JP2001166565A - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
画像形成装置及びプロセスカートリッジInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 放電生成物による悪影響を防いで安定した画
像形成を行うことができる画像形成装置及びプロセスカ
ートリッジを提供する。 【解決手段】 帯電開始電圧の２倍より大きいピーク間
電圧である交流電圧Ｖａｃを、感光体ドラム１に印加し
た際に、交流電圧Ｖａｃに対して流れる交流電流を換算
した値Ｉａｃ［Ａ・ｍｍ2／ｓ］との間で、ΔＩａｃ＝
Ｉａｃ−α・Ｖａｃの関係式により与えられる値ΔＩａ
ｃ［Ａ・ｍｍ2／ｓ］が、ΔＩａｃ≦２．６×１０
-9［Ａ・ｍｍ2／ｓ］を満たす。
像形成を行うことができる画像形成装置及びプロセスカ
ートリッジを提供する。 【解決手段】 帯電開始電圧の２倍より大きいピーク間
電圧である交流電圧Ｖａｃを、感光体ドラム１に印加し
た際に、交流電圧Ｖａｃに対して流れる交流電流を換算
した値Ｉａｃ［Ａ・ｍｍ2／ｓ］との間で、ΔＩａｃ＝
Ｉａｃ−α・Ｖａｃの関係式により与えられる値ΔＩａ
ｃ［Ａ・ｍｍ2／ｓ］が、ΔＩａｃ≦２．６×１０
-9［Ａ・ｍｍ2／ｓ］を満たす。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機、
プリンタ及びファクシミリ等に適用して好適な画像形成
装置及びこのような画像形成装置に適用して好適なプロ
セスカートリッジに関する。
プリンタ及びファクシミリ等に適用して好適な画像形成
装置及びこのような画像形成装置に適用して好適なプロ
セスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、複写機、プリンタ及びファクシミ
リ等の電子写真方式を用いた画像形成装置は、潜像担持
体である感光体、その感光体を帯電処理する帯電装置、
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、紙などの転写材に上記トナー
を転写する転写装置、その後の感光体上に残された残留
トナーをクリーニングするクリーニング装置、転写材上
のトナーを定着させる定着装置などから構成されてい
る。
リ等の電子写真方式を用いた画像形成装置は、潜像担持
体である感光体、その感光体を帯電処理する帯電装置、
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、紙などの転写材に上記トナー
を転写する転写装置、その後の感光体上に残された残留
トナーをクリーニングするクリーニング装置、転写材上
のトナーを定着させる定着装置などから構成されてい
る。
【０００３】近年、環境保全や資源の有効利用の点か
ら、クリーニング装置にて回収されている転写残トナー
いわゆる廃トナーを現像装置に戻し再利用する画像形成
装置が開発されている。
ら、クリーニング装置にて回収されている転写残トナー
いわゆる廃トナーを現像装置に戻し再利用する画像形成
装置が開発されている。
【０００４】この一つの方式に、クリーニング装置を廃
し、転写残トナーの清掃は現像装置において現像工程と
同時に行うというクリーナレス方式というものがある。
し、転写残トナーの清掃は現像装置において現像工程と
同時に行うというクリーナレス方式というものがある。
【０００５】また、このような画像形成装置の帯電手段
としては、現在、コロナ放電を利用した手段から接触帯
電手段が多く用いられ、コロナ放電に比べ放電生成物や
オゾン発生を極力抑えることが可能である帯電ローラを
用いたローラ帯電方式が、帯電の安定性という点から好
ましく用いられている。
としては、現在、コロナ放電を利用した手段から接触帯
電手段が多く用いられ、コロナ放電に比べ放電生成物や
オゾン発生を極力抑えることが可能である帯電ローラを
用いたローラ帯電方式が、帯電の安定性という点から好
ましく用いられている。
【０００６】そして、感光体表面電位Ｖｄを得るために
帯電ローラにはＶｄ＋Ｖｔｈ（放電開始電圧）という直
流電圧が印加されている。
帯電ローラにはＶｄ＋Ｖｔｈ（放電開始電圧）という直
流電圧が印加されている。
【０００７】しかし、ＤＣ帯電方式においては環境変動
等によって接触帯電部材の抵抗値が変動するため、また
感光体が削れることによって膜厚が変化すると放電開始
電圧Ｖｔｈが変動するため、感光体の電位を所望の値に
することが難しかった。
等によって接触帯電部材の抵抗値が変動するため、また
感光体が削れることによって膜厚が変化すると放電開始
電圧Ｖｔｈが変動するため、感光体の電位を所望の値に
することが難しかった。
【０００８】そこで、更なる帯電の均一化を図るために
特開昭６３−１４９６６９号公報に開示されるように、
所望の被帯電体表面電位Ｖｄに相当するＤＣ電圧に２×
Ｖｔｈ以上のピーク間電圧を持つ交流電圧成分（ＡＣ電
圧成分）を重畳した電圧（交番電圧・脈流電圧・振動電
圧；時間とともに電圧値が周期的に変化する電圧）を接
触帯電部材に印加する「ＡＣ帯電方式」が用いられる。
特開昭６３−１４９６６９号公報に開示されるように、
所望の被帯電体表面電位Ｖｄに相当するＤＣ電圧に２×
Ｖｔｈ以上のピーク間電圧を持つ交流電圧成分（ＡＣ電
圧成分）を重畳した電圧（交番電圧・脈流電圧・振動電
圧；時間とともに電圧値が周期的に変化する電圧）を接
触帯電部材に印加する「ＡＣ帯電方式」が用いられる。
【０００９】これはＡＣ電圧による電位のならし効果を
目的としたものであり、被帯電体の電位はＡＣ電圧のピ
ークの中央である電位Ｖｄに収束し、環境等の外乱には
