JP3162598B2

JP3162598B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3162598B2
Application number: JP05478895A
Authority: JP
Inventors: 克己足立; 尚志早川
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-03-14
Filing date: 1995-03-14
Publication date: 2001-05-08
Anticipated expiration: 2016-05-08
Also published as: EP0732634A1; DE69614290T2; DE69614290D1; US5708929A; JPH08248785A; EP0732634B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式を使用し
た複写機およびプリンタ等の画像形成装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を使用した画像形成装置
は、像担持体である感光体を所定電位に帯電させた後、
この感光体を露光して静電潜像を形成し、この静電潜像
を現像剤、即ちトナーにて現像し、得られたトナー像を
被転写材である用紙上に転写するものである。この転写
行程後の感光体の表面には転写されずに残ったトナー、
即ち転写残トナーが残留しており、従来の画像形成装置
では、上記の転写残トナーを例えばクリーニングブレー
ドを備えたクリーニング装置によって感光体の表面から
掻き取り、クリーニング装置の廃トナーボックスに回収
している。

【０００３】しかしながら、上記の画像形成装置では、
クリーニング装置専用のスペースが必要であり、このこ
とが装置の小型化の妨げとなっている。また、上記の画
像形成装置では、一定量の印字を行うと、上記廃トナー
ボックスが満杯となって、このボックスを交換する手間
が必要であり、さらにこのボックスの交換時にトナーに
より作業者の身体や衣服が汚れ易いといった問題点を有
している。

【０００４】そこで、このような問題点を解決するため
に、上記転写行程後にクリーニング装置により転写残ト
ナーを廃トナーボックスに回収しない画像形成プロセ
ス、即ち、クリーニング装置が不要な画像形成プロセス
（以下、クリーナレスプロセスと称する）が特開昭６２
−２０３１８２号において提案されている。このクリー
ナレスプロセスは、上記転写行程後に、転写残トナーを
掻き乱し、次の画像形成のための帯電および露光行程を
行って静電潜像を形成し、現像装置により静電潜像の現
像と、転写残トナーの回収とを同時に行うものである。

【０００５】また、電子写真方式を使用した従来の画像
形成装置では、感光体を所定の電位に帯電させる帯電装
置としてコロナ帯電装置が一般に使用されている。しか
しながら、放電現象を利用する上記コロナ帯電装置は、
高電圧を使用するため、他の周辺装置に電気ノイズを与
えるとともに、放電時に発生する多量のオゾンにより周
囲の人間に不快感を与える、あるいは樹脂部品を劣化さ
せるといった問題点を有している。

【０００６】そこで、コロナ帯電装置に代わるものとし
て、導電性の帯電器を感光体に当接させて感光体を帯電
させる接触帯電方式が提案されている。この接触帯電方
式を使用したものとしては、特開平４−２０９８６号に
開示されているように、前記特開昭６２−２０３１８２
に開示されている転写残トナーの掻き乱し部材を上記接
触型の帯電器として使用したものが知られている。

【０００７】このような画像形成装置は、クリーナレス
プロセスとオゾンレス帯電との達成により、装置の小型
化、廃トナーボックスの交換作業不要化、オゾン発生量
の低減、並びに印加電圧の低下によるコストダウンや安
全性向上等、多くの利点を備えることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、接触帯電方
式を使用した画像形成装置では、帯電器が感光体表面と
接触しており、転写残トナーと帯電器が接触する構造で
あるため、帯電器に転写残トナーが付着し易くなってい
る。従って、帯電器は、通常、多量の転写残トナーが蓄
積されており、このトナーは、画像形成装置の各動作状
態による感光体表面と帯電器との電位関係の変化によ
り、帯電器から感光体表面に戻り易くなっている。そし
て、上記の多量のトナー戻りが生じた場合、戻った多量
のトナーによる感光体表面の露光不良や、クリーニング
不良が生じることになる。

【０００９】即ち、感光体表面に存在しているトナー量
が少量の場合、露光時には、トナーに対する光の回り込
みにより感光体の露光が可能であるものの、トナー量が
多量である場合、その部分についてはトナーに対する光
の回り込みが生じ難く、トナーにより光が遮られて露光
不良となる。そして、露光不良が生じた場合には、その
部分の電位が低下しないので、現像装置による現像クリ
ーニング時に、露光不良部分のトナーが現像装置に回収
されてしまい、これによって画像における白ぬけが生じ
ることになる。

【００１０】この現象を、感光体の表面に帯電器から
の戻りトナーが殆ど存在しない場合、帯電器からの戻
りトナーが多量に存在する場合、帯電器からの戻りト
ナーが極めて多量に存在する場合の３段階に分けて示す
と図２８のようになる。尚、同図においては、帯電器通
過後の感光体帯電電位をＶｂ、現像装置に印加される現
像電位をＶ_DB、感光体における露光部電位をＶ_Lとして
いる。上記の場合には、露光部電位Ｖ_L1が現像電位Ｖ
_DBよりも十分低くなっているので、現像が良好に行われ
る。の場合には、露光部電位Ｖ_L2が現像電位Ｖ_DBより
も若干低くなっているのみであるから、現像装置からこ
の露光部へのトナーの移動量が少なく、画像濃度が薄く
なる。の場合には、露光部電位Ｖ_L3があまり低下せ
ず、現像電位Ｖ_DBよりも高くなっているので、現像装置
から露光部へのトナーの移動が生じないのは勿論、逆
に、露光部から現像装置へのトナーの移動が生じる。こ
の結果、例えば図２９に示すように、画像における黒ベ
タ部において、白抜けが生じることになる。これはハー
フトーン部においても同様に生じるものである。

【００１１】また、感光体表面に多量の帯電器からの戻
りトナーが存在している場合には、現像装置による現像
クリーニング時に、上記トナーを十分に現像装置側へ回
収することができず、クリーニング不良となる。そし
て、クリーニング不良が生じた場合には、この転写残ト
ナーが画像における本来白地となる部分に存在している
と、図３０に示すように、画像汚れとなる。従って、上
記従来の画像形成装置では、良好な画像を得ることがで
きないという問題点を有している。

【００１２】

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の画像形
成装置は、感光性の像担持体と、この像担持体の表面に
接触する接触帯電部材により電荷を付与し、像担持体の
表面を帯電させる帯電手段と、帯電した像担持体の表面
に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、像担持
体の前記静電潜像に現像剤を供給して現像するととも
に、像担持体の表面に残留している現像剤を回収する現
像クリーニング手段と、この現像クリーニング手段の現
像動作により得られた像担持体表面の現像剤像を、電圧
印加手段からの電圧印加により被転写材に転写させる転
写手段と、像形成プロセス中における像担持体と転写手
段との間の転写位置に被転写材が存在するとき、上記接
触帯電部材に印加される電圧とは逆極性の、像担持体表
面の現像剤像を被転写材に転写させるための転写電圧を
転写手段に印加する一方、像形成プロセス中における前
記転写位置に被転写材が存在しないとき、前記転写電圧
とは逆極性の非転写電圧を転写手段に印加する電圧印加
手段とを備え、前記の転写手段が、像担持体と接触する
ように設けられ、転写手段と像担持体との間に配される
被転写材を像担持体に接触させて転写を行うものであ
り、前記の電圧印加手段が、前記の非転写電圧を得るた
めの電源として、前記の帯電手段の帯電専用の電源を使
用することを特徴としている。

