JPH0486880A - 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】 ［発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、感光体等の像担持体に静電潜像を形成し、こ
の静電潜像を現像して、用紙等の被転写材に画像を形成
する画像形成装置に関する。

（従来の技術） この種の画像形成装置としては、電子写真装置や静電プ
リンタ等が知られている。これらの画像形成装置では、
感光体上に静電潜像を形成した後、該静電潜像に現像剤
を静電的に付着させて現像剤像を形成し、続いて、現像
剤像を用紙に転写することにより画像を形成している。

また、転写後の感光体上には静電潜像および転写しきれ
ない現像剤が残存しているので、この残存現像剤をクリ
ーニング装置により除去し、続いて、静電潜像を除電装
置により除去している。

ところで、近年、装置の小型化が要求されており、たと
えば、時開昭和４７−１１５３８号公報には現像装置と
清掃装置とを一つの装置で兼用することにより装置を小
型化する方法が開示されている。この方法は、一つの現
像装置において、感光ドラムが一回目にここを通過する
際に静電潜像を現像し、続いて２回目に現像装置を通過
させて転写後の残留像を清掃している。しかし、従来の
この方法では、現像装置に対して感光ドラムが２回目の
通過に差掛かる際にそこから残留像が除去されるために
、記録スピードが半分になってしまうとともに、感光ド
ラムの周面全体の寸法以上の記録面積が得られないとい
う問題があり、必然的に感光ドラムを比較的大きな寸法
にしなければならなくなり、装置を十分小さくすること
ができない。

一方、米国特許番号３６４９２６号公報には、静電潜像
の一回目の通過の際に、静電潜像の現像と、前回転写後
残存している現像剤との清掃を同時にする現像装置を用
いることにより、スピードに関する欠点を解決する方法
が開示されている。

しかしながら、この従来の装置においては、転写後の残
留像を感光ドラム上に残したまま、その上から次の帯電
、静電潜像の形成、そして現像することになる。したが
って、帯電においては、残存している潜像およびトナー
像に重ねて帯電し、さらに、このトナー像の上から次の
像露光を行うために均一な帯電および潜像の形成が損な
われてしまい、前記工程の残像が、いわゆるメモリ画像
として、次の画面に重なって現れるため、画像が不鮮明
になるという欠点がある。このような現像は、特に、ソ
リッド部（現像剤が広い範囲にわたり付着する領域）と
前工程で形成された文字等の残留像とが遭遇した場合に
生じやすく、しばしば潜像のみならず現像剤も十分除去
できないために現像剤像も残像メモリとして残りそのま
ま用紙に転写されてしまうこともある。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来の画像形成装置では十分な信頼性が得
られず、しばしば鮮明な画像が得られないという問題が
あった。また、使用する感光体ドラムを記録サイズより
小さくすることも実現していなかった。

この発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、鮮明
な画像を得ることができる小型の画像形成装置を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、上記課題を解決するために、像担持体の表面
に潜像を形成する潜像形成手段と、この潜像形成手段に
より形成された潜像を現像剤を用いて可視化するととも
に、前記像担持体の表面に残存する現像剤を除去する現
像清掃手段と、この現像清掃手段により前記像担持体の
表面に付着した現像剤を転写材に転写する転写手段と、
この転写手段よる転写がされた後に、前記像担持体の表
面に残存する現像剤を撹乱する撹乱手段とを具備する画
像形成装置において、前記撹乱手段は、前記像担持体に
対し摺接する複数段の摺接部材からなり、かつ少なくと
も一つの摺接部材の摺接面が前記像担持体の回転方向に
対し所定の角度をもった凹凸部からなるものであること
を特徴とする。

第２の発明は、像担持体の表面に潜像を形成する潜像形
成手段と、この潜像形成手段により形成された潜像を現
像剤を用いて可視化するとともに、前記像担持体の表面
に残存する現像剤を除去する現像清掃手段と、この現像
清掃手段により前記像担持体の表面に付着した現像剤を
転写材に転写する転写手段と、この転写手段よる転写が
された後に、前記像担持体の表面に残存する現像剤を撹
乱する撹乱手段とを具備する画像形成装置において、前
記撹乱手段は、前記像担持体に対し摺接する複数段の摺
接部材からなり、がっ最下流の摺接部材の前記像担持体
の回転方向に対する長さが他の摺接部材よりも長くされ
ていることを特徴とする。

（作用） 本発明では、撹乱手段が像担持体に対し摺接する複数段
の摺接部材からなり、がっ最下流の摺接部材の像担持体
の回転方向に対する長さが他の摺接部材よりも長くされ
ているので、１明な画像を得ることができ、かつ装置の
小型化を図ることができる。

