(57)【要約】【課題】トナーリサイクルシステムを利用した画像記録装置において、転写後に像担持体上に残留する転写残トナーを像担持体と接触帯電部材とのニップ部に保持し、ある一定のタイミングで吐き出すシーケンス制御を行うことにより、正確に画像記録媒体間に吐き出させて画像欠陥を防ぐ。また、露光量を連続通紙枚数が増えるに従い、増大させ、通紙枚数とともに増加する転写残トナー量に対応できるようにする。【解決手段】像担持体の帯電を接触帯電にて行い、像担持体の帯電面に静電潜像を作成する手段と、静電潜像をトナーにより可視化する現像手段と可視化されたトナー像を画像記録媒体上に転写する手段を有する画像記録装置において、転写部分と接触耐電部分の間に前露光装置７を配設し、像担持体を露光することにより接触耐電部材との電位コントラストを高められる。【選択図】        図１
2004341193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電装置と、前記像担持体の帯電面に静電潜像を作成することにより情報を書き込む手段と、前記静電潜像をトナーにより可視化する現像手段と、可視化されたトナー像を画像記録媒体の上に転写する手段を有し、前記現像手段がトナー像を前記画像記録媒体の上に転写した後に前記像担持体上に残留するトナーを回収する機能を兼ねている画像形成装置において、前記像担持体と前記帯電部材との電位コントラストを変化させる手段を有し、前記電位コントラストの変化量を連続通紙中に前記像担持体上の画像記録媒体間毎に大きくすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体と前記帯電部材の間の電位コントラストを前記像担持体上の画像記録媒体間において前記像担持体上の画像記録媒体部分よりも大きくすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記像担持体上の画像記録媒体間における前記像担持体と前記帯電部材の間の電位コントラスト増大手段が露光による除電手段であることを特徴とする請求項１ないしは２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体上の画像記録媒体間における前記像担持体と前記帯電部材の間の電位コントラスト増大手段が前帯電装置による前記像担持体の帯電手段であることを特徴とする請求項１ないしは２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
帯電前帯電装置が非接触の帯電部材を利用した帯電装置であることを特徴とする４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電装置が電圧を印加した帯電部材を前記像担持体に当接させ、前記像担持体とニップ部を形成したうえで、前記帯電部材に電圧が印加されることにより、前記像担持体面を帯電する接触帯電装置であることを特徴とする請求項１から４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像手段の現像剤はトナーおよび帯電促進粒子を含み、現像部で前記像担持体に付着し画像記録媒体である紙に対するトナー像転写後の前記像担持体上に残留した前記現像剤中の前記帯電促進粒子が持ち運ばれることで前記帯電部材と前記像担持体とのニップ部に前記帯電促進粒子の供給がなされることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記接触帯電部材は前記像担持体の回転方向とは逆方向に速度差を保ちつつ回転されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記帯電促進粒子の体積抵抗値が１０１２Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１ないしは５〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記帯電促進粒子の体積抵抗値が１０１０Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１ないしは５〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機やプリンタなどの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
より詳しくは、トナーリサイクル（クリーナレス）システムの画像形成装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
電子写真技術を利用した転写方式の画像形成装置において、転写後に感光体（像担持体）に残る転写残トナーはクリーナ（クリーニング装置）により感光体表面から回収され廃トナーとして廃棄されていた。
【０００４】
この廃トナーは環境保護の面から出ないほうが望ましい。
【０００５】
そこでクリーナをなくし、転写後の感光体上の転写残トナーは現像装置による「現像同時クリーニング」で感光体上から除去し現像装置に回収・再利用する装置構成にしたトナーリサイクル（クリーナレス）システムの画像形成装置が出現している。
【０００６】
現像同時クリーニングとは、転写後に感光体上に残留したトナーを次工程以降の現像時、即ち引き続き感光体を帯電し、露光して潜像を形成し、前記潜像の現像時にかぶり取りバイアス（現像装置に印加する直流電圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋ）によって回収する方法である。この方法によれば、転写残トナーは現像装置に回収されて次工程以降後に再利用されるため、廃トナーをなくし、メンテナンスに手を煩わせることも少なくすることができる。またクリーナレスであることでスペースの面での利点も大きく、画像記録装置を大幅に小型化できる。
【０００７】
トナーリサイクルシステムは上記のように転写残トナーを専用のクリーナによって感光体表面から除去するのではなく、接触帯電部材を経由させて現像装置に至らしめて再度現像プロセスにて利用するものである。
【０００８】
トナーリサイクルシステムを用いたものは例えば特許文献１で知られている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−９６９４７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
トナーリサイクルシステムの画像形成装置において、像担持体の帯電手段として接触帯電部材を採用した場合においては転写後の像担持体面に残存の転写残トナーを除去する専用のクリーナを用いないため、転写後の像担持体面に残存の転写残トナーが像担持体と接触帯電部材の接触部である帯電部に像担持体面の回転でそのまま持ち運ばれて接触帯電部材がトナーで汚染されるために、下記のような課題が発生する。
【００１１】
▲１▼帯電ローラ等の接触帯電部材に溜め込まれた転写残トナーをイメージ露光を用いた画像形成プロセス中に像担持体に吐き出す場合、その吐き出したトナー量が多いと露光を遮り画像上に白ポチが発生する。この現象を以下、遮光とする。また、吐き出したトナーを現像で回収しきれない場合は、白地に黒ポチとして画像に発生する。この現象を以下、かぶりと呼ぶ。
【００１２】
▲２▼接触帯電部材にトナーがたまりすぎるとトナーが接触帯電部材の帯電性を阻害して良好な帯電性を得ることができない。
【００１３】
▲１▼と▲２▼が発生しないように帯電部材からのトナー吐出し量と保持させるトナー量を調整する必要があるが、特に連続通紙中の場合では、通紙枚数が増えるに従い、転写残トナー量も増えるので、これに応じたトナーの調整方法が必要となってくる。
