JPH07219312A

JPH07219312A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH07219312A
Application number: JP6300958A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Maehashi; 洋一郎前橋; Hiroaki Kawakami; 宏明川上; Hiroshi Sasame; 裕志笹目; Tetsuya Kobayashi; 哲也小林; Akihiko Uchiyama; 明彦内山; Tatsuya Kobayashi; 達也小林; Masuaki Saito; 益朗斎藤; Naoki Enomoto; 直樹榎本; Haruo Fujii; 春夫藤井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-12-10
Filing date: 1994-12-05
Publication date: 1995-08-18
Also published as: US5543900A

Abstract

(57)【要約】【目的】低融点トナーを用いて画像再現性を向上させ
るとともに帯電ローラが発する熱量を低く抑え感光体へ
のトナー融着を防止する。【構成】カラートナーのメルトインデックスが０．５
（ｇ／１０ｍｉｎ）以上であり、帯電ローラ２ａによっ
て感光体１が帯電されるときの感光体１の移動速度をｖ
［ｍ／ｓ］、帯電ローラ２ａの軸方向における有効帯電
長さをＬ［ｍ］、帯電ローラ２ａにて消費される電力を
Ｐ［ｗ］とするとＰ／ｖ・Ｌ≦５０［Ｊ／ｍ² ］であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、感光体や誘電体のような像担持
体と、像担持体に接触可能であり、像担持体を帯電する
帯電部材と、を備える複写機、プリンタ等の画像形成装
置に関する。

【０００２】

【背景技術】従来カラー画像形成装置としてフルカラー
が像を形成するために像担持体としての感光体から複数
色のトナー像を転写材へ重ね合わせて転写した後熱定着
装置で転写材上の複数色のトナー像を溶融混色すること
が知られている。

【０００３】感光体上にトナー像を形成する各現像器に
収納されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色
のトナーとしては、色の再現性を高めるために、融点の
低いものが使用されている。

【０００４】近年、レーザプリンタ等の画像形成装置は
高画質化の要望が強く、画像の解像度でいえば、６００
ｄｐｉ（ドット／インチ）や８００ｄｐｉといったもの
が求められている。

【０００５】一方、感光体を１次帯電する１次帯電装置
として像担持体に接触する帯電ローラを用いることが知
られているが、前述したような低融点トナーを用いる画
像形成装置に帯電ローラ等の接触方式の１次帯電装置を
用いると、感光体上にフィルミング等のトナー融着が多
く発生してしまい、帯電不良や帯電ムラを引き起こす。
その結果、画像上に縦スジ状の画像ムラが形成されてし
まう。この画像ムラは、レーザスキャナに与えるパルス
信号のパルス幅を変調するＰＷＭ等の画像処理がなされ
る多値画像上では特に目立ち、高画質化の実現を困難に
するばかりでなく、感光ドラムの寿命を短くするという
問題がある。この感光体へのトナー融着は、特に帯電ロ
ーラに振動電圧を印加したときローラの振動により発生
しやすい。

【０００６】ここで、トナー融点と融着性との関係につ
いて説明する。以下の説明では、トナーの融点を表す単
位としてメルトインデックス（以下「ＭＩ値」とい
う。）を用いる。ＭＩ値とは、一般に、一定の温度およ
び圧力で、規定の直径および長さのオリフィスから押し
出される熱可塑性樹脂の流出速度をいう。したがって、
低融点のトナーは、このＭＩ値が大きいといえる。ここ
でＭＩ値は、具体的には、ＪＩＳＫ−７２１０のＡ法
に則って測定され、温度１２５℃、圧力３２０ｇ条件で
１０分間にオリフィスから押し出される量を測定したも
のを意味している。従来のモノクロ画像形成装置にはＭ
い値０．１（ｇ／１０ｍｉｎ）以下のトナーを、またカ
ラー画像形成装置にはＭＩ値３（ｇ／１０ｍｉｎ）前後
のトナーを用いることが多い。

【０００７】表１は、フルカラー画像形成耐久試験を、
室温３０℃、湿度８０％の高温高湿度環境下で間欠的に
３０００枚の転写材に画像形成して行い、感光ドラムに
対するトナー融着状況を観察した結果を表している。

