JP3278800B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は接触帯電方式・転写
方式・クリーナレスの画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ａ）従来、転写方式の電子写真装置・静電記録装置等の
画像形成装置、すなわち電子写真感光体・静電記録誘電
体等の像担持体に、該像担持体を一様に帯電する行程を
含む作像プロセスを適用してトナー画像を形成させ、そ
のトナー画像を記録材に転写させ、像担持体は繰り返し
て作像に供する転写方式の画像形成装置について、装置
の小型化のために、像担持体上のトナー画像を記録材に
転写した後の像担持体上の転写後残留トナー（以下、転
写残トナーと記す）像担持体上から除去するクリーニン
グを、帯電装置または／及び現像装置で行わせて（帯電
同時クリーニングまたは／及び現像同時クリーニン
グ）、専用のクリーニング装置の配設を省略した、クリ
ーナレスの画像形成装置がいくつか提案されている。

【０００３】ｂ）一方、像担持体の一様帯電手段として
はコロナ帯電手段が主に用いられてきた。これは、コロ
ナ放電装置を像担持体に非接触に対向させて配設し、コ
ロナ放電装置から放出されるコロナシャワーに像担持体
面をさらして所定の極性・電位に一様に帯電させるもの
である（非接触帯電装置）。

【０００４】最近ではエコロジーの観点より、放電によ
るオゾン生成物の少ない、低圧・低電力である等の利点
がある接触帯電装置が主流になりつつある。これは、ロ
ーラ、ブレード、ファーブラシ、磁気ブラシ等の形態の
導電性の帯電装置（接触帯電部材）を像担持体に接触さ
せて配設し、この接触帯電装置に所定の帯電バイアス電
圧を印加することで、像担持体面を所定の極性・電位に
一様に帯電させるものである。

【０００５】ローラ帯電装置（帯電ローラ、ローラ帯電
部材）は、給電電極を兼ねる芯金の回りに抵抗調整した
ゴム部材をローラ状に設けた導電性弾性ローラ体であ
り、これを被帯電体としての像担持体の面に接触させて
従動回転あるいは駆動回転させ、芯金に帯電バイアス電
圧を印加することで、像担持体面を所定の極性・電位に
一様に帯電させるものである。

【０００６】ブレード帯電装置（帯電ブレード）は、電
極プレートに導電ゴム等の導電性弾性材料をブレード状
に設けたものであり、ブレードの先端部を被帯電体とし
ての像担持体の面に接触させて配設し、電極プレートに
帯電バイアス電圧を印加することで、像担持体面を所定
の極性・電位に一様に帯電させるものである。

【０００７】ファーブラシ帯電装置は、回転型或は非回
転型の、導電性繊維のブラシ体であり、導電性繊維ブラ
シ部（ファーブラシ部）を被帯電体としての像担持体の
面に接触させて、帯電バイアス電圧を印加することで、
像担持体面を所定の極性・電位に一様に帯電させるもの
である。

【０００８】磁気ブラシ帯電装置は、給電電極を兼ねる
回転或は非回転の支持部材に磁性粒子（導電性磁性粒
子）を磁気拘束して磁気ブラシ部として担持させてなる
もので、磁性粒子の磁気ブラシ部を被帯電体としての像
担持体の面に接触させて、支持部材に帯電バイアス電圧
を印加することで、像担持体面を所定の極性・電位に一
様に帯電させるものである。

【０００９】ｃ）そして、画像形成装置の小型化とエコ
ロジーの両方を目的として、像担持体（以下、感光体と
記す）の帯電を接触帯電装置で行わせ、記録材に対する
トナー画像転写後の感光体面の転写残トナーを除去する
独立した専用のクリーニング装置は具備させず、転写残
トナーは接触帯電装置で少なくとも一時的に回収させ
る、接触帯電方式・転写方式・クリーナレスの画像形成
装置が提案されている。

【００１０】即ち、この画像形成装置においては、転写
部での記録材に対するトナー画像転写後の感光体面の転
写残トナーは、感光体面の引き続く移動で接触帯電装置
と感光体との接触部である帯電部（帯電領域、帯電ニッ
プ部）に持ち運ばれて、接触帯電装置に少なくとも一時
的に感光体面から回収される（帯電同時クリーニン
グ）。

【００１１】接触帯電装置で回収されずに帯電部を通過
した感光体上のトナー、及び帯電部を通過して接触帯電
装置から感光体上に一部排出（吐き出し）されたトナー
は、感光体面の引き続く移動で現像装置に持ち運ばれて
該現像装置に回収される（現像同時クリーニング；上記
のトナーを次行程以後の現像時に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カブリ取り
電位差Ｖｂａｃｋにより回収）。

【００１２】転写残トナーを接触帯電装置に一時的に回
収させることで、転写部で帯電極性が反転した転写残ト
ナーも正規の帯電極性に整えられ、また転写残トナーパ
ターンが掻き消されて、該転写残トナーパターンのゴー
スト像の発生が防止される。

【００１３】上記のような接触帯電方式・転写方式・ク
リーナレスの画像形成装置は、記録材に対するトナー画
像転写後の感光体面の転写残トナーを除去する独立した
専用のクリーニング装置を具備していないのでスペース
的利点が大きく装置の大幅な小型化が可能であり、また
帯電装置は接触帯電で放電によるオゾン生成物が少な
く、転写残トナーは最終的には現像装置に回収されて次
行程以後に用いられるため廃トナーをなくすことができ
エコロジーの観点などからも好ましい。

