JPH03123370A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、画像形成装置に関する。

より詳しくは、回転（回動も含む）駆動されるドラム型
やベルト型等の電子写真感光体ψ静電記録誘電体等の像
担持体面を所定の電位に均一帯電処理（以下１次帯電と
記す）する工程を含む作像プロセス手段により目的画像
情報の可転写画像を形成担持させ、該可転写画像を像担
持体面に給送した転写材面に転写帯電手段により転写し
て画像形成を実行する方式の画像形成装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の画像形成装置において上記の１次帯電や
転写帯電を行なわせる手段機塁としてはワイヤ電極とシ
ールド電極を主構成部材とするコロナ放電器が広く利用
されている。

しかしコロナ放電器もしくはその利用には次のような問
題点があった。

１）高電圧印加 像担持体（以下感光体と記す）上に５００〜７００ｖの
表面電位を得るために４〜８ＫＶといった高電圧をワイ
ヤ電極に印加する必要性があり、シールド電極及び本体
へのリークを防止すべくワイヤ電極からシールド電極の
距離を大きく維持する等のために放電器自体が大型化し
、又高絶縁被覆ケーブルの使用が不可欠である。

２）帯電効率が低い ワイヤ電極からの放電電流の大半はシールド電極へ流れ
、被帯電体たる感光体側へ流れるコロナ電流は総放電電
流の数パーセントにすぎない。

３）コロナ放電生成物の発生 コロナ放電によってオゾン等の発生があり、装置構成部
品の酸化、感光体表面のオゾン劣化による画像ボケ（特
にこの現象は高湿環境下にお−いて著しい）が生じ易く
、またオゾン吸収・分解フィルタ及びフィルタへの気流
発生手段であるファンが必要である。

４）ワイヤ汚れ 放電効率をあげるために曲率の大きいワイヤ電極（一般
的には６０〜１１００ＩＬの直径のもの）が使用される
が、ワイヤ表面に形成される高電界によって装置内の微
小な塵埃を集塵してワイヤ表面が汚れる。ワイヤ汚れは
放電にムラを生じ易く、それが画像ムラとなってあられ
れる。従ってかなり頻繁にワイヤや放電器内を清掃処理
する必要がある。

そこで最近では上記のような問題点の多いコロナ放電器
を利用しないで、接触帯電手段（直接帯電手段）を利用
することが検討されている。

接触帯電手段は外部より電圧を印加した帯電部材を被帯
電体面に接触させることにより被帯電体面に電荷を直接
付与して所定の表面電位に帯電（除電も含む）処理する
ものである。

前記画像形成装置における感光体面の１次帯電や転写帯
電を接触帯電で行なう場合は、感光体面や転写材裏面に
、例えば１〜２ＫＶ程度の直流電圧、或いは直流電圧と
交流電圧の重畳電圧等の電圧を外部電源より印加した導
電性弾性ゴムローラ等の帯電部材を接触させることによ
り、感光体表面あるいは転写材裏面に電荷を直接付与し
、感光体表面を所定の電位に帯電させたり、転写材へ感
光体表面上のトナー像を静電転写させるものである。

しかしながら、上記の接触帯電装置においては、従来の
コロナ放電器に比較して印加電圧が約１〜２ＫＶという
低電圧で感光体上に所望の電位（約５００Ｖ〜１００Ｏ
Ｖ）を得ることができる反面、帯電部材が感光体表面に
接触しているために、感光体に打痕あるいは金属粉等の
異物が混入して感光体の背面電極に通ずる導電路が形成
されると、帯電部材から過剰な電流が流れ、帯電部材に
印加された電圧が降下するという問題点があった。

上記の感光体へのリーク電流による帯電部材の電圧降下
は、帯電部材の感光体長手方向接触領域全域にわたって
、帯電不良を生じ正規現像では白帯１反転現像では黒帯
が画像上に現われ、著しく画像品位を低下させる。さら
に、感光体背面電極への過剰電流は画像形成装置の電気
制御系統の誤動作や破損を生じさせる等のおそれがあっ
た。

