JPH09127765A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 像担持体１の帯電処理手段が接触帯電部材２
に交番電圧に直流電圧を重畳した電圧を印加する接触式
帯電・ＡＣバイアス印加方式であり、像担持体を繰り返
して使用する構成の画像形成装置において、安定した帯
電を行うこと、像担持体の耐久に伴う削れ進行を最小限
に留めて長期に渡っての画像形成を可能にすること、転
写式画像形成装置にあっては黒帯の発生を防いで転写材
の裏汚れおよび廃トナー・トナー消費量の増大を防止す
ること等。 【解決手段】 直流電圧が所定の値に立ち上がってから
交番電圧を画像形成用の電圧値で印加すること、帯電電
圧の交番成分が印加されてから現像バイアスを印加する
こと、帯電部材に対する直流電圧の出力が、所定の電圧
値の９０％以上の値に立ち上がるまでに要する時間をｔ
₀ 、単位時間当たりの像担持体の移動速度をｐとしたと
き、ｔ₀ ×ｐ＞１ｍｍの関係構成であること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真感光体・
静電記録誘電体等の回転する像担持体に該像担持体の表
面を一様に帯電処理する工程を含む電子写真プロセス・
静電記録プロセス等の作像プロセスを適用して画像形成
を実行させ、像担持体に形成した画像を記録媒体（転写
材）に転写して、あるいは転写せずに像担持体に形成し
た画像を表示部に位置させて表示・閲読した後像担持体
面から除去して、像担持体は繰り返して作像に供する、
レーザービームプリンタ・複写機・画像表示装置等の画
像形成装置に関する。

【０００２】より詳しくは、像担持体の表面を一様に帯
電処理する帯電処理手段として、交番電圧に直流電圧を
重畳して印加した帯電部材を像担持体に当接させて像担
持体面を帯電する接触式帯電装置を用いた上記画像形成
装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来、画像形成装置に於いて、被帯電体
としての感光体・誘電体等の像担持体面を帯電処理する
手段機器としてはコロナ放電装置が広く利用されて来
た。これ像担持体にコロナ放電装置を非接触に対向配設
して、コロナ放電装置から放出されるコロナに像担持体
面をさらして像担持体面を所定の極性・電位に一様帯電
させるものである。しかし、高圧電源を必要とする、オ
ゾンの発生などの問題がある。

【０００４】近年は接触式帯電装置が新たな帯電処理手
段として注目され、その実用化もされている。

【０００５】これはローラ型・ブレード型・ブラシ型・
磁気ブラシ型等の帯電部材を被帯電体としての像担持体
面に接触させて、該帯電部材に電圧を印加して像担持体
面を帯電させるもので、コロナ放電装置による帯電処理
との対比において、電源の低電圧化が図れ、オゾンの発
生量が少ない等の長所を有している。

【０００６】被帯電体としての像担持体にその表面に電
荷注入層を具備させ、電圧を印加した接触帯電部材で電
荷注入層に直接に電荷を注入して帯電させる方式もあ
り、これも接触式帯電の範ちゅうである。

【０００７】接触式帯電には帯電部材に印加する電圧を
直流電圧（ＤＣ）のみとする方式（ＤＣバイアス印加方
式）と、交番電圧（ＡＣ，交流電圧）に直流電圧を重畳
した振動電圧を印加する方式（ＡＣバイアス印加方式）
がある。ＡＣバイアス印加方式は交番成分が帯電の凹凸
を均し、直流成分により所定の電圧に収束させるため表
面電位の均一性を得易い。

【０００８】ＡＣバイアス印加方式として、特開昭６３
−１４９６６９号公報に開示されるように、所望の被帯
電体表面電位Ｖｄに相当するＤＣ電圧に２×Ｖｔｈ以上
のピーク間電圧を持つＡＣ成分を重畳した振動電圧（時
間とともに電圧値が周期的に変化する電圧）を接触帯電
部材に印加して帯電を行なう方式は、ＡＣ成分による電
位のならし効果を目的としたものであり、被体電体の電
位はＡＣ電圧のピーク中央であるＶｄに収束し、環境等
の外乱には影響されることはない。

【０００９】Ｖｔｈは放電開始電圧（帯電開始電圧）、
即ち、帯電部材に直流電圧を印加して被帯電体の帯電が
開始する場合の帯電部材への印加電圧値である。

【００１０】本発明は上記において特に、像担持体の帯
電処理手段が接触式帯電・ＡＣバイアス印加方式であ
り、像担持体を繰り返して使用する構成の画像形成装置
に関する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】像担持体の帯電処理手
段が接触式帯電・ＡＣバイアス印加方式であり、像担持
体を繰り返して使用する構成の画像形成装置における問
題点として次のような事項がある。