【０００８】

【表１】

【０００９】感光ドラム上のトナー融着状況の観察は、
顕微鏡を用いて行い、上記表中○印は感光ドラム上への
トナー融着が発生していなかったものを示す。さらに、
表中○印の感光ドラムを使用しＰＷＭ多値のハーフトー
ン画像サンプルを取り観察を行ったが、画像上にトナー
融着が原因となるような画像ムラはなかった。×印は感
光ドラム上にトナー融着が発生していたものを示す。本
観察では、ＭＩ値が０．５（ｇ／１０ｍｉｎ）以上のト
ナーを用いるとき、トナー融着度は著しく高くなってい
ることが確認された。

【００１０】また本耐久試験で感光ドラムの移動速度を
１００［ｍｍ／ｓｅｃ］とし、１次帯電装置の帯電ロー
ラには、−７００Ｖの直流電圧に交流周波数１３００Ｈ
ｚでＶ_PP（ピークツウピーク）２６００Ｖの交流電圧が
重畳されたバイアスを印加した。このバイアス値は、モ
ノクロ画像形成装置であって、上述のカラー画像形成装
置と同等の帯電装置を有し、同じプロセススピードのモ
ノクロ画像形成装置と同じ設定値である。また、前述し
たように感光ドラムから転写ドラムに担持された転写材
へイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナ
ーを順次重畳転写させて転写材上に画像を形成する。

【００１１】なお、以上説明したような、トナーの融点
が低いことに基づく問題は、カラー画像形成装置に限る
ものではなく、低融点トナーと接触方式の１次帯電装置
を併用する全ての画像形成装置において発生する。

【００１２】

【発明の目的】本発明の目的は、像担持体へのトナー融
着を防止する画像形成装置を提供することである。

【００１３】本発明の他の目的は、帯電部材が発する熱
量を低減する画像形成装置を提供することである。

【００１４】本発明の他の目的は、低融点トナーを用い
て画像再現性を向上させた画像形成装置を提供すること
である。

【００１５】本発明の更なる目的及び特徴とするところ
は添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことに
より一層明らかになるだろう。

【００１６】

【発明の構成】本発明は、トナー像を担持する像担持体
と、前記像担持体に接触し、前記像担持体を帯電する、
電圧が印加可能な、帯電部材と、を有する画像形成装置
において、前記トナーのメルトインデックスが０．５
（ｇ／１０ｍｉｎ）以上であり、前記帯電部材によって
前記像担持体が帯電されるときの前記像担持体の移動速
度をｖ［ｍ／ｓ］、前記像担持体の移動方向と垂直な方
向において前記帯電部材による有効帯電長さをＬ
［ｍ］、前記帯電部材にて消費される電力をＰ［ｗ］と
するとＰ／ｖ・Ｌ≦５０［Ｊ／ｍ² ］であることを特徴とする。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００１８】図１に、本発明に係る画像形成装置の縦断
面を図示する。

【００１９】装置本体Ｍのほぼ中央には、像担持体とし
ての感光ドラム１が配置されている。感光ドラム１は回
転自在に支持され、感光ドラム１の周囲にはその回転方
向（矢印Ｒ１方向）に沿って順に、１次帯電装置２、露
光装置３、現像装置５、転写装置６、クリーニング装置
７等が配設されている。また、装置本体Ｍの下部には、
画像形成対象となる転写材Ｓを給紙する給紙機構９が配
置され、さらに図１中の装置本体Ｍの上部左側には、定
着装置１０が配置されている。

【００２０】感光ドラム１は、図２の拡大断面図に示す
ように、接地された直径４０ｍｍのアルミニウムシリン
ダー１ａの外周面（表面）に有機感光体（ＯＰＣ）から
なる光導電体層１ｂを塗布して構成されている。なお、
ＯＰＣに代えて、Ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、
ＣｄＳ、Ｓｅ等であってもよい。感光ドラム１は、装置
本体Ｍによって回転自在に支持されるとともに、不図示
の駆動手段によって矢印Ｒ１方向に１００ｍｍ／ｓｅｃ
回転駆動される。