帯電部材の上記の電圧降下は帯電部材の表面抵抗が低い
場合に発生するので、感光体への過剰電流が流れず、印
加電圧が降下しない程度に帯電部材の抵抗値を上昇させ
れば良好な画像が得られる。しかしその場合において帯
電部材の抵抗値が上昇すると、感光体あるいは転写材へ
の電流が流れにくくなり、帯電能力が低下してしまう。

このように考えると接触帯電部材の抵抗値は、対リーク
性により下限が決定され、対帯電能力によって上限が決
定される。

５　　　　　？ 具体的は、１０〜１０Ωｃｍ程度の範囲に抵抗値を調整
する必要がある。これらの抵抗値を得るためには、一般
的には１０〜１００ｃｍ程度の絶縁性の材料に導電粉（
例えばカーボン粉）を分散させる場合が多い。

ところで、このようにして得られた適当な範囲の抵抗値
をもつ帯電部材は、環境の変動に応じて、帯電部材の抵
抗値が変動してしまう、特に低湿環境下では抵抗値が数
オーダー程度上昇してしまい、帯電部材に同一電圧を印
加しても、環境によって帯電電位が異なってしまい、低
湿環境下においては、感光体の電位が２００〜３００Ｖ
程度低下してしまう不都合があった。

この問題点に対して、帯電部材に対する電圧印加電源と
して、定電圧電源の代わりに定電流電源を用いることで
対応する技術が特開昭５８−１３２３５８号公報に記載
されている。その記載によれば、低湿環境下でも、感光
体の表面電位が充分に、また他環境と同程度に得らる。

而してこの定電流制御式の接触帯電手段を前述画像形成
装置の１次帯電に用いた場合は各環境を通じて感光体面
の均一に安定した帯電を実現できる。しかしながら、転
写帯電に用いた場合は以下のような問題が生じる。即ち
、いま仮に転写用−の接触帯電部材がローラであったと
すると、一般に、この種の装置においては、使用可能な
最大サイズの転写材以下の範囲で小型の転写材をも使用
できるようになっているのが普通であり、このため、小
サイズの転写材を通紙使用したときには、感光体と転写
ローラとが直接当接する部分が存在することになる。こ
の場合、感光体と転写ローラが直接当接する部分へ電流
が良く流れるので、最大サイズ転写材を通紙使用したと
きに転写ローラにかかる電圧に比べて電圧降下が生じ、
通紙領域にはほとんど電流が流れなくなり、転写不良が
発生してしまう、このように転写帯電を接触帯電で行な
う場合は定電圧制御と定電流制御のいずれの方式によっ
ても、すべての環境においてすべてのサイズの転写材に
対して良好な転写性をもたせることは困難であった。

このような問題点の解決手段として、本出願人は、転写
部位が非画像域の場合には転写手段を定電流制御してこ
のときの電圧をホールドし、転写部位が画像域の場合は
前記ホールドし、た電圧で転写手段を定電圧制御するこ
とを先に提案した。この手段によれば、定電圧制御と定
電流制御の両者の利点のみを利用でき、両者の欠点は全
く生じないためにすべてのサイズの転写材に対して、あ
らゆる環境下において安定して良好な転写性が得られる
。

しかしこの場合の画像形成装置においては、１次帯電に
おいても転写帯電においても同様な接触帯電部材を別個
にもっている。従ってコストが多くかかるばかりでなく
装置構成上のスペースもとられてしまい、装置の小型化
に不利である。

また、１次帯電と転写帯電との各々に印加する電圧のＯ
Ｎ１０　Ｆ　Ｆ等を制御する必要があり。

制御する信号が増加して複雑となる欠点がある。

そこで更にその改善発明として本出願人は、感光体の１
回転目で帯電巾潜像形成・現像工程を行い　２回転目で
転写のクリーニング工程を行い、１次帯電と転写帯電と
を共通の導電性帯電部材でおこなうことを特徴とする２
回転１コピー式の装置を提案した（特開昭Ｅ１３−１９
４２８３号公報）。