【００１４】また、請求項２の発明の画像形成装置は、
感光性の像担持体と、この像担持体の表面に接触する接
触帯電部材により電荷を付与し、像担持体の表面を帯電
させる帯電手段と、帯電した像担持体の表面に光を照射
して静電潜像を形成する露光手段と、像担持体の前記静
電潜像に現像剤を供給して現像するとともに、像担持体
の表面に残留している現像剤を回収する現像クリーニン
グ手段と、この現像クリーニング手段の現像動作により
得られた像担持体表面の現像剤像を、電圧印加手段から
の電圧印加により被転写材に転写させる転写手段と、像
形成プロセス中における像担持体と転写手段との間の転
写位置に被転写材が存在するとき、上記接触帯電部材に
印加される電圧とは逆極性の、像担持体表面の現像剤像
を被転写材に転写させるための転写電圧を転写手段に印
加する一方、像形成プロセス中における前記転写位置に
被転写材が存在しないとき、前記転写電圧とは逆極性の
非転写電圧を転写手段に印加する電圧印加手段とを備
え、前記の転写手段が、像担持体と接触するように設け
られ、転写手段と像担持体との間に配される被転写材を
像担持体に接触させて転写を行うものであり、前記の電
圧印加手段が、前記の非転写電圧を得るための電源とし
て、前記の現像クリーニング手段の現像バイアス専用の
電源を使用することを特徴としている。

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】また、請求項３の発明の画像形成装置は、
前記の接触帯電部材が、像担持体表面と接触しながら一
方向へ回転するロール状の導電性ブラシを有するブラシ
帯電部材からなり、このブラシ帯電部材が、導電性繊維
が立設された帯状ブラシを心材に巻き付けて形成され、
前記導電性繊維が、ブラシ帯電部材の回転方向とは反対
の方向に傾斜していることを特徴としている。

【００１９】また、請求項４の発明の画像形成装置は、
前記接触帯電部材に印加される電圧が振動電圧であり、
この振動電圧のピーク間電圧が、像担持体と接触帯電部
材との間の放電開始電圧の２倍未満に設定されているこ
とを特徴としている。

【００２０】

【作用】請求項１の構成によれば、像形成プロセス中に
おける像担持体と転写手段との間の転写位置に被転写材
が存在するときには、接触帯電部材に印加される電圧と
は逆極性の、像担持体表面の現像剤像を被転写材に転写
させるための転写電圧が転写手段に印加される。これに
より、像担持体に形成された現像剤像は、被転写材に適
切に転写される。

【００２１】

【００２２】像形成プロセス中における前記転写位置に
被転写材が存在しないときには、転写電圧とは逆極性の
非転写電圧が転写手段に印加される。これにより、転写
位置を通過した像担持体領域の帯電電位の低下を抑制す
ることができ、この像担持体領域が接触帯電部材の位置
を通過するときに、接触帯電部材に蓄積されている転写
残現像剤の像担持体への戻りを抑制することができる。
従って、接触帯電部材から像担持体への多量の現像剤戻
りが生じることによる画像汚れや画像の白抜け等の発生
を防止することができる。

【００２３】

【００２４】

【００２５】請求項１および２の構成によれば、転写手
段として、像担持体と接触するように設けられ、転写手
段と像担持体との間に配される被転写材を像担持体に接
触させて転写を行うもの、即ち接触転写方式のものを使
用しているので、転写電圧とは逆極性の非転写電圧を転
写手段に印加するための電源として、現像バイアス専用
の電源あるいは帯電手段の帯電専用の電源を使用するこ
とができる。即ち、接触転写方式の転写手段の場合に
は、コロトロンの場合と異なり、使用電圧範囲が前記現
像バイアス専用の電源あるいは帯電手段の帯電専用の電
源の電圧とほぼ一致する。従って、非転写電圧専用の電
源が不要となり、構成の簡略化によるコストダウンが可
能である。

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】請求項３の構成によれば、接触帯電部材は
ロール状の導電性ブラシを有するブラシ帯電部材からな
り、このブラシ帯電部材は導電性繊維が立設された帯状
ブラシを心材に巻き付けて形成され、前記導電性繊維が
ブラシ帯電部材の回転方向とは反対の方向に傾斜してい
るので、前記帯状ブラシの巻き目が導電性繊維により覆
い隠されるため、ブラシ帯電部材の外表面における導電
性繊維の密度がほぼ均一となる。これにより、像担持体
を均一に帯電することができ、導電性繊維の密度が不均
一である場合に生じる筋模様等の画像欠陥を防止するこ
とができる。

【００３２】請求項４の構成によれば、像担持体を帯電
させるための振動電圧のピーク間電圧が、像担持体と接
触帯電部材との間の放電開始電圧の２倍未満に設定され
ているので、像担持体の帯電電位のリップルを抑制する
ことことができ、このリップルによる画像欠陥の発生を
抑制することができる。

【００３３】即ち、像担持体の帯電に振動電圧を使用す
ると、均一帯電する上において有効であることは従来知
られている。そこで、本願発明者らは、さらに像担持体
の均一帯電性を改善するための上記振動電圧と、像担持
体と接触帯電部材との間の放電開始電圧との関係につい
て研究し、振動電圧のピーク間電圧を、像担持体と接触
帯電部材との間の放電開始電圧の２倍未満に設定した場
合に像担持体の帯電電位のリップルを抑制することがで
きるという結果を得た。このような構成により、本画像
形成装置では、上記リップルによる画像欠陥の発生を抑
制することができる。

【００３４】

【実施例】

〔実施例１〕本発明の一実施例を図１ないし図６に基づ
いて以下に説明する。本実施例の画像形成装置は図２に
示す構造となっている。同図に示すように、画像形成装
置はほぼ中央部に像担持体である感光体ドラム１を有
し、この感光体ドラム１の周りに、接触帯電部材および
ブラシ帯電部材としてのブラシ帯電器２、露光手段とし
ての露光装置３、現像クリーニング手段としての現像装
置４および転写手段としての転写器５を有している。上
記感光体ドラム１は、図示しない駆動機構に駆動されて
定速回転する。