【００１２】１．転写方式の電子写真装置を例にする
と、画像形成回数の増加、即ち繰り返し使用による感光
体の耐久進行につれて、像担持体としての感光体（感光
層）の外周面がクリーニングブレード及び現像剤等によ
り徐々に削られる。

【００１３】一方、感光体に流れる電流量と感光体の削
れ量にも強い相関があることが知られており、感光体の
接触帯電処理がＡＣバイアス印加方式の系では、ＤＣバ
イアス印加方式の系に比べて、数百μＡ〜数ｍＡにも及
び大きな電流が流れ込むため、感光体の耐久進行に伴う
感光体削れ量は一般に大きい。感光体の耐久進行により
感光層の膜厚が薄くなると、接触帯電部材から感光体基
板へのリークが起こりやすくなる他、感光体の耐久進行
が更に進むと感光層そのものが無くなってしまい、画像
形成が不可能となる。

【００１４】従って、感光体の接触帯電処理がＡＣバイ
アス印加方式の系においては感光体の寿命を可及的に長
く保つためには、接触帯電部材に対する印加電圧の交番
電圧成分の印加時間を極力短くすることが必要である。

【００１５】２．従来、感光体の接触帯電処理がＡＣバ
イアス印加方式の系においては、接触帯電部材に印加す
る画像形成用の交番電圧（一次ＡＣ）と直流電圧（一次
ＤＣ）とをバイアス電源より同時に出力していた（図
６）。

【００１６】しかしながら、安価なバイアス電源より安
定した直流電圧を出力しようとすると、回路の構成上時
定数が大きくなり、結果として所定の電圧に立ち上がる
までに時間がかかってしまう。一方、交番電圧に関して
は、所定の値に立ち上がるまでにほとんど時間を要さな
い。

【００１７】従って、このようなバイアス電源を使いこ
なす場合、画像形成用の交番電圧と直流電圧を同時に出
力すると、直流電圧が所定の値に立ち上がるまでの時間
だけ、余分に高い交番電圧が印加されていることにな
る。

【００１８】３．帯電電圧の出力値は所望する感光体の
表面電位Ｖｄに応じて決定されるが、ＡＣバイアス印加
方式の系では、感光体表面電位（ドラム表面電位）は出
力電圧の直流成分の値にほぼ収束する。従って、接触帯
電部材に印加された直流電圧が所定の値に立ち上がるま
での時間、感光体の表面電位は低い。

【００１９】また、特に、感光体に形成した静電潜像の
露光明部（低電位部）にネガトナーを付着させて潜像を
現像する反転現像の場合、感光体が所定の電位に帯電し
ているときは、反転トナーの現像を防止するために現像
装置の現像剤を担持する現像部材（現像スリーブ）に所
定の電圧印加（現像バイアス印加）を行う。そのため、
一般に現像バイアスは接触帯電部材への電圧印加と同期
して出力される。

【００２０】従って、帯電電圧の直流成分が立ち上がる
までの時間、即ち感光体の表面電位が所定の値よりも低
いときに、現像バイアスが印加されるため、感光体の長
手方向に帯状にトナー現像される（このトナー像を黒帯
と称する）。非画像領域において黒帯が形成されると、
転写式画像形成装置において転写手段が接触転写方式の
場合には、まず感光体に接触する転写部材にトナーが付
着し、後続する転写材（記録媒体）の裏面を汚すという
事態が発生する。また、接触転写方式に限らず、黒帯発
生によって廃トナーやトナー消費量が増加するという問
題も生じる。

【００２１】そこで本発明は、像担持体の帯電処理手段
が接触式帯電・ＡＣバイアス印加方式であり、像担持体
を繰り返して使用する構成の画像形成装置について、安
定した帯電を行うこと、像担持体の耐久に伴う削れの進
行を最小限に留めて長期に渡っての画像形成を可能にす
ること、転写式画像形成装置にあっては黒帯の発生を防
いで転写材の裏汚れおよび廃トナー・トナー消費量の増
大を防止すること、等を目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする画像形成装置である。

【００２３】（１）回転する像担持体に該像担持体の表
面を一様に帯電処理する工程を含む作像プロセスを適用
して画像形成を実行させ、像担持体は繰り返して作像に
供する画像形成装置において、 ａ．像担持体の帯電処理手段は、交番電圧に直流電圧を
重畳して印加した帯電部材を像担持体に当接させて像担
持体面を帯電する接触式帯電装置であること、 ｂ．帯電部材に対する交番電圧と直流電圧はそれぞれ独
立して制御されること、 ｃ．帯電部材に対する直流電圧の印加開始から像担持体
面の画像先端となるべき部分を帯電するまでの所要時間
は、帯電部材に対して直流電圧の印加が開始されてから
該直流電圧が所定の電圧値に立ち上がるのに要する時間
よりも長く、かつ像担持体が３周回転するのに要する時
間よりも短いこと、 ｄ．帯電部材に対して直流電圧のみを印加する時と、交
番電圧に重畳して直流電圧を印加する時とで直流電圧の
所定の電圧値は同一であり、かつ直流電圧の所定の電圧
値は帯電部材に対する直流電圧のみの印加では交番電圧
を同時印加した時の像担持体帯電電位の２０％以下の帯
電しか行えない電圧値であること、を特徴とする画像形
成装置。

