JP2003255676A

JP2003255676A - 画像形成装置

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Publication number: JP2003255676A
Application number: JP2002058904A
Authority: JP
Inventors: Tatsunori Ishiyama; 竜典石山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-03-05
Filing date: 2002-03-05
Publication date: 2003-09-10
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Abstract

(57)【要約】【課題】クリーナレスシステムを採用した画像形成装
置において、感光体と現像剤担持体との電位差による感
光体への現像キャリアの付着を防止する画像形成装置を
提供することにある。【解決手段】クリーナレスシステムを採用した画像形
成装置において、複数の帯電部材のうち感光ドラム１の
回転方向上流側に設けられた帯電補助ブラシ１２によ
り、帯電補助ブラシ１２と感光ドラム１との間の放電閾
値以上の電圧値で帯電された感光ドラム１の帯電面が、
感光ドラム１の回転方向最下流側に設けられた帯電ロー
ラ２の帯電部を通過する間は、帯電ローラ２に交流バイ
アスを印加する。これにより感光ドラム１を除電し、感
光ドラム１と現像スリーブ４ａとの電位差を減少させ現
像キャリア付着を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式や静
電記録方式などによって画像形成を行う複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に像担持
体上に残留した転写残トナーを除去するクリーニング装
置のない画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来の電子写真方式を利用した
複写機、プリンタなどの画像形成装置の一例を示す概略
構成図である。

【０００３】この画像形成装置は、感光ドラム１０１を
矢印ａ方向（時計方向）に回転駆動し、その回転過程に
おいて、以下の工程を順次行っていく。

【０００４】まず感光ドラム１０１の表面を、バイアス
が印加された帯電ローラ１０２で均一に帯電した後、露
光装置１０３によって入力画像信号に応じた画像露光Ｌ
を行って静電潜像を形成する。

【０００５】静電潜像は、トナーを表面に薄層担持した
現像装置１０４の現像スリーブ１０４ａによりトナー像
として現像される。

【０００６】感光ドラム１０１上に形成されたトナー像
は、感光ドラム１０１の回転に伴って転写部Ｎｔに搬送
される。転写部Ｎｔは、感光ドラム１０１と転写ローラ
１０５によって構成され、感光ドラム上のトナー像が転
写部Ｎｔに到達するタイミングに合せて、不図示の給紙
装置から被記録媒体として、例えば紙などの転写材Ｐ’
が搬送され、これと同時に転写高圧電源１０６からトナ
ーと逆極性の転写バイアスが転写ローラ１０５に印加さ
れ、転写材Ｐ’の背面側にトナーと逆極性の電荷が付与
されることで、感光ドラム１０１上のトナー像が転写材
Ｐ’表面に転写される。

【０００７】トナー像が転写された転写材Ｐ’は、分離
除電器１０７によって感光ドラム１０１から静電分離さ
れて定着装置（不図示）に搬送される。

【０００８】この定着装置では、トナー像を転写材Ｐ’
表面に熱定着し、その後機外に転写材Ｐ’が排出され
る。また、上記転写後に感光ドラム１０１上に残留して
いる転写残トナーはクリーニング装置１０８で除去・回
収され、感光ドラム１０１は繰り返し次の画像形成工程
に供される。

【０００９】ところで、このような画像形成装置におい
て、近年、画像形成装置全体の小型化を図るため、帯電
・露光・現像・転写・定着・クリーニング等の作像プロ
セスの各手段、機器等の小型化が進められてきた。

【００１０】しかしながら、装置を構成する感光ドラム
や各工程の手段・機器をそれぞれ小型化するだけでは、
画像形成装置全体を小型化するには限界があった。

【００１１】そこで、小型化の新たな方法として、クリ
ーニング機構をなくした、いわゆるクリーナレスシステ
ム（現像同時クリーニングシステム）と呼ばれるシステ
ムが実用化されてきている（例えば、特開平５−６１３
８３号公報等）。

【００１２】このクリーナレスシステムは、通常、転写
工程後の感光ドラム上に残留している転写残トナーを除
去するためのクリーニング装置に用いられている、ブレ
ード、ファーブラシ、ローラ等のクリーニング部材や除
去した転写残トナーを回収しておくための廃トナー容器
を用いないシステムである。

【００１３】このため、装置全体の大きさを大幅に縮小
することができるので、特に複数の感光ドラムを用いる
タンデム方式のフルカラー画像形成装置（インラインカ
ラー画像形成装置）に採用すると、非常に大きな効果を
得ることができる。