【００３５】ブラシ帯電器２は感光体ドラム１の表面と
接触して、この表面を所定電位に帯電させるものであ
る。ブラシ帯電器２は、図３に示すように、感光体ドラ
ム１の軸方向に延びた導電性基板２ｂ、および導電性繊
維により形成されたブラシ部２ａからなる。このブラシ
部２ａは、レーヨンにカーボンを分散させ、カーボン量
を調整してその抵抗値を所望の値に調整した繊維からな
る。このブラシ部２ａ、即ち繊維は、直接導電性基板２
ｂに植毛されるか、あるいは一旦導電性繊維布に植毛さ
れ、この導電性繊維布を導電性基板２ｂに貼着すること
により導電性基板２ｂに設けられている。本実施例にお
いて、ブラシ帯電器２は、ブラシ部２ａの繊維長が５mm
に設定され、このブラシ部２ａが感光体ドラム１の表面
に食込み量１mmで接している。

【００３６】露光装置３は、例えば半導体レーザを備
え、そのレーザ光により、所定電位に帯電されている感
光体ドラム１の表面を露光し、静電潜像を形成するもの
である。

【００３７】現像装置４は、上記静電潜像を現像剤、即
ちトナーにより現像してトナー像を形成するものであ
る。現像装置４は、現像ローラ４ａ、ドクターブレード
４ｂ、供給ローラ４ｃ、トナー充填部４ｄおよび撹拌ロ
ーラ４ｅを有している。現像ローラ４ａは上記静電潜像
にトナーを供給するものであり、ドクターブレード４ｂ
は現像ローラ４ａ表面のトナー層の厚さを規制するもの
である。供給ローラ４ｃは現像剤を現像ローラ４ａに供
給するものであり、撹拌ローラ４ｅはトナー充填部４ｄ
のトナーを撹拌するものである。上記トナー充填部４ｄ
には１成分現像剤が充填されており、この現像剤、即ち
トナーは撹拌ローラ４ｅに撹拌されて帯電する。尚、本
画像形成装置は反転現像方式となっており、トナーの帯
電極性は、感光体ドラム１の帯電極性と同極性である。

【００３８】転写器５は、コロトロンからなり、現像装
置４により形成された感光体ドラム１表面のトナー像を
用紙上に転写するものである。この転写動作を行うため
に、転写器５にはトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印
加される。

【００３９】図２における現像装置４の右側方には、被
転写材としての用紙を収容する用紙カセット６が設けら
れている。この用紙カセット６内の用紙は、給紙ローラ
７により送り出され、搬送ローラ８・９により搬送され
る。搬送ローラ９による用紙搬送方向には、用紙を所定
のタイミングで感光体ドラム１と転写器５との間に送り
出すためのペーパーストップローラ（ＰＳローラ）１０
が設けられている。このＰＳローラ１０の位置には、Ｐ
Ｓローラ１０への用紙の到達を検出するペーパーインセ
ンサ（Ｐｉｎセンサ）１１が設けられている。

【００４０】図２における感光体ドラム１の左側方には
定着装置１２が設けられている。この定着装置１２は、
内部にヒータ１２ｃを備えたヒートローラ１２ａと、こ
のヒートローラ１２ａに圧接する圧力ローラ１２ｂから
なり、用紙上のトナー像を用紙に定着させるものであ
る。定着装置１２で処理された用紙は、搬送ローラ１３
および排紙ローラ１４により搬送されて、排紙部１５に
排出される。排紙部１５は用紙を保持するためのスタッ
クガイド１６を備えている。

【００４１】感光体ドラム１の下方には、制御手段とし
てのエンジンコントローラ１７およびコントローラ１８
が設けられている。このコントローラ１８は、例えば、
図示しないホストコンピュータと接続され、このホスト
コンピュータから送信された画像データを画像形成する
ためのデータに処理し、露光装置３に与えるようになっ
ている。エンジンコントローラ１７は、コントローラ１
８からの信号に基づいて、画像形成が行われるように各
手段を制御する。

【００４２】また、図１に示すように、上記ブラシ帯電
器２には、帯電用電源２１より感光体ドラム１帯電用の
負電圧が印加され、現像装置４の現像ローラ４ａには、
現像用電源２２より現像バイアス用の負電圧が印加さ
れ、転写器５には、転写器用電源２３から正電圧が印加
されるようになっている。帯電用電源２１は、ブラシ帯
電器２と共に帯電手段を構成している。転写器用電源２
３は、相対的に高い電圧である正の転写電圧２３ａ、ま
たはこの転写電圧よりも低い正の非転写電圧２３ｂを出
力可能である。

【００４３】上記の転写電圧２３ａは、感光体ドラム１
表面に形成されたトナー像を用紙に転写させるための電
圧、即ち通常の転写電圧である。一方、非転写電圧２３
ｂは、転写器５と感光体ドラム１との間に用紙が無いと
きにこの非転写電圧２３ｂを印加した場合に感光体ドラ
ム１が帯電される電位が、転写器５と感光体ドラム１と
の間に用紙があるときに転写電圧２３ａを印加した場合
に感光体ドラム１が帯電される電位と同程度となるよう
な電圧である。

【００４４】転写器用電源２３における出力電圧の切り
換えは、エンジンコントローラ１７により構成される切
換えスイッチ２４にて行われる。この切換えスイッチ２
４は転写器用電源２３と共に電圧印加手段を構成してい
る。尚、エンジンコントローラ１７は、各電源２１〜２
３からそれらと対応する手段への電圧印加のｏｎ／ｏｆ
ｆも制御する。

【００４５】上記の構成において、先ず、本画像形成装
置での画像形成動作の概略を説明する。画像形成の際に
は、先ず、感光体ドラム１が回転し、その表面がブラシ
帯電器２により一様に帯電される。次に、露光装置３か
らの光照射により感光体ドラム１の表面が露光される。
このとき、光が照射された部分は電位が大きく低下する
ので、感光体ドラム１の表面に静電潜像が得られる。こ
の静電潜像は現像装置４により現像される。即ち、現像
装置４の現像ローラ４ａから供給される感光体ドラム１
表面と同極性のトナーが感光体ドラム１の表面における
電位の低下部分に付着し、トナー像が形成される。

【００４６】一方、用紙カセット６に収容されている用
紙は、給紙ローラ７により送り出され、搬送ローラ８・
９により搬送されてＰＳローラ１０に達し、ＰＳローラ
１０を構成するローラに挟み込まれた状態となる。この
状態は用紙の先端部がＰｉｎセンサ１１に当接すること
により検出される。

【００４７】次に、ＰＳローラ１０が回転し、用紙が感
光体ドラム１と転写器５との間に送り出される。このと
き、転写器５には転写器用電源２３より正の転写電圧２
３ａが印加される。従って、負極性のトナー、即ちトナ
ー像が用紙に転写される。

【００４８】トナー像が転写された用紙は定着装置１２
に送られ、ここで用紙上のトナーが用紙に熱圧着され
る。このようにトナー像を定着させた用紙は、搬送ロー
ラ１３および排紙ローラ１４により排紙部１５に送られ
る。

【００４９】また、転写が終了した感光体ドラム１の表
面は、ブラシ帯電器２に達すると再び所定電位に帯電さ
れる。そして、さらに画像形成が行われる場合には、露
光装置３による露光が行われ、感光体ドラム１の表面に
再び静電潜像が形成され、この静電潜像が現像装置４に
より現像される。

