JPH10198132A - 帯電方法と帯電装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 前露光により、帯電と同時に除電を行うた
め、常に放電電流が流れ、感光体の劣化を促進するとと
もに、そのとき生じたフォトキャリアが帯電を除電し、
均一帯電を妨げ、白スジを生起する等の課題があった。 【解決手段】 帯電手段の被帯電手段の移動方向上流側
に該被帯電手段上の電位をクリアするための前露光手段
を有し、前露光照射領域の最下流点と前記帯電手段の帯
電開始点との距離１（ｍｍ）と前記被帯電手段の移動速
度をｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）とし、前記前露光によって被帯
電手段に生成したフォトキャリアの寿命をｔ（ｓｅｃ）
としたときに、１／ｖ＞＝ｔを満足するように構成した
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被帯電手段の表面
を帯電方法と帯電装置およびこの帯電装置で被帯電手段
を帯電する工程を含む画像形成プロセス手段により、画
像形成を実行する電子写真装置（複写機、プリンタ
等）、静電記録装置等の画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像形成装置において、
被帯電手段である像担持体としての感光体、誘電体等を
帯電処理する帯電装置としては、コロナ放電を用いたコ
ロナ帯電方式が広く利用されてきた。しかし、このコロ
ナ放電を用いたコロナ帯電方式は、放電時に好ましくな
いオゾンを大量に発生すること、また、電源に高圧が必
要なこと等のため、その対処手段あるいは機構を必要と
し、装置が大型化、高コスト化した。そのため、近年
は、低電力化が図れ、オゾンの発生の極めて少ない接触
帯電方式が実用化されている。

【０００３】この接触帯電方式は、帯電手段を被帯電手
段に直接当接あるいは近接させて配設し、帯電手段に電
圧を印加することにより、像担持体としてのローラ状の
感光体の表面を帯電処理（除電処理を含む）する方式で
ある。

【０００４】この場合、帯電ローラに直流電圧のみを印
加する方式（ＤＣ帯電方式）と、交流電圧あるいは交流
電圧に直流電圧を重畳させた振動電圧を印加する方式
（ＡＣ帯電方式）とがある。特に、後者のＡＣ帯電方式
は、ＤＣ帯電方式よりも、帯電均一性にすぐれ、美しい
画像が得られることから、好まれて使用されている。

【０００５】なお、帯電手段は被帯電手段に必ずしも接
触している必要はなく、帯電手段と被帯電手段との間に
ギャップ間電圧と補正パッシェンカーブで決まる放電可
能領域さえ確実に保証されれば、非接触（近接）でも構
わないもので、この場合も接触帯電の範疇とする。

【０００６】上記のＤＣ帯電方式およびＡＣ帯電方式に
おいて、帯電手段としてローラ形状の帯電部材（以下、
帯電ローラと称す）を用いた場合、帯電は感光体と帯電
部材との当接位置の両側の微少ギャップにおけるコロナ
放電によって行われていることが知られている。しか
し、上記のように、感光体移動方向に対して、上記帯電
ローラの当接位置から上流側及び下流側の微少ギャップ
の両方で帯電すると、帯電ローラと感光体表面の電位差
が充分でなく、放電が安定しないために、部分的に放電
が弱い部分ができ、感光体の移動方向に対して直角な方
向に２〜１０ｍｍ、幅０．５ｍｍ以下程度の小さな白い
スジが生起する。

【０００７】そこで、従来は、この不具合を解消するた
めに上記上流側の帯電に因る電荷を除去し、下流側だけ
の帯電のみを利用する方法が提案実用化されている。

【０００８】図５はそのような帯電装置を用いた画像形
成装置の感光体回りの概略断面図であり、感光体１と帯
電ローラ２の形成する該感光体の移動方向ｂに対して上
流側の微少ギャップ部に前露光光源３の光を反射板５１
を介して照射する構成にしたものである。５は画像露光
手段、６は現像手段、７は転写手段、８はクリーニング
手段である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では次のような課題があった。

【００１０】即ち、感光体の移動方向に対して上流側の
微小ギャップでの帯電を完全に除去するために、多大な
光を上流側の微少なギャップ部に正確に照射することが
必要であり、反射板５１の取り付け精度を厳しく管理し
なくてはならない。

【００１１】また、充分な光量を稼ぐためには、通常の
前露光３より多めに発光させることが必要であり、その
ため、帯電ローラ２自体にも光が照射されるので、前露
光から発せられた熱が次第に蓄積して機内の温度を上昇
させ、現像手段６のトナー等に悪影響を及ぼす或いは帯
電ローラ２の抵抗値を変化させる。

【００１２】さらに、前露光３が感光体１と帯電ローラ
２の形成するニップ部直前の微少ギャツプに照射するの
で、前露光により生成した感光体１内のフオトキャリア
がニップ部通過後にも残存し、下流側ギャップでの帯電
をも除電してしまうことがあり、帯電効率が悪く、帯電
電位が均一にならない。

【００１３】また、上流側のギヤップと下流側のギヤツ
プの両方で帯電を行い、かつ、上流側では帯電と同時に
除電を行っているために常に放電電流が流れ、感光体１
の表面の劣化を促進し、感光体１の寿命を縮める等の課
題があった。

