(57)【要約】【課題】像担持体１の帯電ムラを低減する。【解決手段】像担持体１と、帯電部材３と、像担持体１に接触して回転可能に設けられ、像担持体１に現像剤を供給する現像剤担持体９であって、現像剤が供給されることにより像担持体１上に形成された現像剤像がシートＳに転写された後に像担持体１上に残留した現像剤を回収する現像剤担持体９と、現像剤担持体９から像担持体１へ現像剤が供給されるように現像剤に電荷を付与する電荷付与部材１０と、を有し、帯電部材３の外径をＨｃとし、像担持体１の周速に対する帯電部材３の周速の割合をＲｃとし、現像剤担持体９の外径をＨｄとし、像担持体１の周速に対する現像剤担持体９の周速の割合をＲｄとした場合、Ｈｃ／Ｒｃ≧Ｈｄ／Ｒｄを満たす。【選択図】図５
2016004070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に接触して回転可能に設けられ、前記像担持体を帯電する帯電部材と、
前記像担持体に接触して回転可能に設けられ、前記像担持体上に現像剤を供給する現像剤担持体であって、現像剤が供給されることにより前記像担持体上に形成された現像剤像が記録材上に転写された後に前記像担持体上に残留した現像剤を回収する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体から前記像担持体へ現像剤が供給されるように現像剤に電荷を付与する電荷付与部材と、
を有し、
前記帯電部材の外径をＨｃとし、
前記像担持体の周速に対する前記帯電部材の周速の割合をＲｃとし、
前記現像剤担持体の外径をＨｄとし、
前記像担持体の周速に対する前記現像剤担持体の周速の割合をＲｄとした場合、
Ｈｃ／Ｒｃ≧Ｈｄ／Ｒｄ
を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
３（Ｈｄ／Ｒｄ）≧Ｈｃ／Ｒｃ≧Ｈｄ／Ｒｄであ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】
Ｈｃ／Ｒｃ＝Ｈｄ／Ｒｄであ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４】
前記現像剤担持体の周速と前記像担持体の周速が異なることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記帯電部材の周速と前記像担持体の周速が異なることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電部材の周速が、前記像担持体の周速よりも速いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像剤担持体と、前記現像剤担持体へ供給される現像剤及び前記現像剤担持体が回収した現像剤を収容する現像剤収容部と、を備える現像装置を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記帯電部材により帯電された前記像担持体を露光し前記像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、
前記現像剤担持体により前記静電潜像へ現像剤が供給されることにより前記像担持体上に形成された現像剤像を記録材上に転写する転写部材と、
を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記像担持体の回転方向における前記帯電部材と前記転写部材の間に、前記像担持体上の電荷を除去する除電部材を有することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
現像剤は一成分現像剤であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真装置や静電記録装置などの画像形成装置において、装置構成の簡略化や廃棄物を無くすという観点から、クリーナレスシステム（トナーリサイクルシステム）が提案されている。クリーナレスシステムを採用する画像形成装置においては、転写工程後に感光ドラム表面を清掃するドラムクリーナが設けられておらず、所謂「現像同時クリーニング」を行うことで、転写工程後の感光ドラム上の転写残トナーを現像装置で回収し、再利用する。現像同時クリーニングは、転写工程後に感光ドラム上に転写残トナーを次工程以降の現像時にカブリ取りバイアス（現像装置に印加する直流電圧と感光ドラムの表面電位間の電位差であるカブリ取り電位差Ｖｂａｃｋ）によって回収することで行う。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により、スペース面での利点も大きく、画像形成装置を大幅に小型化できるようになる。
【０００３】
クリーナレスシステムを採用する画像形成装置に用いられる帯電装置として、コロナ帯電器に代えて導電性を有する帯電装置を直接当接させて感光ドラム表面を均一に帯電しオゾンの発生を抑制した接触ＤＣ帯電方式が提案されている（特許文献１）。この方式は、帯電装置である帯電ローラにＤＣバイアスを印加し、感光ドラム表面に接触回転しながら均一放電を行い、感光ドラム表面を一様に帯電するものである。また同時に、転写工程後の感光ドラム表面に残留した残留物が帯電領域に突入した際に一様に帯電させることにより、現像時にカブリ取りバイアスできちんと現像装置で回収することができる。接触ＤＣ帯電方式では、帯電領域で帯電しきれなかった残留物が帯電ローラに付着してしまい、帯電不良を引き起こす恐れがある。そこで、帯電ローラ表面と感光ドラム表面に所定の周速差を設けて駆動回転させることで、帯電ローラ表面と感光ドラム表面での摺擦により、トナーを負極性にさせることが可能となる。これによって帯電ローラへのトナーの付着を抑制することが可能となる。