【００２４】（２）直流電圧の所定の電圧値は、帯電部
材に対する直流電圧のみの印加状態における放電開始電
圧よりも低いことを特徴とする（１）に記載の画像形成
装置。

【００２５】（３）帯電部材に対して直流電圧を出力す
るバイアス電源に有限な立ち上がり特性がある場合にお
いて、直流電圧の出力が所定の値に立ち上がった後に帯
電部材に対して交番電圧の出力を行うことを特徴とする
（１）または（２）に記載の画像形成装置。

【００２６】（４）回転する像担持体に該像担持体の表
面を帯電処理する工程を含む作像プロセスを適用して画
像形成を実行させ、像担持体は繰り返して作像に供する
画像形成装置において、 ａ．像担持体の帯電処理手段は、交番電圧に直流電圧を
重畳して印加した帯電部材を像担持体に当接させて像担
持体面を帯電する接触式帯電装置であること、 ｂ．帯電部材に対する直流電圧の立ち上げ開始と同時あ
るいはそれ以降に交番電圧の印加が開始されること、 ｃ．帯電部材に対する直流電圧の印加開始から像担持体
面の画像先端となるべき部分を帯電するまでの所要時間
は、帯電部材に対して直流電圧の印加が開始されてから
該直流電圧が所定の電圧値に立ち上がるのに要する時間
よりも長く、かつ像担持体が３周回転するのに要する時
間よりも短いこと、 ｄ．交番電圧は、直流電圧の出力が所定の電圧値に立ち
上がるまでの間は第一の電圧値で出力し、直流電圧の出
力が所定の値に立ち上がった後に第一の電圧値よりも大
きい第二の電圧値で出力すること、を特徴とする画像形
成装置。

【００２７】（５）第一の交番電圧値は第二の交番電圧
値の５０％以下であることを特徴とする（４）に記載の
画像形成装置。

【００２８】（６）像担持体面に形成した潜像を、現像
剤を担持する現像部材にに所定の電圧を印加して現像す
る現像装置を有し、帯電部材に対して出力された直流電
圧及び交番電圧が所定の値に立ち上がった後に、現像部
材に電圧を印加することを特徴とする（１）乃至（５）
の何れか１つに記載の画像形成装置。

【００２９】（７）現像装置が反転現像方式の装置であ
ることを特徴とする（６）に記載の画像形成装置。

【００３０】（８）帯電部材に対する直流電圧の出力
が、所定の電圧値の９０％以上の値に立ち上がるまでに
要する時間をｔ₀ 、単位時間当たりの像担持体の移動速
度をｐとしたとき、 ｔ₀ ×ｐ＞１ｍｍ であることを特徴とする（１）乃至（７）の何れか１つ
に記載の画像形成装置。

【００３１】（９）像担持体が電子写真感光体であり、
該感光体の一様帯電処理面に対して画像露光がなされて
静電潜像が形成され、該静電潜像が現像装置でトナー画
像として現像され、そのトナー画像が転写装置で記録媒
体に転写され、像担持体は繰り返して作像に供されるこ
とを特徴とする（１）乃至（８）の何れか１つに記載の
画像形成装置。

【００３２】〈作 用〉即ち、直流電圧が所定の値に立
ち上がってから交番電圧を画像形成用の電圧値で印加す
ることで交番電圧の印加時間を減らすことができるの
で、像担持体の耐久に伴う削れの進行（像担持体へのダ
メージ）を最小限に留めて長期に渡っての画像形成を可
能にすることができる。

【００３３】また、帯電電圧の交番成分が印加されてか
ら現像バイアスを印加することで、直流成分の立ち上が
りの遅れに起因する黒帯の発生をおさえてトナー消費量
および廃トナー量の増加を防ぎ、さらには特にＴ₀ ×ｐ
＞１ｍｍを満たす構成において記録媒体の裏汚れを防止
することができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】

〈実施形態例１〉（図１・図２） （１）画像形成装置例 図１は画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の
画像形成装置は、転写式電子写真プロセス利用、接触式
帯電・ＡＣバイアス印加方式のレーザー・ビーム・プリ
ンタである。

【００３５】１は像担持体としての回転ドラム型の電子
写真感光体である。本例の感光体１は、アルミニウム・
鉄等の接地された導電性基体層１ｂと、その外周面に形
成した例えば有機光導電層からなる光導電層１ａとを基
本構成体とし、中心支軸１ｃを中心に矢印の時計方向に
不図示の駆動手段によって所定の周速度（画像形成速
度、プロセススピード）をもって回転駆動される。本例
の感光体１の帯電極性はマイナスである。