【００１４】
なお、感光体の表面電位と帯電部材に印加される直流バイアスとの電位コントラストを変化させることによって、帯電部材に付着したトナーを感光体へ吐き出させることが知られている（例えば特許文献１参照。）。
【００１５】
そこで本発明は、接触帯電方式、転写方式、トナーリサイクルシステムの画像記録装置について、接触帯電部材として帯電ローラやファーブラシ等の簡易な部材を用いて、またトナーにより汚染された接触帯電部材が画像品位を損なうことなく効率よく清掃されるようにすることで、低印加電圧でオゾンレスの直接帯電（注入帯電）とトナーリサイクルシステムを問題なく実行可能にし、高品位な画像形成を長期に渡り維持させること等を目的とする。
【００１６】
【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。
【００１７】
（１）像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電装置と、前記像担持体の帯電面に静電潜像を作成することにより情報を書き込む手段と、前記静電潜像をトナーにより可視化する現像手段と、可視化されたトナー像を画像記録媒体の上に転写する手段を有し、前記現像手段がトナー像を前記画像記録媒体の上に転写した後に前記像担持体上に残留するトナーを回収する機能を兼ねている画像形成装置において、前記像担持体と前記帯電部材との電位コントラストを変化させる手段を有し、前記電位コントラストの変化量を連続通紙中に前記像担持体上の画像記録媒体間毎に大きくすることを特徴とする画像形成装置。
【００１８】
（２）前記像担持体と前記帯電部材の間の電位コントラストを前記像担持体上の画像記録媒体間において前記像担持体上の画像記録媒体部分よりも大きくすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【００１９】
（３）前記像担持体上の画像記録媒体間における前記像担持体と前記帯電部材の間の電位コントラスト増大手段が露光による除電手段であることを特徴とする請求項１ないしは２のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２０】
（４）および前記像担持体上の画像記録媒体間における前記像担持体と前記帯電部材の間の電位コントラスト増大手段が前帯電装置による前記像担持体の帯電手段であることを特徴とする請求項１ないしは２のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２１】
（５）帯電前帯電装置が非接触の帯電部材を利用した帯電装置であることを特徴とする請求項１および２および４のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２２】
（６）前記帯電装置が電圧を印加した帯電部材を前記像担持体に当接させ、前記像担持体とニップ部を形成したうえで、前記帯電部材に電圧が印加されることにより、前記像担持体面を帯電する接触帯電装置であることを特徴とする請求項１から４に記載の画像形成装置。
【００２３】
（７）前記現像手段の現像剤はトナーおよび帯電促進粒子を含み、現像部で前記像担持体に付着し画像記録媒体である紙に対するトナー像転写後の前記像担持体上に残留した前記現像剤中の前記帯電促進粒子が持ち運ばれることで前記帯電部材と前記像担持体とのニップ部に前記帯電促進粒子の供給がなされることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２４】
（８）前記接触帯電部材は前記像担持体の回転方向とは逆方向に速度差を保ちつつ回転されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２５】
（９）前記帯電促進粒子の体積抵抗値が１０１２Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１ないしは５〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２６】
（１０）前記帯電促進粒子の体積抵抗値が１０１０Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１ないしは５〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２７】
（作用）
転写部分で画像記録媒体に転写されずに像担持体面に残留した転写残トナーは像担持体面の移動とともに、接触帯電部材と前記像担持体のニップ部まで運ばれる。
【００２８】
そして、本発明においては転写装置と帯電装置の間に配設された前露光装置により前記像担持体面を走査露光し前記像担持体面の除電を行う、もしくは前記転写装置と前記帯電装置の間に配設された前帯電装置により前記像担持体に電荷を与えることにより、前記接触帯電部材と前記像担持体のニップ部における電位コントラストを増大させ、前記転写残トナーを前記像担持体上に保持させるような電界を生じさせて、前記転写残トナーを前記接触帯電部材と前記像担持体のニップ部に保持し、前記接触帯電部材への付着・混入、さらには像担持体上の画像記録媒体部分への転写残トナーの吐き出しを防ぐ。
【００２９】
保持した転写残トナーはある一定のタイミングで接触帯電部材と前記像担持体のニップ部より再び像担持体上に吐き出される。次の▲１▼、▲２▼に示す段階を経て吐き出される。
【００３０】
▲１▼前記接触帯電部材と前記像担持体のニップ部に保持する転写残トナーを、接触帯電部材と像担持体間の電位コントラストを弱めることにより、接触帯電部材に付着・混入する。
【００３１】
▲２▼転写残トナーの接触帯電部材への付着・混入に応じて、接触帯電部材に清掃電圧を印加して、再び像担持体上へ転写残トナーを吐き出す。
【００３２】
▲１▼および▲２▼を像担持帯上の画像記録媒体部分には吐き出さず、像担持体と逆方向に回転駆動される接触帯電部材を経由させて非画像記録媒体部分に吐き出すタイミングで制御することにより、像担持体上の画像記録媒体部分への転写残トナーの吐き出しを防ぐことができ、遮光やかぶりの原因を取り除くことが可能となる。
【００３３】
さらに画像形成が連続的に進むと、それに伴い前記接触帯電部材と前記像担持体とのニップ部に持ち運ばれる前記転写残トナー量も、画像記録媒体毎に増加する。
【００３４】
これに対応するために、連続通紙中の画像記録媒体毎に接触帯電部材と像担持体の間の電位コントラストを増加させる。これにより、画像記録媒体毎に接触帯電部材と像担持体の間のニップ部に保持することのできる転写残トナー量が増えるため、ニップ部に持ち運ばれる転写残トナー量の増加に対応することができる。
【００３５】
上記の方法の他に最初の画像記録媒体部分から、接触帯電部材と像担持体の間のニップ部に転写残トナーの増加を想定した大きな電位コントラストを持たせておく方法が考えられるが、この方法によると、耐久により多くのトナーを保持するように設定する必要があり、接触帯電部材による像担持体の帯電性の低さが問題となってくる。
【００３６】
画像記録媒体毎に電位コントラストを上昇させていく方法によれば、必要以上の電位コントラストを像担持体と接触帯電部材の間に生じさせる状態を防ぐことができ、帯電性の問題も改善される。
【００３７】
かくして、本発明によれば、前記転写残トナーの像担持体上の画像記録媒体間部分への吐き出しの制御を正確に行えるようになり、高品位な画像形成を長期に渡り維持させることができるようになる。また、画像比率の高い画像を出力したあとでも高品位な画像形成を長期に渡り維持させることができるようなる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は本発明に従う画像記録装置の一例の概略構成模型図である。