【００１４】このようなクリーナレスシステムの概略構
成は、基本的に前述の図５で示した装置構成において、
クリーニング装置１０８（クリーニングブレード）をな
くしたものである。

【００１５】しかし、単にクリーニング装置を除いただ
けでは、転写残トナーが帯電ローラに付着してしまうた
め、付着したトナーによって感光ドラム上を均一に帯電
できなくなり、部分的な帯電不良を発生させてしまう。

【００１６】この問題を解消するため、図６に示したよ
うに、複数の帯電部材を有する帯電手段として、昨今で
は感光ドラムの回転方向にみて、第一の帯電部材である
帯電ローラ１０２の上流側に、上流帯電部材として少な
くとも一つ以上の帯電補助部材１０９を設けることが有
効であるという結果が得られている。

【００１７】通常、この帯電補助部材１０９は、転写後
の転写残トナーやカブリトナーを一時的に回収できるよ
うブラシ状のもの（以降、帯電補助ブラシという）を使
用するのが一般的である。また、この帯電補助ブラシ１
０９にはバイアスが印加され、上記転写残トナーを電気
的に付着・回収すると同時に、不定極性の転写残トナー
を一定の極性に均一に帯電し、以降の工程で不具合を発
生させないようにしている。

【００１８】この帯電補助ブラシを用いたクリーナレス
システムについて以降に詳しく説明する。

【００１９】帯電補助ブラシ１０９に転写残トナーが到
達すると、正負両方の極性のトナーが入り混じっている
転写残トナーは、帯電補助ブラシ１０９に捕集されると
同時に、印加されるＤＣバイアスにより、通常の現像時
に帯電される電荷よりも高い電荷を持つトナー（以降強
ネガトナーという。）に帯電される。

【００２０】これら強ネガトナーは、少しずつブラシを
すり抜けて帯電部へ到達する。

【００２１】帯電部に到達した強ネガトナーは、感光ド
ラム１０１上への付着力が高いため帯電ローラ１０２に
は付着せず、帯電部をすり抜けていくが、すり抜けてい
く際に帯電ローラ１０２に印加されたＡＣバイアスの効
果により、強ネガトナーはそれまで帯電されていた電荷
量が若干失われ、通常の帯電量のネガトナーへと変わ
る。

【００２２】このトナーは、現像器位置に再度到達する
と、現像バイアスと現像スリーブ１０４ａの回転の効果
とにより現像器内に回収される。ここで現像器内に回収
されたトナーは、一旦現像スリーブ１０４ａから剥ぎ取
られ、再度現像可能な電荷を持つように調整された後、
再度画像形成に供され再利用される。

【００２３】以上のようなクリーナレスシステムは、転
写後の転写残トナーを廃トナーとして廃棄するのではな
く、現像装置内に戻して再度現像剤として再使用するた
め、エコロジーといった観点からも非常に有効な手段で
ある。更に、ブレード、ファーブラシ、ローラ等のクリ
ーニング部材を感光ドラムの表面に当接させないので、
力学的な感光ドラムの磨耗が減少するため、感光ドラム
の長寿命化も図ることができる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、クリーナレスシステムの構
成をとったことにより、新たに現像キャリア付着という
問題が生じた。

【００２５】この現象は、特に装置が起動する場合や停
止させる際に頻繁に発生していた。

【００２６】この現像キャリアが付着すると、感光ドラ
ムの回転に伴って現像キャリアが帯電ローラに付着し、
付着した部分の部材の抵抗を下げてしまう。

【００２７】このため、付着した部分でキャリアを核と
した放電が集中して行われるようになる。よってこの部
分の帯電部材の表面が徐々に劣化していき、ついには破
損してしまう。帯電部材表面が部分的に破損してしまう
と、感光ドラム表面を帯電することが不可能となり、画
像上に部分的な帯電不良画像を発生させてしまう。

【００２８】また、現像キャリアが少しずつ感光ドラム
上に付着していくことで、現像器内のキャリアが徐々に
失われていく。このため、トナーの成分比（Ｔ／Ｃ比）
が適正に保たれなくなり、画像濃度の低下やカブリなど
の画像不良を発生させてしまうことになる。

【００２９】更には、像担持体上に付着した現像キャリ
アが転写材上に転移する場合には、転写材上に転移した
現像キャリアが長い間に通常定着器表面に形成してある
離型層等を傷め、部分的な定着不良、定着オフセット、
定着紙巻つきなどの不具合を発生させ、装置自体を破損
させてしまう可能性があった。