【００１４】本発明は上記ような従来の課題を解決する
ためになされたもので、均一で効率的な帯電ができ、か
つ、被帯電手段の耐久寿命を延ばす帯電方法と帯電装置
を提供することを第１の目的とする。

【００１５】また、本発明は、被帯電手段の耐久寿命を
延ばし、均一で効率的な帯電を行って白スジ等が生じる
ことなく、良質な画像が得られる画像形成装置を提供す
ることを第２の目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明に係る帯電方法は、移動する被帯電手段に当接若しく
は近接して配設され該被帯電手段と相対移動関係にある
帯電手段と、この帯電手段に電圧を印加する給電手段
と、前記被帯電手段上に電荷除去用の前露光を施すよう
に前記帯電手段より該被帯電手段の移動方向上流側に設
けた前露光手段とを有し、前露光照射領域の最下流点と
前記帯電手段の帯電開始点との距離１（ｍｍ）、前記被
帯電手段の移動速度をｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）、前記前露光
により被帯電手段に生成したフォトの光キャリアの寿命
をｔ（ｓｅｃ）としたときに、ｌ／ｖ＞＝ｔを満足する
ものである。

【００１７】請求項２に記載された発明に係る帯電装置
は、移動する被帯電手段に当接若しくは近接して配設さ
れ該被帯電手段と相対移動関係にある帯電手段と、この
帯電手段に電圧を印加する給電手段と、前記被帯電手段
上に電荷除去用の前露光を施すように前記帯電手段より
該被帯電手段の移動方向上流側に設けた前露光手段とを
有し、前露光照射領域の最下流点と前記帯電手段の帯電
開始点との距離１（ｍｍ）、前記被帯電手段の移動速度
をｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）、前記前露光により被帯電手段に
生成したフォトキャリアの寿命をｔ（ｓｅｃ）としたと
きに、ｌ／ｖ＞＝ｔを満足するものである。

【００１８】請求項３に記載された発明に係る帯電装置
は、帯電手段に印加する電圧は、直流電圧または交流電
圧に直流電圧を重畳した振動電圧であることを特徴とす
る。

【００１９】請求項４に記載された発明に係る帯電装置
は、前露光照射領域の最下流点と被帯電手段の帯電開始
点との間に遮光部材を設けたことを特徴とする。

【００２０】請求項５に記載された発明に係る帯電装置
は、帯電手段は一定の押圧力で被帯電手段に圧接させた
ことを特徴とする。

【００２１】請求項６に記載された発明に係る帯電装置
の帯電手段は、電圧を印加すべき芯金と、この芯金の表
面に形成した導電層およびその表面に形成した抵抗層と
からなることを特徴とする。

【００２２】請求項７に記載された発明に係る帯電装置
は、被帯電手段と帯電手段のいずれか一方または双方を
相対移動させることを特徴とする。

【００２３】請求項８に記載された発明に係る画像形成
装置は、請求項２から請求項５の内のいずれか１項に記
載の帯電装置と、被帯電手段表面に対して画像形成を実
行する画像形成プロセス手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００２４】請求項９に記載された発明に係る画像形成
装置の画像形成プロセス手段は、画像露光手段、現像手
段、転写手段、クリーニング手段、前露光手段を有し、
被帯電手段の移動方向の前記転写手段より下流側でかつ
該転写手段により前記被帯電手段から画像転写を受ける
被転写手段の上方側に前記前露光手段を設けたことを特
徴とする。

【００２５】請求項１０に記載された発明に係る画像形
成装置は、被帯電手段と転写手段とのニップ部へ照射す
る前露光手段の露光量が、画像露光量の２〜１５倍であ
ることを特徴とする。

【００２６】請求項１１に記載された発明に係る画像形
成装置の被帯電手段は、画像を形成する像担持体である
ことを特徴とする。

【００２７】請求項１２に記載された発明に係る画像形
成装置の像担持体は、基体の表面に形成した電荷発生層
と、この電荷発生層の表面に形成した電荷輸送層とを基
本構成体とすることを特徴とする。

【００２８】請求項１３に記載された発明に係る画像形
成装置の像担持体は、エンドレスベルト状であることを
特徴とする。

【００２９】

【発明の実施の形態】

実施の形態１ 図１は本発明の特徴を最も良く表す画像形成装置の画像
形成部近傍の概略を示す断図面であり、同図において、
１は被帯電手段である像担持体としてのドラム上の感光
体（以下、感光体ドラムと称する）、２は帯電手段であ
る帯電部材としてのローラ状の帯電部材（以下、帯電ロ
ーラと称する）、３は前露光手段である前露光光源とし
ての前露光照明ランプ、４は帯電直前の感光体ドラム１
への前露光の照射を阻止する遮光部材、５は画像露光手
段としての画像露光、６は現像手段としての現像装置、
７は転写手段としての転写装置、８はクリーニング装置
である。

【００３０】上記感光体ドラム１は、層状の導電性高分
子材料、すなわちアルミニウム等の導電性基体層とその
外周に形成された光導電層（被帯電面）を基本構成層と
するドラム型の電子写真感光体であり、この感光体ドラ
ム１は、支持軸（不図示）を中心に矢印ｂ方向に所定の
周速度ｖをもって回転駆動される。