【００３９】
《本体の構成》
本例の画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用、接触帯電方式、トナーリサイクル（クリーナーレス）システムを利用したレーザービームプリンタである。
【００４０】
１は像担持体であり、本実施例ではφ２４ｍｍの回転ドラム型の負極性ＯＰＣ感光体（ネガ感光体、以下感光ドラムと記す）を使用している。この感光ドラム１は矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。
【００４１】
２は感光ドラム１に所定の押圧力をもって接触させて配設した接触帯電部材としての導電性弾性ローラである（以下、帯電ローラと記す）。ｎは感光ドラム１と帯電ローラ２の帯電ニップ部である。この帯電ローラはその外周面に導電性を有する帯電促進粒子ｍ（帯電促進を目的とした導電性粒子）を保持しており、感光ドラム１と帯電ローラ２とのニップ部ｎには帯電促進粒子ｍが介在している。
【００４２】
帯電ローラ２はこのニップ部ｎにおいて感光ドラム１の回転方向と逆方向（カウンター）に回転駆動され、感光ドラム１面に対して速度差をもって接触する。Ｍは該帯電ローラの２の駆動源である。また、プリンタの画像記録時には該帯電ローラ２に帯電バイアス印加電源Ｓ１から所定の帯電バイアスが印加される。これにより、回転感光ドラム１の周面が直接帯電（注入帯電）方式で所定の極性・電位に一様に接触帯電処理される。
【００４３】
本実施例では、プリンタの画像記録時は帯電バイアス印加電源Ｓ１のスイッチＳＷがＡ接点側に切り換え制御されて帯電ローラ２の芯金２ａにＤＣ電源ＳＤＣのＤＣ電圧−６００Ｖが印加されて、回転感光ドラム１面が印加ＤＣ電圧と略等しい電圧約−６００Ｖに直接帯電される（Ａモード）。
【００４４】
上記の帯電ローラ２、帯電促進粒子ｍ、直接帯電に関しては別項で詳述する。
【００４５】
３はレーザーダイオード・ポリゴンミラー等を含むレーザービームスキャナ（露光装置）である。このレーザービームスキャナ３は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光を出力し、該レーザ光で上記回転感光ドラム１の一様帯電面を走査露光Ｌする。この走査露光Ｌにより回転感光ドラム１の面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００４６】
４は現像装置である。現像剤ｔには帯電促進粒子ｍを添加してある。回転感光ドラム１面の静電潜像はこの現像装置４により現像部位ａにおいてトナー画像として反転現像される。この現像装置４については別項で詳述する。
【００４７】
５は接触転写手段としての中抵抗の転写ローラであり、感光ドラム１に所定に圧接させて転写ニップ部ｂを形成させてある。この転写ニップｂに不図示の給紙部から所定のタイミングで記録媒体としての転写材Ｐが給紙され、かつ転写ローラ５に転写バイアス印加電源Ｓ３から所定の転写バイアス電圧が印加されることにより感光ドラム１側のトナー画像が転写ニップ部ｂに給紙された転写材Ｐの面に順次に転写されていく。
【００４８】
本実施例で使用の転写ローラ５は芯金に中抵抗発泡層を形成した、ローラ抵抗値５×１０８  Ωのものであり、＋２．０  ｋＶの電圧を芯金に印加して転写を行った。転写ニップ部ｂに導入された転写材Ｐはこの転写ニップ部ｂを挟持搬送されて、その表面側に回転感光ドラム１の表面に形成担持されているトナー画像が順次に静電気力と押圧力にて転写されていく。
【００４９】
６は熱定着方式等の定着装置である。転写ニップ部ｂに給紙されて感光ドラム１側のトナー画像の転写を受けた転写剤Ｐは回転感光ドラム１の面から分離されてこの定着装置６に導入され、トナー画像の定着を受けて画像形成物（プリント、コピー）として装置外へ排出される。
【００５０】
本実施例のプリンタはクリーナーレスであり、転写材ｐに対するトナー画像転写後の回転感光ドラム１面に残留の転写残トナーは専用のクリーナ（クリーニング装置）で除去されることなく、感光ドラム１の回転にともない帯電ニップ部ｎを経由して現像部位ａに至り、現像装置４において現像同時クリーニングにて回収、再使用される。
【００５１】
《帯電ローラ２》
本実施例における接触帯電部材としての帯電ローラ２は芯金２ａ上にゴムあるいは発泡体の中抵抗層２ｂを形成することにより作製される。
【００５２】
中抵抗層２ｂは樹脂（例えばウレタン）、導電性粒子（例えばカーボンブラック）、硫化剤、発泡剤等により処方され、芯金２ａの上にローラ状に形成した。その後必要に応じて表面を研磨して直径１２  ｍｍ、長手長さ２００  ｍｍの導電性弾性ローラである帯電ローラ２を形成した。
【００５３】
本実施例の帯電ローラ２の抵抗を測定したところ１００  ｋΩであった。ローラ抵抗は、帯電ローラ２の芯金２ａに総圧１  ｋｇの加重がかかるようφ３０  ｍｍのアルミドラムに帯電ローラ２を圧着した状態で、芯金２ａとアルミドラムとの間に１００  Ｖを印加し、計測した。
【００５４】
ここで、接触帯電部材である帯電ローラ２は電極として機能することが重要である。つまり、弾性を持たせて被帯電体との十分な接触状態を得ると同時に、移動する被帯電体を充電するに十分低い抵抗を有する必要がある。一方では被帯電体にピンホールなどの低耐圧欠陥部位が存在した場合に電圧のリークを防止する必要がある。被帯電体として電子写真用感光体を用いた場合、十分な帯電性と耐リークを得るには１０４〜１０７  Ωの抵抗が望ましい。
【００５５】
帯電ローラ２の表面は帯電促進粒子ｍを保持できるようなミクロな凹凸があるものが望ましい。
【００５６】
帯電ローラ２の硬度は、硬度が低すぎると形状が安定しないために被帯電体との接触性が悪くなり、高すぎると被帯電体との間に帯電ニップ部ｎを確保できないだけでなく、被帯電体表面へのミクロな接触性が悪くなるのでアスカーＣ硬度で２５度から５０度が好ましい範囲である。
【００５７】
帯電ローラ２の材質としては、弾性発泡体に限定するものではなく、弾性体の材料として、ＥＰＤＭ、ウレタン、ＮＢＲ、シリコーンゴムや、ＩＲ等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物などの導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものがあげられる。また、特に導電性物質を分散せずに、イオン導電性の材料を用いて抵抗調整することも可能である。
【００５８】
帯電ローラ２は被帯電体としての感光ドラム１に対して弾性に抗して所定の押圧力で圧設させて配設し、本実施例では幅数ｍｍの帯電ニップ部ｎを形成させてある。
【００５９】
また本実施例では、この帯電ローラ２を帯電ニップ部ｎにおいて帯電ローラ表面と感光体表面とが互いに逆方向に等速で移動するよう凡そ８０  ｒｐｍで矢印の時計方向に回転駆動させた。即ち接触帯電部材としての帯電ローラ２の表面は被帯電体としての感光ドラム１の面に対して速度差をもたせるようにした。
【００６０】
《現像装置４》
本実施例の現像装置４は現像剤ｔとして一成分磁性トナー（ネガトナー）をもちいた反転現像装置である。現像剤ｔには帯電促進粒子ｍを添加してある。
【００６１】
４ａはマグネットロール４ｂを内包させた、現像剤担持搬送部材として非磁性回転現象スリーブであり、現像装置内の現像剤ｔ＋ｍは回転現象スリーブ４ａ上を搬送される過程において、規制ブレード４ｃで層厚規制及び電荷付与を受ける。
【００６２】
回転現象スリーブ４ａにコートされた現像剤は回転現像スリーブ４ａの回転により、感光ドラム１とスリーブ４ａの対向部である現像部位（現像領域部）ａに搬送される。またスリーブ４ａには現像バイアス印加電源Ｓ２より現像バイアスが印加される。