（実施例） 以下、本発明を図面に示す一実施例を参照して説明する
。

第１図は、この発明に係る画像形成装置を示すもので、
その本体Ｈの略中央部には、記録すべき像の面積よりも
小さな記録面を（すなわち、小さな径の）像担持体とし
ての感光体ドラム１が矢印Ａ方向に回転自在に設けられ
ている。前記感光体ドラム１は、有機感光体（ＯＰＣ）
系の光導電材料から形成されており、ドラム径は４０ｒ
ａｍである。

また、前記感光体ドラム１の周囲にはその回転方向に沿
って順次、除電手段７、現像剤撹乱手段２、スコロトロ
ン帯電器３、静電潜像形成手段４、現像清掃装置５、転
写ローラ６が配設されている。

以下、この実施例による電子複写装置の動作について説
明する。感光体ドラム１を矢印Ａ方向に回転させ、感光
体ドラム１の周面をスコロトロン帯電器３により約−５
００〜−８００■に帯電する。続いて、この帯電領域に
画像情報に応じてＥＬ（エツジエミッタアレイ）からな
る静電潜像形成手段４から光ビーム８を照射して露光し
、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。

なお、本発明の一実施例においては、静電潜像形成手段
としてＥＬを用いているが、本発明においては、レーザ
、液晶シャッタやＬＥＤ等の光源によるものでも同等支
障はない。

前記静電潜像は次に現像清掃装置５と対面する現像清掃
位置に搬送される。

前記現像清掃装置５には摩擦帯電性のいわゆるー成分の
現像剤Ｔを収納するホッパ９が設けられており、このホ
ッパ９内には現像剤Ｔを感光体ドラム１に対面する位置
に向けて搬送するとともに、感光体ドラム１に残留して
いる現像剤Ｔをホッパ９内に戻す現像ローラ１０が設け
られている。

前記現像ローラ１０には、１０２〜１ｏ８Ω印の電気抵
抗を有する図示されない導電性表面層と、この内部には
発泡ウレタンあるいはシリコンゴム、ＥＰＤＭ等による
図示されない弾性層が配置されて全体として弾力性のあ
るローラを構成している。

上記現像ローラ１０には、現像剤Ｔを摩擦帯電しつつ、
薄層を形成するためのリン青銅やウレタンあるいはシリ
コン樹脂等からなる弾性ブレード１３が押圧されており
、ここを通過する現像剤Ｔは感光体ドラム１と同極性の
負の摩擦帯電を帯びて１層〜３層程度の現像剤層を形成
する。なお、上記現像ローラ１０の表面は現像剤Ｔとの
摩擦帯電を考慮して、また適度な弾性と摩擦性を考慮し
て選ぶ必要がある。

上記表面層の材質としては、たとえば、ウレタン樹脂に
導電性カーボンを１０〜３０重量％混合したものを塗布
して形成している。さらに、上記現像ローラ１０には図
示されないバイアス電源が接続されており、上記表面層
と導通している。これにより、現像および清掃時に所定
の現像バイアスが印加される。ホッパ９内にはスポンジ
状現像剤搬送ローラ１５が設けられており、ホッパ９内
の現像剤Ｔの凝集防止と、搬送供給の役割を果たしてい
る。

現像清掃装置５の現像ローラ１０からは現像剤（以下、
トナーと呼ぶ）Ｔが送り出され、これが静電潜像に弾性
的に、かつ、変形によりニップ幅をもって接触しトナー
Ｔを付着させてトナー像を形成する。この場合、トナー
Ｔは光の照射域に付着し、いわゆる反転現像される。ト
ナーＴはブレード］３および現像ローラ１０の表面層と
の摩擦により、約−５〜−３０μｃ／ｇ（マイクロクー
ロン／グラム）に帯電されており、現像ローラ１０には
約−１５０〜−４５０■の電圧が印加される。

現像後のトナー像は、次に転写ローラ６と対面する転写
領域に搬送される。一方、転写領域には、給紙ローラ２
０の回転により給紙ユニット１９から用紙Ｐが感光体ド
ラム１の回転に同期して送られてくる。

この用紙Ｐは転写ローラ６によりその裏面がプラスに偏
奇したバイアスが印加され、感光体ドラム１の表面上の
トナー画像は静電気的に用紙Ｐに引寄せられて転写され
る。ここにおいて、転写ローラ６は図示されない電源に
より、プラスに偏奇された交流のバイアスが回転軸に与
えられ、転写ローラ６の両端部に設けたシリコン樹脂に
導電性カーボンを５〜４０重量％混合してなる導通部を
介して、ローラ表面の１０５〜１０９Ω（至）の導電性
表面部に電圧が印加されるようになっている。なお、転
写ローラ６の表面は付着する現像剤や紙粉等の異物を清
掃しやすくするため、表面の平滑性と、低摩擦性を備え
た材質が好ましく、本例では、導電性ポリフッ化樹脂、
導電性ポリエステル等を用いており、クリーニングブレ
ードにより良好にクリーニングされる。また、ローラ全
体のゴム硬度としてはＪＩＳ法の比較測定で２５〜５０
°の柔軟なものが、転写ローラ６の感光体ドラム１に対
する押圧力の許容度が広く良好であった。