【００１４】また、上記のように転写残トナーを接触帯
電装置に一時的に回収するクリーナレスの画像形成装置
では、転写残トナーの回収性を高めるために、転写部か
ら感光体面移動方向下流側において転写部と帯電部との
間で固定のファーブラシなどの補助部材を感光体面に接
触させて用いることが多い。

【００１５】この補助部材は転写残トナーを攪乱して非
パターン化する効果を有する。さらに積極的には帯電バ
イアスと逆バイアスを印加することで、帯電部で回収さ
れにくい帯電バイアスと同極性の転写残トナーのみトラ
ップし極性を変えて吐き出すことで、帯電部での転写残
トナーの回収性向上を図る効果を有する。これにより、
さらにゴーストの少ないきれいな画像を得ることが可能
となる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、接触帯電装
置にする高抵抗のトナーの付着・混入（接触帯電装置の
トナー汚染）は接触帯電装置の抵抗値を上昇させて帯電
性能を低下させる因子である。

【００１７】したがって、上記のように転写残トナーを
接触帯電装置で少なくとも一時的に回収する方式の画像
形成装置においては、回収トナーによる接触帯電装置の
トナー汚染が許容レベル以下に維持されるようにする必
要がある。

【００１８】例えば、磁気ブラシ帯電装置は、ローラ帯
電装置やファーブラシ帯電装置等の他の接触帯電装置に
比べてトナー汚染の影響を受けにくいけれども、実際
上、磁気ブラシ部に回収（付着・混入）されるトナー量
と、磁気ブラシ部から吐き出されるトナー量とのアンバ
ランスにより、耐久に伴い次第に磁気ブラシ部にトナー
が蓄積してトナー汚染が進行して許容レベルを越え、磁
気ブラシ部の抵抗値上昇で帯電性能が低下する。

【００１９】そこで、画像形成装置の作像シーケンスに
おいて画像形成装置が画像を形成していない非画像形成
時に、接触帯電装置から混入トナーを感光体上に吐き出
させる「帯電部材クリーニングモード」を行うことで、
接触帯電装置のトナー汚染状態を常に許容レベル以下に
維持させて、帯電性能の維持を図ることがすでに提案さ
れている。

【００２０】具体的には、画像形成装置の作像シーケン
スにおける、画像形成の準備を行う前回転／後回転時
や、連続して画像形成を行った際の記録材（転写材）と
記録材の間（紙間時）といった画像形成を行っていない
時（非画像形成時）に、接触帯電装置への印加電圧の調
整等を行って感光体と接触帯電装置との間に電位差ΔＶ
を設け、この電位差によって接触帯電装置に混入した高
抵抗のトナーを感光体上に吐き出させて、現像部で回収
するというものである。

【００２１】しかし、実際上において、このような帯電
部材クリーニングモードを行った際に、感光体と接触帯
電装置の間の電位差ΔＶが十分ではない場合に、接触帯
電装置上の混入トナーが十分に吐き出されず、接触帯電
装置の帯電性能が低下し、画像品位が落ちるといった問
題が起こった。

【００２２】そこで本発明は、この種の接触帯電方式・
転写方式・クリーナレスの画像形成装置において、帯電
部材クリーニングモード実行時における接触帯電装置の
混入トナーの像担持体上への吐き出しが常に効果的に十
分にかつ確実になされるようにして、帯電性能の低下を
防止し、高品位画像の出力が長期にわたり安定に維持さ
れるようにすることを目的とする。

【００２３】

【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。

【００２４】（１）像担持体に、該像担持体を一様に帯
電する行程を含む作像プロセスを適用してトナー画像を
形成させ、そのトナー画像を記録材に転写させ、像担持
体は繰り返して作像に供する画像形成装置において、前
記像担持体に接触して前記像担持体を所定の極性に帯電
する接触帯電装置と、 前記像担持体の移動方向におい
て、トナー画像転写部よりも下流側でかつ前記接触帯電
装置よりも上流側に設けられ、前記像担持体に接触した
補助部材であって、電圧の印加が可能である補助部材
と、を有し、 画像形成時には前記補助部材に前記所定極
性と逆極性又は０Ｖの第１電圧が印加されるとともに、
前記接触帯電装置に前記所定極性の電圧が印加され、 前
記接触帯電装置から混入トナーを吐き出すための帯電装
置クリーニング時には前記補助部材に前記第１電圧より
も前記所定極性と逆極性側に大きい第２電圧が印加され
るとともに前記接触帯電装置に前記所定極性の電圧が印
加される、ことを特徴とする画像形成装置。

【００２５】（２）前記帯電装置クリーニング時に前記
補助部材に印加される第２電圧が、少なくとも２つの異
なった値をとることを特徴とする（１）に記載の画像形
成装置。

【００２６】（３）前記接触帯電装置が回転または非回
転の導電性基体に導電性磁性粒子を磁気拘束力で保持し
た磁気ブラシ帯電装置であることを特徴とする（１）ま
たは（２）に記載の画像形成装置。

【００２７】（４）前記接触帯電装置が回転可能な導電
性基体上に抵抗調整したゴムをローラ状にした接触帯電
部材を使用したローラ帯電装置であることを特徴とする
（１）または（２）に記載の画像形成装置。

【００２８】（５）画像形成時に前記接触帯電装置に印
加される電圧は交流電圧と直流電圧との重畳電圧であ
り、前記帯電装置クリーニング時に前記接触帯電装置に
印加される電圧は交流電圧なしの直流電圧であることを
特徴とする（１）乃至（４）のいずれかの画像形成装
置。