【００３６】２は感光体１面を所定の極性・電位に一様
均一に帯電処理する一次帯電手段である。本例の該帯電
手段は帯電ローラ２を用いた接触式帯電手段である。

【００３７】この帯電ローラ２は、中心の導電体ローラ
（芯金）２ｃと、その外周に形成された導電層２ｂと、
更にその外周に形成された抵抗層２ａとからなる複合層
ローラであり、芯金２ｃの両端部を軸受部材に回転自由
に軸受支持させて、感光体１に対して並行に配設してあ
る。

【００３８】そして上記の芯金２ｃの両端部の軸受部材
はそれぞれスプリングのような押圧手段によって感光体
１に向けて移動付勢されており、これによって帯電ロー
ラ２は感光体１の表面に所定の当接圧をもって圧接して
いて、感光体１の回転に伴って矢印の方向に従動回転す
る。この帯電ローラ２はモータ等の駆動手段により強制
回転駆動させてもよい。

【００３９】帯電ローラ２には帯電バイアス印加電源３
から、電気接触子３ａ、これを接触させた芯金２ｃを介
して所定の帯電バイアス電圧、本例においては交番電圧
（一次ＡＣ）とマイナスの直流電圧（一次ＤＣ）の重畳
電圧が印加され、回転感光体１の周面がマイナスの所定
の表面電位に一様に接触式帯電・ＡＣバイアス印加方式
で一次帯電処理される。

【００４０】次いで、該回転感光体１の一次帯電処理面
に対して画像露光手段としてのレーザービームスキャナ
４により目的の画像情報の時系列電気ディジタル画素信
号に対応して強度変調されたレーザービームによる走査
露光（画像露光）Ｌがなされることで、感光体１面の露
光明部の表面電位が減衰して、感光体１面に目的の画像
情報に対応した静電潜像が形成される。

【００４１】次いで、その形成静電潜像が現像装置５で
トナー画像として現像される。本例は現像剤としてマイ
ナス帯電の一成分磁性トナー（ネガトナー）を用いたジ
ャンピング現像方式の反転現像装置である。

【００４２】現像容器内のトナーは、矢印の方向に回転
駆動され、また現像バイアス印加電源６から所定の現像
バイアス電圧（直流電圧、振動電圧）が印加される現像
スリーブ５ａの表面に所定の厚さで塗布され、感光体１
と現像スリーブ５ａとの対向部である現像部位において
現像スリーブ５ａ側から感光体１面の静電潜像の露光明
部にトナーが付着して静電潜像の反転現像がなされる。
現像スリーブ５ａは不図示のクラッチにより回転がオン
・オフ制御され、感光体１側の画像領域に対応して回転
される。

【００４３】一方、不図示の給紙部から記録媒体として
の転写材Ｐが給紙され、その転写材材Ｐが所定の制御タ
イミングにて感光体１と接触転写手段としての転写ロー
ラ７との接触部である転写ニップ部Ｎに対して給送され
る。上記の所定の制御タイミングは回転感光体１面側の
トナー画像領域の先端部が上記の転写ニップ部Ｎに到達
したときに転写材Ｐの先端部も丁度転写ニップ部Ｎに到
達した状態となるタイミングである。

【００４４】転写ローラ７は導電体ローラ（芯金）とそ
の外周面に形成された導電層とで構成され、芯金の両端
部を軸受部材に回転自由に軸受支持させて、感光体１に
対して並行に配設してある。そして上記の芯金の両端部
の軸受部材はそれぞれスプリングのような押圧手段によ
って感光体１に向けて移動付勢されており、これによっ
て転写ローラ７は感光体１の表面に所定の当接圧で接触
させてあり、感光体１の回転に従動して回転する。この
転写ローラ７は感光体１の回転に順方向に感光体１の回
転周速度とほぼ同速度にてモータ等の駆動手段により強
制回転駆動させてもよい。

【００４５】転写ニップ部Ｎに導入された転写材Ｐは回
転感光体１と転写ローラ７で挟持搬送される。転写ロー
ラ７には、転写ニップ部Ｎを転写材Ｐが挟持搬送されて
通過している間、転写バイアス印加電源８から芯金を介
して、感光体１面側のトナー画像のトナーの極性とは逆
極性、即ちプラスのバイアス電圧が印加され、転写材Ｐ
の裏面が該裏面に接触して上記の転写バイアス電圧が印
加されている転写ローラ７によりトナー画像のトナーの
極性とは逆極性（プラス）に接触帯電処理されること
で、回転感光体１面側のトナー画像が転写ニップ部Ｎに
おいて該転写ニップ部Ｎを挟持搬送されていく転写材Ｐ
の表面側に順次に静電転写される。