また、転写後の用紙Ｐは定性器２１に送られ、ここでト
ナーが用紙Ｐに溶融定着された後、排出される。

第２図は、第１図における像担持体周囲の拡大図であり
、転写後、感光体１に残った転写残りトナーは、除電手
段７を通過すると、像担持体１上の静電潜像はおおかた
除電されている。現像剤撹乱手段２である導電性ブラシ
２ａおよび２ｂは感光体ドラム１の回転とともに摺擦さ
れ、転写残りトナーが十分に撹乱・非パターン化される
。

このように、静電潜像が消去され、転写残りトナーも非
パターン化された後、帯電手段であるスコロトロン３に
より感光体１は所定の電位に帯電される。この際、像担
持体１上に非パターン化され、霧状の散乱しているトナ
ーもマイナスに帯電され、現像清掃装置５においてクリ
ーニングされ、上述の工程を繰返す。

なお、除電手段７は、赤色のＬＥＤを使用している。し
かし、転写残りトナーの上から感光体の電荷を除電する
ため、通常のクリーニング装置を有する除電光量に比べ
て強い光を必要とする。除電ランプを光源としたときの
半減光量の約８倍〜２０倍の光量を必要とし、前記現像
剤撹乱手段２は１０３〜１０９Ωｌの電気抵抗を有する
繊維（商品名トレカ、カイノール等）で作られた第１の
像撹乱部材であるブラシ２ａ（以下、ブラシ２ａ）およ
び第２の像撹乱部材であるブラシ２ｂ（以下、ブラシ２
ｂ）を有し、上記感光体ドラム１に摺接するよう上流側
にブラシ２　ａ　ｓ下流側にブラシ２ｂが配置されてお
り、ブラシ２ａにはマイナスの直流バイアス、ブラシ２
ｂにはプラスに偏奇された交流バイアスが印加されてい
る。

次に、クリーナレスプロセスの詳細について説明する。

転写後の感光体ドラム１の表面にはわずかながら転写し
切れずに残留したトナー像および静電潜像が残留してい
る。残像している静電潜像は、除電手段７である赤色Ｌ
ＥＤ６により消去される。

しかし、転写残りトナーが光を遮蔽するため、クリーナ
を有する装置のより除電光量を大きくする必要がある。

除電ランプを光源としたときの半減光量の８倍以上の光
量を必要とする。次に、転写残りトナー像は現像剤撹乱
手段２に搬送されて非パターン化される。現像剤撹乱手
段２では、前述の通り、ブラシ２ａをトナー像および静
電潜像に接触させて静電的および機械的な力を及ぼして
、判読不良な状態まで細かく残留像を乱す。よって、現
像剤撹乱手段２を通過した後の感光体ドラム１表面上の
トナーＴは十分に小さな霧状に分布しており、もはや文
字または画像としての情報は有していない。このように
、転写残りトナー像が、十分非パターン化された後、帯
電工程に戻る。

スコロトロン帯電器３により帯電された感光体ドラム１
は、帯電後、静電潜像形成手段４により露光されて静電
潜像が形成され、再び（２回目）現像清掃装置５に対面
する現像清掃位置に到達する。この場合、第２回目に形
成された静電潜像において、露光部（トナーが付着すべ
き画像部）および非露光部（非画像部）においてもロー
ラ転写により大幅に減少している上、予めほぼ均一に、
かつ十分に薄く残留トナーは散らされているがら、露光
ムラが生じない。したがって、第２回目の現像において
も、露光後、残留電位が均一となるため均一なトナー画
像が得られる。ここにおいて、既述したように、現像ロ
ーラ１０はＪＩＳゴム硬度測定法で３０〜７０°の弾性
を有するとともに１０２〜１０８Ωの導電性を有するた
め、現像ローラ１０に線荷重として２０〜１５０ｇ／■
の荷重を加え、かつ　１．５〜４倍の速度差をもって押
圧摺接することにより、　１〜４＋ｎ＋ｓの接触幅にツ
ブ）を生じ、このニップにおいて、残留トナーと現像ロ
ーラ１０上のトナーＴとが撹乱摺擦されるため、強い摩
擦力が生じ、清掃能力が増強される。