【００２９】 （６）前記帯電装置クリーニング時は、非画像形成時で
ある前回転行程時、後回転行程時、紙間時の少なくとも
１つにおいて実行されることを特徴とする（１）乃至
（５）のいずれかの画像形成装置。（７）前記接触帯電装置は、前記接触帯電装置内に混入
したトナーを正規の極性と逆極性から正規の極性へ帯電
することを特徴とする（１）乃至（６）のいずれかの画
像形成装置。 （８）前記補助部材は、画像形成時に前記像担持体に残
留したトナーを正規の極性と逆極性に帯電することを特
徴とする（１）乃至（７）のいずれかの画像形成装置。 （９）前記像担持体に形成された静電像をトナーで現像
する現像装置を有し、この現像装置は、現像を行なうと
同時に前記像担持体からトナーを回収することが可能で
あることを特徴とする（１）乃至（８）のいずれかの画
像形成装置。

【００３０】〈作 用〉画像形成装置の画像形成中にお
いて転写部で記録材に対してトナー画像を転写した後の
像担持体面上に残っている転写残トナーは、引き続く像
担持体面移動に伴い像担持体と補助部材との接触部に持
ち運ばれて補助部材で攪乱されて非パターン化される。
またこの補助部材はトナーの正規帯電極性とは逆極性の
バイアスが印加されることにより、像担持体と補助部材
との接触部に持ち運ばれた転写残トナーの内、正規帯電
極性のトナーを捕獲し、逆極性の反転トナーとして像担
持体上に吐き出す。これにより、帯電部に持ち運ばれる
転写残トナーは正規帯電極性とは逆極性にそろえられ、
接触帯電装置による像担持体からの転写残トナーの回収
性（帯電同時クリーニング）が向上し、画像ゴーストが
低減化される。

【００３１】上記のように正規帯電極性とは逆極性にそ
ろえられ、接触帯電装置に回収された転写残トナーは正
規帯電極性に再帯電されて像担持体面に均一に吐き出さ
れ、引き続く像担持体面移動で像担持体と現像手段との
との対向部である現像部に持ち運ばれて現像同時クリー
ニングされる。

【００３２】画像形成装置が画像を形成していない非画
像形成時には、接触帯電装置から混入トナーを像担持体
上に吐き出させる帯電部材クリーニングモードを行うこ
とで、接触帯電装置のトナー汚染状態を常に許容レベル
以下に維持させて、帯電性能の維持を図る。

【００３３】この場合、本発明においては帯電部材クリ
ーニングモードで補助部材に印加するバイアスを、接触
帯電装置から像担持体へのトナーの吐き出し電位差が大
きくなる方向に、画像形成中に印加されるバイアスとは
異ならせて、接触帯電装置のクリーニング性を向上させ
る。具体的には、帯電部材クリーニングモードを行う際
に補助部材に印加されるバイアスを画像形成中に印加さ
れるバイアスより強くする。これにより、像担持体面の
表面電位が低下し、接触帯電装置を通過したときの像担
持体表面電位も低下するため、トナーの吐き出し電位差
が大きくなり、接触帯電装置のクリーニングが向上す
る。

【００３４】従って、接触帯電方式・転写方式・クリー
ナレスの画像形成装置において、帯電部材クリーニング
モード実行時における接触帯電装置の混入トナーの像担
持体上への吐き出しを常に効果的に十分にかつ確実に実
行させることができて、これにより、接触帯電装置の過
度のトナー汚染による帯電性能の低下を防止し、高品位
画像の出力を長期にわたり安定に維持させることができ
る。

【００３５】

【発明の実施の形態】

〈第１の実施形態例〉（図１〜図３） （１）画像形成装置例 図１は本例の画像形成装置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、磁気ブラ
シ帯電、クリーナレスのレーザービームプリンタであ
る。

【００３６】１は像担持体としての回転ドラム型の電子
写真感光体である。この感光体１は矢印の時計方向に所
定のプロセススピード（周速度）をもって回転駆動され
る。本実施例では、１００ｍｍ／ｓｅｃの周速度で回転
駆動されている。

【００３７】２は感光体１に当接させた接触帯電装置
（接触帯電部材）である。本例の接触帯電装置２はスリ
ーブ回転タイプの磁気ブラシ帯電装置（磁気ブラシ帯電
部材）である。ｎは磁気ブラシ帯電装置２と感光体１と
の接触部である帯電部（帯電領域、帯電ニップ部）であ
る。この磁気ブラシ帯電装置２については（２）項で詳
述する。

【００３８】この磁気ブラシ帯電装置２に帯電バイアス
印加電源Ｓ１からＤＣバイアスＶｄｃにＡＣバイアスＶ
ａｃが重畳された所定の帯電バイアス（振動電圧；時間
と共に電圧値が周期的に変化する電圧）が印加されて回
転感光体１の外周面が所定の極性・電位に一様に接触帯
電方式で帯電される。ＤＣバイアス成分Ｖｄｃは所望す
る帯電電位と同程度の値を用い、本実施例ではこのＤＣ
バイアス成分Ｖｄｃを−７００Ｖにしてある。

【００３９】この回転感光体１の帯電処理面に対して露
光装置としてのレーザースキャナ７によりレーザービー
ム走査露光Ｘがなされて、回転感光体１の周面に目的の
画像情報に対応した静電潜像が形成される。

【００４０】レーザースキャナ７は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
ーザービーム（レーザー光）を出力する。７ａはこのレ
ーザースキャナ７からの出力レーザービームを感光体１
の画像露光部に偏向するミラーである。