【０００４】
また、クリーナレスシステムに採用する画像形成装置に用いられる現像装置としては、一成分接触現像方式が提案されている（特許文献２）。この方式は現像ローラ上に現像室内に収容された現像剤であるトナーを担持し、感光ドラム表面に接触させて現像を行うものである。現像室内より供給されたトナーは、現像ローラに当接配置された規制ブレードにより均一に薄層コート層にされつつ、規制ブレードと現像ローラとの摩擦帯電により電荷を付与される。そして、現像ローラにＤＣバイアスが印加され、感光ドラムとの電位差により、感光ドラム表面の静電潜像を現像するものである。また、特許文献３にあるように、帯電ローラにより帯電された残留物が現像ローラへと移動しやすくするために、現像ローラの周速は感光ドラムの周速より高く設定されるのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２１３９４５号公報
【特許文献２】特許第４５１０４９３号公報
【特許文献３】特許第２８８０３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の一成分接触現像方式では、ベタ画像を印字すると現像ローラ上のトナーのほぼ１００％が感光ドラムに移動する。そのため、次の現像ローラにコートされたトナーは規制ブレードにより１回の摺擦しかされないため、十分な電荷をもつことができない。その結果、次の画像が白地であった場合には、電荷を十分に持てなかったトナーがカブリとして感光ドラムに移動してしまう。以降、この現象を黒後カブリという。黒後カブリは、現像ローラの周方向一部がベタ画像を印字した場合であればその幅分だけ、また現像ローラ１周以上のベタ画像を印字した場合であれば現像ローラ１周分だけ発生する。ここで、図６は、ベタ画像印字後において現像装置内のトナーが規制ブレードを通過した回数と、トナー電荷量及び黒後カブリ量との関係を示すグラフである。ベタ画像を印字した直後の１周目（規制ブレード通過回数が１回）は電荷が少なく、２周目以降（規制ブレード通過回数が２回以降）は電荷量が安定するため黒後カブリ量が少なくなることが分かる。
【０００７】
黒後カブリが多いと、帯電ローラと感光ドラムとの間での放電、及び帯電ローラと感光ドラム表面でのトナーへの摺擦が十分にできず、トナーが帯電ローラに付着してしまい、帯電ローラによって感光ドラムを均一に帯電することができないおそれがある。なお、黒後カブリは、現像装置の寿命後半で特に多くなる。現像装置の寿命後半においては、感光ドラムや規制ブレードと摺擦することで、トナーから外添剤が遊離したり、トナーに外添剤が埋め込まれてしまうことにより、トナーの帯電性が低下するためである。
【０００８】
上述したクリーナレスシステムを採用した構成においては、感光ドラム上に付着した黒後カブリトナーのうち、帯電ローラと感光ドラムとの摺擦などにより十分に電荷が付与されなかったトナーが帯電ローラに付着する場合がある。そのようなトナーは、帯電ローラの回転により再び感光ドラムと対向する位置に到達して感光ドラム上に移動し、さらに、感光ドラムの回転により、現像装置と対向する位置へ到達する。そして、現像装置へと回収される。しかし、帯電ローラに付着したトナーが感光ドラムと対向する位置に戻ってきた際、感光ドラム上にも黒後カブリが存在していると、帯電ローラから感光ドラムへのトナーの移動ができない。逆に感光ドラム上のトナーが帯電ローラに付着し、さらに帯電ローラが汚れてしまうおそれもある。そのような場合、帯電ローラによって感光ドラムを均一に帯電することが難しくなる可能性がある。
【０００９】
そこで、本発明は、像担持体の帯電ムラを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため本発明に係る画像形成装置は、
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に接触して回転可能に設けられ、前記像担持体を帯電する帯電部材と、
前記像担持体に接触して回転可能に設けられ、前記像担持体上に現像剤を供給する現像剤担持体であって、現像剤が供給されることにより前記像担持体上に形成された現像剤像が記録材上に転写された後に前記像担持体上に残留した現像剤を回収する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体から前記像担持体へ現像剤が供給されるように現像剤に電荷を付与する電荷付与部材と、
を有し、
前記帯電部材の外径をＨｃとし、
前記像担持体の周速に対する前記帯電部材の周速の割合をＲｃとし、
前記現像剤担持体の外径をＨｄとし、
前記像担持体の周速に対する前記現像剤担持体の周速の割合をＲｄとした場合、
Ｈｃ／Ｒｃ≧Ｈｄ／Ｒｄ