影響されることはなく、接触帯電方法として優れた方法
である。
目的としたものであり、被帯電体の電位はＡＣ電圧のピ
ークの中央である電位Ｖｄに収束し、環境等の外乱には
影響されることはなく、接触帯電方法として優れた方法
である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、放電に
よる接触帯電、若しくは近接帯電の場合も、コロナ帯電
器による帯電処理との対比においては発生オゾン量は少
ないのであるが皆無ではないので、放電生成物による悪
影響がある。
よる接触帯電、若しくは近接帯電の場合も、コロナ帯電
器による帯電処理との対比においては発生オゾン量は少
ないのであるが皆無ではないので、放電生成物による悪
影響がある。
【００１１】画像形成装置にあっては、感光体面に放電
生成物が付着することで感光体表面が低抵抗化して潜像
の解像力が低下し、また上記のようなクリーナレスの構
成を採用した画像形成装置では、クリーニング装置によ
る感光体の刷新効果が望めなく、ボケ、画像流れ等が発
生しやすくなる。
生成物が付着することで感光体表面が低抵抗化して潜像
の解像力が低下し、また上記のようなクリーナレスの構
成を採用した画像形成装置では、クリーニング装置によ
る感光体の刷新効果が望めなく、ボケ、画像流れ等が発
生しやすくなる。
【００１２】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、放電生成物による悪影響
を防いで安定した画像形成を行うことができる画像形成
装置及びプロセスカートリッジを提供することにある。
で、その目的とするところは、放電生成物による悪影響
を防いで安定した画像形成を行うことができる画像形成
装置及びプロセスカートリッジを提供することにある。
【００１３】また、クリーナレスのメリットを持ちつつ
も、放電生成物による悪影響を防いで安定した画像形成
を行うことができる画像形成装置及びプロセスカートリ
ッジを提供することにある。
も、放電生成物による悪影響を防いで安定した画像形成
を行うことができる画像形成装置及びプロセスカートリ
ッジを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る画像形成装置は、露光されることによ
り潜像が形成される像担持体と、該像担持体の表面を帯
電させる帯電手段とを備える画像形成装置において、前
記帯電手段が前記像担持体への帯電を開始する帯電開始
電圧の２倍以下のピーク間電圧である交流電圧Ｖａｃ
を、前記帯電手段が前記像担持体に印加した際に、該交
流電圧Ｖａｃに対して前記像担持体に流れる交流電流
を、前記像担持体の単位面積で単位時間当りの値に換算
した値であるＩａｃ［Ａ・ｍｍ2／ｓ］が、αを所定の
比例係数であるとして、Ｉａｃ＝α・Ｖａｃ、で与えら
れる場合に、前記帯電手段が前記像担持体への帯電を開
始する帯電開始電圧の２倍より大きいピーク間電圧であ
る交流電圧Ｖａｃを、前記帯電手段が前記像担持体に印
加した際に、該交流電圧Ｖａｃに対して前記像担持体に
流れる交流電流を前記換算した値Ｉａｃ［Ａ・ｍｍ2／
ｓ］との間で、ΔＩａｃ＝Ｉａｃ−α・Ｖａｃの関係式
により与えられる値ΔＩａｃ［Ａ・ｍｍ2／ｓ］が、Δ
Ｉａｃ≦２．６×１０-9［Ａ・ｍｍ2／ｓ］を満たすこ
とを特徴とする。
に、本発明に係る画像形成装置は、露光されることによ
り潜像が形成される像担持体と、該像担持体の表面を帯
電させる帯電手段とを備える画像形成装置において、前
記帯電手段が前記像担持体への帯電を開始する帯電開始
電圧の２倍以下のピーク間電圧である交流電圧Ｖａｃ
を、前記帯電手段が前記像担持体に印加した際に、該交
流電圧Ｖａｃに対して前記像担持体に流れる交流電流
を、前記像担持体の単位面積で単位時間当りの値に換算
した値であるＩａｃ［Ａ・ｍｍ2／ｓ］が、αを所定の
比例係数であるとして、Ｉａｃ＝α・Ｖａｃ、で与えら
れる場合に、前記帯電手段が前記像担持体への帯電を開
始する帯電開始電圧の２倍より大きいピーク間電圧であ
る交流電圧Ｖａｃを、前記帯電手段が前記像担持体に印
加した際に、該交流電圧Ｖａｃに対して前記像担持体に
流れる交流電流を前記換算した値Ｉａｃ［Ａ・ｍｍ2／
ｓ］との間で、ΔＩａｃ＝Ｉａｃ−α・Ｖａｃの関係式
により与えられる値ΔＩａｃ［Ａ・ｍｍ2／ｓ］が、Δ
Ｉａｃ≦２．６×１０-9［Ａ・ｍｍ2／ｓ］を満たすこ
とを特徴とする。
【００１５】また、前記潜像を現像すると共に、前記像
担持体のクリーニングを行なう現像手段と、前記像担持
体の回転方向における前記現像手段の下流、かつ前記像
担持体の回転方向における前記帯電手段の上流に配置さ
れた前記像担持体上に残余する現像剤の帯電極性を所定
の帯電極性に揃える現像剤帯電制御手段と、を備えるこ
とを特徴とする。
担持体のクリーニングを行なう現像手段と、前記像担持
体の回転方向における前記現像手段の下流、かつ前記像
担持体の回転方向における前記帯電手段の上流に配置さ
れた前記像担持体上に残余する現像剤の帯電極性を所定
の帯電極性に揃える現像剤帯電制御手段と、を備えるこ
とを特徴とする。
【００１６】さらに、本発明に係るプロセスカートリッ
ジは、露光されることにより潜像が形成される像担持体
と、該像担持体の表面を帯電させる帯電手段とを備える
プロセスカートリッジにおいて、前記帯電手段が前記像
担持体への帯電を開始する帯電開始電圧の２倍以下のピ
ーク間電圧である交流電圧Ｖａｃを、前記帯電手段が前
記像担持体に印加した際に、該交流電圧Ｖａｃに対して
前記像担持体に流れる交流電流を、前記像担持体の単位
面積で単位時間当りの値に換算した値であるＩａｃ［Ａ
・ｍｍ2／ｓ］が、αを所定の比例係数であるとして、