【００２１】帯電装置２は、接触方式の帯電部材として
の帯電ローラ２ａと、電源２ｂとを備えている。帯電ロ
ーラ２ａは、導電性の芯金２ａ₁ を導電性の弾性層２ａ
₂ で囲繞し、さらにこの弾性層２ａ₂ の周囲に、カーボ
ンを分散させたウレタンゴム層２ａ₃ を設けて構成され
ている。帯電ローラ２ａは、図３の正面図に示すよう
に、感光ドラム１表面に適度な押圧力をもって当接され
ており、感光ドラム１との間に、帯電ニップＮを形成し
ている。この帯電ニップＮにおける帯電ローラ２ａの有
効帯電領域の長さＬ［ｍ］は、帯電ローラ２ａの最外層
のウレタンゴム層２ａ₃ と同じ長さに設定されている。
帯電ローラ２ａには、電源２ｂによって、−７００Ｖの
直流電圧に交流周波数１３００ＨｚでＶ_PP２６００Ｖの
交流電圧が重畳された振動電圧が印加され、これによ
り、帯電ローラ２ａは、帯電ニップＮ近傍を介して感光
ドラム１表面をほぼ−７００Ｖに均一に帯電させる。こ
のような構成の帯電装置２は、例えば、特開昭６３−１
４９６６８号公報、特開昭６３−１４９６６９号公報等
に開示されている。なお、帯電ローラ２の消費電力等に
ついては後に詳述する。

【００２２】露光装置３は、図１に示すように、レーザ
ダイオード３ａ、高速モータ３ｂによって回転駆動され
る回転多面鏡３ｃ、レンズ３ｄ、そして折り返しミラー
３ｅ等によって構成されている。例えばイエローの画像
を形成する際には、イエローの画像模様に従った信号が
レーザダイオード３ａに入力される。するとレーザダイ
オード３ａからイエローに対応する光が発せられ、この
光は、回転多面鏡３ｃ、レンズ３ｄ、折り返しミラー３
ｅ等を介して、均一帯電済の感光ドラム１表面に露光さ
れる。感光ドラム１上の露光を受けた部分は、−７００
Ｖであったものがほぼ−１００Ｖになり、これによりイ
エローの画像に対応した静電潜像が形成される。

【００２３】感光ドラム１上の静電潜像は、次の現像装
置５によって可視化される。現像装置５は、装置本体Ｍ
によって回転自在に支持された回転体５Ａに搭載された
４個の現像器、すなわちそれぞれイエロー、マゼンタ、
シアン、ブラック色のトナーを収納した現像器５Ｙ、５
Ｍ、５Ｃ、５Ｂが搭載されている。各トナーはＭＩ値は
ほぼ３（ｇ／１０ｍｉｎ）である。回転体５Ａには、そ
の外周を４等分する４箇所に、現像用開口面５ａが形成
されている。各現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂは、図４
の拡大図に示すように、塗布ローラ５ｂ、トナー規制部
材５ｃ、現像ローラ５ｄ、攪拌部材５ｅを備えている。
現像ローラ５ｄの回転に伴い、トナーの塗布ローラ５ｂ
によって現像ローラ５ｄ上にトナーを塗布し、さらにト
ナー規制部材５ｃによって必要なトリボがトナーに与え
られる。４個の現像器が収納する現像剤は、キャリアを
含まず、非磁性トナーを含む、非磁性１成分現像剤であ
る。この規制部材５ｃの材質は、トナーに負極性の電荷
を付与したい場合には、ナイロン等が良く、正極性の電
荷を付与したい場合には、シリコンゴム等が良い。つま
り、トナーの極性と反対に帯電する材料が好ましい。ま
た、現像ローラ５ｄの周速は、感光ドラム１の周速の
１．０〜２．０倍の範囲で選ぶことが好ましい。また、
回転体５Ａに搭載された現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂ
は、回転体５Ａの矢印Ｒ５方向の回転によって、現像位
置（図４のイエローの現像器５Ｙの位置）に配置され、
このとき、開口部５ｆが現像用開口面５ａに一致すると
ともに、感光ドラム１表面に対向するようになってい
る。回転体５Ａの回転によって現像位置に配置されたイ
エローの現像器５Ｙにより、感光ドラム１上の静電潜像
はイエローのトナーが付着されてトナー像となる。な
お、現像装置５の駆動手段としては、例えば特開昭５０
−９３４３７号公報に詳述されている。