を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、像担持体の帯電ムラを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図
【図２】本実施例の現像装置の構成を示す概略断面図
【図３】現像ローラによる現像から回収までのトナーの動きの一例を示す模式図
【図４】感光ドラム表面の状態と帯電ローラ表面の状態を示す図
【図５】感光ドラム表面の状態と帯電ローラ表面の状態を示す図
【図６】規制ブレード通過回数と、電荷量及び黒後カブリ量との関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１４】
＜画像形成装置の構成＞
まず、図１を参照して、本発明の実施例（本実施例）に係る画像形成装置の構成及び画像形成動作について説明する。図１は、本実施例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。本実施例に係る画像形成装置１００は、主な構成として、像担持体としての感光ドラム１、レーザビームスキャナ２、帯電部材としての帯電ローラ３、現像装置４、転写部材としての転写ローラ５、定着装置７を有している。
【００１５】
画像形成装置１００は、不図示のパーソナルコンピュータ等からの画像情報の信号を受け取り、装置下部に装着されたシートカセット５１から搬送ローラ５２によって記録材としてのシートＳを搬送する。このシート搬送と同期して、感光ドラム１が回転駆動を開始する。感光ドラム１は、φ２４ｍｍの負極性ＯＰＣ感光体である。この感光ドラム１は、図１中矢印Ｘ方向に周速１００ｍｍ／ｓｅｃ（＝プロセススピードＰＳ、印字速度）の一定速度をもって回転駆動される。
【００１６】
帯電ローラ３は、感光ドラム１に接触して回転可能に設けられており、感光ドラム１表面を帯電する。帯電ローラ３は、導電性の弾性ローラであり、芯金と導電性弾性層からなり、感光ドラム１に対して所定の押圧力で圧接されている。感光ドラム１の表面うち帯電ローラ３と接触する位置を帯電領域ｃとする。この帯電領域ｃにおいて感光ドラム１表面は帯電ローラ３によって帯電される。
【００１７】
本実施例では、帯電ローラ３は図１中矢印Ｚ方向に回転駆動する。帯電ローラ３には不図示の帯電電源により帯電バイアスが印加される。本実施例では帯電電源により帯電ローラ３の芯金に直流電圧を印加する。印加する直流電圧は、感光ドラム１の表面電位と帯電ローラ３の表面電位の電位差が放電開始電圧以上となるような値に設定されており、具体的には帯電バイアスとして−１３００Ｖの直流電圧を印加している。このとき、感光ドラム１の表面を帯電電位（暗部電位）−７００Ｖに一様に接触帯電させている。
【００１８】
レーザビームスキャナ２は、レーザダイオード・ポリゴンミラー等を含む露光手段であって、帯電ローラ３により帯電された感光ドラム１表面を露光し静電潜像を形成する。レーザビームスキャナ２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、回転する感光ドラム１表面を走査露光する。感光ドラム
１をレーザ光で全面露光した場合、感光ドラム１面の電位が−１５０Ｖになるようにレーザーパワーは調整されている。
【００１９】
現像装置４には、本実施例では現像剤として磁性一成分現像剤（以下、単に、磁性トナーまたはトナーともいう）を使用している。構成によっては、非磁性でもよい。現像装置４は、磁性トナーを収容する現像剤収容部としての収容室２００と、現像剤担持体としての現像ローラ１３が配置された現像室３０１を有している。磁性トナーは、現像ローラ１３に内包された磁界発生手段であるマグネットローラ１４（図２参照）の磁力によって現像ローラ１３に引きつけられる。
【００２０】
磁性トナーは、一定の摩擦帯電を帯び、現像バイアス印加電源により現像ローラ１３と感光ドラム１との間に印加された現像バイアスにより、現像ローラ１３上から感光ドラム１上（像担持体上）に移動する。感光ドラム１の表面のうち、現像ローラ１３からトナーが移動してくる位置を現像領域ａとする。現像ローラ１３は、現像領域ａにトナーを供給することにより、感光ドラム１上の静電潜像を現像し現像剤像としてのトナー像を形成する。なお、本実施例において現像バイアスは−３５０Ｖに設定されている。
【００２１】
転写ローラ５は、感光ドラム１に対して圧接されている。感光ドラム１の表面のうち、転写ローラ５が圧接される位置を転写領域ｂとする。本実施例においては、芯金に中抵抗発泡層を形成した、ローラ抵抗値５×１０８Ωの転写ローラ５を用いた。そして、芯金に＋２．０ｋＶの電圧を印加することで、感光ドラム１上に形成されたトナー像のシートＳ上（記録材上）への転写を行う。
【００２２】
定着装置７は熱定着方式の定着手段である。転写領域ｂを通過してトナー像が転写されたシートＳは、感光ドラム１の表面から分離して、定着装置７へ導入される。そして、定着装置７において、トナー像がシートＳ上に加熱定着され、その後、シートＳは画像形成物（プリントコピー）として装置外へ排出される。
【００２３】
＜クリーナレスシステム＞