【００３１】上記帯電ローラ２は、感光体ドラム１の被
帯電面に当接して、これを所定の極性・電位に一様に帯
電処理（除電処理を含む）する。この帯電ローラ２は、
中心の芯金２ａと、その外周に形成した導電層２ｂとさ
らにその外周に形成した抵抗層２ｃとを基本構成体とし
ている。

【００３２】そして、この帯電ローラ２は、芯金２ａの
長手方向（芯金に沿った方向) の両端部が不図示の軸受
け部材によって回転自在に支持されており、感光体ドラ
ム１に平行して配設されると共に、押圧手段（不図示）
によって感光体ドラム１の被帯電面に対して所定の押圧
力を持って圧接され、感光体ドラム１の矢印ｂ方向の回
転にともなって、矢印ｃ方向に従動回転する。

【００３３】帯電ローラ２の芯金２ａには不図示の給電
用摺動接点が接触していて、この接点を介して電源（不
図示）から直流電圧または振動電圧が印加されている。
これにより、感光体ドラム１の被帯電面１が所定の極性
・電位に接触帯電される。

【００３４】なお、帯電ローラ２は上述のように従動回
転させても良いし、感光体ドラム１の被帯電面の回転方
向に対して順方向又は逆方向に所定の周速度を持って積
極的に回転駆動するようにしても良い。さらには、回転
することなく、固定的に配設することも可能であるとと
もに、固定された平面状の感光体面に沿って帯電部材２
を移動させることも可能である。

【００３５】帯電ローラ２によって均一に帯電処理を受
けた感光体ドラム面に対し、目的情報の画像露光５（レ
ーザーピーム走査露光、原稿画像のスリツト露光等。本
実施例では原稿画像のスリット露光とする。）を施すこ
とで、その感光体ドラムの被帯電面に目的情報に対応し
た静電潜像を形成できる。この静電潜像は現像装置６に
おいてトナーが付着され、トナー像として順次、可視像
化される。

【００３６】このトナー像は、ついで転写装置７によ
り、転写紙９に転写される。転写装置７は、回転自在な
転写ローラ７と転写電源（不図示）とを備え、転写電源
によって転写紙９の裏面側からトナーと逆極性の帯電を
行うことによって、感光体ドラム１上のトナー像を順次
転写紙９の上面に転写する。ここで、転写紙９は、不図
示の搬送装置から感光体ドラム１の回転と同期取りされ
た適切なタイミングをもって、感光体ドラム１と転写装
置７との間の転写部へ搬送されたものである。

【００３７】トナー像の転写を受けた転写紙９は、続い
て感光体ドラム１から分離されて不図示の定着装置へ搬
送されてトナー像が定着され、その後、装置本体外部に
排出されるか、または、例えば、裏面にも像形成するも
のであれば、転写部への再搬送手段へ搬送される。

【００３８】トナー像が無くなった像転写後の感光体ド
ラム１は、クリーニング装置８のクリーニングブレード
によって残留トナー等の付着汚染物質が除去され、続い
て、前露光装置３によって電荷が除去され複写工程の１
サイクルが終了する。

【００３９】この前露光光源３と帯電ローラ２との間に
は、遮光板４が配設されており、前露光の照射位置と帯
電ローラ２と感光体ドラム１の当接部分までの距離ｌの
間、感光体ドラム１の表面に光が照射されないようにな
っている。すなわち前露光光源３により光を照射され、
感光体ドラム内にフオトキャリアが生成され、感光体ド
ラム表面の電荷を除去した後、感光体ドラム１の回転移
動に伴って遮光板４により暗黒化された部分を進むうち
に感光体ドラム内のフオトキヤリアはすべて消滅し、帯
電ローラ２と感光体ドラム１の近接部分ｄ（帯電領域）
では、感光体ドラム１の表面は、除電されかつ感光体ド
ラムのフオトキャリアが無い状態で帯電ローラ２により
帯電を受けるので、上流側ギャップ部の放電により所定
の電位まで帯電され該上流側ギヤップのみで帯電が終了
する。

【００４０】即ち、前露光が上流側ギャップ近傍又は上
流側ギャップ部に照射されると、完全にギャップ内に光
が照射された場合には上流側での帯電が除電され、さら
にはギャップ部で生成したフオトキャリアが感光体ドラ
ム１と帯電ローラ２の当接部分を通過しても残存し、下
流側のギャップで帯電ローラ２と感光体ドラム１間の放
電に因る帯電を一部除去してしまい、放電電流が無駄に
除去されるので、放電電流に対して帯電効率が悪く、か
つ感光体ドラムへの放電によるダメージが大きくなっ
た。

【００４１】また、上流側のギャップ内に光を照射しな
くとも、ギャップ領域近傍まで光を照射した場合、フオ
トキヤリアは帯電領域ｄ内でも十分に残存しているの
で、帯電電位が一部除去される。さらに感光体ドラム１
と帯電ロ一ラ２間においてもフオトキヤリアの影響によ
り徐々に感光体ドラムｌの表面電位は低下する。この状
態で下流側の感光体ドラム１と帯電ローラ２のギャップ
部で放電、帯電を行うと、帯電ローラ２と感光体ドラム
１表面の電位差が充分でなく、放電が安定しないため
に、部分的に放電が弱い部分ができ、白スジ等を発生す
る原因となる。

