JPH1152680A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クリーニング手段を摺り抜けた現像剤に添加
された外添剤の帯電手段への付着及び固着を防いで帯電
手段による感光体の均一帯電を安定して行うことができ
る画像形成装置を提供すること。 【構成】 感光体１に接触して該感光体１を帯電処理す
る帯電ローラ（帯電手段）２を備え、トナー（現像剤）
により画像形成を行う画像形成装置において、画像形成
域外において、前記トナーに添加された外添剤の帯電極
性と同極性のバイアスを前記帯電ローラ２に印加する。
本発明によれば、帯電ローラ２に外添剤と同極性のバイ
アスを印加するため、帯電ローラ２に付着した外添剤は
電気的反発力を受けて帯電ローラ２から剥れ、外添剤の
帯電ローラ２への付着及び固着が防がれて帯電ローラ２
による感光体１の均一帯電が安定してなされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザー
プリンタ等の画像形成装置、特に接触帯電手段を備えた
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ等の電子写真装置や静
電記録装置等の画像形成装置においては、感光体や誘電
体等の被帯電体としての像担持体の表面を帯電処理する
手段として、電圧を印加した帯電部材を被帯電体面に接
触させる接触帯電装置が使用されるが、この接触帯電装
置は、電源の低電圧化が可能であり、オゾンの発生量が
少ない等の長所を有していることから注目されている。

【０００３】一方、帯電部材は被帯電体に直接接してい
るため、被帯電体に付着したトナー等の付着物によって
汚れ易く、この汚れの度合いが大きくなると帯電ムラと
なって画像への影響を免れない。

【０００４】そこで、上記事態を回避するため、帯電部
材に清掃部材が設けて定期的に清掃を行う等の方法が提
案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、清掃部材に
よって帯電部材の清掃を行うと、帯電部材に負担が掛か
るために該帯電部材がダメージを受け易くなってその寿
命が短くなるという問題がある。

【０００６】又、複写枚数の増加と共に清掃部材の清掃
能力が低下し、それに伴って清掃部材の交換等のメンテ
ナンスが必要となる。更には、清掃部材の配設により装
置の大型化及び複雑化の問題が生じる。

【０００７】ところで、本発明者の検討によると、帯電
部材の付着物はトナーよりも粒径の小さいトナーとは異
極性の残留物であることが判明した。即ち、転写時に感
光体上に残った転写残トナーは概ねブレード等のクリー
ニング手段で除去されるものの、トナーよりも粒径の小
さいトナーに添加された添加剤はクリーニング手段から
摺り抜けて帯電手段に到達する。ここで、添加剤とは、
トナーの流動性及び帯電量を所定値に維持する制御剤等
である。

【０００８】前記添加剤はトナーの帯電極性とは逆極性
に帯電しているため、これが帯電手段に到達すると帯電
手段に電気的に引き寄せられる。そして、帯電手段は感
光体に圧接されて回転しているため、帯電手段に付着し
た添加剤は、帯電手段の回転及び複写工程を繰り返すと
帯電部材に次第に蓄積されて固着していく。

【０００９】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、クリーニング手段を摺り抜け
た現像剤に添加された外添剤の帯電手段への付着及び固
着を防いで帯電手段による感光体の均一帯電を安定して
行うことができる画像形成装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、感光体に接触して該感光体
を帯電処理する帯電手段を備え、現像剤により画像形成
を行う画像形成装置において、画像形成域外において、
前記現像剤に添加された外添剤の帯電極性と同極性のバ
イアスを前記帯電手段に印加することを特徴とする。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記帯電手段に印加するバイアスは放電開
始電圧以下であることを特徴とする。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記帯電手段へのバイアスの印加は、前記
感光体の帯電極性に帯電された所定の感光体帯電領域に
対応して或は該感光体帯電領域の内側に放電開始電圧以
上のバイアスを印加することによってなされるものとし
たことを特徴とする。

【００１３】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、所定の感光体帯電領域を形成する手段を転
写手段としたことを特徴とする。

【００１４】従って、本発明によれば、帯電手段に外添
剤と同極性のバイアスを印加するため、帯電手段に付着
した外添剤は電気的反発力を受けて帯電手段から剥れ、
外添剤の帯電手段への付着及び固着が防がれて帯電手段
による感光体の均一帯電が安定してなされる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１６】＜実施の形態１＞図１は本発明に係る画像
形成装置要部の断面図であり、図中、１は像担持体とし
ての電子写真感光体である。本実施の形態に係る感光体
１は、アルミニウム、鉄等の接地された導電性基体層１
ｂとその外周面に形成された有機光導電層から成る光導
電層１ａとを基本構成体とし、中心支軸１ｃを中心とし
て図示矢印方向（時計方向）に不図示の駆動手段によっ
て所定の周速度で回転駆動される。尚、感光体１の帯電
極性は負極性である。

【００１７】又、２は感光体１の面を所定の極性／電位
に均一に帯電処理する一次帯電手段である帯電ローラで
ある。この帯電ローラ２は、芯金２ｃとその外周に形成
された導電層２ｂ及びその外周に形成された低抗層２ａ
とで構成され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在に軸受支持させた状態で感光体１
に対して並行に配設されている。