ここで、クリーナレスシステムについて説明する。本実施例においては、転写工程後に感光ドラム１上に残留した転写残トナーを感光ドラム１上から除去するクリーニング部材を有さない、所謂クリーナレスシステムを採用する。転写工程後に感光ドラム１上に残留した転写残トナーは、感光ドラム１の回転方向Ｘにおける、帯電ローラ３と感光ドラム１との当接部（帯電領域ｃ）の上流側の空隙部ｇに移動する。空隙部ｇでは、帯電ローラ３と感光ドラム１との間で放電が起きている。そのため、転写残トナーは放電によって感光ドラム１と同じ極性の負極性に帯電される。このとき、感光ドラム１の表面は−７００Ｖに帯電されている。負極性に帯電した転写残トナーは、帯電領域ｃにおいて帯電ローラ３には付着せず通過することになる。感光ドラム１の表面電位＝−７００Ｖと帯電ローラ３の表面電位＝−１３００Ｖの電位差のためである。
【００２４】
帯電領域ｃを通過した転写残トナーは、感光ドラム１の表面のうち、レーザビームスキャナ２によってレーザ光を照射されるレーザ照射位置ｅに到達する。転写残トナーは、レーザビームスキャナ２によるレーザ光を遮蔽するほど多くないため、感光ドラム１上の静電潜像を作像する工程に影響しない。レーザ照射位置ｅを通過したトナーは、現像領域ａにおいて、非露光部（感光ドラム１の表面のうちレーザ照射を受けていない面）のトナーは、静電力によって現像ローラ１３に回収される。
【００２５】
露光部（感光ドラム１の表面のうちレーザ照射を受けた面）のトナーは、静電力的には回収されずにそのまま感光ドラム１上に存在し続ける。しかし一部のトナーは、現像ローラ１３と感光ドラム１の周速差による物理的な力で回収される。このように紙に転写され
ずに感光ドラム１上に残ったトナーは、概ね現像装置４に回収される。現像装置４に回収されたトナーは、現像装置４内に残っているトナーと混合され再利用される。
【００２６】
本実施例では、転写残トナーを帯電ローラ３に付着させることなく帯電領域ｃを通過させるために、以下の２つの構成を採用している。１つ目は、感光ドラム１の回転方向における、転写領域ｂと帯電領域ｃとの間に除電部材としての光除電部材８を設けていることである。光除電部材８は、帯電領域ｃの上流側の空隙部ｇで安定した放電を行なうために、転写領域ｂを通過した後の感光ドラム１表面電位を光除電している。この光除電部材８によって、帯電前の感光ドラム１の電位を長手全域−１５０Ｖ程度にしておくことで、均一な放電が行なえ、転写残トナーを均一に負極性にすることが可能となる。
【００２７】
２つ目は、帯電ローラ３の周速と、感光ドラム１の周速とに所定の周速差を設け駆動回転させていることである。上述のように放電によって多くのトナーが負極性になるものの、若干負極性になりきれなかったトナーが残っており、このトナーが帯電領域ｃで帯電ローラ３に付着することがある。帯電ローラ３と感光ドラム１を所定の周速差を設けて駆動回転させることで、感光ドラム１と帯電ローラ３との摺擦によって、放電によって負極性になれなかったトナーを負極性にさせることが可能となる。そのため、トナーが帯電領域ｃで帯電ローラ３に付着してしまうことを抑制できる。
【００２８】
本実施例においては、帯電ローラ３の芯金２ａに帯電ローラギアが設けられており、帯電ローラギアは感光ドラム端部に設けられたドラムギアと係合している。よって、感光ドラム１が回転駆動するのに伴って、帯電ローラ３も回転駆動する。帯電ローラ３の周速は感光ドラム１の周速に対して早い、また遅くてもよい。さらには、帯電ローラ３と感光ドラム１は、順方向に回転するものでなくてもよく逆方向に回転するものであってもよい。
【００２９】
＜現像装置の説明＞
次に、図２を参照して、本実施例の現像装置の詳細を説明する。図２は、本実施例の現像装置の構成を示す概略断面図である。現像装置４は内部にトナーを収容するトナー収容室２００と、トナーを感光ドラム１へ供給する現像室３０１を備えている。トナー収容室２００にはトナーを現像室３０１へと搬送するための矢印Ｅ方向に回転可能な撹拌部材１８、１９が設けられている。現像室３０１は、前側（図２中左側）の下部に開口を有し、ここに現像剤担持体としての現像ローラ１３が配設されている。
【００３０】
トナー収容室２００に収容されるトナーとしては負帯電性の磁性一成分トナーが用いられる。このトナーは、結着樹脂（スチレン−ｎ−ブチルアクリルレート共重合体）１００重量部に、磁性体粒子８０重量部を主成分として、ワックスなどを内包したもので、平均粒径は７．５μｍである。また、外添剤としてシリカ微紛体１．２重量部を用いる。
【００３１】
現像ローラ１３は、アルミニウムやステンレススチールのパイプによって形成された非磁性スリーブの外周に厚み約５００μｍの導電性の弾性層を形成したものであり、現像室３０１を構成する枠体に矢印Ｙ方向に回転自在に支持されている。現像ローラ１３の表面は、所望量のトナーを担持し搬送することができるように、適切な表面粗さを有している。具体的には、現像ローラ１３の表面粗さはＪＩＳ規格のＲａで、周方向、長手方向での平均において、約２．５〜３．５μｍとなるように形成されている。
【００３２】
また、現像ローラ１３は、感光ドラム１に当接するように感光ドラム１の方向に押圧されている。現像ローラ１３は、その長手方向（軸方向）の両端部に、侵入量規制コロが配設されており、これらのコロを感光ドラム１に当接させることにより、現像ローラ１３と感光ドラム１表面との侵入量を所定の値になるようにしている。また、現像ローラ１３の一方の端部には、現像ローラギヤが固定されており、この現像ローラギヤに画像形成装置