Ｉａｃ＝α・Ｖａｃ、で与えられる場合に、前記帯電手
段が前記像担持体への帯電を開始する帯電開始電圧の２
倍より大きいピーク間電圧である交流電圧Ｖａｃを、前
記帯電手段が前記像担持体に印加した際に、該交流電圧
Ｖａｃに対して前記像担持体に流れる交流電流を前記換
算した値Ｉａｃ［Ａ・ｍｍ2／ｓ］との間で、ΔＩａｃ
＝Ｉａｃ−α・Ｖａｃの関係式により与えられる値ΔＩ
ａｃ［Ａ・ｍｍ2／ｓ］が、ΔＩａｃ≦２．６×１０-9
［Ａ・ｍｍ2／ｓ］を満たすことを特徴とする。
ジは、露光されることにより潜像が形成される像担持体
と、該像担持体の表面を帯電させる帯電手段とを備える
プロセスカートリッジにおいて、前記帯電手段が前記像
担持体への帯電を開始する帯電開始電圧の２倍以下のピ
ーク間電圧である交流電圧Ｖａｃを、前記帯電手段が前
記像担持体に印加した際に、該交流電圧Ｖａｃに対して
前記像担持体に流れる交流電流を、前記像担持体の単位
面積で単位時間当りの値に換算した値であるＩａｃ［Ａ
・ｍｍ2／ｓ］が、αを所定の比例係数であるとして、
Ｉａｃ＝α・Ｖａｃ、で与えられる場合に、前記帯電手
段が前記像担持体への帯電を開始する帯電開始電圧の２
倍より大きいピーク間電圧である交流電圧Ｖａｃを、前
記帯電手段が前記像担持体に印加した際に、該交流電圧
Ｖａｃに対して前記像担持体に流れる交流電流を前記換
算した値Ｉａｃ［Ａ・ｍｍ2／ｓ］との間で、ΔＩａｃ
＝Ｉａｃ−α・Ｖａｃの関係式により与えられる値ΔＩ
ａｃ［Ａ・ｍｍ2／ｓ］が、ΔＩａｃ≦２．６×１０-9
［Ａ・ｍｍ2／ｓ］を満たすことを特徴とする。
【００１７】また、前記潜像を現像すると共に、前記像
担持体のクリーニングを行なう現像手段と、前記像担持
体の回転方向における前記現像手段の下流、かつ前記像
担持体の回転方向における前記帯電手段の上流に配置さ
れた前記像担持体上に残余する現像剤の帯電極性を所定
の帯電極性に揃える現像剤帯電制御手段と、を備えるこ
とを特徴とする。
担持体のクリーニングを行なう現像手段と、前記像担持
体の回転方向における前記現像手段の下流、かつ前記像
担持体の回転方向における前記帯電手段の上流に配置さ
れた前記像担持体上に残余する現像剤の帯電極性を所定
の帯電極性に揃える現像剤帯電制御手段と、を備えるこ
とを特徴とする。
【００１８】したがって、本発明によれば、交流電圧Ｖ
ａｃが帯電手段が像担持体への帯電を開始する帯電開始
電圧の２倍より大きいピーク間電圧である場合に、交流
電圧Ｖａｃを印加して流れる電流を像担持体の単位面積
で単位時間当りの値に換算した値Ｉａｃ［Ａ・ｍｍ2／
ｓ］との間で、ΔＩａｃ＝Ｉａｃ−α・Ｖａｃの関係式
により与えられる値ΔＩａｃ［Ａ・ｍｍ2／ｓ］が、Δ
Ｉａｃ≦２．６×１０- 9［Ａ・ｍｍ2／ｓ］を満たすこ
とから、放電を最小限にして、放電生成物の像担持体へ
の付着を抑えて、画像流れが発生することを防止するこ
とができ、形成される画像の画質を向上することができ
る。
ａｃが帯電手段が像担持体への帯電を開始する帯電開始
電圧の２倍より大きいピーク間電圧である場合に、交流
電圧Ｖａｃを印加して流れる電流を像担持体の単位面積
で単位時間当りの値に換算した値Ｉａｃ［Ａ・ｍｍ2／
ｓ］との間で、ΔＩａｃ＝Ｉａｃ−α・Ｖａｃの関係式
により与えられる値ΔＩａｃ［Ａ・ｍｍ2／ｓ］が、Δ
Ｉａｃ≦２．６×１０- 9［Ａ・ｍｍ2／ｓ］を満たすこ
とから、放電を最小限にして、放電生成物の像担持体へ
の付着を抑えて、画像流れが発生することを防止するこ
とができ、形成される画像の画質を向上することができ
る。
【００１９】ここで、帯電開始電圧とは、帯電手段に直
流電圧を印加した際に、帯電手段から像担持体に放電が
始まる際のしきい値電圧のことをいう。
流電圧を印加した際に、帯電手段から像担持体に放電が
始まる際のしきい値電圧のことをいう。
【００２０】また、像担持体の長手方向の長さＬ［ｍ］
として、像担持体と帯電手段との接触部分の長手方向長
さを採用しても良い。
として、像担持体と帯電手段との接触部分の長手方向長
さを採用しても良い。
【００２１】また、プロセススピードＶ［ｍ／ｓ］と
は、像担持体の角速度をω［θ／ｓ］、半径をＲ［ｍ］
とした場合に、Ｖ＝ωＲにより与えられるものである。
は、像担持体の角速度をω［θ／ｓ］、半径をＲ［ｍ］
とした場合に、Ｖ＝ωＲにより与えられるものである。
【００２２】また、像担持体の回転方向における現像手
段の下流、かつ像担持体の回転方向における帯電手段の
上流に配置された像担持体上に残余する現像剤の帯電極
性を所定の帯電極性に揃える現像剤帯電制御手段を備え
ることから、像担持体上に残留した現像剤の帯電極性
を、所定の帯電極性として例えば正規の帯電極性である
負極性に揃えた場合のように、現像剤は帯電手段には付
着せず、またその他にも例えば露光手段等にも付着せず
現像装置において回収されるため、クリーナレスの構成
とすることができ、環境保全や資源の有効利用を図るこ
とができる。
段の下流、かつ像担持体の回転方向における帯電手段の
上流に配置された像担持体上に残余する現像剤の帯電極
性を所定の帯電極性に揃える現像剤帯電制御手段を備え
ることから、像担持体上に残留した現像剤の帯電極性
を、所定の帯電極性として例えば正規の帯電極性である
負極性に揃えた場合のように、現像剤は帯電手段には付
着せず、またその他にも例えば露光手段等にも付着せず
現像装置において回収されるため、クリーナレスの構成
とすることができ、環境保全や資源の有効利用を図るこ
とができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣
旨のものではない。