【００４１】そしてこの回転感光体１面の静電潜像が、
負の帯電極性を有する絶縁トナー（ネガトナー）を用い
た現像装置３により現像部Ｄにおいてトナー画像として
反転現像される。３ａは現像剤担持・搬送部材としての
現像ローラ（現像スリーブ）、Ｓ２は現像ローラ３ａに
所定の現像バイアスを印加する現像バイアス印加電源で
ある。現像バイアス印加電源Ｓ２からはＤＣバイアスに
ＡＣバイアスが重畳された現像バイアスが印加される。
本実施例ではＤＣバイアスを−４８０Ｖとしてある。

【００４２】一方、不図示の給紙部から記録材としての
転写材Ｐが給紙され、感光体１とこれに所定の押圧力で
当接させた接触転写装置としての中抵抗の転写ローラ４
との圧接ニップ部（転写部）Ｔに所定のタイミングにて
導入される。転写ローラ４には転写バイアス印加電源Ｓ
３からトナーと逆極性の転写バイアス電圧が印加され
る。

【００４３】転写部Ｔに導入された転写材Ｐはこの転写
部Ｔを挟持搬送されて、その表面側に感光体１の表面に
形成担持されているトナー画像が順次に静電気力と押圧
力にて転写されていく。

【００４４】トナー画像の転写を受けた転写材Ｐは感光
体１の面から分離されて熱定着方式等の定着装置５へ導
入されてトナー画像の定着を受け、画像形成物（プリン
ト）として装置外へ排出される。

【００４５】６は転写部Ｔから感光体面移動方向下流側
において転写部Ｔと帯電部ｎとの間で感光体１面に接触
させて設けた補助部材である。本例のものは固定の中抵
抗ファーブラシである。この補助部材６については
（３）項で詳述する。

【００４６】（２）磁気ブラシ帯電装置２ 図２は本例で用いた接触帯電装置としてのスリーブ回転
タイプの磁気ブラシ帯電装置２の概略の構成模型図であ
り、固定支持させた磁界発生手段としてのマグネットロ
ール２２、このマグネットロール２２の外回りに同心に
回転自由に外嵌させたアルミニウム製等の非磁性の電極
スリーブ（導電性基体）２１、この電極スリーブ２１の
外周面に該スリーブ内部のマグネットロール２２の磁力
により磁気吸着保持させた導電性磁性粒子２３の磁気ブ
ラシ層２４等からなる。

【００４７】磁気ブラシ部２４を構成させる導電性磁性
粒子２３としては、フェライト、マグネタイトなど磁性
金属粒子や、またこれらの磁性粒子を樹脂で結着したも
のも使用可能である。

【００４８】抵抗値は１×１０⁶ 〜１０⁹ Ωｃｍのもの
が適当である。粒径については１０〜５０μｍが適正で
ある。また、複数の磁性粒子を混合し用いることで帯電
性の向上も図ることが可能である。

【００４９】磁性粒子の抵抗測定は、底面積２２８ｍｍ
² の筒状の容器に磁性粒子を２ｇ充填して１５ｋｇで加
圧し、上下からの１００Ｖの電圧を印加してこの系に流
れる電流から算出し正規化したもので定義した。

【００５０】磁性粒子の平均粒径は、水平方向最大弦長
で示し、測定法は顕微鏡法により、粒子３００個以上を
ランダムに選び、その径を実測して算術平均を取ること
によって算出した。

【００５１】而して、上記の磁気ブラシ帯電装置２を、
感光体１と略平行にして、電極スリーブ２１の表面と感
光体１の表面との離間距離が０．５ｍｍになるように長
手方向の端部をスペーサ部材（不図示）を介して感光体
１の端部表面に当接して配設することで、磁気ブラシ層
２４を感光体１面に所定幅の帯電部ｎを形成させて接触
させてある。

【００５２】電極スリーブ２１は帯電部ｎにおいて感光
体１の回転方向と同方向である矢示の時計方向に、感光
体１の周速度とほぼ同じ周速度で回転駆動され、これに
伴い磁気ブラシ層２４も電極スリーブ２１と同方向に感
光体１とほぼ同じ周速度で感光体１面を摺擦する。

【００５３】そして帯電時に該磁気ブラシ帯電装置２の
電極スリーブ２１に対して帯電バイアス電源Ｓ１から前
記の所定の帯電バイアスＶｄｃ＋Ｖａｃ（振動電圧）が
印加されることにより、磁気ブラシ層２４の導電性磁性
粒子２３を通して帯電部ｎにおいて感光体１表面が磁気
ブラシ帯電装置２に対する上記印加帯電バイアスのＤＣ
バイアス成分Ｖｄｃとほぼ同電位（本例ではほぼ−７０
０Ｖ）に帯電される。

【００５４】（３）クリーナレスシステム このプリンタはクリーナレスであるから、転写部Ｔにお
いて転写材Ｐに対してトナー画像を転写した後に感光体
１面に残った転写残トナーを除去するための独立した専
用のクリーナ（クリーニング装置）は具備させていな
い。

【００５５】前述したように、転写部Ｔから感光体面移
動方向下流側において転写部Ｔと帯電部ｎとの間で感光
体１面に接触させて補助部材として固定の中抵抗ファー
ブラシを配設してある。

【００５６】そして、この補助部材６には補助部材バイ
アス印加電源Ｓ４から、磁気ブラシ帯電装置２に対する
印加帯電バイアス（負）とは逆バイアス（正）を印加す
る。

【００５７】そして転写部Ｔにおいて転写材Ｐに対して
トナー画像を転写した後の感光体面上に残っている転写
残トナーは、引き続く感光体１の回転に伴い補助部材と
してのファーブラシ６と感光体１との接触部Ｅに持ち運
ばれることで、ファーブラシ６で攪乱されて非パターン
化される。