【００４２】図２は前露光の照射位置を変えた場合の感
光体ドラム１の表面電位が帯電ローラ２の付近での変化
の様子を表した図であり、図２において、縦軸は帯電電
位、横軸は感光体ドラム１と帯電ローラ２の相対位置を
表すものである。図において、実線２１は本発明に係る
実施の形態１の帯電の推移を表したもの、一点破線２２
は上流側ギャップ近傍まで前露光を照射した従来の帯電
での帯電の推移を表したもの、点線２３は上流側ギャッ
プ内まで前露光を照射した場合の帯電の推移を表したも
のである。

【００４３】一点破線２２は上流側ギャップ近傍まで前
露光を照射し、感光体ドラム１内にフオトキャリアが充
分に残存している状態で帯電ローラ２により帯電を行っ
た場合の帯電の推移であり、上流側ギャップでは放電に
よる帯電を受けるものの一部の電荷がフオトキヤリアに
より除去され続けるとともに、さらに感光体ドラム１と
帯電ローラ２との当接部においても電荷の減衰は徐々に
続いている。

【００４４】そして、下流側ギャップにおいて、感光体
ドラム１と帯電ローラ２間で放電が始まり帯電されてい
くが、感光体ドラム１の表面電位と帯電ローラ２の電位
差が小さいため、放電が不安定になり、部分的な放電ム
ラを生じ、３０〜５０Ｖ位の帯電リップルが生成し、白
スジ、黒スジとなって現れ、帯電の均一性に乏しく好ま
しくない。また、帯電電荷の除去と再帯電とが繰り返し
行われるので、放電電流量が増加し、その分、感光体ド
ラムの劣化を促進する。

【００４５】点線２３は上流側ギャップ内まで前露光を
照射した場合の帯電の推移であり、上流側ギャップにお
いても感光体ドラム１及び帯電ローラ２間の放電は行わ
れるが、帯電と同時に光による除電が行われるので、感
光体ドラム１の表面の帯電電位はほぼ０のままであり、
その状態のまま、感光体ドラム１と帯電ローラ２の接触
部を通過し、下流側ギャップでの放電により帯電が開始
される。この場合、フオトキヤリアがまだ充分に存在す
るために、感光体表面の電荷の一部が除去され続けるの
で、帯電電位は十分には上昇しないまま下流側ギャップ
より離間してしまう。

【００４６】従って、電位差の小さい状態での放電、帯
電現象が無いので、帯電の不安定による白スジ等の発生
は防止されるが、感光体ドラム１と帯電ロ一ラ２間では
上流側ギャップ部で常時、下流側ギャップで１度以上放
電が行われるため、帯電電位に対する放電電流量が非常
に多く感光体ドラムの劣化を促進する。

【００４７】これに対し、実施の形態１による実線２１
では、帯電開始時に感光体ドラム１のフオトキャリアが
消滅しているので、感光体ドラム１と帯電ローラ２の形
成する上流側ギャップでの放電で、所定の電位まで感光
体ドラム１表面の電位を上昇させ、その後は感光体ドラ
ム１と帯電ローラ２の当接部分及び下流側のギャップさ
らに帯電終了後まで表面の電位はほぼ一定に保たれる。

【００４８】この場合、放電は上流側ギャップの一部で
のみ行われるので、少ない放電で効率よく帯電され、か
つ、極めて均一な帯電を得ることができる。また、放電
量が小さく効率よくすることが可能なので、感光体ドラ
ム１の劣化を少なく抑えることが可能である。

【００４９】従って、従来の点線２３で示される上流側
ギャップに前露光を照射させ、白スジ等の発生を抑制し
たものに比べて、感光体ドラム１と帯電ローラ２の間に
同一の電位差を与えた場合、実質上流側ギャップのみで
帯電が行われるため、放電電流は約１／２になり、同一
耐久枚数に対して感光体ドラム１の削れ量はほぼ１／２
になる効果がある。

【００５０】また、感光体ドラム１上に同一の帯電電位
を与える場合には、ニップ部露光を上流側ギャップに照
射した場合は、感光体ドラム１と帯電ローラ２間の電位
差を多くする必要があり、瞬間的な放電パワーが増加す
る。このため、感光体ドラム１表面の劣化がさらに加速
され削れ量は増大する。これに対し、本実施の形態１の
構成では削れ量を１／３〜１／４に軽減することができ
る。

【００５１】さらに、放電パワーの増大に伴い、感光体
ドラム１の光導電性の劣化、感度の劣化（ｖｓ１のアッ
プ）も促進されるので、耐久枚数が進むと画像かぶり等
を生じ易かったが、本実施の形態１の帯電方法および帯
電装置では放電パワーの小さいままで所定の帯電電位が
得られるので、感光体ドラム１の感度の劣化は殆ど生じ
ない。故に、長期にわたり良好な画像を得ることができ
る効果がある。