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣
旨のものではない。
【００２４】（画像形成装置の実施形態）図１に、本発
明に係る画像形成装置の一実施形態の概略構成図を示
す。本例の画像形成装置は、最大通紙サイズがＡ３サイ
ズの電子写真プロセス利用のレーザビームプリンタであ
り、像担持体の接触帯電器として帯電ローラを用い、現
像器で現像と同時にクリーニングを行なうクリーナレス
システムの装置である。
明に係る画像形成装置の一実施形態の概略構成図を示
す。本例の画像形成装置は、最大通紙サイズがＡ３サイ
ズの電子写真プロセス利用のレーザビームプリンタであ
り、像担持体の接触帯電器として帯電ローラを用い、現
像器で現像と同時にクリーニングを行なうクリーナレス
システムの装置である。
【００２５】１は像担持体としての回転ドラム型の電子
写真感光体（感光体ドラム）である。この感光体ドラム
１は、有機光導電体（ＯＰＣ）ドラムで、外形５０［ｍ
ｍ］であり、中心支軸を中心に１００［ｍｍ／ｓ］のプ
ロセススピード（周速度）をもって矢示の時計方向に回
転駆動されている。
写真感光体（感光体ドラム）である。この感光体ドラム
１は、有機光導電体（ＯＰＣ）ドラムで、外形５０［ｍ
ｍ］であり、中心支軸を中心に１００［ｍｍ／ｓ］のプ
ロセススピード（周速度）をもって矢示の時計方向に回
転駆動されている。
【００２６】この感光体ドラム１は、導電性ドラム基体
（アルミニウム製シリンダ）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（厚さｔ［μｍ］）の
３層を下から順に塗り重ねた構成をしている。
（アルミニウム製シリンダ）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（厚さｔ［μｍ］）の
３層を下から順に塗り重ねた構成をしている。
【００２７】帯電工程では、帯電手段としての帯電ロー
ラ２に所定の条件の電圧が印加されており、感光体ドラ
ム１面上を一様に負極性に帯電処理を行う。この帯電条
件については後ほど述べる。
ラ２に所定の条件の電圧が印加されており、感光体ドラ
ム１面上を一様に負極性に帯電処理を行う。この帯電条
件については後ほど述べる。
【００２８】露光工程では感光体ドラム１の帯電面に対
して、レーザスキャナ等の露光器３から出力される、不
図示の画像読み取り装置等のホスト装置からプリンタ側
に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光によ
る走査露光Ｌがなされることで、回転する感光体ドラム
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。
して、レーザスキャナ等の露光器３から出力される、不
図示の画像読み取り装置等のホスト装置からプリンタ側
に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光によ
る走査露光Ｌがなされることで、回転する感光体ドラム
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。
【００２９】感光体ドラム１面に形成された静電潜像
は、現像器４により順次にトナー画像として本例の場合
は負に摩擦帯電されたトナー（ネガトナー）により反転
現像されていく。
は、現像器４により順次にトナー画像として本例の場合
は負に摩擦帯電されたトナー（ネガトナー）により反転
現像されていく。
【００３０】一方、不図示の給紙機構部から被転写部材
としての記録材（転写材）Ｐが所定の制御タイミングに
て感光体ドラム１と転写ローラ５との接触ニップ部であ
る転写部Ｔに給紙され、転写ローラ５に正極性の電圧が
電源２０ｂにより印加されることにより、その給紙され
た転写材Ｐの面に感光体ドラム１面側のトナー画像が転
写される。
としての記録材（転写材）Ｐが所定の制御タイミングに
て感光体ドラム１と転写ローラ５との接触ニップ部であ
る転写部Ｔに給紙され、転写ローラ５に正極性の電圧が
電源２０ｂにより印加されることにより、その給紙され
た転写材Ｐの面に感光体ドラム１面側のトナー画像が転
写される。
【００３１】転写部Ｔを通りトナー画像の転写を受けた
転写材Ｐは感光体ドラム１の面から順次に分離されて定
着器６へ搬送され、トナー画像の熱定着を受けて画像形
成物（プリント、コピー）として出力される。
転写材Ｐは感光体ドラム１の面から順次に分離されて定
着器６へ搬送され、トナー画像の熱定着を受けて画像形
成物（プリント、コピー）として出力される。
【００３２】転写後の感光体ドラム１面上には転写残ト
ナーがあり、その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。
ナーがあり、その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。
【００３３】このような転写残トナーの極性を負極性に
揃えるための、現像剤帯電制御手段としてのトナー帯電
制御手段７が設けられている。本実施形態ではトナー帯
電制御手段７は、適度の導電性を持ったブラシ形状のも
のであり、負極性の電圧が電源２０ｃにより印加されて
いる。
揃えるための、現像剤帯電制御手段としてのトナー帯電
制御手段７が設けられている。本実施形態ではトナー帯
電制御手段７は、適度の導電性を持ったブラシ形状のも
のであり、負極性の電圧が電源２０ｃにより印加されて
いる。
【００３４】トナー帯電制御手段７を通過する転写残ト
ナーは、負極性に揃えられる。上述した帯電工程では、
転写残トナーの上から感光体ドラム１面上を帯電処理す
る。