【００５８】またこの補助部材としてのファーブラシ６
は正のバイアスが印加されていることで、該ファーブラ
シ６と感光体１との接触部Ｅに持ち運ばれた転写残トナ
ーの内、磁気ブラシ帯電装置２に印加されているバイア
スと同極性のトナー即ち正規帯電極性である負のトナー
を捕獲し、正帯電のポジトナーとして感光体１上に吐き
出す。

【００５９】これにより、帯電部ｎに持ち運ばれる転写
残トナーは帯電バイアスとは逆極性（正）にそろえら
れ、磁気ブラシ帯電装置２による感光体１からの転写残
トナーの回収性が向上する（帯電同時クリーニング）。

【００６０】本実施例では画像形成時に補助部材６とし
てのファーブラシに印加するバイアス（第1電圧）を＋
５００Ｖとして、磁気ブラシ帯電装置２における転写残
トナーの回収性を挙げ、画像ゴーストを低減している。

【００６１】ここで、補助部材６に印加しているバイア
スは接触帯電装置２に対する印加バイアス（負）と逆バ
イアス（正）を用いたが、転写バイアスが弱く、感光体
１の転写後、感光体表面電位が＋側にならない場合に
は、補助部材６に対する印加バイアスを０にしても同様
の効果が得られる。

【００６２】磁気ブラシ帯電装置２に回収された転写残
トナーは磁気ブラシ部を形成している導電性磁性粒子と
の摩擦で正規帯電極性である負に帯電しネガトナーとし
て感光体１面に均一に吐き出される（トナー放出）。

【００６３】磁気ブラシ帯電装置２から感光体１面に吐
き出されたトナーは引き続く感光体１の回転で画像露光
部を経由して感光体１と現像装置３との対向部である現
像部Ｄに至る。

【００６４】磁気ブラシ帯電装置２から感光体１面に吐
き出されたトナーはきわめて均一な散布状態にあり、ま
たその量も少量であるため、次の像露光過程に実質的に
悪影響を及ぼすことはない。

【００６５】磁気ブラシ帯電装置２から感光体１面に吐
き出され、現像部Ｄに至った転写トナーは実質的に全て
正規帯電極性（負）のものであり、現像工程において、
感光体１面の上記転写残トナーの内、画像白地部に付着
しているトナーがかぶりとり電界により現像装置３内に
回収され（現像同時クリーニング）て再利用され、画像
部に付着のものはその一部が画像形成に使用される。

【００６６】本実施例では、現像ローラ３ａに対して現
像バイアス印加電源Ｓ２からＤＣバイアスにＡＣバイア
スが重畳された現像バイアスが印加され、ＤＣバイアス
を−４８０Ｖとして、このＤＣバイアスと帯電バイアス
のＶｄｃとの電位差（Ｖｂａｃｋ）により、磁気ブラシ
帯電装置２から吐き出されたトナーを回収し現像に再利
用している。

【００６７】（４）帯電部材クリーニングモード 前述したように、磁気ブラシ帯電装置２は、ローラ帯電
装置やファーブラシ帯電装置等の他の接触帯電装置に比
べてトナー汚染の影響を受けにくいけれども、実際上、
磁気ブラシ部２４に回収（付着・混入）されるトナー量
と、磁気ブラシ部２４から吐き出されるトナー量とのア
ンバランスにより、耐久に伴い次第に磁気ブラシ部２４
にトナーが蓄積してトナー汚染が進行して許容レベルを
越え、磁気ブラシ部２４の抵抗値上昇で帯電性能が低下
する。

【００６８】そこで、画像形成装置が画像を形成してい
ない非画像形成時に、磁気ブラシ帯電装置２から混入ト
ナーを感光体１上に吐き出させる「帯電部材クリーニン
グモード」を行うことで、磁気ブラシ帯電装置２のトナ
ー汚染状態を常に許容レベル以下に維持させて、帯電性
能の維持を図る。

【００６９】即ち、帯電部材クリーニングモードは、磁
気ブラシ帯電装置２の磁気ブラシ層２４中に混入した転
写残トナーを電気的に感光体１上に吐き出し、これによ
り磁気ブラシ層２４の抵抗を元の状態に戻して、磁気ブ
ラシ帯電装置２の帯電性を回復しようとするものであ
る。感光体１上に吐き出されたトナーは、感光体１の回
転方向下流側の現像装置３で回収して再利用される。

【００７０】このように帯電部材クリーニングモード
は、磁気ブラシ帯電装置２中のトナーを帯電部ｎで吐き
出し、現像部Ｄで回収する構成のため、感光体１上の比
較的多量のトナーが途中露光部を通過することになる。
このため、露光部を通過するトナーが画像形成の像露光
を妨げないように、帯電部材クリーニングモードは非画
像形成中に行うことになる。

【００７１】ここで画像形成装置（プリンタ）の稼働時
の動作行程を説明する。

【００７２】．前多回転行程 画像形成装置の始動（起動）動作期間（ウォーミング期
間）である。メイン電源スイッチのＯＮにより、装置の
メインモータ（不図示）を駆動させて感光体１を回転駆
動させ、所要のプロセス機器の準備動作を実行させる。

【００７３】所定の装置始動動作期間終了後は、メイン
モータの駆動が一旦停止されて感光体１の回転駆動が停
止され、装置は印字スタート信号が入力されるまでスタ
ンバイ（待機）状態に保持される。

【００７４】．前回転行程 印字（プリント）スタート信号の入力により、メインモ
ータを再駆動させて感光体１を再回転駆動させ、しばら
くの間装置に所定の印字前動作を実行させる期間であ
る。