【００２４】転写装置６は、矢印Ｒ６方向に回転駆動さ
れる転写ドラム６ａを備えている。転写ドラム６ａは、
直径１６０ｍｍの金属シリンダ６ａ₁ に、厚さ２ｍｍの
弾性層６ａ₂ を巻き付け、さらに上層には、厚さ１００
μｍの誘電体シートとしてＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリ
デン）６ａ₃ を巻き付けて構成されており、弾性層６ａ
₂ としては、イノアック製の発泡ウレタンを使用した。
給紙カセット９ａ内からピックアップローラ９ｂによっ
て給紙された転写材Ｓは、グリッパー６ｂによって保持
され、次いで、電圧を印加した吸着ローラ６ｃによって
転写ドラム６ａ表面に静電吸着される。前述の感光ドラ
ム１上に形成されたイエローのトナー像は、不図示の電
源から転写ドラム６ａに印加された電圧によって、転写
ドラム６ａ上の転写材Ｓ上に転写される。

【００２５】上述のように、イエローのトナー像につい
て行った帯電から転写に至るまでの一連の工程を他の３
色、すなわちマゼンタ、シアン、ブラックについても行
い、これにより、転写ドラム６ａに担持された状態の転
写材Ｓ上に４色分のトナー像が重なるように転写され
る。

【００２６】４色のトナー像の転写を受けた転写材Ｓ
は、分離帯電器６ｄ、分離爪６ｅによって転写ドラム６
ａから剥される。剥離された転写材Ｓは、定着装置１０
に搬送され、ここでトナー像が加熱加圧されて転写材Ｓ
表面に溶融固着されて永久像となり、最終的なカラー画
像として、装置本体Ｍ外部に排出される。

【００２７】一方、感光ドラム１上の転写残トナーは公
知のファーブラシ、ブレード等を有するクリーニング装
置７によって除去清掃される。また、転写ドラム６ａ上
のトナーも必要に応じてファーブラシ、ウエブ等の転写
ドラムクリーニング装置６ｆによって清掃され、さらに
ローラ６ｇによって不要な電荷が除去される。

【００２８】以上説明したカラー画像形成装置におい
て、画像形成時に１次帯電装置２の帯電ローラ２ａによ
り消費される電力の測定を行い、同時に感光ドラム１表
面に対するトナーの融着状況を観察した。

【００２９】まず、帯電ローラ２ａで消費される電力の
測定方法を、図５を参照しながら説明する。同図に示す
装置は、図１に示す画像形成装置の１次帯電プロセス部
を拡大して表しており、直径約４０ｍｍの感光ドラム
１、直径約１２ｍｍで有効帯電領域の長さＬが約２５０
ｍｍの帯電ローラ２ａ、１次帯電バイアス電源２ｂ等が
配設されている。バイアス電源２ｂが作り出すバイアス
電圧Ｖは、ほぼ−７００Ｖの直流電圧に正弦波形の交流
電圧が重畳された振動電圧であり、その重畳電圧を帯電
ローラ２ａの芯金２ａ₁ に印加することによって、感光
ドラム１上を一様に帯電する。また、感光ドラム１の芯
金１ｃは、バイアス電源２ｂと共通に接地してある。さ
らに上述の電源２ｂが発生するバイアス電圧Ｖおよび回
路内を流れる交流電流Ｉ_ACは、オシロスコープで波形を
観察することができるようにしてある。ここで、バイア
ス電圧Ｖと回路内を流れる交流電流Ｉ_ACの波形には位相
に差があり、その位相差をθとする。またバイアス電圧
ＶのピークツーピークをＶ_PPとするとき、帯電ローラ２
ａで消費される電力Ｐは、次の式（１）で表される。