これによれば、接触帯電のメリットを活かせかつ構成上
のメリットも大きい。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の２回転ｌコピー式の装置の場合は感光体の１回転
目に帯電・潜像形成・現像工程を行なうために、１回転
目においてはクリーニング装置を感光体に接触しないよ
うに解除しなければならない。

現在広く用いられているブレード方式のクリーニング装
置においてはクリーニングブレードを感光体に強く当接
させており、またクリーニングブレードの当接位置・圧
・角度がクリーニング性能に大きな影響を及ぼす、従っ
てクリーニングブレードを感光体に対して安定にセット
したり、解除したりする手段構成が難しく、コストをア
ップさせることにも、構成が大がかりにもなる欠点があ
る。

本発明は同じく２回転１コピー式で、また１次帯電・転
写帯電の手段として接触帯電手段を利用する画像形成装
置であるが、上述のような問題点を解消した装置を提供
することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、 回転駆動される像担持体面を所定の電位に帯電する１次
帯電工程を含む作像プロセス手段により目的画像情報の
可転写画像を形成担持させ、該可転写画像な像担持体面
に給送した転写材面に転写帯電手段により転写して画像
形成を実行する画像形成装置であり、 前記１次帯電と転写帯電は電圧を印加した帯電部材を像
担持体面もしくは像担持体面に給送された転写材裏面に
接触させることで像担持体面もしくは転写材裏面を帯電
処理する共通の接触帯電手段で実行され、 像担持体の′１１回転目シーケンス中において１次帯電
工程が実行され、２回転目のシーケンス中において潜像
形成・現像・転写・分離・クリーニングの工程が実行さ
れる、 ことを特徴とする画像形成装置 である。

また本発明は、上記の画像形成装置において、像担持体
の少なくとも前回転あるいは１回転目のシーケンス中の
一部において、前記接触帯電手段を定電流制御して、こ
のときの電圧をホールドし、２回転目のシーケンス中の
少なくとも前記接触帯電手段と像担持体とのニップ部に
転写材が存在するときに前記ホールドした電圧を所定の
値だけ増幅あるいは減衰させた電圧を前記接触帯電手段
へ印加して定電圧制御することを特徴とする画像形成装
置である。

（作　用） 像担持体の１回転目のシーケンス中には１次帯電工程を
、２回転目のシーケンス中には潜像形成（露光）壷現像
・転写（転写帯電）・分＃（像担持体面からの転写材の
分Ｉｔ）・クリーニングの工程を行なわせる方式とする
ことで、像担持体の１回転目である１次帯電だけの工程
中においてクリーニング手段のクリーニング部材が像担
持体に接触していても接触帯電部材で１次帯電処理され
た像担持体の電位は乱されないので、クリーニング手段
は像担持体の全工程期間を通じて像担持体面にクリーニ
ング部材を所定に当接させた状態にさせておくことが可
能となる。

即ちクリーニング手段の像担持体に対する接離揺動手段
機構が不要となるので装置構成が簡略化される。そのた
めコストダウン・省スペース化・小型化等を図ることが
できる効果がある。

また像担持体の１次帯電工程である１回転目においては
接触帯電手段を定電流制御することで、例えば低湿環境
下で接触帯電部材の抵抗値が高くなっても同じ電流を流
すため接触帯電部材への印加電圧が増大して所定の電流
が流される。

よって接触帯電部材の抵抗値の変動があっても像担持体
へは所定の電流が流されることで常に必要十分な１次帯
電処理が可能となる。

そして転写工程時には、定電流制御時にホールドした電
圧にもとづく制御電圧による定電圧制御にすることで、
転写部に小サイズの転写材が通紙されても転写に必要な
充分な電界が転写材にかかるので良好な転写を行なうこ
とが可能となる。

即ち通紙使用可能なすべてのサイズの転写材に対してあ
らゆる環境下において安定した良好な転写性が得られる
。

（実施例） 実施例１（第１・２図） 第１図は本発明に従う一実施例画像形成装置の要部の概
略構成図である。

１は像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下
感光ドラムと記す）である、本例の感光ドラム１は所定
の周速度（本例７０厘層／５ｅｃ）で矢示Ａの時計方向
に回転駆動されるｏＰｃ感光ドラムである。Ｓｅ＠Ｃｄ
Ｓ＊ａ−３ｔ等の他の光導電性物質を利用した感光ドラ
ムを用いることもできる。ドラム型でなく回動ベルト型
等の形態の感光体を用いることもできる。