【００３０】この現像キャリア付着の原因は、帯電補助
部材に放電閾値電圧を超えるバイアスが印加されること
によって感光ドラム表面が帯電され、この帯電面が現像
部における現像スリーブとの間に電位差（以降、Ｖｂａ
ｃｋという）を形成するため、電気的に現像キャリアが
感光ドラム表面にひきつけられてしまうことにあった。

【００３１】従って、本発明は上記の従来技術の課題を
解決するためになされたもので、その目的とするところ
は、クリーナレスの特性を損なうことなく、感光ドラム
表面の電位と現像部におえる現像スリーブとの電位差
（Ｖｂａｃｋ）を低く抑え、感光ドラムへの現像キャリ
ア付着を防止し、これに起因する上述した問題点や装置
の破損を解消し、長期にわたって常に安定して良好な画
像を出力することができる画像形成装置を提供すること
にある。

【００３２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、像担持体と、該像担持体を帯電す
る複数の帯電部材を有する帯電手段と、帯電された像担
持体を露光する露光手段と、該露光手段により前記像担
持体に形成された静電潜像をトナー像として現像する現
像手段と、前記トナー像を被記録媒体上に転写する転写
手段と、転写された被記録媒体上のトナー像を定着する
定着手段と、を備え、前記現像手段は、前記像担持体上
に残留したトナーを回収し再利用する画像形成装置であ
って、前記複数の帯電部材のうち前記像担持体の回転方
向上流側に設けられた上流帯電部材により、該上流帯電
部材と該像担持体との間の放電閾値以上の電圧値で帯電
された前記像担持体の帯電面が、前記複数の帯電部材の
うち前記像担持体の回転方向最下流側に設けられた最下
流帯電部材の帯電部を通過する間は、該最下流帯電部材
に交流バイアスが印加されていることを特徴とする。

【００３３】像担持体と、該像担持体を帯電する複数の
帯電部材を有する帯電手段と、帯電された像担持体を露
光する露光手段と、該露光手段により前記像担持体に形
成された静電潜像をトナー像として現像する現像手段
と、前記トナー像を被記録媒体上に転写する転写手段
と、転写された被記録媒体上のトナー像を定着する定着
手段と、を備え、前記現像手段は、前記像担持体上に残
留したトナーを回収し再利用する画像形成装置であっ
て、前記複数の帯電部材のうち前記像担持体の回転方向
上流側に設けられた上流帯電部材により、該上流帯電部
材と該像担持体との間の放電閾値以上の電圧値で帯電さ
れた前記像担持体の帯電面が、前記露光手段の露光部を
通過する間は、前記露光手段により前記帯電面を露光す
ることを特徴とする。

【００３４】前記像担持体の帯電面が、前記複数の帯電
部材のうち前記像担持体の回転方向最下流側に設けられ
た最下流帯電部材の帯電部を通過する間に該最下流帯電
部材に交流バイアスが印加されていない場合には、前記
帯電面が前記露光手段の露光部を通過する間は、前記露
光手段により前記帯電面を露光することが好適である。

【００３５】前記像担持体、帯電手段、露光手段及び現
像手段を含む画像形成ユニットを複数配置し、前記複数
の画像形成ユニットの複数の像担持体上に現像された複
数色のトナー像を前記転写手段により被記録材上に重ね
合わせて転写する画像形成装置に好適に用いることがで
きる。

【００３６】前記現像手段は、接触現像方式を用いた現
像器であってもよい。

【００３７】前記上流帯電部材は、導電性樹脂繊維で構
成されるブラシであってもよい。

【００３８】前記上流帯電部材は、磁性粒子で構成され
る磁気ブラシであってもよい。

【００３９】前記帯電補助部材は、導電性ゴムロールで
あってもよい。

【００４０】また、前記上流帯電部材の前記像担持体の
回転方向下流側に、前記露光手段と異なる補助露光手段
を設け、前記複数の帯電部材のうち前記像担持体の回転
方向上流側に設けられた上流帯電部材により、該帯電部
材と該像担持体との間の放電閾値以上の電圧値で帯電さ
れた前記像担持体の帯電面が、前記補助露光手段の露光
部を通過する間は、前記補助露光手段により前記帯電面
を露光してもよい。

【００４１】これにより、帯電補助部材に印加されたバ
イアスによって帯電された像担持体面上の電位を、現像
部に到達する前に現像キャリアが付着しない電位（Ｖｂ
ａｃｋ）にすることができる。