【００５０】このとき、現像前に感光体ドラム１の表面
に残留している転写残トナーのうち、感光体ドラム１表
面における露光により電位が低下していない部分のトナ
ーは、その部分の電位が現像装置側の電位よりも高い
（絶対値で）ので、現像装置４側に移動し、現像装置４
に回収される。一方、露光により電位が低下した部分の
トナーは、その部分の電位が現像装置側の電位よりも低
い（絶対値で）ので、現像装置４側には移動せず、その
部分に現像装置４側から移動してくる他のトナーと共に
トナー像を形成するものとなる。以下、同様にして画像
形成動作が進行する。

【００５１】次に、上記画像形成の際のプロセスタイミ
ングを図４により説明する。同図は、ブラシ帯電器２お
よび現像装置４への電圧印加のｏｎ／ｏｆｆ、露光装置
３のｏｎ／ｏｆｆ、感光体ドラム１の回転／停止、並び
にＰｉｎセンサ１１のｏｎ／ｏｆｆの各タイミングと転
写器５への電圧印加のタイミングとの関係を示したもの
である。

【００５２】また、図５に示すように、本画像形成装置
の感光体ドラム１における各プロセス間の移動時間は、
帯電−露光間が約0.５秒、露光−現像間が0.５秒、現像
−転写間が約１秒、転写−帯電間が約１秒である。ま
た、Ｐｉｎセンサ１１から転写位置までの用紙の移動時
間は２秒である。

【００５３】図４に示すように、画像形成の際には、先
ず、感光体ドラム１の回転と、ブラシ帯電器２への電圧
印加がほぼ同時期に開始される。次に、給紙が行われて
Ｐｉｎセンサ１１がｏｎとなる。この後、２秒後に用紙
が転写位置に到達する。このとき、感光体ドラム１のト
ナー像の先端が転写位置に存在するように、Ｐｉｎセン
サ１１がｏｎとなった0.５秒後に露光動作が開始され
る。

【００５４】次に、露光動作開始後遅くとも0.５秒以内
に現像バイアスがｏｎとなる。この後、さらに１秒遅れ
て、つまりＰｉｎセンサ１１がｏｎしてから２秒後に、
転写器５に感光体ドラム１のトナー像を用紙に転写させ
るための前記転写電圧２３ａが印加される。このときに
は、当然ながら転写位置に用紙が存在している。このよ
うにして１回目の画像形成が終了する。

【００５５】次に、連続して２回目の画像形成が行われ
る場合には、Ｐｉｎセンサ１１がｏｆｆとなってから２
秒後に、即ち用紙が転写位置を通過した後、転写器印加
電圧が転写電圧２３ａよりも低い（絶対値で）非転写電
圧２３ｂに切り換えられる。この後には数秒間、用紙が
ない状態であるいわゆる紙間の状態が続き、転写器印加
電圧は、非転写電圧２３ｂのままである。

【００５６】その後、次の画像形成が開始されると、再
びＰｉｎセンサ１１がｏｎとなり、その２秒後に転写器
印加電圧は再び転写電圧２３ａに切り換えられる。

【００５７】上記のようなプロセスタイミングにより、
用紙が無いときに転写位置を通過した感光体領域は、用
紙が存在して転写電圧２３ａが印加されたとき、即ち転
写動作が行われたときと同程度の電位に帯電されること
になる。従って、上記感光体領域がブラシ帯電器２に到
達したときには、ブラシ帯電器２からのトナーの戻りが
増加しない。これにより、連続の画像形成時における画
像の汚れ、および画像における白抜けの発生を防止する
ことができる。次に、この機能が生じる原理について説
明する。

【００５８】転写器５による転写の際には、用紙に転写
されずに感光体ドラム１の表面に残留するトナー、即ち
転写残トナーが僅かながら発生する。この転写残トナー
はブラシ帯電器２に付着して蓄積される。尚、ブラシ帯
電器２に蓄積される転写残トナーを調べたところ、殆ど
が感光体ドラム１の帯電電位と同極性のものであった。
また、この転写残トナーの蓄積は、接触帯電器が樹脂系
やゴム系のローラ型である場合よりもブラシ状の上記ブ
ラシ帯電器２である場合の方が顕著であった。

【００５９】一方、ブラシ帯電器２を通過する前の感光
体ドラム１表面の帯電電位とブラシ帯電器２への印加電
圧との関係は、図６のようになる。即ち、この関係は、
帯電用電源２１からブラシ帯電器２への帯電印加電圧を
Ｖａ、用紙が転写位置に存在したときのブラシ帯電器２
通過前の感光体ドラム１の帯電電位をＶｏ₁、用紙が転
写位置に存在しなかったときのブラシ帯電器２通過前の
感光体ドラム１の帯電電位をＶｏ₂とすると、仮に転写
器５に一律に転写電圧２３ａが印加されてものとする
と、用紙の存在の有無により｜Ｖａ−Ｖｏ₁｜＜｜Ｖａ−Ｖｏ₂｜となる。この関係から、感光体ドラム１の帯電電位と同
極性であり、ブラシ帯電器２に付着している転写残トナ
ーは、用紙が無いときに転写位置を通過した感光体領域
が帯電位置を通過するときに、ブラシ帯電器２側からこ
の感光体領域側への引き付け力を強く受けるために、ブ
ラシ帯電器２から感光体ドラム１表面に多量に戻ること
になる。このようなトナーの戻りが多量に生じた場合、
先述のように、用紙への転写画像における白抜けや、画
像汚れが生じることになる。

【００６０】これに対し、本画像形成装置では、画像形
成プロセス中において、転写器５と感光体ドラム１との
間に用紙が存在しているときに、通常の転写電圧２３ａ
を転写器５に印加する一方、転写器５と感光体ドラム１
との間に用紙が存在していないときに、非転写電圧２３
ｂを印加している。従って、転写器５を通過した感光体
ドラム１は、転写器５と感光体ドラム１との間に用紙が
無いときでも用紙があるときと同程度の電位（図６に示
すＶｏ₂´）に帯電される。これにより、ブラシ帯電器
２から感光体ドラム１へのトナーの戻りが抑制され、ト
ナー戻りによる用紙上の画像の汚れ、および画像におけ
る白抜けの発生を防止することができる。

【００６１】尚、本実施例においては、転写器５と感光
体ドラム１との間に用紙が無いときに非転写電圧２３ｂ
を印加した場合の感光体ドラム１の帯電電位と、転写器
５と感光体ドラム１との間に用紙があるときに転写電圧
２３ａを印加した場合の感光体ドラム１の帯電電位とが
同程度となるように、非転写電圧２３ｂを設定してい
る。しかしながら、上記非転写電圧２３ｂは、少なくと
も転写電圧２３ａよりも低い電圧（絶対値で）に設定す
るれば、これによって、ブラシ帯電器２から感光体ドラ
ム１へのトナーの戻りを減少させることができる。