【００５２】感光体ドラム１と帯電ローラ２で形成する
微少ギャップ（帯電領域ｄの幅）は、感光体ドラム１及
び帯電ローラ２の曲率、抵抗値、静電容量等の変化及び
感光体ドラム１と帯電ローラ２間に印加する電界により
変化する。この帯電領域ｄの幅を知るためには、感光体
ドラム１と帯電ローラ２間に所定の電位差を与える１０
〜１００μｓｅｃのパルスバイアスを印加し、感光体ド
ラム上の電位をみることで帯電領域ｄ及び帯電開始点を
知ることができる。

【００５３】本発明に係る帯電方法と帯電装置におい
て、帯電前にフオトキャリアを消滅させる条件として
は、フオトキャリアの寿命をｔとすると、前露光が終了
してから感光体ドラム１と帯電ロ一ラ２間の上流側ギャ
ップ部（帯電領域ｄの上流側端）までの距離を１とし、
感光体ドラム１の周速をｖとした場合に１／ｖ＞＝ｔの
関係になることが必要である。

【００５４】また、フオトキャリアの寿命長は一般に分
布を持つので、好ましくは１００％のフオトキャリアが
消滅する時間とすることであるが、感光体ドラム中の不
純物欠陥等により長寿命のフオトキャリアが存在する場
合には、帯電電位に影響の少ない範囲例えば全フオトキ
ヤリアの９８％が消滅する時間をｔとしてやることも本
発明の範囲に含むものである。

【００５５】感光体ドラムのフオトキャリアの寿命は、
光導電層の材質・厚み・周囲温度・湿度等の影響を受け
るが、実使用条件下でブラックアウト時間をフオトキャ
リアの寿命より長く設定すればよい。また感光体ドラム
表面部での前露光光の散乱等の影響、或いは、特に上流
側ギャップ部に光を照射した場合、光の照射角度が感光
体の接線方向に近くなるので、照射された光が感光体ド
ラム内を軸中心方向に進まず、感光体ドラム表層部を伝
搬し、感光体ドラム表面部の不純物欠陥等により散乱し
て感光体ドラム内部に吸収され、光の照射位置よりも下
流側でもフオトキャリアを形成する場合がある。

【００５６】この場合、物理的なフオトキヤリアの寿命
よりもこのような２次的なフオトキャリアの生成を考慮
した実質的なフオトキャリアの消滅までの時間をフオト
キャリアの寿命と称し、放電開始領域で残存フオトキャ
リアをなくすことが本発明の主旨である。

【００５７】然も、 本実施の形態１においては、 前露光
装置３と帯電ローラ２との間に遮光板４を設けて、帯電
領域上流側での露光をカットしているので、帯電ローラ
２に直接前露光が当たることは無くなり、放射熱に因る
昇温が防止され、帯電ロ一ラ２の乾燥・ゴム層の劣化等
による帯電ローラ２の抵抗値変化、表層の荒れ等の発生
が抑えられる。また、遮光板４により感光体ドラム１の
表層面に沿った光がカットされ、感光体ドラム１に対し
て法線方向の光のみとなるので、フオトキャリアの２次
的な生成が防止され、良好でかつ効率的な帯電、画像形
成を行うことができる効果がある。

【００５８】実施の形態２ 上記実施の形態１は感光体としてドラム形状のものを用
いたが、もちろん他の形状のものでも可能である。図３
は感光体の形状をエンドレスベルト状にしたものであ
り、他の前記図１と同一部分には同一の符号を付して重
複説明を省略する。

【００５９】本実施の形態２のように、感光体をエンド
レスベルト状とすることにより、帯電ローラ２の直前に
遮光部材４を設けなくとも、帯電ローラ２の上流側の感
光体表面への前露光の照射を防止できる構成を容易に作
ることが可能となる。

【００６０】実施の形態３ 上記実施の形態１、２においては、前露光用のランプの
位置は帯電ローラ２の上流側でクリーニング部材８の下
流側に配設したが、帯電ローラ２による帯電領域前でフ
ォトキャリアが消滅されていれば、この位置に限る必要
はなく、例えばクリーニング部材８の上流側に設けても
よい。

【００６１】図４はこの場合の実施の形態３を示すもの
で、図１と同一部分には同一符号を付して重複説明を省
略する。感光体として有機光導電体（以下、ＯＰＣ層に
称する）を用い、帯電・転写プロセスとしてはオゾンの
発生が少ない接触帯電、接触転写（両方ともローラ形状
のもの）、また定着器１０は例えば特開平２−１５７８
６号に記載されている省エネルギー性を追求したフィル
ム定着装置１０（いわゆるＳＵＲＦ定着装置）である。

【００６２】ＯＰＣ層は、帯電電位・転写後電位を高く
設定しすぎると、帯電メモリが発生する恐れがあり、特
に転写部においては転写紙９の有無により転写後電位が
大きく異なり、転写紙９のない部分（例えば最大原稿に
対して小サイズの転写紙を通したとき、転写紙９の通過
しない部分など）の転写後電位が高くなるため、ＯＰＣ
層中の不純物欠陥等により残電位が上昇する可能性が高
く、充分に転写電圧を上げることはできなかった。

【００６３】その結果、転写電圧が小さいため、記録紙
９と現像剤（トナー）の吸着が充分に行われず，ＳＵＲ
Ｆ定着部１０での急激な加熱による水蒸気の発生、膨張
による空気の流れで記録紙上の画像を乱すことがあっ
た。