２は現像装置、４は１次帯電手段と転写帯電手段を兼ね
る接触帯電部材、５はクリーニング装置、８は像露光用
開口部である。

接触帯電部材４は本例の場合ローラ型である（以下帯電
ローラと記す）、帯電ローラ４は感光ドラムｌと軸線を
ほぼ並行にして感光ドラムに所定の圧力をもって圧接し
てあり、本実施例においては、１００ｃｍの抵抗のゴム
強度アスカＣ４０°のローラを用いた。感光ドラムｌと
帯電ローラ４のニップは２〜３ｍｍであり、矢示Ｂの如
く感光ドラムｌの回転周速とほぼ等速に回転駆動される
。

第２図はこの第１図例装置のシーケンスを示すタイミン
グチャートである。以下このタイミングチャートに従っ
て画像形成過程を説明する。

まずメインモータの信号がＯＮになり、感光ドラムｌの
１回転目のシーケンスがスタートする。

メインモータのＯＮ信号とともに感光ドラムｌは第１図
中の矢示Ａの方向に回転する。感光ドラムｌの１回転目
は１次帯電工程のみを行なうために、像露光信号も現像
バイアス信号もＯＦＦであり、像露光りも、現像もされ
ない、現像装置２が非接触現像方式のものであれば、現
像を行なわない１回転目と、現像を行なう２回転目とで
は、現像バイアスを１回転目にＯＦＦ、２回転目−にＯ
Ｎすれば良いが、例えば接触現像方式である２成分磁気
ブラシ現像等であれば１回転目には現像しないようにバ
イアスを逆バイアスとするか、現像装置の加圧を解除し
て、感光ドラム１に対して磁気プテシを非接触にしてお
く必要がある。このようにして、回転感光ドラム１面は
現像部を現像されない状態で通過した後に帯電ローラ４
との接触部へ至る。

帯電ローラ４へは定電流・定電圧電源７よりバイアスが
印加される。定電流Φ定電圧電源７は文字通り定電圧制
御も定電流制御も可能な電源である。第２図のタイミン
グチャートをみればわかるように、感光ドラムｌの１回
転目においては、定電流制御を行なっている０本実施例
では、プロセススピード７０　ｍｍ／ｓｅｅで、−１９
ｐＡの定電流制行っている。この帯電ローラ通過後に感
光ドラムｌの表面の電位は約−７００ｖに均一に接触帯
電（１次帯電）される、帯電ローラ４は定電流制御され
ているので、たとえば低湿環境下で帯電ローラ４の抵抗
値が高くなっても、同じ電流を流すために帯電ローラ４
への印加電圧が増大して、所定の電流を流す、よって帯
電ローラ４の抵抗値の変動があっても、感光ドラムｌへ
は所定の電流が流れるので必要十分な帯電が可能となる
。かくして、感光ドラムｌの１回転目の１次帯電工程は
終了する。このとき帯電ローラ４に印加された電圧をｖ
ｌとしてホールドしておく。

この感光ドラムｌの１回転目の１次帯電工程過程時にク
リーニング装置５のクリーニングブレード５ａやスクイ
シート５ｂが感光ドラム１面に接触していても帯電ロー
ラ４による感光ドラムｌの１吹寄電電位は実質的に乱さ
れず、ブレード５ａやスクイシート５ｂは感光ドラム１
面に所定に接触させた状態のままでよい、即ちクリーニ
ング装置５の感光ドラム１に対する接離揺動手段機構は
不要である。