【００３０】Ｐ＝（１／２^1/2 ）×Ｖ_PP×Ｉ_AC×ｃｏｓθ…（１）

【００３１】本出願人は上述ような方法にて消費電力の
測定を行ったが、消費電力計などを用いて測定を行って
もよい。

【００３２】次に、帯電ローラ２ａにより消費される電
力Ｐと１次帯電バイアスの関係を示す。図６のグラフは
消費電力Ｐ／ローラ長さＬと１次帯電バイアスのＶ_PPと
の関係を表しており、Ｖ_PPが増加するにしたがってＰ／
Ｌは増加する。また図７のグラフは消費電力Ｐ／ローラ
長さＬと１次帯電バイアスの周波数ｆとの関係を表して
おり、周波数ｆが増加するにしたがってＰ／Ｌは増加す
る。図６においてｆ＝１３００（Ｈｚ）一定とし、図７
においてＶ_PP＝２６００（Ｖ）一定とした。

【００３３】以上述べたように帯電ローラ２ａの消費電
力Ｐは、１次帯電バイアスのＶ_PPと１次帯電バイアスの
周波数ｆとに依存しているので、Ｖ_PPとｆとのうちのい
ずれか一方を固定し他方を変化させて、感光ドラム１へ
のトナー融着状況を観察した。

【００３４】〔結果１〕１次帯電バイアスの周波数ｆを
１３００Ｈｚに固定し、１次帯電バイアスのＶ_PPを変化
させることにより、帯電ローラ２ａにより消費される電
力を変化させ、それぞれのフルカラー画像形成耐久試験
を間欠的に３０００枚の転写材に画像を形成して行い、
感光ドラム１へのトナー融着状況を観察した。また耐久
試験は、室温３０℃、湿度８０％の高温高湿度環境下で
行った。結果を表２に示す。なお、本実施例において
は、帯電ローラ２ａのウレタンゴム層２ａ₃ の軸方向の
長さは、帯電ローラ２ａと感光ドラム１との帯電ニップ
Ｎの長さと等しく、したがって、有効帯電領域の長さＬ
と同じ長さに設定してある。また、感光ドラム１のプロ
セススピードは０．１［ｍ／ｓ］に固定してある。

【００３５】

【表２】

【００３６】感光ドラム１上へのトナー融着状況の観察
は、顕微鏡を用いて行い、上記表中○印は感光ドラム１
上へのトナー融着が発生していなかったものを示す。さ
らに、表中○印の感光ドラム１を使用しＰＷＭ多値のハ
ーフトーン画像サンプルを取り観察を行ったが、画像上
にトナー融着が原因となるような画像ムラはなかった。
×印は感光ドラム１上へトナー融着が発生していたもの
を示す。本実験では、帯電ローラ２ａの単位面積当りの
発熱量に帯電ローラが帯電する単位面積当りの発熱量Ｐ
／（ｖ・Ｌ）が５０［Ｊ／ｍ² ］以下のときトナー融着
は発生しなかった。また、帯電ローラ２ａの単位面積当
りの発熱量が５０（Ｊ／ｍ² ）のときのＶ_PPは、２３０
０Ｖであった。

【００３７】〔結果２〕プロセススピードｖを０．１ｍ
／Ｓ、１次帯電バイアスのＶ_PPを２６００Ｖに固定し、
１次帯電バイアスの周波数ｆを変化させることにより、
帯電ローラ２ａにより消費される電力Ｐを変化させ、そ
れぞれフルカラー画像形成耐久試験を間欠的に３０００
枚行い、感光ドラム１上へのトナー融着状況を観察し
た。また耐久試験は、室温３０℃、湿度８０％の高温高
湿度環境下で行った。結果を表３に示す。

【００３８】

【表３】

【００３９】上記表中、○、×印は結果１と同様の結果
を表している。本実験では、帯電ローラ２ａの単位面積
当りの発熱量Ｐ／（ｖ・Ｌ）が５０［Ｊ／ｍ² ］以下の
ときトナー融着は発生しなかった。また、帯電ローラ２
ａの単位面積当りの発熱量Ｐ／（ｖ・Ｌ）が５０［Ｊ／
ｍ² ］以下のときの周波数ｆは８５０Ｈｚであった。