【００４２】このことにより、前述したような現像キャ
リアによる帯電部材表面の破損や、画像濃度の低下やカ
ブリなどの画像不良を発生及び、定着不良、定着オフセ
ット、定着紙巻つき等の様々な不具合が発生することを
防止することができるようになる。

【００４３】従って、長期にわたって常に良好な画像を
得ることが可能となる。

【００４４】

【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。また、以下の説明で一度説明した部
材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない
限り初めの説明と同様のものである。

【００４５】（第１の実施の形態）以下、図面に基づい
て本発明の第１の実施の形態について説明する。

【００４６】図１は本実施の形態を用いた電子写真方式
の画像形成装置の概略断面図である。以下にその詳細に
ついて画像形成の行われるプロセスにしたがって順に説
明していく。

【００４７】図１において、感光ドラム１は、円筒形の
静電潜像担持体であり、矢印Ａ方向へ周速１００ｍｍ／
ｓｅｃ．で回転駆動されている。

【００４８】帯電ローラ２は、接触タイプの帯電ローラ
であり、導電性の金属芯金の周りに導電ゴム層、抵抗層
が形成してあり、感光ドラム１の回転に伴って従動で回
転している。この帯電ローラ２は、帯電バイアス電源２
ａから−７００ＶのＤＣバイアスと１ｋＶｐ−ｐのＡＣ
バイアスが印加される。これにより、像担持体としての
感光ドラム１表面を均一に−７００Ｖに帯電している。

【００４９】画像露光部３は、記録される画像情報に応
じてレーザ光やＬＥＤ光等を照射し、感光ドラム１表面
を露光して静電潜像を形成する。

【００５０】現像器４は、現像キャリアとトナーを成分
とする二成分現像剤を感光ドラム１表面に搬送する現像
スリーブ４ａと、現像スリーブ４ａ内に内包された現像
マグネット４ｂ、及び現像スリーブ４ａ上のトナーのコ
ート量を規制するための現像剤規制ブレード４ｃで構成
されている。

【００５１】現像剤規制ブレード４ｃにより表面を現像
剤で均一にコートされた現像スリーブ４ａは、感光ドラ
ム１に対してカウンタ方向に駆動回転される。この回転
により、表面に形成された現像剤が感光ドラム１に対向
する現像ニップ部Ｎｇへ搬送される。

【００５２】この現像スリーブ４ａに−３００ＶのＤＣ
電圧と、−１ｋＶｐ−ｐ・周波数２ｋＨｚのＡＣバイア
スが印加されると、現像ニップ部Ｎｇにおいて感光ドラ
ム１上にトナーが飛翔していき、感光ドラム１上の静電
潜像がトナーで顕像化される。

【００５３】現像器４によって顕像化された感光ドラム
１上のトナー像は、感光ドラム１の回転にしたがって感
光ドラム１と転写ローラ５で構成される転写部Ｎｔへ搬
送される。

【００５４】転写ローラ５は、感光ドラム１に接触して
矢印Ｃ方向に回転駆動されている。転写部Ｎｔに感光ド
ラム１上のトナー像が到達すると、これにタイミングを
合せて、不図示の給紙機構によって転写材Ｐが転写部Ｎ
ｔへ搬送される。これと同時に転写ローラ５にトナーと
逆極性の電圧が高圧電源６から印加され、転写材Ｐ表面
に感光ドラム１上のトナー像が転写される。

【００５５】本実施の形態で用いた転写ローラ５は、導
電性ゴムを発泡させた単層ゴムを芯金表面に巻いて形成
した弾性ローラであり、体積抵抗値は約１０⁸Ωに調整
している。体積抵抗値に関しては、装置によって異なる
が、１０⁷〜１０¹³Ω程度のものが一般的に使用され
る。

【００５６】感光ドラム１上のトナー像を転写された転
写材Ｐは、次に感光ドラム１の曲率によって感光ドラム
１から分離され、トナー像をのせたまま定着器１１へ搬
送される。

【００５７】定着器１１では熱や圧力の作用によって転
写材Ｐ表面のトナー像を溶融、固着させた後に機外へ排
紙される。

【００５８】一方、転写材Ｐ上にトナーを転写した後の
感光ドラム１は、転写できなかった残トナーをのせたま
ま、帯電補助部材１２に到達する。図１では帯電補助部
材１２として、導電性のブラシを用いた帯電補助ブラシ
を使用している。