しかも、トナーＴだけで現像剤が形成されているため、
スジやハキメ状の画質低下も生じない。

さらに、非露光部では、現像バイアスによる吸引力が感
光体ドラム１のそれより勝るために付着していたトナー
Ｔは次々に現像清掃装置５に引付けられて回収される。

すなわち、現像ローラ１゜には、露光部の残留電位と非
露光部の電位との間適切な値の現像バイアスを印加する
ことにより、現像ローラ１０から露光部に新たなトナー
が（０８するとともに、同時に非画像領域（非画像部）
に付着している残留トナーはここから現像ローラ１０に
引付けられて回収される。この場合、残留トナーは少量
で、かつ現像剤撹乱手段２において予め小さな霧状に分
散しているから、現像清掃装置５は残留トナーを効率よ
く回収することができ、回収不良を生じることがない。

このようにして、感光体ドラム１を重複回転させて重複
使用し、枚の記録像を得る。

そして、現像および清掃後、トナー画像は転写ローラ６
と対面する位置において用紙Ｐに転写される。以下、同
様な工程が繰返される。

前記転写ローラ６による良好な転写特性範囲動作環境）
を第３図（ａ）に斜線で示した。バイアス条件はＤ　Ｃ
＋６００Ｖ、　Ａ　Ｃ１８００，２ｋＨｚである。同じ
く、従来の転写コロナによる測定を同図（ｂ）に示した
。この比較により、転写ローラ６に（よれば、相対湿度
３０〜８５％の範囲で転写効率は８５％以上を得ている
のに対し、多湿環境下でコロナ転写方式では３０〜５０
％の湿度範囲でしか８５％以上の転写効率が得られず、
また、７０％以上の多湿環境では６０％以下の転写効率
になってしまう。コロナ転写方式を、清掃装置を持たな
い、いわゆるクリーナレス記録装置で用いると、多湿下
において転写残留トナーが急増し、現像剤撹乱手段２や
現像清掃装置５に大きい負担をかけることになる。

転写残留トナーの増加は、現像剤撹乱手段２に蓄積され
るトナーが増加することを意味し、機内汚れを発生させ
たり、転写残りトナーの非パターン能力の低下を引起こ
す。

現像剤撹乱手段２の転写残りトナーの非バタン能力が低
下すると、転写残りパターンのメモリが発生したり、現
像清掃装置５で十分クリーニングを行うことができず、
カブリが発生する。よって、クリーナレス記録装置にお
いては、接触転写方式を採用することが望ましい。

以上のことから、弾性導電性の転写ローラ６による接触
式の転写により、極めて高効率で、かつ広範囲な環境に
わたって転写残留トナーを軽減するとともに、転写時、
転写紙に直接接触するため、用紙Ｐに付着している紙粉
も効率よく吸着除去するため、転写後、感光体ドラム１
に残留する付着物は極めて減少し、転写残りトナーの電
荷の逆転も発生せず、メモリ発生を防止することができ
る。

さらに、転写ローラ６を用いることで、用紙Ｐを機械的
に押圧するので、転写抜け（部分的に転写しないこと）
防止されることや、紙のサイズや質にも影響が少なく鮮
明な画像が転写される。

この実施例によれば、小さな径の感光体ドラム１を使用
しても、従来発生していたメモリ画像の発生が皆無とな
るばかりか、清掃不良をも防止することができる。

次に、現像剤撹乱手段２および転写ローラ６に印加する
バイアスに交流と直流を重畳させる効果について説明す
る。

転写残りトナーはマイナスの直流バイアスが印加されて
いるブラシ２ａにより、転写ローラにより一部プラスに
極性が変化したトナーを吸着・電荷注入および像担持体
への逆付着によりマイナス極性に揃えた後、交流バイア
スが印加されたブラシ２ｂにより、転写残りトナーはブ
ラシ２ａと感光体ドラム１の間で転移・逆転移を繰返す
。前記ブラシ２ａおよびブラシ２ｂは表面が均一でなく
凹凸を有し、かつ第４図に示すように感光体ドラム１と
の当接部において前記感光体ドラム１の回転方向に対し
て方向性（配向角α）を有しており、感光体ドラム１の
回転に伴い、ブラシのどの部分に付着するかにより、逆
転移の際、感光体ドラムへ付着する位置が変わってくる
。よって、転移・逆転移を繰返していくうちに、徐々に
パターンがずれていき、転写残りの文字やライン等のパ
ターンが乱され、現像剤撹乱手段２を通過した後はパタ
ーン情報が失われている。

第５図は、前記配向角αと画像レベルの関係を示したグ
ラフであり、前記グラフ縦軸の画像レベルは、メモリ評
価用チャートにおける全環境を通しての総合評価レベル
であり、１〜５の５段階評価を用いた。なお、３以上は
許容レベル、４以上は良好なレベルとした。