【００６３】
本実施例において、現像バイアス電圧は
ＤＣ電圧：−４５０Ｖ
ＡＣ電圧：ピーク間電圧１６００  Ｖ、周波数１．８  ｋＨｚ、
の重畳電圧とした。
【００６４】
これにより、感光ドラム１側の静電潜像がトナーｔにより反転現像される。
【００６５】
ａ）トナーｔ：現像剤である一成分磁性トナーｔは、結着樹脂、磁性体粒子、電荷制御剤を混合し、混練、粉砕、分級の各工程を経て作製し、さらに帯電促進粒子ｍや流動化剤などを外添剤として添加して作製されたものである。トナーの重量平均粒径（Ｄ４）は７μｍであった。
【００６６】
ｂ）帯電促進粒子ｍ：本実施例では、帯電促進粒子ｍとして、比抵抗が１０６  Ω・ｃｍ、平均粒径３μｍのアルミナ粉を用いた。そしてこの帯電促進粒子ｍとしてのアルミナ粉を、分級後のトナーｔ１００重量部に対して１重量部添加し、混合器により均一に分散させて現像装置４内に収納させた。
【００６７】
帯電促進粒子ｍの材料としては、ほかの金属酸化物などの導電性無機粒子や有機物との混合物、あるいは、これらに表面処理を施したものなど各種導電粒子が使用可能である。
【００６８】
粒子抵抗は粒子を介した電荷の授受を行うため比抵抗としては１０１２Ω・ｃｍ以下が必要で、好ましくは１０１０Ω・ｃｍ以下が望ましい。
【００６９】
抵抗測定は、錠剤法により測定し正規化して求めた。即ち、底面積２．２６  ｃｍ２の円筒内に凡そ０．５ｇの紛体試料を入れ上下電極に１５  ｋｇの加圧を行うと同時に１００  Ｖの電圧を印加し抵抗値を計測、その後正規化して比抵抗を算出した。
【００７０】
粒径は良好な帯電均一性を得るために５０μｍ以下が望ましい。本発明において、粒子が凝集体を構成している場合の粒径は、その凝集体としての平均粒径として定義した。粒径の測定には、光学あるいは電子顕微鏡による観察から、１００個以上抽出し、水平方向最大弦長をもって体積粒度分布を算出し、その５０％平均粒径をもって決定した。
【００７１】
帯電促進粒子は一次粒子の状態で存在するばかりでなく二次粒子の凝集した状態で存在することもなんら問題ではない。どのような凝集状態であれ、凝集体として帯電促進粒子としての機能が実現できればその形態は重要ではない。
【００７２】
帯電促進粒子は特に感光体の帯電に用いる場合に潜像露光時に妨げにならないよう、白色または透明に近いことが望ましく、よって非磁性であることが望ましい。さらに、帯電促進粒子が感光体上から記録材Ｐに一部転写されてしまうことを考えるとカラー記録では無色、あるいは白色のものが望ましい。また、画像露光時に粒子による光散乱を防止するためにもその粒径の下限値としては、粒子として安定に得られるものとして１０  ｎｍが限界であると考えられる。
【００７３】
《直接帯電》
ａ）現像装置４の現像剤ｔに添加の帯電促進粒子ｍは、現像装置４による感光ドラム１側の静電潜像のトナー現像時に現像部位ａにおいてトナーとともに適当量が感光ドラム１側に移行する。
【００７４】
感光ドラム１上のトナー画像は転写ニップ部ｂにおいて転写バイアスの影響で転写材Ｐ側に引かれて積極的に転移するが、感光ドラム１上の帯電促進粒子ｍは導電性であることで転写材Ｐ側には積極的には転移せず、感光ドラム１上に実質的に付着保持されて残留する。また感光ドラム１面に実質的に付着保持される帯電促進粒子ｍの存在によりトナー画像の感光ドラム１側から転写材Ｐ側への転写効率が向上する効果も得られる。
【００７５】
そして、クリーナレスのプリンタにおいては、転写後の感光ドラム１面に残存の転写残トナーおよび上記の残存帯電促進粒子ｍは感光ドラム１と帯電ローラ２の帯電ニップ部ｎに感光ドラム１の回転でそのまま持ち運ばれて、帯電ニップ部ｎへの帯電促進粒子ｍの供給、帯電ローラ２への付着・混入が生じる。
【００７６】
したがって、感光ドラム１と帯電ローラ２との帯電ニップ部ｎに帯電促進粒子ｍが存在した状態で感光ドラム１の接触帯電が行われる。
【００７７】
ｂ）感光ドラム１と帯電ローラ２との帯電ニップ部ｎに帯電促進粒子ｍが存在することで、帯電促進粒子ｍの滑剤効果により、摩擦抵抗が大きくてそのままでは感光ドラム１に対して速度差を持たせて接触させることが困難であった帯電ローラであっても、それを感光ドラム１面に対して無理なく容易に効果的に速度差をもたせて接触させた状態にすることが可能になるとともに、帯電ローラ２が粒子ｍを介して感光ドラム１面に密に接触してより高い頻度で感光ドラム１面に接触する構成となる。
【００７８】
帯電ローラ２と感光ドラム１との間に速度差を設けることにより、帯電ローラ２と感光ドラム１のニップ部において帯電促進粒子ｍが感光ドラム１に接触する機会を格段に増加させ、高い接触性を得ることができ、帯電ローラ２と感光ドラム１のニップ部に存在する帯電促進粒子ｍが感光ドラム１表面を隙間なく摩擦することで感光ドラム１に電荷を直接注入できるようになり、帯電ローラ２による感光ドラム１の接触帯電は帯電促進粒子ｍの介在により直接帯電（注入帯電）が支配的となる。
【００７９】
速度差を設ける構成としては、帯電ローラ２を回転駆動して感光ドラム１と速度差を設けることになる。好ましくは帯電ニップ部ｎに持ち運ばれることになる。好ましくは帯電ニップ部ｎに持ち運ばれる感光ドラム１上の転写残トナーを帯電ローラ２に一時的に回収し均すために、帯電ローラ２を回転駆動し、さらに、その回転方向は感光ドラム１表面の移動方向とは逆方向に回転するように構成することが望ましい。即ち、逆方向回転で感光ドラム１上の転写残トナーを一旦引離し帯電を行うことにより優位に直接帯電を行うことが可能である。
【００８０】
従って、従来のローラ帯電などでは得られなかった高い帯電効率が得られ、帯電ローラ２に印加した電圧とほぼ同等の帯電電位を感光ドラム１に与えることができる。かくして、接触帯電部材として帯電ローラ２を用いた場合でも、帯電ローラ２に対する帯電に必要な印加バイアスは感光ドラム１に必要な帯電電位相当の電圧で十分であり、放電現象を用いない安定かつ安全な接触帯電方式ないし装置を実現することができる。
【００８１】
また帯電ローラ２が感光ドラム１に対して速度差をもって接触していることで、転写ニップ部ｂから帯電ニップ部ｎへ至った転写残トナーのパターンが撹乱されて崩され、中間調画像において、前回の画像パターン部分がゴーストになって現れることがなくなる。
【００８２】
ｃ）耐久に伴い、帯電促進粒子ｍが帯電ニップ部ｎや帯電ローラ２から脱落しても、プリンタが稼動されることで、前記のように現像装置４の現像剤ｔに含有させてある帯電促進粒子ｍが現像部位ａで感光ドラム１面に移行し感光ドラム１面の移動により転写ニップ部ｎに逐次に供給され続けるため、帯電ニップ部ｎに帯電促進粒子ｍが存在することによる良好な帯電性が長期に渡って安定して維持される。
【００８３】
帯電ニップ部ｎや帯電ローラ２から脱落した帯電促進粒子は現像部位ａにおいて現像装置４に回収されて現像剤ｔに混入して循環使用される。
【００８４】
帯電ローラ２の表面に帯電促進粒子ｍのを予め担持させておくことで、プリンタ使用の全くの初期より上記の直接帯電性能を支障なく発揮させることができる。
【００８５】
ｄ）プリンタはクリーナレスであることで、転写後の感光ドラム１面に残存の転写残トナーは感光ドラム１と帯電ローラ２の帯電ニップ部ｎに感光ドラム１面の移動でそのまま持ち運ばれて帯電ローラ２に付着・混入する。
【００８６】
従来トナーは絶縁体であるため帯電ローラ２に対する転写残トナーの付着・混入は感光ドラムの帯電において帯電不良を生じさせる因子でもある。
【００８７】
しかしこの場合でも、帯電促進粒子ｍが感光ドラム１と帯電ローラ２との帯電ニップ部ｎに介在することにより、帯電ローラ２の感光ドラム１への緻密な接触性と接触抵抗を維持できるため、帯電ローラ２の転写残トナーによる汚染にもかかわらず、低印加電圧でオゾンレスの直接帯電を長期に渡り安定に維持させることができ、均一な帯電性を与えることができる。