【００５９】この帯電補助ブラシ１２は、抵抗値が約１
０⁶Ωの繊維をブラシ形状にしたものである。本発明で
はブラシ形状の部材を用いたが、回転するマグネットの
周囲に磁性粒子を配設させ、磁気ブラシ形状にしたのも
のでも良いし、ブラシと同じ抵抗値を持つ導電性のゴム
ローラでも使用できる。この帯電補助ブラシ１２には、
図中の高圧電源１３より−８００ＶのＤＣバイアスが印
加されている。

【００６０】このような工程において、感光ドラム１へ
現像キャリアが付着するという問題を解決するため、図
２に示したような各バイアスの制御シーケンスを実施し
た。

【００６１】以下に図２のシーケンスに基づいてその対
策について説明する。

【００６２】図２は、画像形成前の各バイアスを立ち上
げる際の高圧シーケンスチャートである。

【００６３】まず、画像形成開始のための信号が装置に
入力されると、感光ドラム１が回転を開始すると同時
に、転写バイアスがＯＮされる。このときＯＮされる転
写バイアスは、通常の転写時のバイアスとは逆極性のバ
イアス（図２中の転写バイアス（−））である。これ
は、感光ドラム１に転写バイアスによる電気的なメモリ
を生じさせないためと、感光ドラム１上の現像残トナー
やカブリトナー等が転写ローラ５に付着しないようにす
るためである。

【００６４】また、これと同じタイミングで帯電補助ブ
ラシ１２にＤＣバイアスが徐々にスロープ状に印加され
る。ここで、バイアスをスロープ状に立ち上げていく理
由は、帯電補助ブラシ１２に急激にバイアスを印加する
と、画像形成装置が停止する前までに帯電補助ブラシ１
２中に回収してあったトナーが、一気に感光ドラム１上
に付着してしまうことが本発明者らの検討で判明したた
めである。このバイアスにより、転写部と帯電補助ブラ
シとの間にある感光ドラム上のトナーが強ネガの電荷を
持ったトナーに帯電されていく。

【００６５】帯電補助ブラシ１２に印加されるＤＣバイ
アスは、０Ｖから徐々に立ち上げられ、所定の時間経過
後（本発明では約１ｓｅｃ．）に−８００Ｖに到達す
る。このように−８００Ｖのバイアスがスロープ状に印
加されると、立ち上げ途中で放電閾値電圧（本実施の形
態においては約５００Ｖ）を超えるため（図２中のＶ１
のタイミング）、帯電補助ブラシと感光ドラムの間で放
電現象が生じ、感光ドラムの表面が帯電される。

【００６６】なお、本実施の形態では、放電閾値電圧を
約５００Ｖとしているが、かかる値に限定されるわけで
はなく、感光ドラムと帯電補助ブラシとの間で放電が開
始する電圧を放電閾値として、放電閾値以上の電圧値に
より帯電された像担持体の帯電面に対して、最下流側の
帯電部材により除電されるよう制御してもよい。

【００６７】図３は、この帯電補助ブラシに印加したバ
イアスと感光ドラム表面の電位の関係を示したグラフで
ある。

【００６８】図３に示したグラフは、横軸に帯電補助ブ
ラシに印加されるバイアス、縦軸に感光ドラム表面の電
位をあらわしている。このグラフから見て取れるよう
に、帯電補助ブラシに印加したバイアスが約−５００Ｖ
になったあたりから感光ドラム表面の電位が急激にマイ
ナス方向に帯電され始め、最終的に−８００Ｖになった
ところでは、感光ドラム表面の電位が約−３００Ｖに達
していることがわかる。

【００６９】一方、現像部での感光ドラム１表面の電位
と現像スリーブ４ａとの電位差の関係について検討した
結果、図３中に示したＶｇのラインに示したように、感
光ドラム表面の電位と現像スリーブ４ａとの電位差（Ｖ
ｂａｃｋ）が１７０Ｖ以上になると、電気的な力により
現像キャリアが感光ドラムに付着してしまうことが判明
している。

【００７０】従って、先に帯電補助ブラシバイアスによ
って形成された−３００Ｖの感光ドラム表面電位は、こ
のまま現像部へ到達すると、現像キャリアが感光ドラム
表面に付着してしまう。

【００７１】そこで、帯電補助ブラシ１２によって帯電
された感光ドラム１の帯電面の表面電位が、現像部に到
達する前にＶｂａｃｋ＜１７０Ｖになるように、帯電ロ
ーラ２にＡＣバイアスを印加して上記帯電面を除電する
ようにした。従って、帯電ローラ２にＡＣバイアスを印
加するタイミングは、帯電補助ブラシ１２にＶ１以上の
バイアスを印加したときに帯電された感光ドラム１の帯
電面が帯電ローラ２の帯電部に到達する以前から印加す
る必要がある。