本体の駆動源から複数のギヤを介して駆動力が伝達され、現像ローラ１３が回転駆動される。
【００３３】
また、現像ローラ１３の内側にはマグネットローラ１４が配設されている。マグネットローラ１４としては、円筒形状で、その周方向にＮ極とＳ極が交互に配置された４極マグネットロールを用いた。４極は、感光ドラム１対向部の現像極、後述する規制ブレード１０の当接部に対向する規制極、現像室３０１のトナーを現像ローラ１３に供給するための供給極、トナー吹出し防止シート１７の対向部の漏れ防止極の４極である。各極の磁束密度は、規制極が一番強く７０ｍＴ、その他が約５０ｍＴである。マグネットローラ１４は、現像ローラ１３が矢印Ｙ方向に回転するのとは異なり、現像ローラ１３の内側に固定的に配設されている。
【００３４】
上述の現像ローラ１３表面には、電荷付与部材としての規制ブレード１０が当接されている。規制ブレード１０は、弾性部材１５と、弾性部材１５を支持し現像室３０１を構成する枠体に固定される支持板金１６から構成されている。弾性部材１５は、例えば、厚さ１００μｍ程度のＳＵＳ（ステンレス鋼）やリン青銅等によって形成された板状のものであり、その基端部が支持板金１６に固定されるとともに、その先端部が現像ローラ１３表面に所定の圧力で当接されている。規制ブレード１０の現像ローラ１３に対する当接力は約２０ｇｆ／ｃｍ〜４０ｇｆ／ｃｍ（現像ローラ１３の長手方向についての１ｃｍ当たりの当接荷重）となるように当接されている。本実施例では、規制ブレード１０の自由端の先端部を現像ローラに当接させている。この規制ブレード１０は、上述のマグネットローラ１４の磁力によって現像ローラ１３表面に引き付けられたトナーの厚層を規制するものである。上述したトナーを使用した場合、現像ローラ１３上のトナーコート量は約０．４ｍｇ／ｃｍ２〜０．５ｍｇ／ｃｍ２程度である。
【００３５】
現像ローラ１３表面に担持されたトナーは、規制ブレード１０によって層厚が規制される際の現像ローラ１３と規制ブレード１０間での摺擦による摩擦帯電により、適切な電荷が付与される。その後、電荷が付与されたトナーは、現像ローラ１３の回転により現像領域ａへと搬送される。このとき、現像ローラ１３には、直流電源から現像バイアス（約−４００Ｖ）が印加される。現像領域ａにおいて、感光ドラム１の表面電位と現像ローラ１３の表面電位の電位差によって、現像ローラ１３上のトナーが、静電的に、感光ドラム１表面に形成された静電潜像に付着する。このようにして、静電潜像をトナー像として現像する。
【００３６】
＜黒後カブリ＞
次に、黒後カブリについて説明する。例えば、ベタ画像を形成する場合、現像ローラ１３上のトナーは感光ドラム１上へほぼ１００％移動する。ここで、ベタ画像形成直後の現像ローラに付着したトナーは、規制ブレード１０によって１回しか摺擦されないため、十分な電荷付与がされない場合がある。十分に電荷付与されていないトナーは感光ドラム１の白地部に移動する現象が生じてしまう場合がある。このように、ベタ画像形成後に生じる感光ドラム１へのトナーの付着を黒後カブリという。黒後カブリは、印字直後に発生する現象であり、印字している時に発生することはない。黒後カブリは、印字パターンが現像ローラ１３の１周分よりも短い場合は、その印字パターンの幅分生じるが、現像ローラ１３の１周分以上の印字パターンの現像を行った場合は、黒後カブリが発生するのは現像ローラ１３の１周分である。現像ローラ１３が回転することで規制ブレード１０によって２回以上摺擦された現像ローラ１３上のトナーは、黒後カブリとして感光ドラム１上に移動しにくいためである（図６参照）。
【００３７】
さらに、図３を参照して、黒後カブリの発生の詳細について説明する。図３は、現像ローラによる現像から回収までのトナーの動きの一例を示す模式図である。図３は、ベタ画
像を形成した直後に印字を行わない場合（白地となる場合）であって、現像ローラピッチと帯電ローラピッチの長さが同等の場合を一例として示したものである。ここで、現像ローラピッチとは、感光ドラム１表面に対する現像ローラ１３の１周期分の長さをいい、帯電ローラピッチとは感光ドラム１表面に対する帯電ローラ３の１周期分の長さをいう。
【００３８】
現像ローラピッチ、帯電ローラピッチは、それぞれの外径と感光ドラム１に対する周速比（割合）で決定する。現像ローラ１３の外径をＨｄ、現像ローラ１３の感光ドラム１に対する周速比をＲｄとすると、現像ローラピッチはＨｄ×π／Ｒｄ×（感光ドラム１の周速）で表される（π：円周率）。また、帯電ローラ３の外径をＨｃ、帯電ローラ３の感光ドラム１に対する周速比をＲｃとすると、帯電ローラピッチはＨｃ×π／Ｒｃ×（感光ドラム１の周速）で表される。このことから、現像ローラピッチと帯電ローラピッチの関係は、Ｈｄ／ＲｄとＨｃ／Ｒｃの関係と同等となる。
【００３９】
まず、図３（ａ）に示すように、現像領域ａにおいて、現像ローラ１３から感光ドラム１上にトナーＴが現像される。現像直後の現像ローラ１３上のトナーは、現像ローラ１３の矢印Ｙ方向の回転により、規制ブレード１０によって１回だけ摺擦されて、現像領域ａへと到達する。１回しか摺擦されておらず十分な電荷付与がされていないトナーは、現像領域ａにおいて、現像ローラ１３から感光ドラム１の白地部へ移動する。感光ドラム１上の白地部に移動したトナーを黒後カブリトナーｔとする。このように感光ドラム１上の白地部に黒後カブリトナーｔが付着することが上述した黒後カブリの発生である。なお、十分な電荷付与がされていない黒後カブリトナーｔの極性は、図３（ｂ）に示すように、正極性（＋）、又は電荷がゼロとなっている。