ナーは、負極性に揃えられる。上述した帯電工程では、
転写残トナーの上から感光体ドラム１面上を帯電処理す
る。
【００３５】転写残トナーの極性は負極性に一様に揃え
られているため、トナーの帯電ローラ２への付着はな
い。
られているため、トナーの帯電ローラ２への付着はな
い。
【００３６】露光工程においても転写残トナー上から露
光を行うが、転写残トナーの量は少ないため、大きな影
響は現れない。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体ドラム１上の転写残トナーは、電
界の関係上現像器に回収される。
光を行うが、転写残トナーの量は少ないため、大きな影
響は現れない。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体ドラム１上の転写残トナーは、電
界の関係上現像器に回収される。
【００３７】次に本実施形態の帯電工程における帯電条
件について図２を参照して説明する。図２に、図１に示
される画像形成装置における感光体ドラムと帯電ローラ
との断面図を示す。
件について図２を参照して説明する。図２に、図１に示
される画像形成装置における感光体ドラムと帯電ローラ
との断面図を示す。
【００３８】帯電工程では、接触帯電器としての帯電ロ
ーラ２を用いており、感光体ドラム１面上を帯電する長
手長さは３２０ｍｍであり、芯金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。
ーラ２を用いており、感光体ドラム１面上を帯電する長
手長さは３２０ｍｍであり、芯金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。
【００３９】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、中間層２ｃは帯電ローラ全体として均
一な抵抗を得るための導電層であり、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。
ポンジ層であり、中間層２ｃは帯電ローラ全体として均
一な抵抗を得るための導電層であり、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。
【００４０】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。 ａ．芯金２ａ ；直径６［ｍｍ］のステンレス丸棒 ｂ．下層２ｂ ；カーボン分散の発泡ＥＰＤＭ 比重 ０．５［ｇ／ｃｍ3］ 体積抵抗値 １０2［Ω・ｃｍ］〜１０9［Ω・ｃｍ］ 層厚 ３．０［ｍｍ］ 長さ ３２０［ｍｍ］ ｃ．中間層２ｃ ；カーボン分散のＮＢＲ系ゴム 体積抵抗値 １０2［Ω・ｃｍ］〜１０5［Ω・ｃｍ］ 層厚 ７００［μｍ］ ｄ．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［Ω・ｃｍ］〜１０10［Ω・ｃｍ］ 表面粗さ（平均表面粗さＲａ） １．５［μｍ］ 層厚 １０［μｍ］ この帯電ローラ２は、芯金２ａの両端部をそれぞれ軸受
け部材により回転自在に保持させると共に、押圧ばね２
ｅによって感光体ドラム１方向に付勢して感光体ドラム
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。
は下記のとおりである。 ａ．芯金２ａ ；直径６［ｍｍ］のステンレス丸棒 ｂ．下層２ｂ ；カーボン分散の発泡ＥＰＤＭ 比重 ０．５［ｇ／ｃｍ3］ 体積抵抗値 １０2［Ω・ｃｍ］〜１０9［Ω・ｃｍ］ 層厚 ３．０［ｍｍ］ 長さ ３２０［ｍｍ］ ｃ．中間層２ｃ ；カーボン分散のＮＢＲ系ゴム 体積抵抗値 １０2［Ω・ｃｍ］〜１０5［Ω・ｃｍ］ 層厚 ７００［μｍ］ ｄ．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［Ω・ｃｍ］〜１０10［Ω・ｃｍ］ 表面粗さ（平均表面粗さＲａ） １．５［μｍ］ 層厚 １０［μｍ］ この帯電ローラ２は、芯金２ａの両端部をそれぞれ軸受
け部材により回転自在に保持させると共に、押圧ばね２
ｅによって感光体ドラム１方向に付勢して感光体ドラム
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。
【００４１】そして電源２０ａから直流電圧に周波数ｆ
の交流電圧を重畳した所定の振動電圧（バイアス電圧Ｖ
ｄｃ＋Ｖａｃ）が芯金２ａを介して帯電ローラ２に印加
されることで、回転する感光体ドラム１の周面が所定の
電位に帯電処理される。
の交流電圧を重畳した所定の振動電圧（バイアス電圧Ｖ
ｄｃ＋Ｖａｃ）が芯金２ａを介して帯電ローラ２に印加
されることで、回転する感光体ドラム１の周面が所定の
電位に帯電処理される。
【００４２】次に帯電工程における放電電流量の算出の
仕方について図３を参照して説明する。図３に、図１に
示される画像形成装置における印加電圧に対する電流の
測定概略図を示す。
仕方について図３を参照して説明する。図３に、図１に
示される画像形成装置における印加電圧に対する電流の
測定概略図を示す。
【００４３】図３の測定概略図に示すように、帯電ロー
ラ２を感光体ドラム１に圧接し、感光体ドラム１の回転
に従動回転させながら、電源２０ａから帯電ローラ２へ
の印加交流電圧を変化させる。
ラ２を感光体ドラム１に圧接し、感光体ドラム１の回転
に従動回転させながら、電源２０ａから帯電ローラ２へ
の印加交流電圧を変化させる。
【００４４】このとき、感光体ドラム１の導電性ドラム
基体であるアルミニウム製シリンダ１ａからアースに流
れる交流電流値を電流計Ａで測定する。実験条件の詳細