【００６２】〔実施例２〕本発明の他の実施例を図７お
よび図８に基づいて、以下に説明する。尚、説明の便宜
上、前記の実施例に示した手段と同一の機能を有する手
段には同一の符号を付記し、その説明を省略する。

【００６３】本実施例の画像形成装置は、図７に示すよ
うに、図１に示したコロトロンからなる転写器５に代え
て、感光体ドラム１と接触する転写手段としての接触型
転写器３１を備えている。この接触型転写器３１として
は、ローラ状のものあるいはブラシ状のもの等を採用す
ることができる。この接触型転写器３１は、コロトロン
からなる転写器５と比較して、一般にトナーの転写効率
が良好であるため、転写残トナーを少なくすること、即
ちブラシ帯電器２に付着するトナーを少なくすることが
できる。従って、接触型転写器３１は、クリーナレス方
式を採用する本画像形成装置にとって非常に有効であ
る。

【００６４】上記の接触型転写器３１には、切換えスイ
ッチ２４を介して転写器用電源３２が接続されている。
これら切換えスイッチ２４および転写器用電源３２は電
圧印加手段を構成している。転写器用電源３２は、感光
体ドラム１表面に形成されたトナー像を用紙に転写させ
るための正の転写電圧を接触型転写器３１に供給するた
めのものである。上記の切換えスイッチ２４は、画像形
成動作中において、感光体ドラム１と接触型転写器３１
との間に用紙が有るときに、同図に実線で示すように、
転写器用電源３２から接触型転写器３１に所定の転写電
圧が印加されるように切り換える一方、感光体ドラム１
と接触型転写器３１との間に用紙が無いときに、二点鎖
線で示すように、接触型転写器３１への印加電圧が０Ｖ
となるように切り換えるものである。本実施例では、接
触型転写器３１への印加電圧を０Ｖとするために、接触
型転写器３１を接地している。

【００６５】このような構成によれば、接触型転写器３
１と感光体ドラム１との間に用紙がないときには、感光
体ドラム１に対してブラシ帯電器２に保持されているト
ナーとは逆極性である正極性の電荷が付与されることが
なく、ブラシ帯電器２から感光体ドラム１への転写残ト
ナーの戻りを抑制することができる。これにより、実施
例１に示した画像形成装置と同様、上記トナー戻りによ
る用紙上の画像の汚れ、および画像における白抜けの発
生を防止することができる。

【００６６】また、本画像形成装置では、接触型転写器
３１と感光体ドラム１との間に用紙がないときに、転写
器用電源３２の電圧を低くするのではなく、０Ｖとして
いるので、専用の電源が不要となり、図１に示した構成
と比較して、構成を簡略化し、コストダウンを図ること
ができる。

【００６７】尚、本実施例においては、接触型転写器３
１の印加電圧を０Ｖとするために、接触型転写器３１を
接地する構成としているが、図８に二点鎖線で示すよう
に、接触型転写器３１をフローティング状態とする構成
としてもよい。このように、接触型転写器３１をフロー
ティング状態とする構成は、上記接地する構成と比較し
て、接触型転写器３１を通じての感光体ドラム１からの
電荷の逃げがないため、感光体ドラム１の電位の低下が
少なく、本画像形成装置においては好ましい。

【００６８】また、上記のように、接触型転写器３１と
感光体ドラム１との間に用紙がないときに、接触型転写
器３１への印加電圧を０Ｖとする構成は、接触型転写器
３１を使用する場合だけでなく、図１に示したコロトロ
ンからなる転写器５を使用する場合にも適用可能であ
る。

【００６９】〔実施例３〕本発明のさらに他の実施例を
図９および図１０に基づいて、以下に説明する。尚、説
明の便宜上、前記の実施例に示した手段と同一の機能を
有する手段には同一の符号を付記し、その説明を省略す
る。

【００７０】本実施例の画像形成装置は、図９に示すよ
うに、画像形成動作中において、感光体ドラム１と接触
型転写器３１との間に用紙が有るとき、同図に実線で示
すように、転写器用電源３２から接触型転写器３１に正
の転写電圧を印加する一方、感光体ドラム１と接触型転
写器３１との間に用紙が無いとき、二点鎖線で示すよう
に、帯電用電源２１から接触型転写器３１に、転写電圧
とは逆極性である負の電圧を印加するようになってい
る。また、この負の電圧を得るために、本実施例では、
帯電用電源２１を利用している。従って、本実施例にお
いては、帯電用電源２１、転写器用電源３２および切換
えスイッチ２４により電圧印加手段が構成されている。

【００７１】このような構成によれば、接触型転写器３
１と感光体ドラム１との間に用紙がないときには、感光
体ドラム１に対してブラシ帯電器２に保持されているト
ナーとは逆極性である正極性の電荷が付与されることが
なく、ブラシ帯電器２から感光体ドラム１への転写残ト
ナーの戻りをさらに確実に抑制することができる。これ
により、実施例１に示した画像形成装置と同様、上記ト
ナー戻りによる用紙上の画像の汚れ、および画像におけ
る白抜けの発生を防止することができる。

【００７２】また、本画像形成装置では、接触型転写器
３１と感光体ドラム１との間に用紙がないときに、転写
器用電源３２の電圧を低くするのではなく、帯電用電源
２１から得られる、転写電圧とは逆極性の電圧を接触型
転写器３１に印加するようにしているので、新たに電源
を用意する必要がなく、図１に示した構成と比較して、
構成を簡略化することができる。この結果、コストダウ
ンが可能である。

【００７３】尚、本実施例においては、接触型転写器３
１へ転写電圧とは逆極性の電圧を印加するために帯電用
電源２１を利用しているが、図１０に示すように、現像
用電源２２を利用してもよい。この場合には、現像用電
源２２、転写器用電源３２および切換えスイッチ２４に
より電圧印加手段が構成される。

【００７４】また、接触型転写器３１に印加する転写電
圧とは逆極性の電圧は、この逆極性電圧によって帯電さ
れる感光体ドラム１の帯電電位が、ブラシ帯電器２によ
る帯電電位を越えないように設定するされることが望ま
しい。これは、接触型転写器３１による感光体ドラム１
の帯電電位がブラシ帯電器２による帯電電位を越えてし
まった場合、これを修正することができず、帯電電位が
不均一になる場合があるためである。

【００７５】また、上記のように、接触型転写器３１へ
転写電圧とは逆極性の電圧を印加するために帯電用電源
２１あるいは現像用電源２２を利用可能であるのは、本
画像形成装置が接触型転写器３１を使用していることに
よる。即ち、仮にコロトロンからなる転写器５を使用し
ている場合、この転写器５により安定して電荷を供給す
るためには数ｋＶの電圧が必要である。このため、この
電圧よりも出力電圧がかなり低い帯電用電源２１あるい
は現像用電源２２を転写器５に供給しても、安定して電
荷を供給することができず、却ってブラシ帯電器２によ
る帯電前の感光体ドラム１の電位分布が不均一にとな
り、帯電むらの原因になると考えられる。これに対し、
接触型転写器３１を使用した場合には、接触型転写器３
１が大きな電圧を必要としないため、即ち接触型転写器
３１で必要な逆極性電圧の範囲が帯電用電源２１および
現像用電源２２の電圧とほぼ一致するため、帯電用電源
２１あるいは現像用電源２２を使用可能となる。