【００７２】このため、図２に示した実際に装置を動作
させる場合の高圧タイミングチャートでは、高圧の遅れ
等を考慮して、前記帯電面が帯電ローラ２の帯電部に到
達するタイミングより、ＡＣバイアスを印加するタイミ
ングが１００ｍｓ早くＯＮするようにしている。

【００７３】実際にこのようなタイミングで帯電ローラ
２にＡＣバイアスを印加すると、それまで帯電補助ブラ
シ１２によって帯電された電位がＡＣバイアスによって
確実に０Ｖ近傍にまで除電され、現像部でのキャリア付
着を防止することができるようになった。

【００７４】その後の画像形成を行うまでの過程は、順
次帯電ＤＣバイアスと現像ＤＣバイアスを、Ｖｂａｃｋ
＜１７０Ｖを保つようにスロープ状に立ち上げ（図２中
のＳ１）、次いで現像ＡＣバイアスをＯＮし、最終的に
画像信号に対応した露光を開始していく。

【００７５】反対に、画像形成を終了する場合には、バ
イアスを立ち上げた場合と逆の過程をたどることによ
り、帯電補助ブラシのバイアスがＯＮされていてもＶｂ
ａｃｋ＜１７０Ｖを保つことができる。従って、現像部
でのキャリア付着を防止する。

【００７６】以上に説明してきたように、本実施の形態
で示したクリーナレスシステムの画像形成装置におい
て、上記高圧制御を行うことで、帯電補助部材に印加さ
れるバイアスが少なくとも放電閾値以上の電圧値に達し
ているときに帯電された感光ドラムの帯電面が、帯電ロ
ーラの帯電部を通過する間、帯電ローラに交流バイアス
が印加されているため、前記帯電面が除電され電位差が
小さくなり、現像部でのキャリア付着が発生しない電位
条件（Ｖｂａｃｋ＜１７０Ｖ）が達せられる。

【００７７】従って、現像キャリア付着に伴う帯電不良
や現像劣化・装置の破損等の問題を防止することが可能
になり、長期にわたって安定した良好な画像が出力でき
るようになる。

【００７８】また、クリーナレスの効果を損なうことな
く、画像形成ユニットの小型化を図ることが可能とな
る。

【００７９】（第２の実施の形態）ここでは、この帯電
補助ブラシ１２によって形成された感光ドラム１表面の
電位を、現像部に到達する前に、露光装置によって現像
キャリア付着が発生しないＶｂａｃｋ＜１７０Ｖの電位
にする手法について説明する。

【００８０】本実施の形態の説明においては、図４に示
す本実施の形態に係る画像形成装置で採用した画像形成
前の各バイアスを立ち上げる際の高圧シーケンスチャー
トをもとに説明することとし、装置構成は前述した実施
の形態と同じであるので、ここでの説明は省略する。

【００８１】まず、第１の実施の形態と同様に画像形成
開始のための信号が装置に入力されると、感光ドラム１
が回転を開始し、同時に転写バイアスがＯＮされる。

【００８２】このときＯＮされる転写バイアスは、第１
の実施の形態と同様にトナーと同極性（プリント時と逆
極性）のバイアスである。

【００８３】そして、これと同じタイミングで帯電補助
ブラシ１２にも徐々にバイアスがスロープ状に印加され
る。

【００８４】帯電補助ブラシ１２のバイアスが、０Ｖか
ら徐々にスロープ状に立ち上がり、Ｖ１バイアスになっ
たあたりから、帯電補助ブラシ１２と感光ドラム１表面
との間で放電がはじまり、前述の第１の実施の形態の図
３で示したように感光ドラム１の表面電位が急激に立ち
上がりはじめる。

【００８５】この帯電された感光ドラム面は、ドラムの
回転に伴って帯電ローラ２の帯電部を通過し、露光位置
に到達する。この帯電された感光ドラム１の帯電面が露
光位置に到達する直前に、露光装置を駆動して感光ドラ
ム１の前記帯電面の露光を開始する。

【００８６】ここで、本実施の形態においては、露光装
置の立ち上がりと感光ドラムの回転誤差を考慮し、実際
に帯電面が露光位置に到達すると予想される時間より１
００ｍｓｅｃ．早く露光を開始（図中のＬ１のタイミン
グ）している。