第５図より前記配向角αは、あまり角度が大きくなると
感光体ドラム１の駆動トルクが増大するだけでなく、現
像剤撹乱手段からトナーが逆転移する際に像担持体上に
横ラインを形成しやすいため５°〜６０°もしくは一６
０°〜−５０１好ましくは１０°〜４５″　もしくは−
１０°〜−４５°の範囲で良好な効果が得られた。

さらに、第４図に示すように像担持体の移動方向におい
て下流側のブラシ２ｂは、上流側のブラシ２ａよりも像
担持体の移動方向に対して直角な方向の長さが長くなっ
ており、すなわち、第１の像撹乱部材（上流側のブラシ
）２ａを通過後のトナーを確実に第２の像撹乱部材（下
流側のブラシ）２ｂで受けることにより転写残りトナー
の非パターン化をより容易に行うことができる。

また、前記現像剤撹乱手段２の感光体ドラム１とつの当
接部における凹凸部の幅および深さにおいてはトナーの
平均粒径よりも大きくないと現像剤撹乱手段からトナー
が逆転移する際に感光体ドラムへ付着する位置がずれに
くいことがわかった。

すなわち、本発明の一実施例の現像剤撹乱手段であるブ
ラシにおいては、第６図に示される如くブラシ２ａおよ
び２ｂの繊維１本間で感光体ドラム１によって構成され
る空間Ｚがとトナーの平均粒径よりも大きいことが条件
となり、トナーの平均粒半径ｒｔ（μｍ）、ブラシ２ａ
の繊維半径をｒ（μｍ）とすれば、 ｒ＞ＳＱＲ［（ｒ＋ｒｔ）　２−ｒ２］＋ｒｔ上記不等
式を整理すると、 ｒ＞４ｒｔ となり、ブラシ２ａの繊維半径はトナーの平均粒半径の
４倍以上あればよく、実験による結果とも一致した。

上記現像剤撹乱手段２の効果は複数のブラシに印加する
各々のバイアスの極性が異な゛ればよく、すなわち、交
流バイアスの時に限らず、直流のみのときでもよい。

また、前記現像剤撹乱手段２の方向性をもった凹凸部は
複数のブラシ全てに持つ必要はなく、少なくとも１つ以
上あれば問題はなく、複数のブラシに採用する場合にお
いても、本発明の一実施例である第４図に示すような位
相の異なるものを用いなくても同位相のものでもよい。

なお、本発明の一実施例においては、現像剤撹乱手段２
として第１の像撹乱部材および第２の像撹乱部材を各々
１つのブラシにて構成されているが、本発明の意図する
ところはそれにとどまらず、第１および第２の像撹乱部
材が複数のブラシで構成されてもよく、また上記第１お
よび第２の像撹乱部材の材質は各々異なったものでもよ
い。

以上のように、ＡＣ成分を有するバイアスを印加するこ
とおよび前記現像剤撹乱手段２を前述のような形状のも
のを用いることにより、転写残りトナーの転移・逆転移
を繰返し発生させ、転写残りトナーの非パターン化を達
成することができる。

なお、トナーの転移・逆転移は、ブラシと感光体ドラム
の電位差が３００ｖ以上でないと起こらないため、バイ
アス波形のピークが第７図に示すように、画像領域の電
位（つまり、露光部電位）に対し交番していなくてはな
らない。たとえば、表面電位が一５５０Ｖ、露光部電位
が一７０Ｖである場合、ＤＣ成分かＯｖである場合は、
ＡＣのピークｔｏピークは、７４０Ｖ以上で効果を得る
ことができる。しかし、十分に転写残りトナーの非パタ
ーン化を行い、かつ画像メモリの発生を防ぐためには、
トナー極性とは逆のＤＣバイアスを重畳させ吸着させな
がら、一部のトナーは非パターン化しつつ感光体に逆転
移させることが望ましい。よって、ＡＣにプラスのＤＣ
を重畳したバイアスを印加することが有効である。たと
えば、ＤＣ成分が＋２００ｖの場合、ＡＣはピークｔｏ
ピークで１１４０Ｖ以上で良好な効果が得られる。

しかしながら、十方向にＤＣバイアスを印加した場合、
トナーを吸廿する方向になるためブラシ２ａにはトナー
が蓄積しやすい。

そのため、紙間やイニシャライズ動作、プリント終了動
作時に積極的にトナーを吐出す動作をすることが望まし
い。吐出し動作としては、紙間や、イニシャライズ動作
時や、プリント終了動作時に、マイナスの直流バイアス
を印加したり、マイナスに偏奇した交流を印加する等の
方法が考えられる。

また、十分に転写残り像の非パターン化を行うためには
、転移・逆転移の往復運動を複数回行う必要がある。

第４図に示す構成のブラシを用いて、ブラシ２ｂにＤ　
Ｃ＋　４００ＶとＡ　Ｃ１４００Ｖ　　（ピークｔｏピ
ーク）を印加して、周波数を２００Ｈ２から５ｋＨｚま
で変化させ画像メモリの発生を調べた結果を第７図に示
す。