【００７６】〔実施例４〕本発明のさらに他の実施例を
図１１ないし図１８に基づいて、以下に説明する。尚、
説明の便宜上、前記の実施例に示した手段と同一の機能
を有する手段には同一の符号を付記し、その説明を省略
する。

【００７７】本実施例の画像形成装置は、図１１に示す
ように、図１に示したブラシ帯電器２に帯電印加電圧を
供給する帯電用電源２１に代えて、帯電用電源４１を備
えている。この帯電用電源４１は振動電圧を出力するも
のであり、ブラシ帯電器２と共に帯電手段を構成してい
る。本実施例において、上記振動電圧は、直流電圧：−
９５０Ｖに、ピーク間電圧Ｖｐｐ：−７００Ｖの交流電
圧が重畳されたものとなっている。交流電圧の波形は、
サイン波、三角波あるいはパルス波等でよく、特に限定
されない。

【００７８】このように、振動電圧を出力する帯電用電
源４１を使用した場合には、感光体ドラム１表面の均一
帯電性が向上し、良好な画質の画像を得ることができ
る。

【００７９】即ち、直流電圧のみで感光体ドラム１を帯
電させる場合には、電荷の移動方向が一方向のみとなる
ため、感光体ドラム１を均一帯電し難い場合がある。こ
の場合、帯電器が固定型のブラシ帯電器２であるときに
は、特にハーフトーン画像において、図１２（ａ）に示
すように、帯電の不均一により画像上に用紙搬送方向に
走る筋模様状の画像欠陥が生じ、帯電器が回転するロー
ル状ブラシの場合には、図１２（ｂ）に示すように、引
っ掻き傷状の画像欠陥が生じ易い。

【００８０】これに対し、本画像形成装置のように、帯
電用電源４１によりブラシ帯電器２に振動電圧を印加し
た場合には、ブラシ帯電器２と感光体ドラム１との間に
おいて電荷のやり取りが盛んになるため、感光体ドラム
１帯電電位の均一性が向上し、良好な画質の画像を得る
ことができる。特に、クリーナレスプロセスを採用した
画像形成装置においては、ブラシ帯電器２に直流電圧の
みを印加した場合、感光体ドラム１とブラシ帯電器２と
の間に転写残トナーが介在することにより、帯電過多と
いった帯電不良を生じ易くなっている。従って、このよ
うな装置において、ブラシ帯電器２に振動電圧を印加す
ることは、感光体ドラム１を均一帯電させる上において
非常に有効である。

【００８１】また、振動電圧のピーク間電圧は、電圧値
を振動させる上で、ある程度の大きさであることが好ま
しいものの、大き過ぎると画像上に振動電圧の周波数に
基づくピッチにて横方向の黒筋模様が現れる。この現象
の発生と上記ピーク間電圧との関係を調べたところ、上
記現象は、ピーク間電圧がブラシ帯電器２から感光体ド
ラム１表面への放電開始電圧の２倍以上の電圧となった
ときに顕著であった。尚、上記放電開始電圧は、ブラシ
帯電器２および感光体ドラム１の特性、並びにこれを囲
む雰囲気によって決まるものであり、本実施例において
−４５０Ｖである。

【００８２】上記の黒筋模様の発生の有無は、以下の理
由によるものと考えられる。本画像形成装置のように、
振動電圧のピーク間電圧Ｖｐｐがブラシ帯電器２から感
光体ドラム１表面への放電開始電圧Ｖｔｈの２倍未満で
ある場合でも、図１３に示すように、感光体帯電電位Ｖ
ｓｐは、振動電圧Ｖｃの交流成分の影響によりある程度
のリップルを有する。このリップル発生のメカニズム
は、ブラシ帯電器２から感光体ドラム１への電荷注入に
よるものと考えられる。このようにピーク間電圧Ｖｐｐ
が放電開始電圧Ｖｔｈの２倍未満である場合には、感光
体帯電電位Ｖｓｐにリップルが生じるものの、このリッ
プルは感光体ドラム１への電荷注入のみによるものであ
るから、その値が小さく、画質には殆ど影響しないもの
である。

【００８３】尚、本実施例においては、上記振動電圧
（直流電圧Ｖ_DC：−９５０Ｖ、ピーク間電圧Ｖｐｐ：７
００Ｖ）をブラシ帯電器２に印加しており、感光体帯電
電位Ｖｓｐの平均値が約−８５０Ｖ、リップルが５０〜
６０Ｖであった。

【００８４】一方、ピーク間電圧Ｖｐｐが放電開始電圧
Ｖｔｈの２倍以上である場合には、ピーク間電圧Ｖｐｐ
が放電開始電圧Ｖｔｈの２倍未満である場合よりも感光
体帯電電位Ｖｓｐのリップルがさらに大きくなり、この
リップルにより画像に黒筋模様が生じることになる。

【００８５】即ち、接触帯電方式により帯電器に振動電
圧を印加する考え方は特公平３−５２０５８号に開示さ
れている。これによれば、ピーク間電圧Ｖｐｐが大きく
なると交流電圧による帯電電位のリップル発生に放電現
象が関与するようになり、この放電現象による帯電電位
の変化は、最大で｜Ｖｐｐ−２Ｖｔｈ｜となる。上記公
報では、このような電位リップルは、感光体と帯電器と
が離れて行く領域（離間領域）にて放電開始電圧が大き
くなるため、上記｜Ｖｐｐ−２Ｖｔｈ｜の値が０に近づ
くことにより解消され、感光体帯電電位Ｖｓｐが均一に
なると説明されている。

【００８６】しかしながら、このようなメカニズムが働
くのは、帯電器がブラシ状ではなくてローラ状の場合で
ある。即ち、帯電器が、帯状でなくロール状であって
も、ブラシ状である場合には、上記離間領域での放電現
象による感光体帯電電位Ｖｓｐの均一化が十分に行われ
ないことが、実験により分かった。このため、ブラシ状
帯電器を使用した場合、感光体ドラム１には、放電によ
り生じたリップル（Ｖｐｐ−２Ｖｔｈ）がそのまま残っ
た領域が存在することになる。さらに、このリップル
に、上記のＶｐｐ＜２Ｖｔｈの場合にも生じた電荷注入
によるリップルも加わるため、感光体帯電電位Ｖｓｐ
は、図１４に示すように、全体としてかなり大きなリッ
プルを有するものとなる。