【００１８】そして、上記芯金２ｃの両端部の軸受部材
はスプリング等の押圧手段によって感光体１に向けてそ
れぞれ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されてお
り、感光体１の回転に伴って矢印方向に従動回転する。

【００１９】而して、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とこれを接触させた芯金２
ｃを介して所定の帯電バイアス電圧（本実施の形態で
は、交流と負極性の直流の重畳電圧）が印加され、回転
する感光体１の周面が負極性の所定電位に一様帯電され
る。

【００２０】次いで、感光体１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により走査露光（画像
露光）Ｌがなされることによって、感光体１の表面に静
電潜像が形成され、この静電潜像は現像装置５において
トナー画像として現像される。尚、本実施の形態に係る
現像装置５は、現像剤として負極性に帯電する１成分高
抵抗磁性トナーを用いたジャンピング現像方式を採用す
る反転現像装置である。

【００２１】現像装置５においては、図示矢印方向に回
転駆動される現像スリーブ５ａに現像バイアス印加電源
６から所定の現像バイアス電圧が印加され、現像容器内
のトナーは現像スリーブ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。尚、現像スリーブ５ａは不図示のクラッ
チにより回転がＯＮ／ＯＦＦ制御され、感光体１側の画
像領域に対応して回転される。

【００２２】一方、不図示の給紙部から記録媒体として
の転写材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。尚、上記所定の制御タイ
ミングとは、回転する感光体１面側のトナー画像領域の
先端部が前記転写ニップ部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。

【００２３】ところで、前記転写ローラ７は芯金７ａと
その外周面に形成された導電層７ｂとで構成され、芯金
７ａの両端部を不図示の軸受部材に回転自由に軸受支持
させた状態で感光体１に対して並行に配設されている。
そして、芯金７ａの両端部の軸受部材はスプリング等の
押圧手段によって感光体１に向けてそれぞれ移動付勢さ
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せしめられ、感光体１の回転に従
動して回転する。

【００２４】而して、転写ニップ部Ｎに導入された転写
材Ｐは、回転する感光体１と転写ローラ７で狭持搬送さ
れる。転写ローラ７には、転写ニップ部Ｎを転写材Ｐが
狭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７ａ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、正極性）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前記転
写バイアス電圧が印加されている転写ローラ７によって
トナー画像のトナー極性とは逆極性（正極性）に接触帯
電処理されることによって、感光体１面側のトナーが転
写ニップ部Ｎにおいて該転写ニップ部Ｎを狭持搬送され
ていく転写材Ｐの表面側に順次静電転写される。

【００２５】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に到達すると同時若しくは到
達直前時点に開始され、転写材Ｐの後端部の転写ニップ
部Ｎを通過終了と同時若しくは通過直後に終了するよう
制御される。

【００２６】そして、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、最終的な画像生成物（ハードコピ
ー）として装置本体外部に排出される。

【００２７】尚、転写材Ｐに対するトナー画像転写後の
感光体１の表面はクリーナ９のクリーニングブレード９
ａによって残留トナー等の付着物が掻き落とされて清掃
され、次の画像形成プロセスに繰り返し使用される。

【００２８】図２は帯電ローラ等の電圧印加タイミング
を示すタイミングチャート、図３（ａ），（ｂ）は画像
形成時と非画像形成時の帯電ローラへの電圧印加状態を
示す断面図である。

【００２９】図２に示すように、装置が画像形成の実行
を開始すると、メインモータに同期して感光体１が回転
駆動を開始する。次いで、メインモータに（同期或は）
遅れて、帯電ローラ２に負極性の直流（−７５０Ｖ）と
交流（１５００Ｖｐｐ）が重畳された一次電圧が印加さ
れ、感光体１は所定の電位（−７２０Ｖ）に帯電され
る。

【００３０】画像形成終了後、転写ローラ７への印加電
圧がＯＦＦになった後、感光体１が帯電メモリーを生じ
ないタイミング（即ち、転写ローラ７の正極性帯電付与
を受けた感光体領域が帯電ローラ２を通過した後）で、
帯電ローラ２への負極性の直流と交流が重畳された電圧
は一旦ＯＦＦされる。

【００３１】その後、帯電ローラ２には不図示の電圧極
性切替手段によって放電開始電圧以下の正極性の直流電
圧（＋３００Ｖ）が少なくとも該帯電ローラ２の１回転
以上の時間Ｔだけ印加される。その後、所定時間経過後
にメインモータ及び感光体１の駆動は停止する。

【００３２】従って、前述のように画像形成時にクリー
ニングブレード９ａを摺り抜けた外添剤の極性はトナー
と逆極性（正極性）であるために帯電ローラ２に電気的
に付着するが（図３（ａ）の状態）、前述のように外添
剤と同極性（トナーと逆極性）のバイアスを非画像域で
印加することによって外添剤は帯電ローラ２から剥れ
（図３（ｂ）の状態）、外添剤の帯電ローラ２への付着
及び固着が防がれる。

【００３３】又、帯電ローラ２には感光体１の帯電極性
とは逆極性のバイアスを印加するが、このバイアスは放
電開始電圧以下であるために帯電メモリーを生じること
もない。