なお、実施例のブラシの構成は、布に直径２０〜２００
ｕｍ　、抵抗値約１０５Ω・印の繊維を布に縫い付け、
それを、アルミ板でかしめたブラシを形成した構成とな
っている。ブラシの突出し長さは約８順、長さは感光体
ドラムの回転方向の上流に当接する部分稈長くなってい
る。

ここで、クリーナレスプロセスにおけるメモリ画像につ
いて説明する。

転写残りトナー像が十分に非パターン化されずに帯電プ
ロセスでコロナを浴びるとトナー像のある部分も一５５
０ｖに帯電される。

この時、転写残りトナーは、帯電コロナにより強くマイ
ナスにチャージされる。この転写残りトナー像の部分が
次のプロセスサイクルにおいて非画像部、つまり露光を
浴びない場合、現像清掃器５により感光体ドラム１より
除去されるべきである。しかしながら、転写残りが多い
場合で、かつ十分非パターン化されていない場合には十
分にクリーニングされないため、転写手段６において転
写され、白地に黒のメモリパターンが現れる。これをポ
ジメモリと呼ぶ。

また、転写残りトナ一部分が、次のプロセスサイクルに
おいて、ベタやハーフトーン等の画像部、つまり露光部
であると転写残りトナーが露光を遮断するため、感光体
ドラム１の表面電位は減衰しない。もしくは、転写残り
トナーのない部分より減衰が少ない。

この状態で現像を行われると、転写残りトナーのある部
分は現像電界が弱まるため、ベタやハーフトーンの中が
転写残りトナーパターンの形で抜けたり、濃度が低くな
ったりする。これをネガメモリと呼ぶ。

一般的に、ネガメモリ（特に、ハーフトーンに対する）
が発生しやすい。

第８図は、ＡＣ周波数を変化させて面積率５０％のハー
フトーン中の２ドツトラインのネガメモリを測定したも
のである。白抜きは非メモリ部分のハーフトーン濃度、
黒塗りはネガメモリ部の濃度（いずれもマイクロデンシ
トメータにて測定）を示す。両者の差が、濃度差で０．
０５以内でれば目視の判定でほぼ良好と判断される。第
８図の実線で示す通り、約３００Ｈｚから４ｋＨｚまで
の周波数において、良好なメモリのない画像を得ること
ができた。

実施例のプロセス速度は７２ｍ／ｓｅｅ、ブラシ２ｂと
像担持体とのニップをほぼ５ｍ＋ｓにすることによって
、３００１１ｚの周波数においてほぼ２０回程度の転移
・逆転移を繰返している。つまり、２０回以上の転移・
逆転移を行うことにより転写残りの非パターン化が達成
されていることがわかる。

次に、ブラシ２ｂと像担持体１とのニップをほぼ２ｍｍ
１こして同様のテストを行った。約７００Ｈｚから４ｋ
Ｈｚの周波数において良好なメモリのない画像を得るこ
とができた。

約２３程度度の転移・逆転移を行うことにより転写残り
画像の非パターン化が達成されている。

方、周波数が高すぎるとトナーが電界の変化に追従でき
ず、転移・逆転移を行うこと・ができず、約４ｋＨｚを
超える周波数では転写残りトナーの非パターン化を行う
ことができない。

次に、転写ローラに交流バイアスを印加する効果につい
て述べる。転写ローラに交流バイアスを印加することに
より、転写領域でトナーは振動電界を受け、揺り動かさ
れる。それにより、転写感度が高くなり、転写効率が上
昇する。転写バイアスとして交流バイアスを印加するこ
とによるもう一つの効果は、転写中抜けの減少である。

接触式は転写方式においては、接触圧力が大きすぎると
、トナー付着部分での過圧力により、ラインや文字等の
転写中抜けが発生しゃすい。この中抜けを防止する策と
しては、トナーの流動性を上げたり、転写手段６と像担
持体に速度差を持たせることにより、トナー像を微視的
に崩すことにより圧力を分散させる方法が考案されてい
る。転写バイアスとして交流バイアスを印加することに
よりトナー像が揺り動かされると、同様に微視的にトナ
ー像を崩すのと同等の効果が得られる。転写バイアスを
Ｄ　Ｃ＋　８００Ｖ、　Ａ　Ｃ２１０ｏｖ　　（ピーク
ｔ。

ピーク）の条件で、周波数を２００Ｈｚから５ｋＨｚま
で変化させて、転写効率（３０度８０％）、および文字
中抜けの発生を調べた。適正周波数領域は、［１００１
１ｚから３．５ｋｌｌｚであった。この理由は、ブラシ
のところで述べた理由と同様で、周波数が低いと揺り動
かされる回数が少なく効果かうすい。また、周波数が高
すぎると電界の変化に追従できず、やはり転写中抜けが
発生しやすい。