を以下に示す。 感光体ドラム１の回転スピード（プロセススピード）：１００［ｍｍ／ｓ］ 印加交流電圧Ｖａｃ（Ｖｐｐ） ：０．０［ｋＶ］〜３．０［ｋＶ］ （Ｖｐｐはピークtoピークを意味する。） 印加交流電圧周波数ｆ ：１２００［Ｈｚ］ 帯電ローラ２と感光体ドラム１の長手当接長さ：３２０［ｍｍ］ また、図４に、帯電ローラ２と感光ドラム１との間の印
加交流電圧Ｖａｃ（Ｖｐｐ）と測定された電流に単位面
積で単位時間当り［Ａ・ｍｍ2／ｓ］の値に換算した値
（以下この値のことを電流ともいう。）の関係のグラフ
を示す。したがって、図４は、印加交流電圧と交流電流
とのグラフである。
基体であるアルミニウム製シリンダ１ａからアースに流
れる交流電流値を電流計Ａで測定する。実験条件の詳細
を以下に示す。 感光体ドラム１の回転スピード（プロセススピード）：１００［ｍｍ／ｓ］ 印加交流電圧Ｖａｃ（Ｖｐｐ） ：０．０［ｋＶ］〜３．０［ｋＶ］ （Ｖｐｐはピークtoピークを意味する。） 印加交流電圧周波数ｆ ：１２００［Ｈｚ］ 帯電ローラ２と感光体ドラム１の長手当接長さ：３２０［ｍｍ］ また、図４に、帯電ローラ２と感光ドラム１との間の印
加交流電圧Ｖａｃ（Ｖｐｐ）と測定された電流に単位面
積で単位時間当り［Ａ・ｍｍ2／ｓ］の値に換算した値
（以下この値のことを電流ともいう。）の関係のグラフ
を示す。したがって、図４は、印加交流電圧と交流電流
とのグラフである。
【００４５】換算は、プロセススピードＶ［ｍ／ｓ］と
帯電ローラ２と感光体ドラム１との長手当接長さＬ
［ｍ］によって行なった。
帯電ローラ２と感光体ドラム１との長手当接長さＬ
［ｍ］によって行なった。
【００４６】図４にも示されるように、電圧Ｖａｃに対
して電流Ｉａｃは放電しきい値２×Ｖｔｈ［Ｖ］以下で
は、線形の関係にあるが、それ以上から徐々に、電流の
増加方向にずれる。
して電流Ｉａｃは放電しきい値２×Ｖｔｈ［Ｖ］以下で
は、線形の関係にあるが、それ以上から徐々に、電流の
増加方向にずれる。
【００４７】したがって、これが、放電に関与している
電流の増分ΔＩａｃであることが分かる。
電流の増分ΔＩａｃであることが分かる。
【００４８】よって、放電しきい値２×Ｖｔｈ［Ｖ］以
下の電圧Ｖａｃに対して電流Ｉａｃの比をαとしたと
き、 式１・・・△Ｉａｃ＝Ｉａｃ−α・Ｖａｃ から△Ｉａｃを放電電流量と定義できる。
下の電圧Ｖａｃに対して電流Ｉａｃの比をαとしたと
き、 式１・・・△Ｉａｃ＝Ｉａｃ−α・Ｖａｃ から△Ｉａｃを放電電流量と定義できる。
【００４９】ところで上記のように、放電により帯電を
行うプロセスでは、放電生成物による悪影響がある。
行うプロセスでは、放電生成物による悪影響がある。
【００５０】感光体ドラム面に放電生成物が付着する
と、感光体ドラム表面が低抵抗化して潜像の解像力低下
し、また本実施形態のようなクリーナレスの構成を採用
した画像形成装置では、クリーニング装置による感光体
の刷新効果が望めなく、ボケ、画像流れ等が発生しやす
くなる。
と、感光体ドラム表面が低抵抗化して潜像の解像力低下
し、また本実施形態のようなクリーナレスの構成を採用
した画像形成装置では、クリーニング装置による感光体
の刷新効果が望めなく、ボケ、画像流れ等が発生しやす
くなる。
【００５１】ここで放電電流量ΔＩａｃと画質（画像流
れ）の関係を調べるため次の実験を行った。実験条件は
高温高湿（３０℃８０％ＲＨ）環境下での、各放電電流
量で１０時間印字テストを行った後の放電電流量△Ｉａ
ｃと画質（画像流れ）の関係である。結果を表１に示
す。
れ）の関係を調べるため次の実験を行った。実験条件は
高温高湿（３０℃８０％ＲＨ）環境下での、各放電電流
量で１０時間印字テストを行った後の放電電流量△Ｉａ
ｃと画質（画像流れ）の関係である。結果を表１に示
す。
【００５２】
【表１】 上記表１から、放電電流量が２．６［ｎＡ・ｍｍ2／
ｓ］以下で画像流れが発生しないことがわかる。ただ
し、［ｎＡ］は、ナノアンペア、１０-9アンペアを意味
する。
ｓ］以下で画像流れが発生しないことがわかる。ただ
し、［ｎＡ］は、ナノアンペア、１０-9アンペアを意味
する。
【００５３】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、ＡＣ印加方式の接触帯電部材に、２．６［ｎＡ・ｍ
ｍ2／ｓ］以下にすることによって、クリーナレスとい
うメリットを待つつ、放電生成物による悪影響を防いで
安定した画像形成を行うことができる画像形成装置を提
供することができる。
ば、ＡＣ印加方式の接触帯電部材に、２．６［ｎＡ・ｍ
ｍ2／ｓ］以下にすることによって、クリーナレスとい
うメリットを待つつ、放電生成物による悪影響を防いで
安定した画像形成を行うことができる画像形成装置を提
供することができる。
【００５４】（プロセスカートリッジの実施形態）次
に、本発明に係るプロセスカートリッジの一実施形態に
ついて図５を参照して説明する。図５に、本発明に係る
プロセスカートリッジの一実施形態の構成図を示す。た
だし、図５において、図１に示される部材と同様の部材
には同じ番号を付す。
に、本発明に係るプロセスカートリッジの一実施形態に
ついて図５を参照して説明する。図５に、本発明に係る
プロセスカートリッジの一実施形態の構成図を示す。た
だし、図５において、図１に示される部材と同様の部材
には同じ番号を付す。
【００５５】図５に示されるプロセスカートリッジ１０
は、像担持体としての感光体ドラム１と、帯電手段とし
ての帯電ローラ２と、現像器４と、現像剤帯電制御手段
としてのトナー帯電制御手段７とを一体的にしたもので
ある。
は、像担持体としての感光体ドラム１と、帯電手段とし
ての帯電ローラ２と、現像器４と、現像剤帯電制御手段