【００８８】
ｅ）帯電ローラ２に付着・混入した転写残トナーは帯電ローラ２から徐々に感光ドラム１上に吐き出されて感光ドラム１面の移動とともに現像部位ａに至り、現像装置４において現像同時クリーニング（回収）される（トナーリサイクル）。現像同時クリーニングは前述したように、転写後に感光体ドラム１上に残留したトナーを引き続く画像形成工程の現像時、即ち引き続き感光体を帯電し、露光して潜像を形成し、その潜像の現像時において、現像装置のかぶり取りバイアス、即ち現像装置に印加する直流電圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋによって回収するものである。本実施例におけるプリンタのように反転現象の場合では、この現像同時クリーニングは、感光体の暗部電位から現像スリーブにトナーを回収する電界と、現像スリーブから感光体の明部電位へトナーを付着させる電界の作用でなされる。
【００８９】
ｆ）像担持体としての感光ドラム１と接触帯電部材としての帯電ローラ２との帯電ニップ部ｎにおける帯電促進粒子の介在量は、少なすぎると、帯電促進粒子による潤滑効果が十分に得られず、帯電ローラ２と感光ドラム１との摩擦が大きくて帯電ローラ２を感光ドラム１に速度差をもって回転駆動させることが困難である。つまり、駆動トルクが過大となるし、無理に回転させると帯電ローラ２や感光ドラム１の表面が削れてしまう。さらに帯電促進粒子による接触機会増加の効果が得られないこともあり十分な帯電性能が得られない。一方、該介在量が多すぎると、帯電促進粒子の帯電ローラ２からの脱落が著しく増加し作像上に悪影響が出る。実験によると該介在量は１０３個／ｍｍ２個以上が望ましい。１０３個／ｍｍ２より低いと十分な潤滑効果と接触機会増加の効果が得られず、帯電性能の低下が生じる。
【００９０】
より望ましくは１０３〜５×１０５個／ｍｍ２の該介在量が好ましい。５×１０５個／ｍｍ２を超えると、帯電促進粒子の感光ドラム１への脱落が著しく増加し、粒子自体の光透過性を問わず、感光ドラム１への露光量不足が生じる。５×１０５個／ｍｍ２以下では脱落する粒子量も低く抑えられ該悪影響を改善できる。該介在量範囲において感光ドラム１上に脱落した粒子の存在量を測ると１０２〜１０５個／ｍｍ２であったことから、作像上弊害がない該存在量としては１０５個／ｍｍ２以下が望まれる。該介在量および感光ドラム１上の該存在量の測定方法について述べる。該介在量は帯電ローラ２と感光ドラム１の帯電ニップ部ｎを直接測ることが望ましいが、帯電ローラ２に接触する前に感光ドラム１上に存在した粒子の多くは逆方向に移動しながら接触する帯電ローラ２に剥ぎ取られることから、本発明では帯電ニップ部ｎに到達する直前の帯電ローラ２表面の粒子量をもって該介在量とした。具体的には、帯電バイアスを印加しない状態で感光ドラム１および帯電ローラ２に回転を停止し、感光ドラム１および帯電ローラ２の表面をビデオマイクロスコープ（ＯＬＹＭＰＵＳ製ＯＶＭ１０００Ｎ）およびデジタルスチルレコーダ（ＤＥＬＴＩＳ製ＳＲ−３１００）で撮影した。帯電ローラ２については帯電ローラ２を感光ドラム１に当接するのと同じ条件でスライドガラスに当接し、スライドガラスの背面からビデオマイクロスコープにて該接触面を１０００倍の対物レンズで１０箇所以上撮影した。得られたデジタル画像から個々の粒子を領域分離するため、ある閾値をもって２値化処理し、粒子の存在する領域の数を所望の画像処理ソフトを用いて計測した。また、感光ドラム１上の該存在量についても感光ドラム１上を同様のビデオマイクロスコープにて撮影し同様の処理を行い計測した。該介在量の調整は、現像装置４の現像剤ｔにおける帯電促進粒子ｍの配合量を設定することにより行った。一般には現像剤（トナー）ｔ１００重量部に対して帯電促進粒子は０．０１〜２０重量部の配合である。
【００９１】
《画像記録媒体間制御について》
本実施例においては、接触帯電部材である帯電ローラ２に付着・混入した転写残トナーを、帯電ローラ２から効率よく排除させるローラ清掃モード（接触帯電部材清掃モード）を具備させて、画像記録媒体間の非画像形成時に像担持体上に転写残トナーを吐き出す。これにより帯電ローラ２の転写残トナーによる汚染レベルを常に低く維持させて、良好な帯電性を得ることができ、かつ、転写残トナーを画像記録媒体間の非画像形成時に吐き出すため、良好な画像記録を長期に渡り安定に維持させることができる。
【００９２】
即ち、接触帯電部材としての帯電ローラ２に対する電圧印加モードとして、画像形成時においてＤＣ電圧を印加して像担持体としての感光ドラム１を一様に帯電するＡモード（非ローラ清掃モード）と、非画像形成時においてＤＣ電圧とＡＣ電圧（クリーニングバイアス）を重畳した電圧を印加するＢモード（ローラ清掃モード）を有し、ＢモードにおけるＡＣ電圧の周波数を凡そ５〜５００Ｈｚとするものである。
【００９３】
ａ）Ａモード
本実施例においてはプリンタの画像記録時には不図示のシーケンス制御回路により帯電バイアス印加電源Ｓ１のスイッチＳＷがＡ接点側に切り換え制御されて、帯電ローラ２に芯金２ａにＤＣ電源ＳＤＣのＤＣ電圧−６００Ｖが印加されることで、回転感光ドラム１面が該印加ＤＣ電圧と略等しい電圧約−６００Ｖに直接帯電され、画像記録が実行される。
【００９４】
ｂ）Ｂモード
本実施例においてはプリンタの画像記録時には不図示のシーケンス制御回路により帯電バイアス印加電源Ｓ１のスイッチＳＷがＢ接点側に切り換え制御されて、ＤＣ電源ＳＤＣにＡＣ電源ＳＡＣが直列に接続化されることで、帯電ローラ２の芯金２ａに
ＤＣ電圧：−６００Ｖ
ＡＣ電圧：ピーク間電圧２００Ｖ、周波数例えば５０Ｈｚ、
の重畳電圧が印加される。
【００９５】
またこのＢモードにおいては現像装置４の現像スリーブ４ａには画像記録時と同じく、
ＤＣ電圧：−４５０Ｖ
ＡＣ電圧：ピーク間電圧１６００Ｖ、周波数１．８ｋＨｚ、
の重畳電圧を印加した。
【００９６】
これらのバイアス関係を維持することにより、帯電ローラ２上で負に摩擦帯電されたトナーを感光ドラム１上に現像し（帯電ローラ２上のトナーの感光ドラム１側への吐き出し）、さらにそのトナーを現像装置４のバックコントラストで回収することになる。
【００９７】
この場合、帯電ローラ２には帯電促進粒子ｍが供給されることで、トナーの帯電ローラ２上からのトナーの離型性が向上して、すなわち離型性が増して、帯電ローラ２上のトナーの感光ドラム１側への吐き出しが促進し、トナーにより汚染された帯電ローラ２が効率よく清掃され、低印加電圧でオゾンレスの直接帯電とトナーリサイクルシステムを問題なく実行可能にし、高品質な画像形成を長期に渡り維持させること、画像比率の高い画像を出力した後でも高品位な画像形成を長期に渡り維持させることができる。
【００９８】
Ｂモードにおいて、帯電ローラ２に印加するクリーニングバイアスは、帯電ニップ部ｎの感光ドラム移動方向下流側における感光ドラム電位と帯電ローラ電位に差が大きくなるよう設定するのが望ましく、感光ドラム速度によりバイアス設定をしたほうがより適切である。
【００９９】
《前露光装置７》
７に示すのは前露光装置であり、転写ローラ５と帯電ローラ２の間の感光ドラム帯電面を露光除電するものである。
【０１００】
露光された感光ドラム１では帯電ローラ２との電位コントラストが増加する。
【０１０１】
５の転写装置で転写材Ｐ上に転写されずに感光ドラム１上に残留した転写残トナーは、露光装置で除電をうけた像担持体と、帯電ローラ２との電位コントラストにより、帯電ニップ部ｎにおいて感光ドラムに保持される力を受ける。
【０１０２】
これにより転写残トナーの帯電ローラへの付着・混入を防ぐことができ、帯電ローラ２を清浄な状態に保つことができる。
【０１０３】