【００７５】．印字行程（画像形成行程） 所定の前回転行程が終了すると、引き続いて回転感光体
１に対する帯電・画像露光・現像、記録材としての転写
材へのトナー画像転写等の所定シーケンスの印字プロセ
ス（作像プロセス、画像形成プロセス）が実行され、ト
ナー画像の転写を受けた転写材Ｐが定着装置５に搬送さ
れて、１枚目の印字行程が行なわれる。

【００７６】連続印字（連続プリント）モードの場合
は、上記印字行程が繰り返されて所定の設定枚数ｎ分の
印字行程が順次実行される。

【００７７】．紙間行程 連続印字モードにおいて、一の転写材Ｐの後端が転写部
Ｔを通過した後、次の転写材Ｐの先端が転写部Ｔに到達
するまでの、転写部Ｔにおける転写材Ｐの非通紙状態期
間である。

【００７８】．後回転行程 最後であるｎ枚目の印字行程が終了した後もしばらくの
間メインモータの駆動を継続させて感光体１を回転駆動
させ、装置の所定の後動作を実行させる期間である。

【００７９】所定の後回転行程が終了すると、メインモ
ータの駆動が停止され感光体１の回転駆動が停止され、
装置は次の印字スタート信号が入力するまで再びスタン
バイ状態に保持される。

【００８０】なお上記において、前多回転行程後、直に
印字スタート信号が入力した場合には引き続いて前回転
行程を経て印字行程が実行される。また１枚目だけの印
字の場合は、その印字行程の終了後、装置は後回転行程
を経てスタンバイ状態になる。

【００８１】上記において、の印字行程が画像形成装
置の画像形成時であり、の前多回転行程、の前回転
行程、の紙間、の後回転行程が画像形成装置の非画
像形成時である。

【００８２】本例においては、図３のように、画像形成
装置の非画像形成時であるの前回転行程、の紙間、
の後回転行程で「帯電部材クリーニングモード」を実
行させた。なお図３は２枚連続プリントの場合である。

【００８３】帯電部材クリーニングモードは具体的に
は、画像形成の準備を行う前回転／後回転時と、連続し
て画像形成を行った際の転写材と転写材の間の紙間時
に、磁気ブラシ帯電装置２に印加する帯電バイアスの交
流成分（Ｖａｃ）を切って、電極スリーブ２１に印加さ
れる帯電バイアスの直流成分（Ｖｄｃ）と感光体１が帯
電されたときの表面電位（Ｖｄ）との間の電位差によっ
て、磁気ブラシ層２４中のトナーを電気的に吐き出して
いる。

【００８４】ここで、帯電バイアスの交流成分（Ｖａ
ｃ）を切るのは、感光体１に対する帯電性を低くするこ
とで表面電位（Ｖｄ）を下げ、トナーの吐き出しの電位
差ΔＶ（Ｖｄｃ−Ｖｄ）を大きくするためであり、また
磁気ブラシ層２４中に混入してきた転写残トナーは、導
電性磁性粒子２３との摩擦により電荷をマイナス（ネガ
トナー）にそろえられるため、上記の電位差ΔＶによっ
て感光体１上に移動（吐き出し）する。

【００８５】本発明において、接触帯電装置（接触帯電
部材）のクリーニング手段は接触帯電装置から混入トナ
ーを吐き出し可能な手段であれば何でも使用可能であ
る。例えば、磁気ブラシ帯電装置２に印加する帯電バイ
アスの直流成分（Ｖｄｃ）を調整して吐き出す方法や、
磁気ブラシ帯電装置２と感光体１との離間距離を調整し
て吐き出す方法等がある。

【００８６】前述したように、従来例では帯電部材クリ
ーニングモードが充分ではない場合に、磁気ブラシ帯電
装置２に混入しているトナーが充分に吐き出されず、磁
気ブラシ帯電装置２の帯電性が低下し、画像品位を落と
していた。

【００８７】そこで本例では、図３に示すように、帯電
部材クリーニングモードを行う際に、補助部材６に印加
される帯電と逆のバイアスを強くする。

【００８８】これにより、感光体１面の表面電位が低下
し、磁気ブラシ帯電装置２を通過したときの感光体表面
電位Ｖｄも低下するため、トナーの吐き出し電位差ΔＶ
が大きくなり、磁気ブラシ帯電装置２のクリーニングが
向上する。

【００８９】実際に本例では、クリーニングモード時の
補助部材６に印加されるバイアス（第２電圧）を＋８０
０Ｖにしたところ、磁気ブラシ帯電装置２からのトナー
の吐き出し電位差ΔＶが４０Ｖから７０Ｖに増え、長期
に渡って良好な画像形成が行えるようになった。

【００９０】上記の帯電部材クリーニングモードを含む
画像形成装置の作像プロセス動作は不図示の制御系によ
り所定にシーケンス制御される。

【００９１】帯電部材クリーニングモードは、の前回
転行程、の紙間、の後回転行程の少なくとも１つの
行程で行なわせることができる。またの前多回転行程
でも行なわせることができる。

【００９２】以上のように、本例では磁気ブラシ帯電装
置２を用いたクリーナレスの転写方式画像形成装置にお
いて、その磁気ブラシ帯電装置２のクリーニングモード
時に、補助部材６に印加するバイアスを変更することに
より、磁気ブラシ帯電装置２のクリーニング性を向上
し、良好な画像形成を得ることが可能となった。

【００９３】さらに、感光体表面に直接電荷を注入する
注入帯電方式では、印加バイアスＶｄｃと感光体帯電電
位Ｖｄがほぼ等しいので、磁気ブラシ帯電装置２のトナ
ーの吐き出し電位差ΔＶが小さくなってしまうため、磁
気ブラシ帯電装置２のクリーニングが充分に行われにく
かったが、本発明を用いた場合には、注入帯電方式の画
像形成装置においても充分に効果が現れた。