【００８７】ただし、露光装置としてレーザスキャナを
使用する場合には、露光を開始する前にポリゴンミラー
の駆動を立ち上げておく必要がある。

【００８８】露光位置に到達した帯電面は、露光によっ
て表面の電位が低くなり、現像部に到達したときには、
現像部でキャリアが付着する電位（Ｖｂａｃｋ＜１７０
Ｖ）になる。実際に本実施の形態で検討した結果では、
帯電補助ブラシに−８００Ｖのバイアスを印加した場合
の感光ドラム上電位は約−３００Ｖで、露光後の感光ド
ラム上の電位はおよそ−５０Ｖ程度であった。従って、
現像スリーブとの電位差Ｖｂａｃｋ＝５０Ｖとなるた
め、現像部でのキャリア付着は発生しない。

【００８９】その後、露光装置によるドラム電位の除電
は、画像露光前に帯電ＡＣバイアスがＯＮされるまで継
続され、帯電ＡＣバイアスがＯＮされた後に一時ＯＦＦ
される（図４中のＬ２）。これは、前述の第１の実施の
形態で述べた通り、帯電ローラにＡＣバイアスが印加さ
れると、ドラム面上の電位がＡＣバイアスによって除電
されるので、露光によってＶｂａｃｋ＜１７０Ｖにする
必要がなくなるためである。

【００９０】帯電ＡＣバイアスが立ち上がった後は、第
１の実施の形態と同様に順次帯電ＤＣバイアスと現像Ｄ
Ｃバイアスを、Ｖｂａｃｋ＜１７０Ｖを保つようにスロ
ープ状に立ち上げ（図４中のＳ１）、次いで現像ＡＣバ
イアスをＯＮして、最終的な画像露光の工程にはいる。

【００９１】反対に、画像形成を終了する場合には、バ
イアスを立ち上げた場合と逆の過程をたどることによ
り、帯電補助ブラシのバイアスがＯＮされていてもＶｂ
ａｃｋ＜１７０Ｖを保つことができる。従って、現像部
でのキャリア付着を防止することができる。

【００９２】また、本実施の形態では画像信号に応じた
露光出力装置を用いて感光ドラム上を露光しているが、
例えば、レーザの発光寿命等の問題によりこの露光装置
が使用できない場合には、帯電補助部材の下流側で画像
露光に影響を与えない位置に、別途補助露光装置を配置
しても同様な効果が得られる。この場合補助露光装置は
画像形成をする必要はなく除電さえできれば構わないた
め、高価で精密なレーザ以外にも、安価なランプや発光
体を用いることができる。

【００９３】以上に説明してきたように、本実施の形態
で示したクリーナレスシステムの画像形成装置におい
て、上記高圧／露光制御を行うことで、帯電補助部材
（帯電補助ブラシ）に印加されるバイアスが少なくとも
放電閾値以上の電圧値に達しており、かつ最下流に位置
する帯電部材（帯電ローラ）に交流バイアスが印加され
ていない間は、像担持体上を露光除電することで、現像
部でのキャリア付着が発生しない電位条件（Ｖｂａｃｋ
＜１７０Ｖ）が達せられる。

【００９４】従って、現像キャリア付着に伴う帯電不良
や現像劣化・装置の破損等の問題を防止することが可能
になり、長期にわたって安定した良好な画像が出力でき
るようになる。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、クリー
ナレスシステムを採用した画像形成装置において、帯電
部材の上流側に帯電補助部材を設置し、これに印加する
バイアスが放電閾値電圧より高い電圧で帯電された像担
持体の帯電面が、帯電部材の帯電部を通過する間は帯電
部材にＡＣバイアスを印加するか、もしくは露光部を通
過する間は露光装置によって像担持体面上を露光するこ
とで、像担持体上が帯電補助部材に印加されたバイアス
によって帯電された電位を、下流側の帯電部材に印加さ
れたＡＣバイアスや露光によって除電することができる
ようになる。

【００９６】このため、現像部で像担持体との電位差が
小さくなるので、電位差によって発生していた現像キャ
リアの付着を防止できるようになる。

【００９７】この結果、上述したような現像キャリアが
帯電器に付着することによって発生する帯電部材表面の
破損や、画像濃度の低下やカブリなどの画像不良を発生
及び、定着不良、定着オフセット、定着紙巻つき等の様
々な不具合が発生することを防止することができるよう
になる。

【００９８】よって、長期にわたって常に良好な画像を
得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構
成断面図である。