また、露光量を制御し、先に記述したローラ清掃モードと組み合わせることにより、感光ドラム１上の画像記録媒体間部分に正確に転写残トナーを吐き出すシーケンスを組むことが可能となる。
【０１０４】
以上の装置構成を用いて本実施例１を実施した。
【０１０５】
先述のシーケンスを組む場合においては、感光ドラム１上の画像記録媒体間部分と画像記録媒体部分において露光量を変化させる。まず、感光ドラム１上の画像記録媒体間部分で露光をＯＦＦにすると、帯電ローラ２と感光ドラム１の間に電位コントラストはなく、転写残トナーを感光ドラム１上に保持する電界は生じず、転写残トナーの帯電ローラ２への付着・混入が起こる。
【０１０６】
露光により感光ドラム１の除電を行うと、帯電ローラによって負極性に帯電していた感光ドラム１は電荷を失い、その負極性が弱まり、感光ドラム１から帯電ローラ２の方向に電界が生じる。トナーは負極性に帯電しているため、この電界により、感光ドラム１のほうに押し付けられる力を受ける。
【０１０７】
図２に帯電ローラ２と感光ドラム１の間に生じる電界Ａと転写残トナーｔ１の保持力Ｂの概念図を示す。露光および帯電により帯電ローラ２よりも感光ドラム１のほうが電位が高くなるため、電界Ａの向きは感光ドラム１から帯電ローラ２に向かっている。そのとき転写残トナーｔ１を感光ドラム１上に保持する力Ｂはトナーが負極性であるために、電界Ａとは逆方向に働く。
【０１０８】
感光ドラム１は帯電ローラにより、−６００  Ｖに帯電されている。露光による除電で感光ドラム１の電位が‐４５０Ｖになった場合、帯電ローラ２と感光ドラム１の間の電位コントラストΔＶは１５０Ｖとなり、転写残トナーを感光ドラム１上に保持する電界が生じる。
【０１０９】
感光ドラム１上の画像記録媒体部分においては上記のように電界を生じさせて、転写残トナーが吐き出されないように感光ドラム１と帯電ローラ２のニップ部で保持しておく。
【０１１０】
このように感光ドラム１上の画像記録媒体部分においては電位コントラストを強めて帯電ローラ２と感光ドラム１のニップ部ｎに転写残トナーを保持し、感光ドラム１上の画像記録媒体間部分においては電位コントラストを弱める、もしくはゼロにすることにより、帯電ローラ２へ転写残トナーが移るようにする。帯電ローラ２へ移った転写残トナーはローラ清掃モードのＢモードの電圧を受けて、再び感光ドラム１上に吐き出される。これらはすべて、転写残トナーを画像記録媒体間に吐き出すように制御される。
【０１１１】
転写残トナーは露光ＯＦＦのときにすべて帯電ローラ２に付着・混入するわけではなくある程度の量が感光ドラム１上に残留する。この転写残トナー量は連続通紙の場合、通紙枚数が増えるのに従い、増加していく。
【０１１２】
これに対して、感光ドラム１上の画像記録媒体間毎に露光量を増加させることで対処する。
【０１１３】
図３にこの時の転写残トナー吐き出しのシーケンス制御図を示す。
【０１１４】
感光ドラム１上の画像記録媒体部分において露光を行い、画像記録媒体間部分で露光をＯＦＦにするというタイミングで前露光を制御する。具体的には感光ドラム１上の画像記録媒体間部分より帯電ローラ２の一周分前にずれたタイミングで前露光をＯＦＦにする。このときにそれまで感光ドラム１および帯電ローラ２のニップ部に保持されていた転写残トナーおよび露光ＯＦＦ中に前記ニップ部に到達する転写残トナーが帯電ローラ２上に混入していく。感光ドラム１上の画像記録媒体間部分が前記ニップ部に到達するタイミングで再び前露光がＯＮにされ、次の画像記録媒体部分の転写残トナーを前記ニップ部に保持させる。この前露光のＯＮのタイミングにあわせて帯電ローラ２のローラ清掃ＡＣバイアスが印加され、帯電ローラ２に混入した転写残トナーの感光ドラム１への吐き出しが行われる。このタイミングで前露光、ローラ清掃ＡＣバイアスを制御することにより感光ドラム１上の画像記録媒体間部分への転写残トナーの吐き出しが可能となる。感光ドラム１上の次の画像記録媒体部分が帯電ローラ２と感光ドラム１のニップ部に到達すると、ローラ清掃ＡＣバイアスをＯＦＦにする。
【０１１５】
また、前露光量は一回の露光においては一定である。そして画像記録媒体間部分毎に前露光量を増加させることにより、帯電ローラ２と感光ドラム１との間の電位コントラストを画像記録媒体間部分毎に大きくして感光ドラム１上に保持できる転写残トナー量を、感光ドラム１上に残留する転写残トナー量の増加に応じて増加させていく。電位コントラストの上昇レートが画像記録媒体間毎にａＶであるとすると、ｎ枚目の画像形成においてはａ（ｎ−１）  Ｖ電位コントラストが上昇することになる。
【０１１６】
この電位コントラスト上昇レートは転写残トナーの増加量に応じた適切な値にすることが望ましい。電位コントラスト上昇レートが転写残トナーの増加に追いつかないと連続通紙において徐々に遮光、かぶりの影響が観察されうることになる。逆に電位コントラスト上昇レートが転写残トナーの増加よりも速ければ、消費電力の増大や、帯電ローラ２による感光ドラム１の帯電不良の問題が生じてくる。
【０１１７】
本実施例１において、電位コントラストの上昇レートを変化させた実施例１−１および１−２を行い、それぞれ画像欠陥の評価と帯電特性の評価を行った。また、実施例との比較を行うため、比較例１−３、１−４も行った。
【０１１８】
《評価》
評価の結果を表１に示す。評価方法、表に基づく考察を以下、詳述する。
【０１１９】
前露光装置７による露光で感光ドラム１の表面を除電し、電位を−４５０  Ｖとするように設定した。この時の電位コントラストΔＶは帯電ローラ２の電位が−６００  Ｖであるので１５０  Ｖとなる。電位コントラストΔＶは前帯電装置７による露光量によって変化し、露光量の増大に伴って増加する。
【０１２０】
一枚目の電位コントラストΔＶが１５０  Ｖとなる状態から通紙を行い、連続通紙に伴い、前露光装置７による露光量を制御することで電位コントラストを種々の上昇レートに変化させて増加させていった。連続通紙を１００枚行い、１００枚目の画像評価を行った。
【０１２１】
ベタ黒およびベタ白画像をそれぞれ１００枚連続でプリントし、ベタ黒、ベタ白画像のそれぞれ１００枚目を評価した。
【０１２２】
【表１】
2004341193.tif 000003
【０１２３】
評価のポイントとしてはベタ黒画像中の白ポチ、ベタ白画像中の黒ポチ、および画像ムラ等である。それぞれ遮光、かぶり、帯電不良に起因する。１００枚目の画像を目で確認し、評価した。表中の評価記号について以下説明する。これらは画像状態の程度を表しており、白ポチ、黒ポチ、画像ムラのすべてに共通して使用している。
【０１２４】
◎：非常に良好な画像状態。全く画像に乱れが観察されない。
【０１２５】
○：ほとんど白ポチ、黒ポチ、画像ムラが観察されない。
【０１２６】
△：若干白ポチ、黒ポチ、画像ムラが画像に現れている。
【０１２７】
×：白ポチ、黒ポチ、画像ムラをよく観察することができる。
【０１２８】
実施例１−１では電位コントラストΔＶの上昇レートを画像記録媒体毎に１Ｖ、実施例１−２では電位コントラストΔＶの上昇レートを画像記録媒体毎に４  Ｖに制御して評価を行った。比較例１−３では、１５０  Ｖの電位コントラストΔＶを与えたが、その後は電位コントラストΔＶを変化させなかった。比較例１−４では、前露光装置７による露光を行わなかった。
【０１２９】
実施例１−１ではベタ黒画像中の白ポチおよび、ベタ白画像中の黒ポチが若干観察され、画像状態は△であった。また、帯電不良に起因する画像ムラはほとんど観察されなかった。
【０１３０】
一枚目の電位コントラストΔＶが１５０  Ｖで、電位コントラスト上昇レートが画像記録媒体毎に１  Ｖであるので１００枚目の画像形成時には２４９  Ｖまで電位コントラストΔＶが上昇していることになる。この上昇レートでは連続通紙に伴う転写残トナーの増加に対応することができず、通紙枚数が増加するに従い、画像記録媒体間部分に吐き出すタイミング以外で帯電ローラ２へと混入する転写残トナー量が増加する。このため、遮光とかぶりを原因とする画像欠陥が現れた。