【００３４】尚、本実施の形態では、後回転時に帯電ロ
ーラ２に外添剤と同極性の電圧を印加したが、これに限
定されるものではなく、前回転中等の非画像形成中であ
ればどのタイミングで電圧印加を行っても構わないこと
は言うまでもない。

【００３５】＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形
態２を図４に基づいて説明する。尚、図４（ａ），
（ｂ）は本発明の実施の形態２に係る画像形成装置にお
ける画像形成時と非画像形成時の帯電ローラへの電圧印
加状態を示す断面図であり、本図おいては図３に示した
と同一要素には同一符号を付している。

【００３６】本実施の形態においては第２の帯電手段で
ある帯電ローラ１０が追加配置されていることが前記実
施の形態１とは異なる。以下詳述する。

【００３７】図４において、１０は第２の帯電ローラで
あり、該帯電ローラ１０は感光体１に接離可能に配置さ
れている。この帯電ローラ１０は画像形成時には図４
（ａ）に示すように感光体１から離間して作用しないた
め、前述の実施の形態１で述べたように同様の画像形成
が行われる（図４（ａ）参照）。

【００３８】次に、非画像形成時（具体的には後回転
中）においては、第２の帯電ローラ１０は不図示の切替
手段によって図４（ｂ）に示すように感光体１に圧接さ
れる。そして、第２の帯電ローラ１０は感光体１上を少
なくとも帯電ローラ２の１回転以上に相当する所定時間
Ｔ’だけ該感光体１の帯電極性に帯電させる。

【００３９】その後、第２の帯電ローラ１０により帯電
された感光体１の帯電領域Ｓは帯電ローラ２に到達す
る。そして、帯電ローラ２は前記帯電領域Ｓが到達する
と同時に（或は遅れて）感光体１の帯電極性とは逆極性
（正極性）の直流の帯電電圧を印加され、感光体１の帯
電領域Ｓの通過以前に印加が終了する。即ち、感光体１
の帯電領域Ｓの内側で、且つ、帯電ローラ２の１回転以
上に相当する時間Ｔ’だけ感光体１の帯電極性とは逆極
性の帯電電圧が帯電ローラ２に印加される（図４（ｂ）
参照）。

【００４０】以上のように、第２の帯電手段である第２
の帯電ローラ１０を使用して感光体１を該感光体１の帯
電極性に所定時間帯電した後、帯電ローラ２に感光体１
の帯電極性とは逆極性の帯電電圧を所定時間Ｔ’だけ印
加することにより、帯電ローラ２に電気的に付着したト
ナーとは逆極性の外添剤を該帯電ローラ２から剥すこと
ができる。

【００４１】又、本実施の形態では、感光体１に帯電可
能な帯電電圧を印加するため、外添剤の帯電ローラ２か
らの反発力を増強することができ、より確実に外添剤を
帯電ローラ２から剥すことが可能となる。

【００４２】更に、帯電ローラ２は感光体１の帯電領域
Ｓが到達すると同時に（或は遅れて）感光体１の帯電極
性とは逆極性（正極性）の直流の帯電電圧を印加される
ため、帯電メモリーを生じることもない。

【００４３】尚、以上のように本実施の形態では帯電ロ
ーラ２とは異なる接離可能な第２の帯電ローラ１０を新
規に配設したが、第２の帯電手段を転写ローラ７で兼ね
ることも可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、帯電手段に外添剤と同極性のバイアスを印加す
るため、帯電手段に付着した外添剤は電気的反発力を受
けて帯電手段から剥れ、外添剤の帯電手段への付着及び
固着が防がれて帯電手段による感光体の均一帯電が安定
してなされるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置要部の断面図であ
る。

【図２】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置にお
ける帯電ローラ等の電圧印加タイミングを示すタイミン
グチャートである。

【図３】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置にお
ける画像形成時と非画像形成時の帯電ローラへの電圧印
加状態を示す断面図である。

【図４】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置にお
ける画像形成時と非画像形成時の帯電ローラへの電圧印
加状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 感光体 ２ 帯電ローラ（帯電手段） ３ 帯電バイアス印加電源 ５ 現像装置 ７ 転写ローラ（転写手段） ８ 転写バイアス印加電源 １０ 第２の帯電ローラ（帯電手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体に接触して該感光体を帯電処理す
   る帯電手段を備え、現像剤により画像形成を行う画像形
   成装置において、 画像形成域外において、前記現像剤に添加された外添剤
   の帯電極性と同極性のバイアスを前記帯電手段に印加す
   ることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記帯電手段に印加するバイアスは放電
   開始電圧以下であることを特徴とする請求項１記載の画
   像形成装置。
3. 【請求項３】 前記帯電手段へのバイアスの印加は、前
   記感光体の帯電極性に帯電された所定の感光体帯電領域
   に対応して或は該感光体帯電領域の内側に放電開始電圧
   以上のバイアスを印加することによってなされることを
   特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 所定の感光体帯電領域を形成する手段が
   転写手段であることを特徴とする請求項３記載の画像形
   成装置。