次に感光ドラムｌが２回転目に入ると、不図示の像露光
手段により露光用開口部８を介して１次帯電処理済みの
感光ドラム１面に目的画像情報に対応した像露光りがな
されることにより感光ドラム１面に露光情報に対応した
静電潜像が形成され（画像露光・潜像形成工程）、その
ＩＷ像が現像装置２によりトナー画像として現像されて
いく（現像工程）　そしてその現像トナー画像は不図示
の給紙部からタイミングローラ（レジストｅｒ−ラ）３
ａ、シートパス３を介して感光ドラムｌと帯電ローラ４
との間（転写部）に給送された転写材Ｐの面に帯電ロー
ラ４による転写帯電により順次に転写されていく（転写
工程）、感光ドラムｌと帯電ローラ４との間を通った転
写材は不図示の分離手段により感光ドラム１面から順次
に分離され（分離工程）、搬送装置６で不図示の定着装
置へ導入されて画像定着を受ける。また転写材が分離さ
れた転写後の感光ドラム１面はクリーニング装置５で転
写残り現像剤（トナー）やその他の付着汚染物の除去を
受けて清浄面化され（クリーニング工程）、繰り返して
作像に供される。

第２図のタイミングチャートによれば画像露光りと現像
バイアスが２回転目開始の少し後にＯＮされる。はぼ同
時期にタイミングローラ３ａの信号がＯＮとなり、転写
材Ｐが転写部へと搬送される０画像露光りを受けて静電
潜像が形成された感光ドラムｌは現像装置２により現像
され、トナー像（顕像）となる０画像露光りと同期がと
られたタイミングローラ３ａのＯＮ信号とともに転写部
へと搬送された転写材Ｐは転写部（感光ドラムｌと帯電
ローラ４とのニップ部）において。

感光ドラム１上に形成されたトナー像の転写を受ける。

ところで、帯電ローラ４に印加するバイアスは、転写材
Ｐが転写部へ至る直前まで定電流制御を行っているが、
転写材Ｐが転写部へ至る直前に定電圧制御に切り換わり
、転写材Ｐが転写部を通過している間は少なくとも定電
圧制御を行なう、このときの制御する電圧は、先程の１
回転目の定電流制御を行なった際の印加電圧をホールド
した値すなわちＶｔを基にして、０．８〜１．５倍程度
のｖ２の値を印加する。

転写部の通紙時期においては、帯電ローラ４が定電圧制
御されているので、小サイズ紙等が通紙されても、転写
に必要な充分な電界が紙にかかっているので良好な転写
を得ることが可能となる。

このようにして、転写工程を終了した感光ドラム１の表
面は、転写残りトナー等をクリーニング装置５によって
クリーニングされ、再使用される。

以上、画像形成装置として複写機を例にとって正規現像
で説明してきたが、正規現像の複写機に限定されること
なく、レーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタ、ＬＣＳ
プリンタ等のプリンタ、及びこれらのプリンタを利用し
たデジタルコピアなどに本発明は実施可能であり、また
イメージ露光、バックグラウンド露光の露光方式、正規
現像・反転現像等の現像方式にもよらず利用できる。

実施例２（第３・４図） 本実施例は実施例１の画像形成装置において接触帯電手
段としての帯電ローラ４にかえて帯電ベルト９を用いた
ものである。

接触帯電手段としてベルト形状をとることにより、感光
ドラムｌと帯電手段９とのニップが容易にかつ充分にと
れるので、安定した帯電・転写が可能となる。また、ニ
ップ部が広い為に転写材Ｐの搬送も安定するメリットも
ある。シーケンスは先の実施例１で示したものがそのま
ま適用可能である。実施例１においては、１次帯電・転
写帯電ともＤＣ印加であったが、１次帯電は帯電の安定
性・均一性においてＡＣを重畳したＤＣを印加しても良
い。

その場合のシーケンスタイミングチャートを第４図に示
す、第４図において感光ドラム１の１回転目は帯電ベル
ト９にＡＣ重重畳Ｃ電圧が印加されている。ＡＣ成分は
定電流制御されており、ＤＣ成分は定電圧制御される。

帯電ベルト９の抵抗値の変化によって抵抗値が上昇する
と、ＡＣ成分のＶＰＰが増大して電流値を所定の値に持
ち上げる。帯電ベルト９の抵抗値が低下すると、ＡＣ成
分のＶＰＰが減少して電流値を下げる。