【０１３１】
１００枚通紙された時点での感光ドラム１の電位は−３５１  Ｖであり、この電位では帯電ローラ２で十分に帯電しうる電位である。したがって帯電特性は良好であった。
【０１３２】
実施例１−２ではベタ黒画像中の白ポチおよび、ベタ白画像中の黒ポチほとんど観察されず、画像状態は○であった。また、帯電不良に起因すると考えられる画像ムラもほとんど観察されなかった。
【０１３３】
一枚目の電位コントラストΔＶが１５０  Ｖで、電位コントラスト上昇レートが画像記録媒体毎に４  Ｖであるので１００枚目の画像形成時には５４６Ｖまで電位コントラストΔＶが上昇している。この上昇レートは連続通紙に伴う転写残トナー量の増加に応じたものであり、画像記録媒体間部分以外に漏れ出る転写残トナーはほとんどない。画像記録媒体間部分に吐き出されるタイミングで帯電ローラ２に混入される転写残トナーは、画像記録媒体間部分に吐き出されるタイミングでローラ清掃モードの電圧が印加されることにより、感光ドラム１と帯電ローラ２のニップ下流部において効率よく感光ドラム１上の画像記録媒体間部分に吐き出される。結果として遮光、かぶり、帯電不良の原因となる転写残トナーはほとんどなく、良好な画像を得ることができた。
【０１３４】
１００枚通紙の時点で感光ドラム１の電位は−５４  Ｖまで高まっているが、帯電ローラ２で帯電しうる電位であった。
【０１３５】
実施例との比較を行うため、初期電位コントラストとして各実施例と同様の１５０  Ｖを与えたが、その後電位コントラストを変化させなかった比較例１−３と、前露光装置７による露光除電を行わなかった比較例１−４を行った。
【０１３６】
比較例１−３ではベタ黒画像中の白ポチおよび、ベタ白画像中の黒ポチがよく観察され、画像状態は×であった。画像ムラはほとんど観察されなかった。
【０１３７】
１００枚通紙後の電位コントラストΔＶが１５０  Ｖのままであるので連続通紙中の転写残トナーの増加に対して感光ドラム１への転写残トナーの保持力が及ばなくなり、感光ドラム１上の画像記録媒体間部分に吐き出すタイミング以外で転写残トナーが帯電ローラ２へと混入してしまう。この転写残トナーは感光ドラム１と帯電ローラ２のニップ下流部で感光ドラム１に付着する。感光ドラム１に付着した転写残トナーは遮光、およびかぶりの原因となり、画像欠陥の原因となる。
【０１３８】
比較例１−４では前露光装置７による露光を行わなかった。そのため、感光ドラム１と帯電ローラ２のニップ上流部で転写残トナーを保持する力がなく、転写残トナーが感光ドラム１から帯電ローラ２の付着・混入が起こる。比較例１−３と同様のメカニズムにより、画像欠陥の原因となる。
【０１３９】
以上の実施例１より、電位コントラストΔＶの上昇レートが４  Ｖの実施例１−２において良好な画像形成が行われていたことがわかった。実施例１−１との比較により、電位コントラストを画像記録媒体間毎に上昇させていくことにより、増加していく転写残トナーを感光ドラム１と帯電ローラ２のニップ部に正確に保持することができ、良好な画像形成が行えることが確認できた。
【０１４０】
（実施例２）
実施例１では感光ドラム１と帯電ローラ２のニップ部における電位コントラスト増大手段として、前露光装置７を転写ローラ５と帯電ローラ２の間に配設して、感光ドラム１の除電を行い、電位コントラストを増大させた。
【０１４１】
前露光装置７からの露光量を制御することにより電位コントラストの上昇レートを制御したが、光を用いているために実際には数Ｖ単位での制御は困難である。
【０１４２】
そこで本実施例２では露光による除電ではなく、帯電により感光ドラム１と帯電ローラ２のニップ部における電位コントラストを増大させた。電位コントラスト増大手段として光を用いない帯電によれば、より精密な電位コントラストの制御が可能である。本実施例２の装置構成として、前露光装置７の代わりに前帯電装置８を前露光装置７と同じ位置に配設した例を図４に示す。
【０１４３】
帯電装置８はコロナ放電を利用した帯電装置である。転写ローラ５と帯電ローラ２の間において、高圧を印加することにより、生じる放電電流に感光ドラム帯電面をさらすことで感光ドラム帯電面を所定に帯電させるものである。
【０１４４】
この時のシーケンス制御図を図５に示す。前帯電装置８の制御は前露光装置７の制御と同様である。
【０１４５】
以上の装置構成、およびシーケンスを用いて、本実施例２を実施した。詳細は実施例１と同様であるのでここでは述べない。
【０１４６】
本実施例２において、電位コントラストの上昇レートを変化させた実施例２−１および２−２を行い、それぞれ画像欠陥の評価と帯電特性の評価を行った。また、実施例との比較を行うため、比較例２−３、２−４も行った。
【０１４７】
《評価》
表２に本評価の結果を示す。表に基づく考察を以下、詳述する。
【０１４８】
前帯電装置８による帯電で感光ドラム１の表面に電荷を与え、電位を−４５０  Ｖとするように設定した。この時の電位コントラストΔＶは帯電ローラ２の電位が−６００  Ｖであるので１５０Ｖとなる。電位コントラストΔＶは前帯電装置８による帯電量によって変化し、帯電量の増大に伴って増加する。
一枚目の電位コントラストΔＶが１５０Ｖとなる状態から通紙を行い、連続通紙に伴い、電位コントラストを種々の上昇レートで増加させていった。連続通紙を１００枚行い、１００枚目の画像評価を行った。
ベタ黒およびベタ白画像をそれぞれ１００枚連続でプリントし、ベタ黒、ベタ白画像のそれぞれ１００枚目を評価した。
【０１４９】
【表２】
2004341193.tif 000004
【０１５０】
評価のポイントおよび表中の記号は実施例１と同じであるのでここでは述べない。
【０１５１】
実施例２−１から２−４で電位コントラストΔＶの上昇レートを画像記録媒体毎に１  Ｖから４  Ｖに変化させた。比較例として実施例２−５および実施例２−６を行った。実施例２−１としては、１５０Ｖの電位コントラストΔＶを与えたが、その後は電位コントラストΔＶを変化させなかった。実施例２−６では、前帯電装置８による露光を行わなかった。
【０１５２】
実施例２−１においてはベタ黒画像中の白ポチおよび、ベタ白画像中の黒ポチが若干観察され、画像状態は△であった。また、帯電不良に起因する画像ムラはほとんど観察されなかった。
【０１５３】
条件は実施例１−１と同じであり、同様のメカニズムに基づいた画像形成が進む。この電位コントラスト上昇レートでは連続通紙に伴う転写残トナーの増加に対応することができず、画像記録媒体間部分に吐き出すタイミング以外で帯電ローラ２へと混入する転写残トナー量が増加する。結果として遮光、かぶりによる画像欠陥が生じる。
【０１５４】
実施例２−２においてはベタ黒画像中の白ポチはほとんど観察されず、ベタ白画像中の黒ポチは若干観察された。画像状態はベタ黒画像中の白ポチが○、ベタ白画像中の黒ポチが△であった。また、帯電不良に起因すると考えられる画像ムラはほとんど観察されなかった。
【０１５５】
一枚目の電位コントラストΔＶが１５０  Ｖで、電位コントラスト上昇レートが画像記録媒体毎に２  Ｖであるので１００枚目の画像形成時には３４８  Ｖまで電位コントラストΔＶが上昇している。この上昇レートでも通紙枚数が増えるに従い増加する転写残トナー量に完全に対応することができていないが、感光ドラム１と帯電ローラ２のニップ部に保持できる転写残トナー量が増えたため、画像記録媒体間部分以外に漏れ出る転写残トナー量が減少し、画像状態が改善された。
【０１５６】