【００６４】また、ＯＰＣ層の厚みを検知して露光光量
・帯電電圧・転写電圧を制御するものもあり、ＯＰＣ層
の厚みの検知する方法として、帯電ローラ２と感光体１
との間に流れる電流量を検知する方法が特開平５−３０
７３１５号公報に記載されている。

【００６５】しかしながら、帯電ローラ２と感光体１の
間に流れる電流量を検知する方法では、感光体１に流れ
る電流は、感光体ドラムの表面電位の変化量及びＯＰＣ
層の厚さ（容量）により決まるので、正確にＯＰＣ層の
厚さを知るためには、帯電部材２と感光体１の接触前の
該感光体上の電位を一定値にしておく必要がある。

【００６６】感光体ドラム上の電位を一定にするため
に、前露光を入れるのが一般的であるが、前述のように
帯電部材２とクリーニング部材８の間に設けると装置の
小型化を阻害する要因となっている。感光体ドラム１が
劣化し明部電位部が上昇してしまった場合、前露光では
感光体の電位を所定の値にすることができず、残留電位
が残り、この上に帯電したときの電流量は残留電位がな
い場合より小さくなるので、感光体ドラムの厚みを正し
く知ることができない場合があった。

【００６７】次に図４について、簡単に画像形成動作を
説明する。感光体ドラム１は不図示の駆動手段により矢
印ｂ方向に回転駆動される。帯電ローラ２には不図示の
電源により直流電圧または振動電圧が印加されており、
感光体ドラム１の表面に均一電位の接触帯電を行う。続
いて不図示の公知の画像露光手段により画像露光５が与
えられ、感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。そ
の静電潜像を公知の現像装置６のトナーにより頭像化
し、顕像化されたトナー像は不図示の電源により電圧が
印加された転写ローラにより記録紙である転写紙９に転
写される。転写されたトナー像を担持した転写紙９は不
図示の搬送装置によりＳＵＲＦ定着装置１０へ搬送さ
れ、加熱圧接されて定着される。一方、感光体ドラム１
は、残留したトナーがクリーニング装置８により清掃さ
れて、次の画像形成に供される。

【００６８】本実施の形態３の画像形成装置では、クリ
ーニング装置８の下部に照明装置３が設置され、感光体
ドラム１と転写ローラ７の形成するニップ部に該感光体
ドラムの回転方向の下流側より光を照射し転写・分離直
後の感光体ドラム１の表面電位を減衰させている。

【００６９】ここで転写後、露光の無い場合の転写の強
さ（転写後電位）と定着での画像乱れ、転写紙の搬送ス
ピードとの関係を説明する。感光体ドラム１が負極性帯
電、現像剤（トナー）がプラス、転写電界がマイナスの
場合を例にして説明する。

【００７０】転写の強さを示す転写ローラ７通過後の感
光ドラム１の表面電位（以後、転写後電位と称す）は、
同一の転写電界を与えても転写紙９の種類、有無等によ
り変化するが、転写後電位が最も高くなるのは転写紙の
無い場合である。

【００７１】転写紙として４６〜１２８ｇ／ｃｍ² の紙
を使用し、トナーとして平均粒径６〜１１μｍ程度の範
囲で帯電量が＋９〜１２μｃ／ｇ程度の粒子を用いた時
には、非通紙部のべ夕白部の転写後電位を−９００Ｖ以
上にすると、良好な転写性が得られる。この値は、転写
紙９の搬送速度を２０〜２００ｍｍ／ｓｅｃまで変化さ
せても同一であった。これは感光ドラム１上のトナーを
転写紙９に転写させる電荷量は、速度に依存せずほぼ一
定であると言うことである。

【００７２】これをフィルム定着装置１０で定着動作を
行った場合、転写後電位・転写紙の搬送速度・定着での
画像乱れの間に密接な関係がある。ここで定着での画像
乱れについてその原理を簡単に説明する。

【００７３】フィルム定着装置１０では、フィルム１０
ａがヒータ１０ｂと加圧ローラ１０ｃの形成するニップ
部１０ｄで集中的に加熱が行われるので、転写紙９につ
れられて来る転写紙回りの空気、転写紙中の空気がニツ
プ部１０ｄの熱による膨張、また、転写紙中の水分がニ
ップ部１０ｄの熱により気化・膨張することにより，ニ
ップ部入り口側で転写紙９上の未定着画像を吹き飛ばす
ことによって、定着での画像乱れを生じる。

【００７４】この定着部での画像乱れを防止する方法と
して、転写紙９の吸湿を防止する目的で給紙カセツトを
温める方法、ニップ部投入前の転写紙９及び空気を温め
る、例えばニツプ部入り口側の加圧ローラ、，定着フィ
ルム等を事前に温め、ニップ部内での空気、水分の急激
な気化・膨張を抑える方法、気化・膨張した空気を逃が
す方法、ニップ部１０ｄで電界をかけ、トナーを転写紙
９に押さえつける方法等が提案・実用化されている。し
かしながらいずれの方法も定着器１０を複雑にし、コス
トアップの要因となっている。

【００７５】表１〜４は転写紙９の吸湿状態、転写紙９
の搬送速度、転写後電位（非通紙部）と画像乱れの関係
をまとめたもので、○は画像乱れの発生の無いもの、×
は画像乱れの発生したものを示す。