【００４０】〔結果３〕１次帯電バイアスのＶ_PPを２６
００Ｖに、周波数ｆを１３００Ｈｚに固定し、プロセス
スピードｖを変化させることにより、帯電ローラ２ａが
単位時間当りに帯電を行う領域の面積当りの発熱量Ｐ／
（ｖ・Ｌ）を変化させ、それぞれフルカラー画像形成耐
久試験を間欠的に３０００枚の転写材に画像形成して行
い、感光ドラム１上へのトナー融着状況を観察した。ま
た耐久試験は、室温３０℃、湿度８０％の高温高湿度環
境下で行った。結果を表４に示す。

【００４１】

【表４】

【００４２】上記表中、○、×印は結果１と同様の結果
を表わしている。本実験では、帯電ローラ２ａの単位面
積当りの発熱量Ｐ／（ｖ・Ｌ）が５１［Ｊ／ｍ² ］以下
のときトナー融着は発生しなかった。またその時のプロ
セススピードは、０．１５［ｍ／ｓ］であった。

【００４３】結果１、結果２、結果３はＭＩ値０．５
（ｇ／１０ｍｉｎ）以上の低融点トナーに対してほぼ同
じであった。

【００４４】結果１、結果２、結果３より、感光ドラム
１上のトナー融着と帯電ローラ２ａの消費電力Ｐとは密
接に関係していることが解り、ＭＩ値０．５（ｇ／１０
ｍｉｎ）以上の低融点トナーを用いても帯電ローラ２ａ
の単位帯電面積当りの発熱量Ｐ／（ｖ・Ｌ）を５０［Ｊ
／ｍ² ］以下に抑えることによってトナー融着は防止で
きる。また、消費電力Ｐを抑えるためにはＶ_PP、周波数
ともに下げれば良いことは、図６、図７により説明した
が、消費電力Ｐを指数関数的に増減させるＶ_PPを下げる
ことが、より効果的であることはいうまでもない。

【００４５】また、プロセススピードが０．１［ｍ／
ｓ］の時、感光ドラム１に帯電によるサイクルムラが出
ず感光ドラム１への帯電を安定して行うためには、最
低、周波数６５０Ｈｚ、Ｖ_PP１４００Ｖのバイアスを帯
電ローラａに印加することが望ましく、Ｐ／（ｖ・Ｌ）
は２［Ｊ／ｍ² ］以上とするのが望ましい。

【００４６】以上により、帯電ローラ２ａにより消費さ
れる電力をＰ、転写ニップＮの有効帯電領域の長さをＬ
プロセススピードをｖ［ｍ／ｓ］とするとき、２［Ｊ／
ｍ²］≦Ｐ／（ｖ・Ｌ）≦５０［Ｊ／ｍ² ］とすること
によって、感光ドラム１へのトナー融着を防止すること
が可能となった。

【００４７】〈実施例２〉感光ドラム１へのトナー融着
は、帯電ローラ２ａの消費電力Ｐを下げることによって
防止できることは、実施例１で説明したとおりである。
実施例２では、帯電ローラ２ａに印加するバイアスの波
形に、実施例１の正弦波形とは異なる波形を用いること
により、消費電力Ｐを下げてトナー融着を防止するよう
にした。

【００４８】図８は、実施例１の１次帯電バイアスの波
形を示している。この波形は、−７００Ｖの直流電圧に
周波数１３００ＨｚでＶ_PP２６００Ｖの正弦波交流電圧
が重畳されている。ここで１次帯電特性は、交流電圧の
周波数とＶ_PPに依存しているので、周波数とＶ_PPがそれ
ぞれ同じ値であれば、波形の異なるバイアスを用いても
同等の帯電性を得ることができる。