【００４６】一般に、転写ローラ７に対する転写バイア
ス電圧の印加は、転写ニップ部Ｎに給送された転写材Ｐ
の先端部が転写ニップ部Ｎに到達すると同時もしくは到
達直前時点（０〜１ｃｍ程度）に開始し、転写材Ｐの後
端部の転写ニップ部Ｎ通過終了と同時もしくは通過直後
（０〜１ｃｍ程度）に終了するように制御される。

【００４７】また、画像形成開始後から転写開始までの
間、及び転写終了後から次の転写開始までの間、転写終
了から画像形成終了までの間のうちの一部もしくはすべ
てにおいて転写ローラ７には転写用バイアスと逆極性の
所定のバイアス（クリーニングバイアス）を印加して転
写ローラ７に付着したトナーを感光体１上へ飛翔させ、
転写ローラ７のクリーニングを行なうのが一般的であ
る。

【００４８】転写ニップ部Ｎを通ってトナー画像の転写
を受けた転写材Ｐは感光体１面から分離されて不図示の
像定着手段へ搬送され、そこでトナー画像の定着処理を
受けた後、最終的な画像形成物（プリント、コピー）と
して装置本体外部に排出される。または多重複写モー
ド、両面複写モードの場合には再搬送手段を介して、再
度、転写ニップ部Ｎに表裏反転されずに、または表裏反
転されて送られる。

【００４９】転写材Ｐに対するトナー画像転写後の感光
体１面は、クリーナ９のクリーニングブレードによって
残留トナー等の付着物が掻き書き落されて清掃され、さ
らに除電器（除電ランプ）１０により除電されて初期化
された後、次の画像形成プロセスに繰り返して使用され
る。

【００５０】（２）帯電電圧出力のタイミング 図２に、本発明の特徴である、帯電電位の直流成分（一
次ＤＣ）および交番成分（一次ＡＣ）の出力のタイミン
グチャートを示す。プロセススピードは１０５ｍｍ／ｓ
ｅｃとする。現像装置５のトナーの極性はマイナスであ
る。

【００５１】装置が画像形成を実行開始すると感光体１
が回転を開始する。

【００５２】帯電ローラ２に印加される電圧の直流成分
と交番成分はそれぞれ独立に出力制御され、画像形成が
開始される以前に帯電ローラ２にまず直流電圧が印加さ
れる。図２に示すように、直流電圧値が所定の−７５０
Ｖまで立ち上がるのに約３００ｍｓを要する。

【００５３】ここで、直流電圧値は一定であるが、放電
開始電圧よりも低い値であるため、直流電圧のみが印加
されているときには、感光体表面電位は所望の値の２０
％以下にしか帯電されない。従って、直流電圧のみを印
加する時には、感光体の帯電を目的としておらず、帯電
による感光体へのダメージはほとんどない。

【００５４】この後、帯電ローラ２に約１５００Ｖｐｐ
の交番電圧が印加される。交流電圧の立ち上がりにはほ
とんど時間を要さないため、このときに初めて感光体１
表面は所定の値（−７２０Ｖ）に均一帯電される。

【００５５】画像形成終了後、転写ローラ７への印加電
圧がオフになった後、感光体１がプラスチックメモリを
生じないタイミングで、帯電ローラ２への直流電圧およ
び交番電圧は同時にオフされる。

【００５６】以上の工程において、Ａ４サイズの用紙１
枚コピーもしくはプリントの場合、帯電ローラ２への直
流電圧の印加時間は４．１０ｓｅｃ、交番電圧の印加時
間は３．８０ｓｅｃであり、交番電圧による帯電時間は
約７％減少している。

【００５７】以上説明したように本例によると、帯電ロ
ーラ２に印加する直流電圧が所定の値に立ち上がるまで
の時間は交番電圧を印加しないため、感光体１にダメー
ジを与える時間を減ずることができ、感光体の長寿命化
が可能となる。

【００５８】なお、直流電圧を印加し始めてから所定の
値に立ち上がるまでの時間をｔ（ｍｓｅｃ）とすると、
直流電圧を印加してから感光体の画像先端となるべき部
分を帯電するまでに少なくともｔ（ｍｓｅｃ）の時間を
必要とする。これは言うまでもなく、画像形成開始まで
に、直流電圧が所定の値に立ち上がっているためであ
る。さらに厳密には、直流及び交番電圧の安定と、転写
ローラ７（接触転写部材）の逆帯電による感光体１への
ダメージ回避等を考慮すると、直流電圧を印加してから
感光体の画像先端となるべき部分を帯電するまでに、感
光体１が３周回転するだけの時間的余裕を設けことが望
ましい。