としてのトナー帯電制御手段７とを一体的にしたもので
ある。
【００５６】また、プロセスカートリッジ１０における
潜像形成、現像及び帯電工程は、上述の本発明に係る画
像形成装置の一実施形態と同様であるため、その詳細な
説明を省略する。
潜像形成、現像及び帯電工程は、上述の本発明に係る画
像形成装置の一実施形態と同様であるため、その詳細な
説明を省略する。
【００５７】したがって、本発明に係るプロセスカート
リッジの一実施形態によれば、上述の本発明に係る画像
形成装置の一実施形態と同様の効果を得ることができる
と共に、感光体ドラム１と、帯電ローラ２と、現像器４
と、トナー帯電制御手段７とを一体的に形成しているた
め、その取り扱い性をさらに向上させることができる。
リッジの一実施形態によれば、上述の本発明に係る画像
形成装置の一実施形態と同様の効果を得ることができる
と共に、感光体ドラム１と、帯電ローラ２と、現像器４
と、トナー帯電制御手段７とを一体的に形成しているた
め、その取り扱い性をさらに向上させることができる。
【００５８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、像担持
体を帯電させる帯電手段に交流電圧成分を印加して、帯
電安定性、環境安定性に優れる等の特徴を生かしたＡＣ
帯電方式をとりつつ、クリーナレス方式というメリット
を待ちつつ、画像流れ等が発生しない範囲で印加電圧を
制御しているため、放電生成物による悪影響を防いで安
定した画像形成を行うことが可能な画像形成装置及びプ
ロセスカートリッジを提供することができる。
体を帯電させる帯電手段に交流電圧成分を印加して、帯
電安定性、環境安定性に優れる等の特徴を生かしたＡＣ
帯電方式をとりつつ、クリーナレス方式というメリット
を待ちつつ、画像流れ等が発生しない範囲で印加電圧を
制御しているため、放電生成物による悪影響を防いで安
定した画像形成を行うことが可能な画像形成装置及びプ
ロセスカートリッジを提供することができる。
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態の概略
構成図である。
構成図である。
【図２】図１に示される画像形成装置における感光体ド
ラムと帯電ローラとの断面図である。
ラムと帯電ローラとの断面図である。
【図３】図１に示される画像形成装置における印加電圧
に対する電流の測定概略図である。
に対する電流の測定概略図である。
【図４】図１に示される画像形成装置における印加交流
電圧と交流電流とのグラフである。
電圧と交流電流とのグラフである。
【図５】本発明に係るプロセスカートリッジの一実施形
態の構成図である。
態の構成図である。
１ 感光体ドラム １ａ アルミニウム製シリンダ １ｂ 下引き層 １ｃ 光電荷発生層 １ｄ 電荷輸送層 ２ 帯電ローラ ２ａ 芯金 ２ｂ 下層 ２ｃ 中間層 ２ｄ 表層 ２ｅ 押圧ばね ３ 露光器 ４ 現像器 ５ 転写ローラ ６ 定着器 ７ トナー帯電制御手段 １０ プロセスカートリッジ ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 電源 Ａ 電流計 Ｌ 走査露光 Ｐ 転写材 Ｔ 転写部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 正英 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 AA12 BB11 CC05 DD03 EE11 2H034 AA06 2H077 AA37 DB12
Claims (4)
- 【請求項１】 露光されることにより潜像が形成される
像担持体と、 該像担持体の表面を帯電させる帯電手段とを備える画像
形成装置において、 前記帯電手段が前記像担持体への帯電を開始する帯電開
始電圧の２倍以下のピーク間電圧である交流電圧Ｖａｃ
を、前記帯電手段が前記像担持体に印加した際に、該交
流電圧Ｖａｃに対して前記像担持体に流れる交流電流
を、前記像担持体の単位面積で単位時間当りの値に換算
した値であるＩａｃ［Ａ・ｍｍ2／ｓ］が、αを所定の
比例係数であるとして、 Ｉａｃ＝α・Ｖａｃ、 で与えられる場合に、 前記帯電手段が前記像担持体への帯電を開始する帯電開
始電圧の２倍より大きいピーク間電圧である交流電圧Ｖ
ａｃを、前記帯電手段が前記像担持体に印加した際に、
該交流電圧Ｖａｃに対して前記像担持体に流れる交流電
流を前記換算した値Ｉａｃ［Ａ・ｍｍ2／ｓ］との間
で、 ΔＩａｃ＝Ｉａｃ−α・Ｖａｃ の関係式により与えられる値ΔＩａｃ［Ａ・ｍｍ2／
ｓ］が、 ΔＩａｃ≦２．６×１０-9［Ａ・ｍｍ2／ｓ］ を満たすことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項２】 前記潜像を現像すると共に、前記像担持
体のクリーニングを行なう現像手段と、 前記像担持体の回転方向における前記現像手段の下流、
かつ前記像担持体の回転方向における前記帯電手段の上
流に配置された前記像担持体上に残余する現像剤の帯電
極性を所定の帯電極性に揃える現像剤帯電制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
置。 - 【請求項３】 露光されることにより潜像が形成される
像担持体と、 該像担持体の表面を帯電させる帯電手段とを備えるプロ
セスカートリッジにおいて、 前記帯電手段が前記像担持体への帯電を開始する帯電開
始電圧の２倍以下のピーク間電圧である交流電圧Ｖａｃ
を、前記帯電手段が前記像担持体に印加した際に、該交
流電圧Ｖａｃに対して前記像担持体に流れる交流電流