【００４９】本実施例では、交流電圧の周波数とＶ_PPを
変えずに波形を変化させることにより、帯電ローラ２ａ
で消費される電力を減少させ、融着の軽減を実現した。
図９は本実施例に用いた１次帯電バイアスの波形を示し
ている。図示の波形は、−７００Ｖの直流電圧に、ブラ
ンク部を持つ矩形波形を重畳してあり、周波数１３００
Ｈｚ、Ｖ_PP２６００Ｖである。また、帯電音を少なくす
るために、矩形波形のピーク部は角を落してある。ここ
で、波形の一周期（同図中ｂ）と矩形部の幅（同図中
ａ）との時間比ａ／ｂが小さくなる程、帯電ローラ２ａ
の消費電力Ｐは小さくなる。

【００５０】そこで、ａ／ｂの値を変化させ、それぞれ
フルカラー画像形成耐久試験を間欠的に３０００枚の転
写材に画像形成を行い、感光ドラム１上へのトナー融着
状況を観察した。また耐久試験は、室温３０℃、湿度８
０％の高温高湿度環境下で行った。結果を表５に示す。

【００５１】

【表５】

【００５２】上記表中、○、×印は実施例１と同様の効
果を表している。本実験では、ａ／ｂが０．２５以下の
ときトナー融着は起こらなかった。また、ａ／ｂが０．
２５のとき帯電ローラ２ａの単位帯電面積当りの発熱量
は５２［Ｊ／ｍ² ］であった。

【００５３】また、本実施例では、バイアスの波形のみ
を変化させたが、これと同時に周波数とＶ_PPを下げるこ
とによって、より一層の効果を得られたことはいうまで
もない。

【００５４】以上、帯電ローラ２ａに印加するバイアス
の波形に従来の正弦波形とは異なる波形を用い消費電力
Ｐを下げることにより、融着の防止が可能となった。

【００５５】〈実施例３〉感光ドラム１へのトナー融着
を防止するためには、帯電ローラ２ａに印加するバイア
スの周波数をできる限り低くする必要があることは、実
施例１により示されている。具体的に、本実施例に用い
た画像形成装置においてプロセススピードを０．１（ｍ
／ｓ）に固定した時、安定した帯電を得るために最低限
必要な周波数は６５０Ｈｚであり、前記周波数にバイア
スを制御することによって融着を最も効果的に防止でき
る。

【００５６】しかしながら、１次帯電バイアスの周波数
は、１次帯電バイアス電源内のＲＣ回路によって制御さ
れているので、その精度は回路内の素子精度に依存する
ため約±１０％の誤差が生じてしまう。したがって、理
想的には上述したように周波数を６５０Ｈｚに設定した
いが、実際は−１０％の誤差を見込んで７１０Ｈｚに設
定さぜるを得ない。そこで本実施例では、新方式の１次
帯電バイアス周波数制御方法を用いることにより、周波
数精度を高め、トナー融着の軽減を図る。

【００５７】図１０は、本実施例に用いる１次帯電バイ
アス制御回路を示している。以下図を参照して１次周波
数の制御方法について説明する。図示の装置内には、１
次帯電バイアス電源２ｂ及びＤＣコントローラと呼ばれ
るシステム制御回路２ｄが接置されている。システム制
御回路２ｄ内には、レーザの書きだしタイミングの制御
に用いられる高精度の水晶振動子２ｃが設けてある。こ
の水晶振動子２ｃより発せられるパルスを基に１次帯電
バイアスの周波数を抽出し、前記バイアス電源２ｂに取
り込むことにより１次帯電バイアスの周波数誤差を±
０．１％以下にすることが可能となった。さらに前述の
方法は、１次バイアスの周波数制御のため新たに振動子
を追加する必要がなく、コストアップを伴わずに行え
る。上述の制御方法により１次帯電バイアスの周波数を
最低限まで下げて設定することができ、それに伴い帯電
ローラ２ａの消費電力Ｐを下げることが可能になった。

【００５８】以上、本実施例では新方式の１次帯電バイ
アス周波数制御方法を用いることにより、周波数精度を
高め、コストアップを伴うことなく感光ドラム１へのト
ナー融着の軽減を図ることが可能になった。

【００５９】以上の説明においては、接触方式の帯電部
材として帯電ローラ２ａを用いた例を説明したが、帯電
部材としては、これに限らず、例えばブレード状、ベル
ト状、ブラシ状のものに対しても本発明を適用すること
ができる。