【００５９】但し、本発明者らの検討によれば転写ロー
ラ７による逆帯電による感光体１へのダメージは、一次
帯電による少なくとも２回の帯電で実用に足るレベルま
では回復することが判明している。本例においては一次
帯電部位と転写帯電部位（転写ニップ部Ｎ）が互いに円
筒状の感光体１上でほぼ１８０°ずれた位置にあるの
で、感光体約１．５回転の時間を設けている。即ち、感
光体の寿命と転写帯電による感光体１へのダメージとの
バランスを考慮した結果である。

【００６０】〈実施形態例２〉（図３・図４） 本実施形態例における画像形成装置は基本的な構成は上
記実施形態例１のものと同様である。実施形態例１にお
いて帯電電圧の直流成分が所定の値に立ち上がってから
交番電圧を印加することにより、交番電圧印加時間が減
って感光体１へのダメージが軽減できることを述べた。

【００６１】しかしながら、このような系においては特
に反転現像を用いる場合に以下のような問題が生じる。

【００６２】即ち、反転現像の場合、感光体が所定の電
位に帯電しているときは反転トナーの現像を防止するた
め現像バイアスを印加する。従って一般に現像バイアス
は帯電電圧印加に同期して出力される。図３に帯電電圧
と現像バイアスおよび感光体表面電位の関係を示す。な
お、図３の横軸は感光体上に形成する画像の位置に対応
して相対的な位置を表す軸である。従来のように帯電の
直流電圧に同期して現像バイアスを印加すると直流電圧
が立ち上がるまでは感光体表面電位が所定の値よりも低
いために黒帯が発生しやすい。特に、実施形態例１のよ
うに帯電の直流電圧が立ち上がってから交番電圧を印加
する場合、交番電圧が立ち上がるまでは感光体の表面電
位が所定の値に近付かず、現像コントラストが大きくな
り、図３中のＡの領域で濃度の高い黒帯が発生してしま
う。

【００６３】このように非画像領域において濃度の高い
黒帯が発生すると転写ローラ７を汚して転写材Ｐの裏汚
れを生じさせたり、トナー消費量および廃トナー量を増
加させる原因となったりする。

【００６４】これを防止するためには、本例では図４に
示すように、帯電の交番電圧が印加された後に現像バイ
アスを印加する。帯電の交番電圧が印加され始めるとほ
ぼ同時に感光体の電位は所定の値に上がるため帯電の交
番電圧とほぼ同期して現像バイアスを印加するのが望ま
しい。感光体が帯電部位から現像部位に移動するのに必
要な時間分の遅延時間は省略してタイミングチャートは
記述してある。

【００６５】以上のように本例によると、帯電の直流電
圧が所定の値に立ち上がってから交番電圧を印加し、さ
らにこれに同期して又はこれより後に現像バイアスを印
加するため感光体にダメージを与える時間を減じつつ反
転現像系において非画像領域における黒帯の発生を防止
することができる。

【００６６】〈実施形態例３〉実施形態例２に示したよ
うに帯電の直流電圧が所定の値に立ち上がってから（さ
らに交番電圧印加が始まってから）現像バイアスを印加
すれば非画像領域の黒帯は発生しない。

【００６７】ここで厳密には帯電の直流電圧値は所定の
値の９０％以上に立ち上がっていれば感光体の表面電位
は黒帯が発生しない程度まで上がっている。帯電の直流
電圧の印加を始めてから所定の値の９０％に立ち上がる
までに要する時間をｔ₀ とする。さらに単位時間あたり
の感光体の移動速度、すなわちプロセススピードをｐと
すると、帯電の直流電圧印加と現像バイアス印加のタイ
ミングを同期させた時に発生する黒帯の幅はｔ₀ ×ｐで
表される。

【００６８】表１に、黒帯の幅と、それに対して発生す
る転写材裏汚れのレベルを示す。これにより非画像領域
に発生する黒帯の幅が１．０ｍｍより大きい時に紙裏汚
れのレベルが悪くなることが分かる。

【００６９】以上より ｔ₀ ×ｐ＞１．０ｍｍ を満たす条件のとき、実施形態例２のような構成はより
効果的に活用されるものである。

【００７０】

【表１】 〇；良好、△；良好と不良の中間、×；不良 〈実施形態例４〉（図５） 本例の画像形成装置の基本的な構成は実施形態例１と同
様である。

【００７１】図５に本例の特徴である、帯電電圧の直流
成分および交番成分の出力のタイミングチャートを示
す。

【００７２】装置が画像形成を実行開始すると感光体１
が回転を開始する。画像形成が開始される以前に、以下
の順序で帯電工程がなされる。

【００７３】（ｉ）まず直流電圧が印加され、これと同
期して、又はその後で第一の交番電圧が印加される。

【００７４】（ｉｉ）直流電圧が−７５０Ｖまで立ち上
がって後に、帯電ローラ２に第二の交番電圧が印加され
る。

【００７５】ここで、第二の交流電圧とは、画像形成用
の交番電圧値である。第一の交番電圧値は、第二の交番
電圧値の５０％以下の値である。本実施形態例において
は、第一の交番電圧を７００Ｖｐｐ、第二の交番電圧値
を１５００Ｖｐｐとした。