を、前記像担持体の単位面積で単位時間当りの値に換算
した値であるＩａｃ［Ａ・ｍｍ2／ｓ］が、αを所定の
比例係数であるとして、 Ｉａｃ＝α・Ｖａｃ、 で与えられる場合に、 前記帯電手段が前記像担持体への帯電を開始する帯電開
始電圧の２倍より大きいピーク間電圧である交流電圧Ｖ
ａｃを、前記帯電手段が前記像担持体に印加した際に、
該交流電圧Ｖａｃに対して前記像担持体に流れる交流電
流を前記換算した値Ｉａｃ［Ａ・ｍｍ2／ｓ］との間
で、 ΔＩａｃ＝Ｉａｃ−α・Ｖａｃ の関係式により与えられる値ΔＩａｃ［Ａ・ｍｍ2／
ｓ］が、 ΔＩａｃ≦２．６×１０-9［Ａ・ｍｍ2／ｓ］ を満たすことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 【請求項４】 前記潜像を現像すると共に、前記像担持
体のクリーニングを行なう現像手段と、 前記像担持体の回転方向における前記現像手段の下流、
かつ前記像担持体の回転方向における前記帯電手段の上
流に配置された前記像担持体上に残余する現像剤の帯電
極性を所定の帯電極性に揃える現像剤帯電制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載のプロセスカ
ートリッジ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34934899A JP2001166565A (ja) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | 画像形成装置及びプロセスカートリッジ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34934899A JP2001166565A (ja) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | 画像形成装置及びプロセスカートリッジ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001166565A true JP2001166565A (ja) | 2001-06-22 |
| JP2001166565A5 JP2001166565A5 (ja) | 2007-01-25 |
Family
ID=18403176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34934899A Pending JP2001166565A (ja) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | 画像形成装置及びプロセスカートリッジ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001166565A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6999690B2 (en) | 2002-07-18 | 2006-02-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus |
| JP2007156035A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Canon Inc | 帯電装置及び画像形成装置 |
| CN101825855A (zh) * | 2009-03-02 | 2010-09-08 | 佳能株式会社 | 图像形成设备和用于对可旋转感光部件进行充电的方法 |
| CN113227911A (zh) * | 2019-04-01 | 2021-08-06 | 惠普发展公司，有限责任合伙企业 | 能够调节其内部容积的显影剂盒 |
-
1999
- 1999-12-08 JP JP34934899A patent/JP2001166565A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6999690B2 (en) | 2002-07-18 | 2006-02-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus |
| JP2007156035A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Canon Inc | 帯電装置及び画像形成装置 |
| CN101825855A (zh) * | 2009-03-02 | 2010-09-08 | 佳能株式会社 | 图像形成设备和用于对可旋转感光部件进行充电的方法 |
| CN101825855B (zh) * | 2009-03-02 | 2012-10-03 | 佳能株式会社 | 图像形成设备和用于对可旋转感光部件进行充电的方法 |
| CN113227911A (zh) * | 2019-04-01 | 2021-08-06 | 惠普发展公司，有限责任合伙企业 | 能够调节其内部容积的显影剂盒 |
| CN113227911B (zh) * | 2019-04-01 | 2024-01-09 | 惠普发展公司，有限责任合伙企业 | 能够调节其内部容积的显影剂盒 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
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| A521 | Written amendment |
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