【００４０】
黒後カブリトナーｔは、感光ドラム１の矢印Ｘ方向の回転により、図３（ｂ）に示すように、転写領域ｂへと到達する。転写領域ｂへと到達した黒後カブリトナーｔは、転写ローラ５に印加されている正極の電圧により、正極性（＋）に帯電する。
【００４１】
正極に帯電した黒後カブリトナーｔは、感光ドラム１の矢印Ｘ方向の回転により、図３（ｃ）に示すように、転写領域ｂを通過し、帯電領域ｃに到達する。ここで、正極性に帯電している黒後カブリトナーｔは、帯電ローラ３と感光ドラム１との間の空隙部ｇで放電されて負極性になる、又は帯電ローラ３と感光ドラム１との摺擦により負極性になる。ただし、黒後カブリトナーｔの一部は、負極性に帯電されず、帯電領域ｃにおいて、感光ドラム１上から帯電ローラ３上（帯電ローラ上）へと移動する。その状態を図３（ｄ）に示す。なお、図３（ｄ）においては、負極性になって感光ドラム１上に残留する黒後カブリトナーの図示については省略している。負極性となって感光ドラム１上に残留する黒後カブリトナーは、感光ドラム１の回転により、現像領域ａに到達し、現像ローラ１３に回収され、再利用される。
【００４２】
帯電ローラ３上に付着した黒後カブリトナーｔは、帯電ローラ３の矢印Ｚ方向の回転により、帯電領域ｃに戻ってくる。そして、帯電領域ｃに戻ってきた黒後カブリトナーｔは、帯電ローラ３と感光ドラム１との間の空隙部ｇで放電されて負極性になる、又は帯電ローラ３と感光ドラム１との摺擦により負極性になる。負極性に帯電された黒後カブリトナーｔは、図３（ｅ）、（ｆ）に示すように、帯電ローラ３上から感光ドラム１上へ移動する。感光ドラム１へ移動した黒後カブリトナーｔは、感光ドラム１の矢印Ｘ方向の回転により、現像領域ａへと戻ってくる。そして、黒後カブリトナーｔは、現像ローラ１３に回収され、再利用される。
【００４３】
さらに、黒後カブリの発生を原因とする帯電ムラについて説明する。帯電ローラ３へ付着した黒後カブリトナーが、帯電ローラ３の回転により再び帯電領域ｃに到達した際、感光ドラム１上に黒後カブリが存在している場合、帯電不良が生じてしまう。上述したよう
に、帯電ローラ３へ付着した黒後カブリトナーは、帯電領域ｃで再び感光ドラム１へと移動する。その際、感光ドラム１上にも黒後カブリトナーが付着していると、帯電ローラ３と感光ドラム１との間の空隙部ｇでの放電が十分にされず、また帯電ローラ３と感光ドラム１によって十分な摺擦されない場合がある。そのため、帯電ローラ３上の黒後カブリトナーは、帯電領域ｃに到達しても、感光ドラム１へと移動することができず、帯電ローラ３上に付着したままとなってしまう。また逆に感光ドラム１上の黒後カブリトナーがさらに帯電ローラ３上に付着してしまう場合もある。そのように帯電ローラ３上に黒後カブリトナーが付着していると、帯電ローラ３による感光ドラム１に対する帯電が均等にされず、帯電にムラが生じてしまう。
【００４４】
（実施例１）
次に、実施例１について説明する。実施例１の構成においては、帯電ローラ３上に付着した黒後カブリトナーを原因とする帯電ムラを抑制することができる。実施例１においては、現像ローラピッチと帯電ローラピッチを同等とした。すなわち、Ｈｃ／Ｒｃ＝Ｈｄ／Ｒｄとした。具体的には、実施例１においては、現像ローラ１３の外径Ｈｄ＝φ１２ｍｍ、現像ローラ１３の感光ドラム１に対する周速比Ｒｄ＝１２０％とした。また、帯電ローラ３の外径Ｈｃ＝φ９ｍｍ、帯電ローラ３の感光ドラム１に対する周速比Ｒｃ＝９０％とした。
【００４５】
実施例１においては、まず、１回目の黒後カブリが発生し、その黒後カブリトナーが、感光ドラム１の回転により、帯電領域ｃに到達する。その際、放電、摺擦で電荷付与が十分にされなかった黒後カブリトナーの一部が帯電ローラ３に付着する。その後、帯電ローラ３の回転により、帯電ローラ３に付着した黒後カブリトナーは、再び帯電領域ｃに到達する。
【００４６】
実施例１の構成において、帯電ローラ３上の黒後カブリトナーが再び帯電領域ｃに到達した際、感光ドラム１上に、黒後カブリトナーは存在していない。実施例１においては、現像ローラピッチと帯電ローラピッチが同じため、黒後カブリトナーの先端部が再び帯電領域ｃに到達する直前に、黒後カブリトナーの後端部が帯電領域ｃで帯電ローラ３に付着することとなる。実施例１においては、帯電ローラピッチと現像ローラピッチが同等であるため、帯電ローラ３表面の同じ部分に連続的に黒後カブリがくることがないため、付着と回復を繰り返すことが可能となる。
【００４７】
本実施例においては、黒後カブリの長さが、印字の長さ、又は現像ローラピッチと同じであることを前提として説明したが、そうでない場合もある。例えば、黒後カブリはある程度の長さ現像しないと発生しないことが分かっている。この理由としては、一つには現像した部分と前後の現像していない部分が規制ブレード１０で層厚規制される際に電荷保持しているトナーが混ざるためである。そして、二つ目には規制ブレード１０との当接部上流に、層厚規制された際に残された電荷を保持するトナーが存在するためである。このように黒後カブリが発生しない幅は規制ブレード１０の姿勢や当接圧、さらには先端形状（段差形状による取り込み部等）、また現像ローラ１３に担持されるトナーコート量によって異なる。例えば、先端部で約０．８ｍｍ、後端部で約０．５ｍｍ程度黒後カブリが発生しないような場合がある。そのような場合、帯電ローラピッチと現像ローラピッチが約１．３ｍｍ以内でずれていても同等の効果が得られる。