【００７６】（ｉ）の時点では、直流電圧値は放電開始
電圧よりも低く、また第一の交番電圧値は、放電に寄与
しない程度に十分に低いため、感光体はほとんど帯電さ
れず、帯電による感光体へのダメージは非常に少ない。

【００７７】（ｉｉ）の時点で、第二の交番電圧が印加
された初めて感光体１表面は所定の値の−７２０Ｖに均
一帯電される。

【００７８】画像形成終了後は、転写ローラ７の印加電
圧がオフになった後、感光体１がプラスメモリを生じな
いタイミングで、帯電ローラ２への直流電圧および交番
電圧は同時にオフされる。

【００７９】以上説明したように本実施形態例による
と、帯電ローラ２に印加する直流電圧が所定の値に立ち
上がるまでの時間、交番電圧を十分に低い値に抑えるた
め、感光体にダメージを与える時間を減ずることがで
き、感光体の長寿命化が可能となる。

【００８０】なお、直流電圧を印加し始めるとタイミン
グは、実施形態例１と同様である。

【００８１】本実施形態例のような手段によると、直流
電圧が所定の値に立ち上がる前に交流電圧を印加しなが
ら直流電圧が所定の値に立ち上がるまでの交番電圧によ
る感光体へのダメージを軽減することが可能になる。

【００８２】〈その他の実施形態例〉 １）実施形態例の画像形成装置において、接触帯電部材
２はローラ型に限らず、ブレード型・ロッド型・ブラシ
型・磁気ブラシ型等の他の形態の接触帯電部材であって
もよい。帯電部材は被帯電体面に必ずしも圧接力をもっ
て接していなくとも帯電部材と被帯電体面との間に、ギ
ャップ間電圧と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、非接触で極近接した配設形態
であってもよく、本発明においてはこの場合も接触帯電
の範疇とする。

【００８３】２）交番電圧の波形としては、正弦波・矩
形波・三角波等適宜使用可能である。また直流電源を周
期的にＯＮ・ＯＦＦすることによって形成された矩形波
であってもよい。このとき交番電圧を制御するとはその
ピーク間電圧を制御すればよい。このように交番電圧は
周期的にその電圧が変化するようなバイアスが使用でき
る。

【００８４】３）画像露光手段は、原稿画像のスリット
露光手段など他の適宜の露光手段・機構にすることがで
きる。

【００８５】４）像担持体としての電子写真感光体はド
ラム型に限らず、回動ベルト型など他の形態の回転体に
することもできる。注入帯電タイプのものとすることも
できる。電子写真感光体に限らず、静電記録誘電体等と
することもできる。

【００８６】５）現像方式は正規現像でも差しつかえな
い。

【００８７】６）接触帯電式転写手段としての転写ロー
ラ７は実施形態例は導電体ローラと導電層の単層転写ロ
ーラであるが、多層化した転写ローラでもよい。ローラ
型に限らず、ベルト型等の他の回転体とすることもでき
る。転写用コロナ放電装置であってもよい。

【００８８】７）画像形成装置は、像担持体に形成した
トナー画像を記録媒体に転写せずに画像表示部に位置さ
せて表示・閲読した後像担持体面から除去して、像担持
体は繰り返して作像に供する画像表示装置であってもよ
い。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、像
担持体の帯電処理手段が接触帯電部材に交番電圧に直流
電圧を重畳した電圧を印加する接触式帯電・ＡＣバイア
ス印加方式であり、像担持体を繰り返して使用する構成
の画像形成装置において、直流電圧が所定の値に立ち上
がってから交番電圧を画像形成用の電圧値で印加するこ
とで、交番電圧の印加時間を減らし、像担持体の耐久の
に伴う削れの進行（像担持体へのダメージ）を最小限に
留めて長期に渡っての画像形成を可能にすることができ
る。

【００９０】また、帯電電圧の交番成分が印加されてか
ら現像バイアスを印加することで、直流成分の立ち上が
りの遅れに起因する黒帯の発生をおさえてトナー消費量
および廃トナー量の増加を防ぎ、さらには特にＴ₀ ×ｐ
＞１ｍｍを満たす構成において記録媒体の裏汚れを防止
することができ、所期の目的がよく達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態例１の画像形成装置の概略図