【００８７】このようなリップルの発生を確認するた
め、本実施例の図１１に示した構成を使用し、ピーク間
電圧Ｖｐｐ：１５００Ｖ、直流電圧Ｖ_DC：−８５０Ｖの
振動電圧をブラシ帯電器２に与えて画像形成を行った。
その結果、感光体帯電電位Ｖｓｐの平均値は−８５０Ｖ
となり、このときのリップルの振幅は約６００Ｖにもな
った。これは、｜Ｖｐｐ−２Ｖｔｈ｜≒６００Ｖにほぼ
近い値である。

【００８８】次に、Ｖｐｐ＜２Ｖｔｈとした場合とＶｐ
ｐ≧２Ｖｔｈとした場合との実際の画像を調べた結果に
ついて説明する。このときのプロセス条件は、現像電位
Ｖ_DBを−５００Ｖとし、反転現像方式とした。

【００８９】Ｖｐｐ＜２Ｖｔｈの場合（本実施例）ピーク間電圧Ｖｐｐ：７００Ｖ直流電圧Ｖ_DC ：−９５０Ｖ感光体帯電電位Ｖｓｐ（平均値）：−８５０Ｖこの場合、各電圧等の関係は、図１３に示すものとな
る。尚、Ｖｃは振動電圧である。文字画像では、図１５
（ａ）に示すように、白地のかぶり（黒よごれ）が殆ど
なかった。また、ハーフトーン画像では、図１６（ａ）
に示すように、濃度むらが実際の使用上、殆ど問題にな
らない程度であった。

【００９０】Ｖｐｐ≧２Ｖｔｈの場合（比較例）ピーク間電圧Ｖｐｐ：１５００Ｖ直流電圧Ｖ_DC ：−８５０Ｖ感光体帯電電位Ｖｓｐ（平均値）：−８５０Ｖこの場合、各電圧等の関係は、図１４に示すものとな
り、感光体帯電電位Ｖｓｐが現像電位Ｖ_DBとほぼ同じに
なる時が存在する。文字画像では、図１５（ｂ）に示す
ように、一部の領域で白地のかぶりが生じた。また、ハ
ーフトーン画像では、図１６（ｂ）に示すように、感光
体帯電電位Ｖｓｐのリップルの影響により、濃度むらが
非常に目立つものとなった。

【００９１】また、ピーク間電圧Ｖｐｐと感光体帯電電
位Ｖｓｐのリップルとの関係について調べたところ、図
１７に示す結果が得られた。同図において、Ｖｐｐ＜２
Ｖｔｈの領域では、感光体帯電電位Ｖｓｐのリップルの
大きさが急激に大きくなっている。このことから、実際
の使用を考えた場合、電源の出力ばらつき（１０％程
度）により、感光体帯電電位Ｖｓｐのリップルを大きく
させないためにも、Ｖｐｐ＜２Ｖｔｈの範囲での使用が
望ましい。

【００９２】また、ブラシ帯電器２への印加電圧は、交
流電圧を重畳させることにより、基本的に感光体帯電電
位Ｖｓｐの均一化機能を備えることができるものの、ピ
ーク間電圧Ｖｐｐは、１００Ｖ以上であることが望まし
く、さらには４００〜５００Ｖ以上であることが望まし
い。この４００〜５００Ｖという値は、本実施例におけ
る放電開始電圧とほぼ同等の値である。この理由につい
ては以下のように考えられる。

【００９３】一般に、接触帯電のメカニズムは、微少空
間での放電現象と、電荷注入であるが、感光体帯電電位
Ｖｓｐの大部分を形成するのは、図１８に示すように、
放電現象である。ブラシ帯電器２に印加する振動電圧、
即ち帯電印加電圧Ｖａｐの最大値Ｖａｐ(max) は、直流
電圧Ｖ_DCおよびピーク間電圧Ｖｐｐより、Ｖａｐ(max) ＝Ｖ_DC＋0.５Ｖｐｐとなる。また、放電により生じる感光体ドラム１の帯電
電位Ｖｓｐ(d) は、Ｖｓｐ(d) ＝Ｖａｐ(max) −Ｖｔｈ＝Ｖ_DC＋0.５Ｖｐｐ−Ｖｔｈとなる。この値よりも帯電印加電圧Ｖａｐの最小値Ｖａ
ｐ(min) が小さくなると、感光体ドラム１からブラシ帯
電器２への電荷の移動が起こることになる。

【００９４】Ｖａｐ(min) ＝Ｖ_DC−0.５Ｖｐｐであるから、Ｖｓｐ(d) ＞Ｖａｐ(min) を満たすには、Ｖｐｐ＞Ｖｔｈとなる。この条件であれば、感光体ドラム１−ブラシ帯
電器２間での電荷のやり取りが盛んに行われるため、感
光体帯電電位Ｖｓｐの均一化に有効である。

【００９５】尚、上記のように、Ｖｐｐ＞１００Ｖでも
良いと説明しているが、このように小さいＶｐｐであっ
ても、異常放電や電荷注入により感光体帯電電位Ｖｓｐ
が急激に上昇したときには、感光体ドラム１からブラシ
帯電器２への電荷の逆移動が起こり、同様に感光体帯電
電位Ｖｓｐの均一化作用を備えることができる。

【００９６】尚、本実施例の構成は、図１１に示した画
像形成装置ばかりでなく、図１、図７ないし図１０に示
した画像形成装置に対し、同様に適用可能である。

【００９７】〔実施例５〕本発明のさらに他の実施例を
図１、並びに図１９ないし図２１に基づいて、以下に説
明する。尚、説明の便宜上、前記の実施例に示した手段
と同一の機能を有する手段には同一の符号を付記し、そ
の説明を省略する。

【００９８】本実施例の画像形成装置は、図１に示すよ
うに、実施例１の画像形成装置と同様の各手段を備えて
いるものの、画像形成のプロセスタイミングのみ、実施
例１の画像形成装置と異なるものとなっている。本画像
形成装置のプロセスタイミングを図１９に示す。同図
は、ブラシ帯電器２および現像装置４への電圧印加のｏ
ｎ／ｏｆｆ、露光装置３のｏｎ／ｏｆｆ、感光体ドラム
１の回転／停止、並びにＰｉｎセンサ１１のｏｎ／ｏｆ
ｆの各タイミングと転写器５への電圧印加のタイミング
との関係を示したものである。

【００９９】図１９に示すように、本画像形成装置で
は、先ず、感光体ドラム１の回転と、ブラシ帯電器２へ
の電圧印加がほぼ同時期に開始され、感光体ドラム１の
回転開始前にブラシ帯電器２と接触していた感光体領域
が現像装置４を通過してから、即ち前回転プロセスを経
てから、画像形成を開始するように設定している。これ
により、本画像形成装置では１枚目の画像形成から良好
な画像を得ることができるようになっている。以下のこ
の原理について説明する。尚、上記前回転プロセス以後
の動作は、図４に示した実施例１の画像形成装置と同様
である。このような制御はエンジンコントローラ１７に
て行われる。