この定電流制御をした際のＶＰＰをホールドしておく、
これをＶｐとする。また、ＤＣ成分は所定の電圧ＶＤ　
　（例えば概略感光体のＶＤ電位に等しい電位）に定電
圧制御される。

このとき、帯電ベルト９に対するＤＣバイアス切換信号
はＯＦＦである。よってあらかじめ設定している所定の
値ＶＤに定電圧制御する。このとき１画像露光・現像バ
イアス・タイミングローラの信号はＯＦＦであり、１次
帯電工程のみがドラム１回転目に実行される。

感光ドラム１が２回転目になると、帯電ベルト９のＡＣ
印加がＯＦＦとなる。しかしながら、帯電ベルト９のＤ
Ｃ成分は定電圧制御されている。ＡＣ印加がＯＦＦされ
たと同時に帯電ベルト９のＤＣバイアス切換信号はＯＮ
となる。この信号によっていままで定電圧制御をしてい
た電位レベルＶＤをＶに変更する（■は感光ドラム１回
転目にホールドしたＶｐの値を基に決定した値）、よっ
て転写材Ｐを通紙中は、帯電ベルト９にはＶなる電圧が
定電圧で印加されている。この状態において小サイズ紙
を通紙しても充分な転写電界が得られるので転写不良等
は発生しない。

以上のＡＣ印加の系は帯電ベルト９に限ることなく、実
施例１の帯電ローラ４にも実施できる。

（発明の効果） 本発明に依れば、２回転１コピー式で、１次帯電・転写
帯電の手段として接触帯電手段を利用する画像形成装置
について、クリーニング装置はクリーニング部材を像担
持体面に所要に接触させたままにすることが可能となり
、クリーニング装置の像担持体に対する接離揺動手段機
構を必要とせず、従って装置構成が簡略化され、コスト
ダウン・省スペース化・小型化等を図ることができる。

また、少なくとも前回転及び１回転目のシーケンス中の
一部において接触帯電部材を定電流制御して１次帯電を
実行させ、このときの電圧をホールドし、２回転目のシ
ーケンス中の少なくとも転写ニップ中に転写材が存在す
るときに前記ホールドした電圧をもとに定電圧制御する
ことにより、すべてのサイズの転写材に対して、あらゆ
゛る環境下において安定して良好な転写性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う−実施例画像形成装置の要部の概
略構成図。 第２図はシーケンスのタイミングチャート。 第３図は他の装置例の要部の概略図。 第４図は°シーケンスのタイミングチャート。 ｌは像担持体としての感光ドラム、２は現像装置、４・
９は１次帯電・転写帯電兼用の接触帯電部材としての帯
電ａ−ラもしくは帯電ベルト、７は定電流・定電圧電源
、５はクリーニング装置、６は搬送装置、８は像露光用
開口部、Ｐは転写材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転駆動される像担持体面を所定の電位に帯電す
   る１次帯電工程を含む作像プロセス手段により目的画像
   情報の可転写画像を形成担持させ、該可転写画像を像担
   持体面に給送した転写材面に転写帯電手段により転写し
   て画像形成を実行する画像形成装置であり、前記１次帯
   電と転写帯電は電圧を印加した帯電部材を像担持体面も
   しくは像担持体面に給送された転写材裏面に接触させる
   ことで像担持体面もしくは転写材裏面を帯電処理する共
   通の接触帯電手段で実行され、 像担持体の１回転目のシーケンス中において１次帯電工
   程が実行され、２回転目のシーケンス中において潜像形
   成・現像・転写・分離・クリーニングの工程が実行され
   る、 ことを特徴とする画像形成装置。
2. （２）請求項１に記載の画像形成装置において、像担持
   体の少なくとも前回転あるいは１回転目のシーケンス中
   の一部において、前記接触帯電手段を定電流制御して、
   このときの電圧をホールドし、２回転目のシーケンス中
   の少なくとも前記接触帯電手段と像担持体とのニップ部
   に転写材が存在するときに前記ホールドした電圧を所定
   の値だけ増幅あるいは減衰させた電圧を前記接触帯電手
   段へ印加して定電圧制御することを特徴とする画像形成
   装置。