【図２】第１の実施の形態に係る画像形成装置で採用し
た画像形成前の高圧シーケンスチャートである。

【図３】本発明に係る画像形成装置における帯電補助ブ
ラシバイアスと感光ドラム表面電位の関係を示したグラ
フである。

【図４】第２の実施の形態に係る画像形成装置で採用し
た画像形成前の高圧シーケンスチャートである。

【図５】従来の画像形成装置の一例を示す概略断面図で
ある。

【図６】従来のクリーナレスシステムを採用した画像形
成装置の一例を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１感光体２帯電ローラ（最下流帯電部材）３露光装置４２成分現像器（現像装置）５転写ローラ（転写部材）６転写高圧電源１１定着器１２帯電補助ブラシ（上流帯電部材）Ｎｇ現像部Ｎｔ転写部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H030 AB02 AD02 AD03 AD04 AD17 BB01 BB16 BB22 BB32 BB43 BB71 2H077 AA37 AC11 AC16 AD02 AD06 EA15 GA13 2H200 GA12 GA23 GA31 GA44 GA47 GB21 GB37 HA02 HA21 HA28 HB06 HB12 HB17 HB45 HB46 HB48 JA01 MA03 MB01 NA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、該像担持体を帯電する複数の帯電部材を有する帯電手段
と、帯電された像担持体を露光する露光手段と、該露光手段により前記像担持体に形成された静電潜像を
トナー像として現像する現像手段と、前記トナー像を被記録媒体上に転写する転写手段と、転写された被記録媒体上のトナー像を定着する定着手段
と、を備え、前記現像手段は、前記像担持体上に残留したトナーを回
収し再利用する画像形成装置であって、前記複数の帯電部材のうち前記像担持体の回転方向上流
側に設けられた上流帯電部材により、該上流帯電部材と
該像担持体との間の放電閾値以上の電圧値で帯電された
前記像担持体の帯電面が、前記複数の帯電部材のうち前
記像担持体の回転方向最下流側に設けられた最下流帯電
部材の帯電部を通過する間は、該最下流帯電部材に交流
バイアスが印加されていることを特徴とする画像形成装
置。
【請求項２】像担持体と、該像担持体を帯電する複数の帯電部材を有する帯電手段
と、帯電された像担持体を露光する露光手段と、該露光手段により前記像担持体に形成された静電潜像を
トナー像として現像する現像手段と、前記トナー像を被記録媒体上に転写する転写手段と、転写された被記録媒体上のトナー像を定着する定着手段
と、を備え、前記現像手段は、前記像担持体上に残留したトナーを回
収し再利用する画像形成装置であって、前記複数の帯電部材のうち前記像担持体の回転方向上流
側に設けられた上流帯電部材により、該上流帯電部材と
該像担持体との間の放電閾値以上の電圧値で帯電された
前記像担持体の帯電面が、前記露光手段の露光部を通過
する間は、前記露光手段により前記帯電面を露光するこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】前記像担持体の帯電面が、前記複数の帯電
部材のうち前記像担持体の回転方向最下流側に設けられ
た最下流帯電部材の帯電部を通過する間に該最下流帯電
部材に交流バイアスが印加されていない場合は、前記帯
電面が前記露光手段の露光部を通過する間は、前記露光
手段により前記帯電面を露光することを特徴とする請求
項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記像担持体、帯電手段、露光手段及び現
像手段を含む画像形成ユニットを複数配置し、前記複数
の画像形成ユニットの複数の像担持体上に現像された複
数色のトナー像を前記転写手段により被記録材上に重ね
合わせて転写することを特徴とする請求項１、２または
３に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記現像手段は、接触現像方式を用いた現
像器を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれ
かに記載の画像形成装置。
【請求項６】前記上流帯電部材は、導電性樹脂繊維で構
成されるブラシであることを特徴とする請求項１乃至５
のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】前記上流帯電部材は、磁性粒子で構成され
る磁気ブラシであることを特徴とする請求項１乃至５の
いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】前記帯電補助部材は、導電性ゴムロールで
あることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載
の画像形成装置。
【請求項９】前記上流帯電部材の前記像担持体の回転方
向下流側に、前記露光手段と異なる補助露光手段を設
け、前記複数の帯電部材のうち前記像担持体の回転方向
上流側に設けられた上流帯電部材により、該帯電部材と
該像担持体との間の放電閾値以上の電圧値で帯電された
前記像担持体の帯電面が、前記補助露光手段の露光部を
通過する間は、前記補助露光手段により前記帯電面を露
光することを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記
載の画像形成装置。