実施例２−３においてはベタ黒画像中の白ポチはほとんど観察されず、ベタ白画像中の黒ポチはが若干観察された。画像状態はベタ黒画像中の白ポチが○、ベタ白画像中の黒ポチが△であった。また、帯電不良に起因する画像ムラはほとんど観察されなかった。
【０１５７】
一枚目の電位コントラストΔＶが１５０  Ｖで電位コントラスト上昇レートが画像記録媒体毎に３  Ｖであるので１００枚目の画像形成時には４４７  Ｖまで電位コントラストΔＶが上昇していることになる。まだ若干連続通紙に伴う転写残トナー量の増加に対応できていないが、実施例２−１と２−２に比べて帯電ローラ２と感光ドラム１のニップ部に保持できる転写残トナー量は増加しており、遮光、かぶり、帯電不良の影響は軽減されている。
【０１５８】
実施例２−４ではベタ黒画像中の白ポチおよび、ベタ白画像中の黒ポチはほとんど観察されず、画像状態は○であった。実施例２−２および２−３で観察されたベタ黒画像中の白ポチとベタ白画像中の黒ポチのレベルの差はほとんど観察されなかった。また、画像ムラもほとんど観察されなかった。
【０１５９】
一枚目の電位コントラストΔＶが１５０  Ｖで電位コントラスト上昇レートが画像記録媒体毎に４Ｖであるので１００枚目の画像形成時には５４６  Ｖまで電位コントラストΔＶが上昇していることになる。この上昇レートは連続通紙に伴う転写残トナー量の増加に応じたものであり、画像記録媒体間部分以外に漏れでる転写残トナーはほとんどない。したがって良好な画像形成が行われた。
【０１６０】
実施例との比較を行うため、初期電位コントラストとして各実施例と同様の１５０  Ｖを与えたが、その後電位コントラストを変化させなかった比較例２−５と、前帯電装置８による帯電を行わなかった比較例２−６を行った。
【０１６１】
これらの比較例は比較例１−３、１−４と同様の条件であるのでここで詳細は述べない。
【０１６２】
比較例２−５、２−６で、ベタ黒画像中の白ポチおよび、ベタ白画像中の黒ポチがよく観察され、画像状態は×であった。画像ムラはほとんど観察されなかった。
【０１６３】
以上の実施例２より、電位コントラストの増大手段として帯電を用いれば、ボルトオーダーでの電位コントラスト上昇レート制御が行えることがわかった。電位コントラスト上昇レートの変化に伴い、画像欠陥にも変化が観察され、電位コントラスト上昇レートが画像欠陥に与える影響も観察することができた。
【０１６４】
（実施例３）
実施例１および実施例２では感光ドラム１上の画像記録媒体間部分においてに露光、もしくは帯電をおこない、感光ドラム１と帯電ローラ２の間の電位コントラストを増大させた。また、その露光量、および帯電量は一回の露光、および帯電の間は一定であった。
【０１６５】
しかしながら実際には露光中、もしくは帯電中にも感光ドラム１と帯電ローラ２のニップ部ｎに持ち運ばれてくる転写残トナー量は増えつづける。そのため、露光量、もしくは帯電量もそれに応じて増加させればより安定に転写残トナーを感光ドラム１と帯電ローラ２のニップ部に保持することができるようになる。
【０１６６】
この時のシーケンス制御図を図６および図７に示す。図６に示すのは前露光装置７を用いた場合のシーケンス制御図である。これまで一回の露光においては一定であった前露光量を一回毎の露光において連続的に上昇させた。図７に示すのは前帯電装置８を用いた場合のシーケンス制御図であるが、こちらの図においてもこれまで一回の帯電において一定であった前帯電量を一回毎に連続的に増加させた。本実施例３においては、露光中、および帯電中の、露光量、および帯電量は、それぞれ上昇レートと同じ上昇速度で増加させた。
【０１６７】
本体装置構成については実施例１および実施例２に記載したものと同じであるのでここにおいても詳述しない。
【０１６８】
《評価》
前露光装置７用いた実施例３−１、３−２および比較例３−３、３−４、前帯電装置８を用いた実施例４−１〜４−４および比較例４−５、４−６において、それぞれ画像欠陥の評価と帯電特性の評価を行った。その結果をそれぞれ表３および表４に示す。評価方法は実施例１および実施例２に記載済みであるのでここでは述べない。表３を表１と、表４を表２と比較し、考察を詳述する。
【０１６９】
表３においては、表１と比較して、電位コントラスト上昇レートが画像記録媒体間毎に４  Ｖである実施例３−２のみ画像評価結果が上がった。ほかの実施例３−１および比較例３−３、３−４はそれぞれ実施例１−１および比較例１−３および１−４と比較して変化しなかった。
【０１７０】
露光中、もしくは帯電中に露光量、ないしは帯電量を増大させるシーケンスは、実施例１において画像評価が○の場合のみ、画像レベルをあげることができた。このシーケンスは電位コントラストΔＶがちょうど転写残トナーを感光ドラム１上に保持できるくらいの大きさの場合に効果がある。露光中に漏れ出るわずかな転写残トナーを残らず保持することにより、若干画像レベルが向上した。
【０１７１】
表４においては、表２と比較して、電位コントラスト上昇レートが画像記録媒体間毎に４Ｖである実施例４−４において画像評価結果が上がっている。ほかの実施例４−１〜４−３および比較例４−５、４−６はそれぞれ実施変化していない。表３の場合と同様、このシーケンスは電位コントラストΔＶがちょうど転写残トナーを感光ドラム１上に保持できるくらいの大きさの場合に効果があった。
【０１７２】
以上、実施例３をまとめると、実施例３で用いられたシーケンスを用いれば、画像状態を改善できることが確認できた。また、その効果は電位コントラストの上昇レートがちょうど転写残トナーの増加に対応している場合によくあらわれる。
【０１７３】
【表３】
2004341193.tif 000005
【０１７４】
【表４】
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【０１７５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、像担持体上の画像記録媒体間部分のタイミングで接触帯電部材と像担持体の間の電位コントラストを像担持体上の画像記録媒体部分に比べて大きくする、より具体的には帯電直前の像担持体に露光もしくは帯電を行うことにより像担持体および接触帯電部材との間の電位コントラストを大きくして、転写残トナーを接触帯電部材と像担持体の帯電ニップ部に保持するシーケンス制御において、画像記録媒体間部分毎に露光および帯電を強めていくことで画像記録媒体間部分毎に増加する転写残トナーを安定して帯電ニップ部に保持することができ、遮光や、かぶり等の問題を防ぐことができるようになる。
【０１７６】
また、毎回の露光中、もしくは帯電中に露光量、もしくは帯電量を増加させることにより、より状態のよい画像形成が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の画像形成装置の概略構成図
【図２】帯電ローラ２と感光ドラム１のニップ部における転写残トナー保持電界の概念図
【図３】実施例１のシーケンス制御図
【図４】実施例２の画像形成装置の概略構成図
【図５】実施例２のシーケンス制御図
【図６】実施例３のシーケンス制御図（前露光装置７を用いた場合）
【図７】実施例３のシーケンス制御図（前帯電装置８を用いた場合）
【符号の説明】
１  感光ドラム（像担持体、被帯電体）
２  帯電ローラ（接触帯電部材）
３  レーザービームスキャナ（露光装置）
４  現像装置
４ａ  現像スリーブ
ｔ  現像剤（トナー）
ｍ  帯電促進粒子
５  転写ローラ
６  定着装置
Ｐ  転写材
Ａ  電界
Ｂ  電界による転写残トナー保持力
ｔ１  転写残トナー
【図１】
2004341193.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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