【００９４】〈第２の実施形態例〉（図４） 図４は本例の画像形成装置の要部の概略構成図である。
本実施例の画像形成装置はハード構成的には、前述第１
の実施形態例の画像形成装置（転写式電子写真プロセス
利用、磁気ブラシ帯電、クリーナレスのレーザービーム
プリンタ）において接触帯電装置としての磁気ブラシ帯
電装置２をローラ帯電装置（帯電ローラ）２Ａに変更し
たもので、その他の構成は第１の実施形態例の画像形成
装置と同じである。

【００９５】本例で用いたローラ帯電装置２Ａは、帯電
バイアスを供給する芯金（導電性基体）２５の周りに発
泡性のウレタンゴム層２６を接着し、ローラ状に研磨し
て形成されている。

【００９６】発泡性のウレタンゴム層２６は、発泡径が
約１００μｍ程度のもので、硬度はアスカーＣで４０°
のものを使用した。また、ゴム中にはカーボンを混合し
て抵抗値を１０⁵ 〜１０⁹ Ωｃｍ程度の範囲になるよう
に調整している。ここで、抵抗値の測定はローラ帯電装
置２Ａをアルミドラムに接触回転させ、ＤＣバイアスを
１００Ｖ印加したときの電流から計算して抵抗値とし
た。

【００９７】ローラ帯電装置２Ａはウレタンゴム層２６
の弾性に抗して感光体１に所定の押圧力をもって接触さ
せて感光体１の軸線とほぼ並行に配設してある。ｎはこ
のローラ帯電装置２Ａと感光体１との接触部である帯電
部（帯電領域、帯電ニップ部）である。ローラ帯電装置
２Ａは本例では帯電部ｎにおいて感光体１の回転方向と
逆方向（カウンター）に回転駆動され、感光体１面に対
して速度差をもって接触させている。ローラ帯電装置２
Ａは感光体１に従動回転させてもよいし、感光体１の回
転に順方向に回転駆動させてもよい。

【００９８】このローラ帯電装置２Ａの芯金２５に対し
て電源Ｓ１から所定の帯電バイアスが印加されて回転感
光体１面が所定に接触帯電処理される。

【００９９】この様なローラ帯電装置２Ａを用いたクリ
ーナレスの画像形成装置では、第１の実施形態例の画像
形成装置の磁気ブラシ帯電装置２と違い、帯電装置中に
取り込んだトナーがローラ表面に付着するので、帯電性
がすぐに低下する。

【０１００】そこで本例では、帯電部材クリーニングモ
ード時に補助部材６に印加するバイアスを２値設けて、
ローラ帯電装置２Ａに付着したトナー量に応じて補助部
材６に対する印加バイアス値を変えることに特徴があ
る。

【０１０１】ローラ帯電装置２Ａに付着したトナー量、
即ちローラ帯電装置２Ａのトナー汚染具合と帯電電流量
とは相関している。そこで本例では制御回路８により、
帯電電流量を測定させ、その測定帯電電流量に応じて、
帯電部材クリーニングモード時に電源Ｓ４から補助部材
６に対して印加するバイアス値を変更させるようにした
ものである。

【０１０２】より具体的には本例では、制御回路８によ
り帯電電流量を測定し、帯電電流量が規定値２０μＡ以
上の時は帯電部材クリーニングモード時の電源Ｓ４から
補助部材６に対する印加バイアスを＋８００Ｖに制御さ
せ、２０μＡ未満の時は補助部材６に対する印加バイア
スを＋１２００Ｖとすることで、ローラ帯電装置２Ａの
クリーニング性向上を図った。

【０１０３】これにより、従来では２００枚程度で画像
不良が出ていたものが、クリーニング性が向上したた
め、２０００枚時でも非常に良好な画像を得ることが可
能となった。

【０１０４】本例では、上記のように規定値（２０μ
Ａ）が一つで、補助部材印加バイアスを２値（＋８００
Ｖ、＋１２００Ｖ）設けているが、さらに細かく制御し
ても良い。

【０１０５】本例ではウレタンゴムを用いたローラ帯電
装置２Ａを使用したが、これは本発明を制限するもので
はなく、帯電に適した上記抵抗範囲に入るものであれ
ば、いろいろな材料が使用可能である。例えば、ＥＰＤ
ＭゴムやＮＢＲゴムなども使用可能である。

【０１０６】また、本例では帯電電流を利用して帯電装
置中のトナー量の状態（帯電装置のトナー汚染具合）を
検知したが、これは本発明を制限するものではなく、帯
電装置中のトナー量の状態を測れればどの様な検知方法
でも良い。例えば、デジタル信号を用いた画像形成装置
では、この信号を利用してトナー使用量を計算し、これ
より帯電装置中に混入するトナー量を概算する方法も可
能である。

【０１０７】〈その他〉 １）接触帯電装置としての磁気ブラシ帯電装置２は、ス
リーブ回転タイプに限らず、マグネットロール２２が回
転するものや、マグネットロール２２の表面を必要に応
じて給電用電極として導電性処理して、該マグネットロ
ールの外周面に直接に導電性磁性粒子を磁気拘束させて
磁気ブラシ部を形成させ、マグネットロールを回転させ
る構成のもの等にすることもできる。回転しないタイプ
の磁気ブラシ部材とすることもできる。

【０１０８】接触帯電装置は磁気ブラシ帯電装置２やロ
ーラ帯電装置２Ａに限られるものではなく、ブレード帯
電装置、ファーブラシ帯電装置など任意の接触帯電装置
を用いることができる。