【００６０】また、被帯電体の帯電を均一とするために
帯電部材に印加する振動電圧のピーク間電圧は、被帯電
体である像担持体の帯電開始電圧の２倍以上であるのが
望ましい。帯電開始電圧は、仮に帯電部材に直流電圧を
印加した場合像担持体の帯電が開始するときの印加直流
電圧値である。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればト
ナーのメルトインデックスが０．５（ｇ／１０ｍｉｎ）
以上であり、Ｐ／ｖ・Ｌ≦５０を満たすように設定した
ことにより、像担持体に対するトナー融着を防止して画
像再現性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の画像形成装置の構成の概略を示す縦
断面図。

【図２】実施例１における帯電ローラの構成を示す縦断
面図。

【図３】実施例１における帯電ローラの構成を示す正面
図。

【図４】実施例１における現像装置の構成を示す拡大縦
断面図。

【図５】実施例１の１次帯電プロセスを示す拡大図。

【図６】実施例１の帯電装置のピークツーピークＶ_PPと
消費電力Ｐとの関係を示すグラフ図。

【図７】実施例１の帯電装置の周波数ｆと消費電力との
関係を示すグラフ図。

【図８】実施例１の１次帯電バイアスの波形を示すグラ
フ図。

【図９】実施例２の１次帯電バイアスの波形を示す図。

【図１０】実施例３の１次帯電バイアス制御回路を示す
図。

【符号の説明】

１像担持体（感光ドラム）２帯電装置２ａ帯電部材（帯電ローラ）２ｂ電源３露光手段５現像装置６転写装置７クリーニング装置９給紙機構１０定着装置Ｎ帯電ニップＬ帯電ニップにおける有効帯電領域の長さ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/01 １１１Ｚ 15/08 ５０３Ｃ５０７Ｌ (72)発明者小林哲也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)発明者内山明彦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)発明者小林達也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)発明者斎藤益朗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)発明者榎本直樹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)発明者藤井春夫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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー像を担持する像担持体と、前記像
担持体に接触し、前記像担持体を帯電する、電圧が印加
可能な、帯電部材と、を有する画像形成装置において、前記トナーのメルトインデックスが０．５（ｇ／１０ｍ
ｉｎ）以上であり、前記帯電部材によって前記像担持体
が帯電されるときの前記像担持体の移動速度をｖ［ｍ／
ｓ］、前記像担持体の移動方向と垂直な方向において前
記帯電部材による有効帯電長さをＬ［ｍ］、前記帯電部
材にて消費される電力をＰ［ｗ］とするとＰ／ｖ・Ｌ≦５０［Ｊ／ｍ² ］であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】上記移動速度ｖ、上記有効帯電長さＬ、
上記電力Ｐは、Ｐ／ｖ・Ｌ≧２［Ｊ／ｍ² ］を満たすことを特徴とする
請求項１の画像形成装置。
【請求項３】上記電圧は、振動成分を有することを特
徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
【請求項４】上記帯電部材は、ローラ形状であること
を特徴とする請求項１乃至３の画像形成装置。
【請求項５】上記トナーは、カラートナーを備えるこ
とを特徴とする請求項１乃至４の画像形成装置。
【請求項６】上記装置は、転写材を担持する転写材担
持体を有し、この転写材担持体に担持された転写材に複
数色のトナー像が重畳転写されることを特徴とする請求
項１乃至５の画像形成装置。
【請求項７】上記電圧は、周期的に変化する電圧で１
周期のうちに所定時間一定である第１電圧値と、この第
１電圧値に対して互いに交番する第２電圧値及び第３電
圧値と、を備えることを特徴とする請求項１乃至６の画
像形成装置。
【請求項８】上記電圧が上記１周期のうちで上記第２
電圧値である時間の割合は、０．２５以下であることを
特徴とする請求項７の画像形成装置。
【請求項９】上記電圧は、上記像担持体の帯電開始電
圧の２倍以上のピーク間電圧を備えることを特徴とする
請求項３、７又は８の画像形成装置。
【請求項１０】上記像担持体は、感光体であることを
特徴とする請求項１乃至９の画像形成装置。