【００４８】
（実施例２）
次に、実施例２について説明する。実施例２においては、帯電ローラピッチを現像ローラピッチよりも長くした。すなわち、Ｈｃ／Ｒｃ＞Ｈｄ／Ｒｄとした。具体的には、実施例２においては、現像ローラ１３の外径Ｈｄ＝φ１２ｍｍ、現像ローラ１３の感光ドラム１に対する周速比Ｒｄ＝１４０％とした。また、帯電ローラ３の外径Ｈｃ＝φ９ｍｍ、帯
電ローラ３の感光ドラム１に対する周速比Ｒｃ＝９０％とした。
【００４９】
帯電ローラピッチが長い場合には、現像ローラ１３の１周分の黒後カブリトナーが発生した場合でも、帯電ローラ３全周にトナーが付着することはない。すなわち、帯電ローラ３に付着した黒後カブリトナーの先端部が帯電領域ｃに再び到達した際、黒後カブリトナーの後端部は帯電ローラ３上にある。そのため、帯電ローラ３に付着した黒後カブリトナーは、帯電領域ｃに到達すると、放電、摺擦により電荷が付与され、感光ドラム１上に戻ることとなる。
【００５０】
しかしながら、Ｈｃ／Ｒｃ＞Ｈｄ／Ｒｄの関係を満たす場合であっても、印字パターンが帯電ローラピッチで連続印字される場合は、帯電ムラが生じてしまうおそれがある。図４を参照して、Ｈｃ／Ｒｃ＞Ｈｄ／Ｒｄの関係を満たす場合であっても、帯電ムラが生じてしまう場合について説明する。図４（ａ）は感光ドラム表面の状態を示す図であり、図４（ｂ）は帯電ローラ表面の状態を示す図である。
【００５１】
図４（ａ）において、帯電ローラピッチが現像ローラピッチの３倍である。そして、印字パターンが、現像ローラピッチの１周分の印字、現像ローラピッチ１周分の白地、現像ローラの１周分の白地、を繰り返す。このような場合、図４（ｂ）に示すように、帯電ローラ３上に付着した黒後カブリトナーが帯電領域ｃに戻ってきたとき、感光ドラム１上の帯電領域ｃに次の黒後カブリトナーが到達する。そのため、黒後カブリトナーが帯電領域ｃで重なり、さらに帯電ローラ３の表面が汚れてしまう。すなわち、３（Ｈｄ／Ｒｄ）≧Ｈｃ／Ｒｃ≧Ｈｄ／Ｒｄを満たす場合は、帯電ローラ３の表面の汚れは発生しにくいと考えられる。以上説明したように、実施例２の構成においては、印字パターンによっては帯電不良が生じる場合もある。ただし、そのような印字パターンとなるのは稀である。
【００５２】
さらに、図５を参照して、実施例１，２と比較例について説明する。図５は、感光ドラム表面の状態と帯電ローラ表面の状態を示す図である。図５（ａ）は、黒後カブリが現像ローラの１周分（現像ローラピッチ分）発生した場合における、感光ドラム１表面の状態を示す図である。図５（ｂ）〜図５（ｄ）は、黒後カブリが現像ローラの１周分（現像ローラピッチ分）発生した場合における、帯電ローラの表面の状態を示す図である。上述したように、実施例１においては、帯電ローラピッチと現像ローラピッチを同等とし、実施例２においては、帯電ローラピッチを現像ローラピッチよりも長くした。
【００５３】
図５（ｂ）に示すように、実施例１においては、帯電ローラ３上に付着した黒後カブリトナーが、帯電ローラ３が１周することにより再び帯電領域ｃに戻ってきた際に、感光ドラム１上に黒後カブリが存在しない。そのため、帯電ムラは生じない。同じく、図５（ｃ）に示すように、実施例２においても、帯電ローラ３上に付着した黒後カブリトナーが、帯電ローラ３が１周することにより再び帯電領域ｃに戻ってきた際に、感光ドラム１上に黒後カブリが存在しない。そのため、帯電ムラは生じない。
【００５４】
ここで、比較例においては、帯電ローラピッチを現像ローラピッチよりも短くした。すなわち、Ｈｃ／Ｒｃ＜Ｈｄ／Ｒｄとした。具体的には、比較例においては、現像ローラ１３の外径Ｈｄ＝φ１２ｍｍ、現像ローラ１３の感光ドラム１に対する周速比Ｒｄ＝１２０％とした。また、帯電ローラ３の外径Ｈｃ＝φ９ｍｍ、帯電ローラ３の感光ドラム１に対する周速比Ｒｃ＝１３０％とした。
【００５５】
図５（ｄ）に示すように、帯電ローラピッチが現像ローラピッチ（黒後カブリの長さ）よりも短い場合、帯電ローラ３上に付着した黒後カブリトナーが再び帯電領域ｃに戻ってきた際、感光ドラム１上にも黒後カブリトナーが存在している。そのため、帯電ローラ３上の黒後カブリトナーと、感光ドラム１上の黒後カブリトナーとが同じタイミングで帯電
領域ｃに到達することとなり重なり合ってしまう。そのため、帯電ローラ３の１周目に付着した黒後カブリトナーを放電・摺擦により感光ドラム１表面に戻すことができない以上に更にトナーが帯電ローラ３上に付着してしまう場合がある。このように連続的に帯電ローラ３に黒後カブリトナーが付着してしまうと、帯電性能が低下し所望の電位に感光ドラム１表面を帯電できない。その結果、帯電ムラが発生してしまうこととなる。
【００５６】