【０１０９】２）補助部材６は固定タイプのファーブラ
シに限らず、回転ローラタイプのもの等にすることがで
きる。またファーブラシに限らず、他の構成・材質の部
材、例えば、固定タイプまたは回転タイプの導電性のス
ポンジ部材にすることもできる。

【０１１０】３）接触帯電装置２・２Ａや現像装置等に
対してＡＣ電圧（交番電圧）成分を印加する場合の、そ
のＡＣ電圧波形しては、正弦波、矩形波、三角波等適宜
使用可能である。また、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良い。こ
のように交番電圧の波形としては周期的にその電圧値が
変化するようなバイアスが使用できる。

【０１１１】４）静電潜像形成のための画像露光手段と
しては、実施形態例の様にデジタル的な潜像を形成する
レーザー走査露光手段に限定されるものではなく、通常
のアナログ的な画像露光やＬＥＤなどの他の発光素子で
も構わないし、蛍光燈等の発光素子と液晶シャッター等
の組み合わせによるものなど、画像情報に対応した静電
潜像を形成できるものであるなら構わない。

【０１１２】像担持体１は静電記録誘電体等であっても
良い。この場合は、該誘電体面を所定の極性・電位に一
様に一次帯電した後、除電針ヘッド、電子銃等の除電手
段で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込み形成す
る。

【０１１３】５）現像工程手段としての現像装置３につ
いても、その現像方式・構成は実施形態例のものに限定
されるものではないことは勿論である。正規現像手段で
あってもよい。

【０１１４】６）像担持体１から現像剤像の転写を受け
る記録媒体は転写ドラム等の中間転写体であってもよ
い。

【０１１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、接
触帯電方式・転写方式・クリーナレスの画像形成装置に
おいて、帯電部材クリーニングモード実行時における接
触帯電装置の混入トナーの像担持体上への吐き出しを常
に効果的に十分にかつ確実に実行させることができて、
これにより、接触帯電装置の過度のトナー汚染による帯
電性能の低下を防止し、高品位画像の出力を長期にわた
り安定に維持させることができるもので、所期の目的が
よく達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態例の画像形成装置の概略構成図

【図２】第１の実施形態例の画像形成装置において接触
帯電装置として用いたスリーブ回転タイプの磁気ブラシ
帯電装置の概略の構成模型図

【図３】補助部材に対する印加バイアスと、帯電部材ク
リーニングモードのタイミングチャート

【図４】第２の実施形態例の画像形成装置の要部の概略
構成図

【符号の説明】

１ 像担持体（感光体） ２、２Ａ 磁気ブラシ帯電装置またはローラ帯電装置 ３ 現像装置 ４ 転写装置 ５ 定着装置 ６ 補助装置 ７ レーザースキャナ ８ 制御回路 Ｓ１〜Ｓ４ バイアス印加電源 ｎ 帯電部 Ｄ 現像部 Ｔ 転写部 Ｅ 補助部材接触部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体に、該像担持体を一様に帯電す
   る行程を含む作像プロセスを適用してトナー画像を形成
   させ、そのトナー画像を記録材に転写させ、像担持体は
   繰り返して作像に供する画像形成装置において、前記像担持体に接触して前記像担持体を所定の極性に帯
   電する接触帯電装置と、 前記像担持体の移動方向において、トナー画像転写部よ
   りも下流側でかつ前記接触帯電装置よりも上流側に設け
   られ、前記像担持体に接触した補助部材であって、電圧
   の印加が可能である補助部材と、を有し、 画像形成時には前記補助部材に前記所定極性と逆極性又
   は０Ｖの第１電圧が印加されるとともに、前記接触帯電
   装置に前記所定極性の電圧が印加され、 前記接触帯電装置から混入トナーを吐き出すための帯電
   装置クリーニング時には前記補助部材に前記第１電圧よ
   りも前記所定極性と逆極性側に大きい第２電圧が印加さ
   れるとともに前記接触帯電装置に前記所定極性の電圧が
   印加される、 ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記帯電装置クリーニング時に前記補助
   部材に印加される第２電圧が、少なくとも２つの異なっ
   た値をと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】 前記接触帯電装置が回転または非回転の
   導電性基体に導電性磁性粒子を磁気拘束力で保持した磁
   気ブラシ帯電装置であることを特徴とする請求項１また
   は２に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記接触帯電装置が回転可能な導電性基
   体上に抵抗調整したゴムをローラ状にした接触帯電部材
   を使用したローラ帯電装置であることを特徴とする請求
   項１または２に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 画像形成時に前記接触帯電装置に印加さ
   れる電圧は交流電圧と直流電圧との重畳電圧であり、前
   記帯電装置クリーニング時に前記接触帯電装置に印加さ
   れる電圧は交流電圧なしの直流電圧であることを特徴と
   する請求項１乃至４のいずれかの画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記帯電装置クリーニング時は、非画像
   形成時である前回転行程時、後回転行程時、紙間時の少
   なくとも１つにおいて実行されることを特徴とする請求
   項１乃至５のいずれかの画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記接触帯電装置は、前記接触帯電装置
   内に混入したトナーを正規の極性と逆極性から正規の極
   性へ帯電することを特徴とする請求項１乃至６のいずれ
   かの画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記補助部材は、画像形成時に前記像担
   持体に残留したトナーを正規の極性と逆極性に帯電する
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかの画像形成
   装置。
9. 【請求項９】 前記像担持体に形成された静電像をトナ
   ーで現像する現像装置を有し、この現像装置は、現像を
   行なうと同時に前記像担持体からトナーを回収すること
   が可能であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれ
   かの画像形成装置。