【００７６】

【表１】

【００７７】

【表２】

【００７８】

【表３】

【００７９】

【表４】 フィルム定着装置１０はキャノン製複写機ＦＣ２用のも
のを用い、それぞれの速さでトナーが良好に定着する温
度で行ったものである。出願人等の実験によると、画像
形成・転写プロセスの速度を変化させても、転写後電位
（非通紙部）が同一であれば、各定着速度に対して画像
乱れの発生の仕方が同一であった。これは転写紙９の搬
送速度にかかわらず転写後、電位が同一であれば、トナ
ーと転写紙９との吸着力が等しいことを意味している。

【００８０】表より、画像の乱れは、転写紙９の搬送速
度が速いほど、転写紙９中の水分量が増加するほど悪く
なっている。これはトナー像を定着させるためにある一
定の熱量が必要であり、その熱量により膨張する空気の
量が一定なので搬送速度が速い方が膨張した空気が逃げ
にくく、画像乱れが発生しやすく又水分量が多いと気化
する水蒸気量が増加するために乱れが発生しやすいと考
えられる。

【００８１】本実験では転写後電位（非通紙部）が９０
０Ｖ未満の場合では、転写性能が充分でない場合がある
ために実験を行っていない。また、転写後電位が−２０
００Ｖ以上では、出願人等は使用した感光体では、転写
ローラ７と感光体ドラム１のアース基板との間で印加電
圧がリークする場合があり、実験を割愛したが、感光体
ドラムの耐電圧性が高まり、より転写後電位を高くして
やれば、転写紙９とトナーの吸着力が高まり、さらに速
度アップしても画像乱れが生じないと考えられる。

【００８２】しかしながら、従来の画像形成装置におい
ては転写後電位を−１５００Ｖ以上に設定すると、電荷
の注入が促進され、ＯＰＣ層中の不純物、欠陥等によ
り、帯電メモリ、残電位の上昇等の感光体の劣化を生じ
るので、従来は使用することができなかった。

【００８３】然るに、本実施の形態３の画像形成装置に
よれば、転写ローラ７と感光体ドラム１の回転方向の下
流側ニップ部へ露光するので、転写後、感光体ドラム表
面の電位が直ちに減衰されるので、実質的に電荷の注入
等に因る感光体ドラムの劣化が防止されるため、転写電
界を大にすることが可能になり、転写紙９とトナーの吸
着力をアップさせるので画像乱れ等を防止できる効果が
ある。

【００８４】さらに、転写直後に露光を浴びさせ、（本
実施の形態３では画像露光量の約５倍、一般的には帯電
電位を完全に減衰させるために画像露光量の２〜１５倍
程度の露光量を照射する。画像露光量の２倍未満では充
分に減衰されない場合があり、また、１５倍以上では光
メモリが発生する恐れがある。）直ちに電位を落として
いるので、感光体１への残留トナーの付着力が弱まり、
クリーニングを容易に行うことが可能になり、設定許容
範囲を広く取ることができると共にクリーニング圧を小
さめに設定することにより、感光体１の削れ量を一層少
なくすることができ、感光体１の寿命を延ばす効果があ
る。

【００８５】また、小サイズ紙を連続通紙しても、電荷
注入による感光電位の劣化（残電位の上昇）が発生しな
いので、均一に安定して電位を減衰させることができ、
帯電ローラ２と感光体１問に流れる電流量が安定し、感
光体１のＯＰＣ層の厚みを正確に検知することができ
る。したがって、この検知値によって適切な制御が可能
になり、より高品位の画像を提供することが可能にな
る。また、クリーニング装置８を遮光装置４と兼用する
こともできる。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果が得られる。即ち、 １）帯電手段の被帯電手段の移動方向上流側に該被帯電
手段上の電位をクリアするための前露光手段を有し、前
露光照射領域の最下流点と帯電手段の帯電開始点との距
離１（ｍｍ）と被帯電手段の移動速度をｖ（ｍｍ／ｓｅ
ｃ）とし、前記前露光により被帯電手段に生成したフォ
トキャリアの寿命をｔ（ｓｅｃ）としたときに、１／ｖ
＞＝ｔを満足するように構成したので、前露光照射によ
って帯電前の被帯電手段の電荷がすべて除去され、か
つ、帯電手段との間に形成される上流側ギャップ部での
帯電時に被帯電手段中のフオトキャリアがすべて消滅し
ているので、帯電が一回で均一に行われ、かつ、電位の
減少が無く、総放電を抑制でき、被帯電手段の表面の劣
化を最小限に抑える効果がある。

【００８７】２）上記の効果を有すると共に、高品位な
画像を供給でき、しかも被帯電手段の寿命の長い画像形
成装置を提供できる効果がある。

【００８８】３）前露光照射領域の最下流点と帯電手段
の帯電開始点との間に遮光手段を設けて構成したので、
実質的な前露光照射方向を制限し、被帯電手段と帯電ロ
一ラの形成する上流側ギャツプ部に入射してくる被帯電
手段の接線方向の光をゼロにすることができ、より帯電
領域前でのフォトキャリアの消滅ができる。この結果、
より均一で効率的な帯電を行い、より高画質で被帯電手
段の寿命の長い画像形成装置を提供できる効果がある。