上記実施例１、２、比較例からわかるように、帯電ローラピッチを現像ローラピッチ以上とすることで、帯電ムラを効果的に抑制することが可能となる。最も望ましくは、実施例１で説明したように帯電ローラピッチと現像ローラピッチと略同等にすることがよい。なお、Ｈｃ／Ｒｃ≧Ｈｄ／Ｒｄであれば、本発明の効果を得ることができるが、Ｈｃ／ＲｃはＨｄ／Ｒｄの３倍以下であることが好ましい。すなわち、３（Ｈｄ／Ｒｄ）≧Ｈｃ／Ｒｃ≧Ｈｄ／Ｒｄを満たすことが好ましい。また、実施例１、２では、磁性一成分トナーを用いた接触式の現像装置４を採用しているが、この限りでなく、非磁性一成分トナーを用いた接触現像装置においても、黒後カブリが発生する場合においては同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００５７】
１…感光ドラム（像担持体）、３…帯電ローラ（帯電部材）、９…現像ローラ（現像剤担持体）、１０…規制ブレード（電荷付与部材）、１００…画像形成装置
【図１】
2016004070.tif 000003
【図２】
2016004070.tif 000004
【図３】
2016004070.tif 000005
【図４】
2016004070.tif 000006
【図５】
2016004070.tif 000007
【図６】
2016004070.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成27年5月29日(2015.5.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明に係る画像形成装置は、
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に接触して回転可能に設けられ、前記像担持体を帯電する帯電部材と、
前記像担持体に接触して回転可能に設けられ、前記像担持体上に現像剤を供給する現像剤担持体であって、前記像担持体上に形成された現像剤像が記録材上に転写された後に前記像担持体上に残留した現像剤を回収する現像剤担持体と、
を有し、
前記帯電部材の外径をＨｃとし、
前記像担持体の周速に対する前記帯電部材の周速の割合をＲｃとし、
前記現像剤担持体の外径をＨｄとし、
前記像担持体の周速に対する前記現像剤担持体の周速の割合をＲｄとした場合、
Ｈｃ／Ｒｃ≧Ｈｄ／Ｒｄ
を満たすことを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に接触して回転可能に設けられ、前記像担持体を帯電する帯電部材と、
前記像担持体に接触して回転可能に設けられ、前記像担持体上に現像剤を供給する現像剤担持体であって、前記像担持体上に形成された現像剤像が記録材上に転写された後に前記像担持体上に残留した現像剤を回収する現像剤担持体と、
を有し、
前記帯電部材の外径をＨｃとし、
前記像担持体の周速に対する前記帯電部材の周速の割合をＲｃとし、
前記現像剤担持体の外径をＨｄとし、
前記像担持体の周速に対する前記現像剤担持体の周速の割合をＲｄとした場合、
Ｈｃ／Ｒｃ≧Ｈｄ／Ｒｄ
を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
３（Ｈｄ／Ｒｄ）≧Ｈｃ／Ｒｃ≧Ｈｄ／Ｒｄであ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】
Ｈｃ／Ｒｃ＝Ｈｄ／Ｒｄであ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４】
前記現像剤担持体の周速と前記像担持体の周速が異なることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記帯電部材の周速と前記像担持体の周速が異なることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電部材の周速が、前記像担持体の周速よりも速いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像剤担持体と、前記現像剤担持体へ供給される現像剤及び前記現像剤担持体が回収した現像剤を収容する現像剤収容部と、を備える現像装置を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記帯電部材により帯電された前記像担持体を露光し前記像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、
前記現像剤担持体により前記静電潜像へ現像剤が供給されることにより前記像担持体上に形成された現像剤像を記録材上に転写する転写部材と、
を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記像担持体の回転方向における前記帯電部材と前記転写部材の間に、前記像担持体上の電荷を除去する除電部材を有することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
現像剤は一成分現像剤であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記現像剤担持体から前記像担持体へ現像剤が供給されるように現像剤に電荷を付与する電荷付与部材を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2016004070.tif 000009