写残トナーが転写残トナー均一化手段８とトナー帯
電量制御手段７の間に蓄積する。Ｊａｍ処理終了後、本
体電源をＯＦＦ／ＯＮして立ち上げなおした後の１枚目
の画像に、実施例１と同様の画像不良が発生した。

【００６１】そこで本実施例では、Ｊａｍが発生する、
しないに関わらず、本体電源ＯＦＦ／ＯＮをした時全て
において、転写残トナー均一化手段８とトナー帯電量制
御手段７を感光体１から接離させ（接離モード）、感光
体１を数回転させ、転写残トナー均一化手段８とトナー
帯電量制御手段７との間に蓄積した転写残トナーを現像
部で回収、また転写部に転写させる接離モードを入れ
た。この結果、画像形成時に作動が強制的に停止しても
転写残トナー均一化手段８とトナー帯電量制御手段７と
の間に蓄積した転写残トナーによる画像汚れが発生しな
くなり、良好な画像を維持した。

【００６２】（その他）１）転写残トナー均一化手段８とトナー帯電量制御手段
７は、実施例ではブラシ状部材であるが、ブラシ回転
体、弾性ローラ体、シート状部材など任意の形態の部材
にすることができる。

【００６３】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でもよい。

【００６４】３）可撓性の接触帯電部材は帯電ローラの
他に、ファーブラシ、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。

【００６５】４）接触帯電部材や現像部材に印加する振
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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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種類に大別される。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】

【発明の効果】本発明において画像形成装置として下記
の構成をとることにより、安定した良好な画像形成を継
続して行うことができた。

【００７３】（１）像担持体と、像担持体面を帯電する
帯電手段と、帯電処理された像担持体に静電潜像を形成
する情報書き込み手段と、静電潜像に現像剤を供給し静
電潜像を可視化する現像手段と、可視化した現像剤像を
転写材に転写する転写手段と、該帯電手段より上流且つ
該転写手段より下流に位置していて、像担持体面上の現
像剤面上の現像剤を帯電する現像剤帯電量制御手段と、
該現像剤帯電量制御手段より上流且つ該転写手段より下
流に位置していて、該現像剤を転写材に転写した後の像
担持体面上に残留する残留現像剤像を均一化する残留現
像剤像均一化手段とを有する画像形成装置において、該
現像剤帯電量制御手段と該残留現像剤像均一化手段とが
該像担持体から接離する手段を設けていることを特徴と
する画像形成装置。

【００７４】（２）前記帯電手段は接触帯電であること
を特徴とする（１）の画像形成装置。

【００７５】（３）前記帯電手段に振動電界を印加する
ことを特徴とする（２）、（３）の画像形成装置。

【００７６】（４）前記情報書き込み手段は露光手段で
あることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかの画像
形成装置。

【００７７】（５）像担持体と、像担持体面を帯電する
帯電手段と、帯電処理された像担持体に静電潜像を形成
する情報書き込み手段と、静電潜像に現像剤を供給し静
電潜像を可視化する現像手段と、可視化した現像剤像を
転写材に転写する転写手段と、前記帯電手段より上流に
位置していて、像担持体面上の現像剤を帯電する現像剤
帯電量制御手段と、前記現像剤帯電量制御手段より上流
且つ前記転写手段より下流に位置していて、前記現像剤
像を転写材に転写した後の像担持体面上に残留する残留
現像剤像を均一化する残留現像剤均一化手段とを有する
画像形成装置において、該画像形成装置本体の電源をＯ
ＦＦ／ＯＮした時点に、該現像剤帯電量制御手段と該残
留現像剤像均一化手段とが該像担持体から接離すること
を特徴とする画像形成装置。

【００７８】（６）前記帯電手段は接触帯電であること
を特徴とする（５）の画像形成装置。

【００７９】（７）前記帯電手段に振動電界を印加する
ことを特徴とする（５）、（６）の画像形成装置。

【００８０】（８）前記情報書き込み手段は露光手段で
あることを特徴とする（５）〜（７）のいずれかの画像
形成装置。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の画像形成装置の概略構成模型図

【図２】感光ドラムと帯電ローラの層構成模型図

【図３】トナー帯電量制御手段に対する印加電圧と転
写残トナーの帯電量の関係図

【図４】転写残トナーの帯電量と帯電ローラに対する
トナー付着量の関係図

【図５】帯電ローラを通過した後のトナー帯電量と印
加交流電圧のＶｐｐとの関係図

【符号の説明】１・・・感光ドラム（像担持体）２・・・帯電ローラ３・・・レーザビームスキャナ４・・・現像装置５・・・転写ローラ６・・・定着装置７・・・トナー帯電量制御手段（現像剤帯電量制御手
段）８・・・転写残トナー均一化手段（残留現像剤均一化手
段）Ｓ１〜Ｓ４・・・バイアス電圧印加電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、像担持体面を帯電する帯電
手段と、帯電処理された像担持体に静電潜像を形成する
情報書き込み手段と、静電潜像に現像剤を供給し静電潜
像を可視化する現像手段と、可視化した現像剤像を転写
材に転写する転写手段と、該帯電手段より上流且つ該転
写手段より下流に位置していて、像担持体面上の現像剤
面上の現像剤を帯電する現像剤帯電量制御手段と、該現
像剤帯電量制御手段より上流且つ該転写手段より下流に
位置していて、該現像剤を転写材に転写した後の像担持
体面上に残留する残留現像剤像を均一化する残留現像剤
像均一化手段とを有する画像形成装置において、該現像
剤帯電量制御手段と該残留現像剤像均一化手段とが該像
担持体から接離する手段を設けていることを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】前記帯電手段は接触帯電であることを特
徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】前記帯電手段に振動電界を印加すること
を特徴とする請求項２又は３の画像形成装置。
【請求項４】前記情報書き込み手段は露光手段である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかの画像形成装
置。
【請求項５】像担持体と、像担持体面を帯電する帯電
手段と、帯電処理された像担持体に静電潜像を形成する
情報書き込み手段と、静電潜像に現像剤を供給し静電潜
像を可視化する現像手段と、可視化した現像剤像を転写
材に転写する転写手段と、前記帯電手段より上流に位置
していて、像担持体面上の現像剤を帯電する現像剤帯電
量制御手段と、前記現像剤帯電量制御手段より上流且つ
前記転写手段より下流に位置していて、前記現像剤像を
転写材に転写した後の像担持体面上に残留する残留現像
剤像を均一化する残留現像剤均一化手段とを有する画像
形成装置において、該画像形成装置本体の電源をＯＦＦ
／ＯＮした時点に、該現像剤帯電量制御手段と該残留現
像剤像均一化手段とが該像担持体から接離することを特
徴とする画像形成装置。
【請求項６】前記帯電手段は接触帯電であることを特
徴とする請求項５の画像形成装置。
【請求項７】前記帯電手段に振動電界を印加すること
を特徴とする請求項５又は６の画像形成装置。
【請求項８】前記情報書き込み手段は露光手段である
ことを特徴とする請求項５〜７のいずれかの画像形成装
置。