この時の転写ニップは約２．５關である。次に、転写ロ
ーラ６の硬度を低くし、転写圧力を変化せずに転写ニッ
プを約４＋ｕにして同様の実験を行った。

適正周波数領域は、４００Ｈｚ〜３．５ｋＨｚ程度であ
っ。

転写ニップにおいて２０周期以上の振動が与えられるこ
とにより、転写中抜けのない良好な画像が得られること
がわかった。

第１図の装置で、ブラシ２ａバイアスＤＣ−４００■、
ブラシ２ｂバイアスＤ　Ｃ＋　４００Ｖ、Ａ　Ｃ１４０
０Ｖｐｐ１周波数２ｋｌｌｚ、転写バイアスＤ　Ｃ＋６
０ＯＬ　Ａ　Ｃ２１００Ｖｐｐ　、周波数２ｋｌｌｚ、
表面電位−５５０■、露光部電位−７０Ｖの条件にて、
紙間では、転写バイアス、ブラシバイアスともにＯＦＦ
させて２万枚に印字テストを行ったところ、転写抜けも
なくメモリ画像もない良好な印字が維持された。以上説
明してきたように、現像剤撹乱部材に交流バイアスを印
加して、転写残り画像の非パターン化を行うことにより
、帯電ムラやメモリ画像のない良好な印字を行うことが
できる。

また、周波数が高すぎると、電界の変化にトナーが追従
できず、逆に低すぎると、十分に像担持体と像撹乱部材
の間でトナーの転移・逆転移が行われず、転写残りトナ
ーの非パターン化が十分行われず、メモリ画像や画像ム
ラが発生する。

また、接触転写を行うことにより、多湿環境でも転写効
率が良好で転写抜は等のない良好な転写を行うことがで
き、さらには、交流バイアスを印加することにより、接
触転写方式の問題点である、文字やライン画像の転写中
抜けの発生も防止できる。上記像撹乱手段のみてもクリ
ーナレスプロセスにおいて、メモリ画像や、画像ムラを
軽減させるのに有用であり、また、上記転写手段は通常
の記録装置における転写効率（特に、多湿環境の）を高
めるのに有用である。

しかしながら、転写効率を高めること、多湿環境におい
ても転写抜は等が発生しないこと、文字やラインの中抜
けが発生しないという特性は、特にクリーナレスプロセ
スの転写手段として有用であり、上記像撹乱手段と転写
手段をクリーナレスプロセスにおいて併用すると効果は
絶大である。

第１図の装置で、ブラシ２ａバイアスとしてＤＣ−４０
０Ｖ、ブラシ２ｂバイアスとしテＤ　Ｃ＋　４００Ｖ、
Ａ　Ｃｔ４ｏｏｖｐｐ　、周波数２ｋＨｚを重畳したも
のを印加し、転写ローラバイアスとして、ＤＣ＋６００
ＶとＡＣ２１００Ｖｐｐ　、周波数２ｋｔ（ｚを印加し
、感光体表面電位−５５０■、露光部電位７０Ｖにて３
万枚のプリントテストを行ったところ、転写抜けもなく
、メモリ画像やハーフトーンのムラ等もない良好な画質
が維持された。

なお、上記実施例では、最も小形化される例として、非
磁性−成分現像方式を用いたが、これに限定されるもの
ではなく、他に知られる磁性−成分プラン法、ファーブ
ラシ法、カスケード法等に用いても実現可能であること
はいうまでもない。

また、現像剤撹乱部材の例として、導電性もしくは抵抗
性ブラシを使用したものについて説明したか、像担持体
との当接部が前記像担持体の回転方向に対して方向性を
もった凹凸部を有しているものであれば、形状としては
第９図および第１０図に示すような導電性もしくは抵抗
性のシート状のものやローラ状のものでもよく、材質と
してはスポンジ、ラバー等の導電性もしくは抵抗性を有
してバイアスを印加しなから像担持体に摺接する部材で
あればよい。

第９図は、現像剤撹乱部材として抵抗１０’〜１０９Ω
（至）の導電性のシート３ｏを用いた例であり、材質と
してはポリフッ化ビニリデン、テフロン、高分子ポリエ
チレン等を使用し、感光体ドラム１との摺接部には同図
（ｂ）に示されるような配向角αの方向性をもった凹凸
部を有している。

上記凹凸部は同図（Ｃ）のようになっており、上記感光
体ドラム１とで構成される空間Ｚは前述の如く使用され
るトナーの平均粒子径よりも大きく設定される。なお、
同図に示す実施例における上記凹凸部形状は矩形である
が、本発明の意図するところにおいては、形状には矩形
に限らず、円形、正弦曲線形等でもよいことはいうまで
もない。