【００８９】４）有機光導電体を感光層とした無端運動
可能に支持された被帯電手段とその周囲に帯電手段、画
像露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、
転写後前露光手段、転写したトナー像を被転写手段へ転
写させる定着手段を具備し、被帯電手段の移動方向の転
写位置より下流側でかつ被転写手段の上方側に転写後前
露光手段を設け、画像露光量の２〜１５倍の露光量を転
写手段と被帯電手段のニップ部へ照射するように構成し
たので、定着部での画像乱れが無く、被帯電手段の表層
の厚みを正確に検知でき、均一な帯電がえられ、かつ被
帯電手段の長寿命化を実現した画像形成装置を提供でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１における帯電装置を用
いた画像形成装置の主要部の概略断面図

【図２】 感光体ドラムと帯電ローラの接触部付近での
感光体ドラムの表面電位の変化を示した図

【図３】 本発明の実施の形態２における帯電装置を用
いた画像形成装置の主要部の概略断面図

【図４】 本発明の実施の形態３における帯電装置を用
いた画像形成装置の主要部の概略断面図

【図５】 従来の画像形成装置の主要部の断面図

【符号の説明】

１ 感光体ドラム（被帯電手段） ２ 帯電ローラ（帯電手段） ３ 前露光光源（前露光手段） ４ 遮光部材（遮光手段） ５ 画像露光装置（画像露光手段） ６ 現像装置（現像手段） ７ 転写部材（転写手段）、 ８ クリーニング装置（クリーニング手段） ９ 転写紙（被転写手段）

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動する被帯電手段に当接若しくは近接
   して配設され該被帯電手段と相対移動関係にある帯電手
   段と、この帯電手段に電圧を印加する給電手段と、前記
   被帯電手段上に電荷除去用の前露光を施すように前記帯
   電手段より該被帯電手段の移動方向上流側に設けた前露
   光手段とを有し、前露光照射領域の最下流点と前記帯電
   手段の帯電開始点との距離１（ｍｍ）、前記被帯電手段
   の移動速度をｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）、前記前露光により被
   帯電手段に生成したフォトキャリアの寿命をｔ（ｓｅ
   ｃ）としたときに、ｌ／ｖ＞＝ｔを満足することを特徴
   とする帯電方法。
2. 【請求項２】 移動する被帯電手段に当接若しくは近接
   して配設され該被帯電手段と相対移動関係にある帯電手
   段と、この帯電手段に電圧を印加する給電手段と、前記
   被帯電手段上に電荷除去用の前露光を施すように前記帯
   電手段より該被帯電手段の移動方向上流側に設けた前露
   光手段とを有し、前露光照射領域の最下流点と前記帯電
   手段の帯電開始点との距離１（ｍｍ）、前記被帯電手段
   の移動速度をｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）、前記前露光により被
   帯電手段に生成したフォトキャリアの寿命をｔ（ｓｅ
   ｃ）としたときに、ｌ／ｖ＞＝ｔを満足することを特徴
   とする帯電装置。
3. 【請求項３】 帯電手段に印加する電圧は、直流電圧ま
   たは交流電圧に直流電圧を重畳した振動電圧であること
   を特徴とする請求項２に記載の帯電装置。
4. 【請求項４】 前露光照射領域の最下流点と被帯電手段
   の帯電開始点との間に遮光部材を設けたことを特徴とす
   る請求項２に記載の帯電装置。
5. 【請求項５】 帯電手段は一定の押圧力で被帯電手段に
   圧接させたことを特徴とする請求項２から請求項４のう
   ちのいずれか１項に記載の帯電装置。
6. 【請求項６】 帯電手段は、電圧を印加すべき芯金と、
   この芯金の表面に形成した導電層およびその表面形成し
   た抵抗層とからなることを特徴とする請求項２から請求
   項４のうちのいずれか１項に記載の帯電装置。
7. 【請求項７】 被帯電手段と帯電手段のいずれか一方ま
   たは双方を相対移動させることを特徴とする請求項２か
   ら請求項４のうちのいずれか１項に記載の帯電装置。
8. 【請求項８】 請求項２から請求項７のうちのいずれか
   １項に記載の帯電装置と、被帯電手段表面に対して画像
   形成を実行する画像形成プロセス手段とを備えたことを
   特徴とする画像形成装置。
9. 【請求項９】 画像形成プロセス手段は、画像露光手
   段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、前露光手
   段を有し、被帯電手段の移動方向の前記転写手段より下
   流側でかつ該転写手段により前記被帯電手段から画像転
   写を受ける被転写手段の上方側に前記前露光手段を設け
   たことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 被帯電手段と転写手段とのニップ部へ
    照射する前露光手段の露光量は、画像露光量の２〜１５
    倍であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装
    置。
11. 【請求項１１】 被帯電手段は、画像を形成する像担持
    体であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装
    置。
12. 【請求項１２】 像担持体は、基体の表面に形成した電
    荷発生層と、この電荷発生層の表面に形成した電荷輸送
    層とを基本構成体とすることを特徴とする請求項１１に
    記載の画像形成装置。
13. 【請求項１３】 像担持体は、エンドレスベルト状であ
    ることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。