【図２】 帯電電圧印加のタイミングチャート

【図３】 黒帯発生の原因を説明するタイミングチャー
ト

【図４】 黒帯発生を防いだ実施形態例２の画像形成装
置における帯電電圧および現像バイアス印加のタイミン
グチャート

【図５】 実施形態例４の画像形成装置における帯電電
圧印加のタイミングチャート

【図６】 従来装置における帯電電圧印加のタイミング
チャート

【符号の説明】

１ 像担持体としての感光体ドラム ２ 接触帯電部材としての帯電ローラ ３ 帯電バイアス印加電源 ４ 画像露光手段としてのレーザービームスキャナ ５ 反転現像装置 ６ 現像バイアス印加電源 ７ 転写ローラ ８ 転写バイアス印加電源 ９ クリーナ １０ 除電器 Ｌ レーザービーム Ｐ 記録媒体（転写材） Ｎ 転写ニップ部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する像担持体に該像担持体の表面を
   一様に帯電処理する工程を含む作像プロセスを適用して
   画像形成を実行させ、像担持体は繰り返して作像に供す
   る画像形成装置において、 ａ．像担持体の帯電処理手段は、交番電圧に直流電圧を
   重畳して印加した帯電部材を像担持体に当接させて像担
   持体面を帯電する接触式帯電装置であること、 ｂ．帯電部材に対する交番電圧と直流電圧はそれぞれ独
   立して制御されること、 ｃ．帯電部材に対する直流電圧の印加開始から像担持体
   面の画像先端となるべき部分を帯電するまでの所要時間
   は、帯電部材に対して直流電圧の印加が開始されてから
   該直流電圧が所定の電圧値に立ち上がるのに要する時間
   よりも長く、かつ像担持体が３周回転するのに要する時
   間よりも短いこと、 ｄ．帯電部材に対して直流電圧のみを印加する時と、交
   番電圧に重畳して直流電圧を印加する時とで直流電圧の
   所定の電圧値は同一であり、かつ直流電圧の所定の電圧
   値は帯電部材に対する直流電圧のみの印加では交番電圧
   を同時印加した時の像担持体帯電電位の２０％以下の帯
   電しか行えない電圧値であること、 を特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 直流電圧の所定の電圧値は、帯電部材に
   対する直流電圧のみの印加状態における放電開始電圧よ
   りも低いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
   置。
3. 【請求項３】 帯電部材に対して直流電圧を出力するバ
   イアス電源に有限な立ち上がり特性がある場合におい
   て、直流電圧の出力が所定の値に立ち上がった後に帯電
   部材に対して交番電圧の出力を行うことを特徴とする請
   求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 回転する像担持体に該像担持体の表面を
   帯電処理する工程を含む作像プロセスを適用して画像形
   成を実行させ、像担持体は繰り返して作像に供する画像
   形成装置において、 ａ．像担持体の帯電処理手段は、交番電圧に直流電圧を
   重畳して印加した帯電部材を像担持体に当接させて像担
   持体面を帯電する接触式帯電装置であること、 ｂ．帯電部材に対する直流電圧の立ち上げ開始と同時あ
   るいはそれ以降に交番電圧の印加が開始されること、 ｃ．帯電部材に対する直流電圧の印加開始から像担持体
   面の画像先端となるべき部分を帯電するまでの所要時間
   は、帯電部材に対して直流電圧の印加が開始されてから
   該直流電圧が所定の電圧値に立ち上がるのに要する時間
   よりも長く、かつ像担持体が３周回転するのに要する時
   間よりも短いこと、 ｄ．交番電圧は、直流電圧の出力が所定の電圧値に立ち
   上がるまでの間は第一の電圧値で出力し、直流電圧の出
   力が所定の値に立ち上がった後に第一の電圧値よりも大
   きい第二の電圧値で出力すること、 を特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 第一の交番電圧値は第二の交番電圧値の
   ５０％以下であることを特徴とする請求項４に記載の画
   像形成装置。
6. 【請求項６】 像担持体面に形成した潜像を、現像剤を
   担持する現像部材にに所定の電圧を印加して現像する現
   像装置を有し、帯電部材に対して出力された直流電圧及
   び交番電圧が所定の値に立ち上がった後に、現像部材に
   電圧を印加することを特徴とする請求項１乃至５の何れ
   か１つに記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 現像装置が反転現像方式の装置であるこ
   とを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 帯電部材に対する直流電圧の出力が、所
   定の電圧値の９０％以上の値に立ち上がるまでに要する
   時間をｔ₀ 、単位時間当たりの像担持体の移動速度をｐ
   としたとき、 ｔ₀ ×ｐ＞１ｍｍ であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１つに
   記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 像担持体が電子写真感光体であり、該感
   光体の一様帯電処理面に対して画像露光がなされて静電
   潜像が形成され、該静電潜像が現像装置でトナー画像と
   して現像され、そのトナー画像が転写装置で記録媒体に
   転写され、像担持体は繰り返して作像に供されることを
   特徴とする請求項１乃至８の何れか１つに記載の画像形
   成装置。