第１０図は、現像剤撹乱部材として抵抗１０３〜１０９
Ω印の導電性のローラ３１を用いた例であり、材質とし
てはポリウレタン、ポリカーボネート等からなる発泡材
もしくは上記発泡材の表面に上記第９図に示した導電性
のシートを被覆したものを使用し、上記ローラ表面にリ
ード角αのスパイラルミゾを有している。

上記ミゾ部は同図（Ｃ）のように・なっており、上記感
光体ドラム１とで構成される。空間Ｚは前述の如く使用
されるトナーの平均粒子径よりも大きく設定される。

本発明の一実施例においては、像撹乱手段として導電性
または抵抗性のブラシを用い、像担持体の回転方向に対
して自由端を下流側（ＷＩＴＩ＋）に配置したが、逆（
ＡＧＡＩＮＳＴ　）に配置しても本発明の意図するとこ
ろに同等支障がないことはいうまでもない。

また、転写手段は転写ローラ以外に、転写ベルト、転写
バーなど導電性もしくは抵抗性の部材に交流バイアスが
印加されている構成であればよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、撹乱手段が像担
持体に対し摺接する複数段の摺接部材がらなり、かつ最
下流の摺接部材の像担持体の回転方向に対する長さが他
の摺接部材よりも長くされているので、鮮明な画像を得
ることができ、かっ装置の小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である画像形成装置の概略
構成図、第２図は、第１図における像担持体周囲の拡大
図、第３図（ａ）は、ローラ転写の特性を示すグラフ図
、ｍ（ｂ）は、コロナ転写の特性を示すグラフ図、第４
図は、本発明の現像剤像撹乱手段の一実施例、第５図は
、現像剤像撹乱手段の配向角αと画像レベルとの関係を
示したグラフ、第６図は、第４図における現像剤像撹乱
手段の像担持体との当接部の拡大図、第７図は、抵抗分
割し２８類のバイアスを共通電源で印加する方法の一例
、第８図は、ブラシのメモリ除去効果の周波数効果を示
すグラフ図、第９図（ａ）は、本発明におけるシート状
の現像剤像撹乱手段の実施例、（ｂ）は、シート状の現
像剤像撹乱手段の詳細図、（ｃ）は、シート状の現像剤
像撹乱手段の像担持体との当接部の拡大図、第１０図（
ａ）は、本発明におけるローラ状の現像剤像撹乱手段の
実施例、（ｂ）は、ローラ状の現像剤像撹乱手段の詳細
図、（ｃ）は、ローラ状の現像剤像撹乱手段の像担持体
との当接部の拡大図である。 １・・・・・・・・・感光体ドラム（像担持体）２・・
・・・・・・・現像剤像撹乱手段２ａ・・・・・・第１
の像撹乱部材 ２ｂ・・・・・・第２の像撹乱部材 ５・・・・・・・・・現像清掃装置 ６・・・・・・・・・転写ローラ 出願人　　　　　　　株式会社　東芝 代理人　　弁理士　　須　山　佐 翌某−−ｇ 第４ 図 粟取熱鄭？ ＋１５°　±父°　九４５″　　九ω″　七７５　　ｊ
〆ｉ面ら 第５図 第 図 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と
   、この潜像形成手段により形成された潜像を現像剤を用
   いて可視化するとともに、前記像担持体の表面に残存す
   る現像剤を除去する現像清掃手段と、この現像清掃手段
   により前記像担持体の表面に付着した現像剤を転写材に
   転写する転写手段と、この転写手段よる転写がされた後
   に、前記像担持体の表面に残存する現像剤を撹乱する撹
   乱手段とを具備する画像形成装置において、 前記撹乱手段は、前記像担持体に対し摺接する複数段の
   摺接部材からなり、かつ少なくとも一つの摺接部材の摺
   接面が前記像担持体の回転方向に対し所定の角度をもっ
   た凹凸部からなるものであることを特徴とする画像形成
   装置。
2. （２）像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と
   、この潜像形成手段により形成された潜像を現像剤を用
   いて可視化するとともに、前記像担持体の表面に残存す
   る現像剤を除去する現像清掃手段と、この現像清掃手段
   により前記像担持体の表面に付着した現像剤を転写材に
   転写する転写手段と、この転写手段よる転写がされた後
   に、前記像担持体の表面に残存する現像剤を撹乱する撹
   乱手段とを具備する画像形成装置において、 前記撹乱手段は、前記像担持体に対し摺接する複数段の
   摺接部材からなり、かつ最下流の摺接部材の前記像担持
   体の回転方向に対する長さが他の摺接部材よりも長くさ
   れていることを特徴とする画像形成装置。