【０１００】感光体ドラム１の回転開始前にブラシ帯電
器２と接触していた感光体領域には、電気的な力および
機械的な力の作用により、ブラシ帯電器２に付着してい
たトナーが感光体ドラム１の表面に多量に戻っている。
ここで機械的な力とは、例えばブラシ帯電器２に加わる
振動や衝撃等である。また、電気的な力とは、以下に示
すものである。

【０１０１】即ち、ブラシ帯電器２の位置を通過する感
光体ドラム１の帯電電位とブラシ帯電器２への印加電圧
との関係は、図２０のようになる。この関係は、帯電用
電源２１からブラシ帯電器２への帯電印加電圧をＶａ、
用紙が転写位置に存在したときのブラシ帯電器２通過前
の感光体ドラム１の帯電電位をＶｏ₁、画像形成プロセ
スの立ち上がり時に、ブラシ帯電器２を未通過の感光体
領域の帯電電位をＶｏ₃とすると、｜Ｖａ−Ｖｏ₁｜＜｜Ｖａ−Ｖｏ₃｜となる。この関係から、感光体ドラム１の帯電電位と同
極性であり、ブラシ帯電器２に付着している転写残トナ
ーは、上記立ち上がり時にブラシ帯電器２を未通過の感
光体領域において、ブラシ帯電器２から感光体ドラム１
側へ引きつけられる力が強くなり、感光体ドラム１へ戻
ることになる。

【０１０２】この状態で画像形成を開始すると、上記戻
りトナーが原因となって、露光不良による画像の白抜
け、および画像汚れが発生することになる。そこで、本
画像形成装置では、感光体ドラム１の回転開始前にブラ
シ帯電器２と接触していた感光体領域が現像装置４を通
過してから、即ち前回転プロセスにより上記戻りトナー
を現像装置４に回収してから、画像形成を開始してい
る。

【０１０３】上記の前回転プロセスを行うことにより、
感光体ドラム１表面の戻りトナーは、現像装置４にてほ
ぼ回収され、露光不良による画像の白抜け、および画像
汚れが防止される。これにより、１枚目の画像形成か
ら、良好な画像を得ることができる。

【０１０４】また、ブラシ帯電器２には画像形成装置の
長期使用により、転写残トナーが多量に蓄積された状態
となる。このような状態では、画像形成終了後に長時間
放置しておくと、ブラシ帯電器２から感光体ドラム１へ
のトナーの戻り量が増大するため、画像形成動作の立ち
上がり時にブラシ帯電器２と接触している感光体領域へ
のトナー付着量が多量となる。このような場合には、ブ
ラシ帯電器２と接触していた感光体領域が現像装置４を
１回通過するだけでは、感光体ドラム１上の戻りトナー
を十分に除去することができないこともある。従って、
このような事態にも対応する場合には、前回転プロセス
において、図２１に示すように、ブラシ帯電器２と接触
していた感光体領域が現像装置４を２回以上通過するよ
うに設定することが望ましい。

【０１０５】尚、本実施例の構成は、図１に示した画像
形成装置ばかりでなく、図７ないし図１１に示した画像
形成装置に対しても、同様に適用可能である。

【０１０６】〔実施例６〕本発明のさらに他の実施例を
図２２に基づいて、以下に説明する。尚、説明の便宜
上、前記の実施例に示した手段と同一の機能を有する手
段には同一の符号を付記し、その説明を省略する。

【０１０７】本実施例の画像形成装置は、図３に示した
ブラシ帯電器２を、図２２に示すブラシ振動手段として
のブラシ駆動装置５１により感光体ドラム１の軸方向に
振動させるものとなっている。

【０１０８】上記ブラシ駆動装置５１は、ブラシ支持台
５２、振動用モータ５３、この振動用モータ５３の駆動
軸５３ａに取り付けられた回転体５４、およびこの回転
体５４に取り付けられた駆動伝達軸５５を備えている。
ブラシ支持台５２の下面には、ブラシ帯電器２の導電性
基板２ｂが取り付けられている。駆動伝達軸５５は、駆
動軸５３ａと平行をなし、かつ駆動軸５３ａに対して偏
心するように設けられている。駆動伝達軸５５の先端部
は、ブラシ支持台５２に形成された長穴５２ａに挿入さ
れている。この長穴５２ａは、感光体ドラム１の軸方向
と直行する方向に延びており、駆動伝達軸５５は長穴５
２ａ内においてその長手方向へ移動可能である。

【０１０９】上記のようなブラシ駆動装置５１の構成に
より、振動用モータ５３が回転すると、ブラシ支持台５
２、即ちブラシ帯電器２は、同図に矢印で示す感光体ド
ラム１の軸方向に振動する。このように振動するブラシ
帯電器２を備えた場合には、良好な画像を得ることがで
き、ブラシ帯電器２の寿命を延ばすことができる。

【０１１０】即ち、クリーナレスプロセスを採用したブ
ラシ帯電器２による接触帯電方式の画像形成装置では、
ブラシ帯電器２が固定状態である場合、帯電器と感光体
ドラム１との間において局所的に転写残トナーや紙粉等
が溜まり易くなっている。このように転写残トナーや紙
粉等の溜まりが生じると、これが生じている局所領域で
は、他の領域との間で帯電不均一状態となる。この結
果、上記局所領域では、ブラシ帯電器２から感光体に戻
るトナー量が増加するため、画像の汚れや露光時の遮光
による画像の白抜け等の画像欠陥が多発する。このよう
な理由により、固定型のブラシ帯電器２の長寿命化は困
難となる。

【０１１１】そこで、本画像形成装置のように、ブラシ
駆動装置５１によってブラシ帯電器２を振動させれば、
転写残トナーや紙粉等が感光体ドラム１の表面に分散さ
れるので、特定領域での転写残トナーや紙粉等の溜まり
が抑制される。従って、転写残トナーや紙粉等の介在に
よる帯電不均一状態の発生が遅延し、またブラシ帯電器
２から感光体ドラム１へのトナー戻り量も感光体ドラム
１の表面に対して平均化されるので、画像汚れや白抜け
等の画像欠陥の発生時期も遅延する。これにより、ブラ
シ帯電器２の寿命を延ばすことができる。

【０１１２】また、ブラシ駆動装置５１を備えた構成で
は、ブラシ帯電器２が有する帯電不均一性、即ちいわゆ
るはけ筋状の帯電状態も解消することができる。さら
に、転写残トナーの掻き乱し機能も向上するため、いわ
ゆるメモリー現像も解消する。尚、本ブラシ振動方式に
よるブラシ帯電により画像形成を実際に行い、形成され
た画像を検査したところ、初期における画像形成時は勿
論、１万枚の画像形成後においても良好な画像を得るこ
とができた。

【０１１３】〔実施例７〕本発明のさらに他の実施例を
図２３ないし図２７に基づいて、以下に説明する。尚、
説明の便宜上、前記の実施例に示した手段と同一の機能
を有する手段には同一の符号を付記し、その説明を省略
する。

【０１１４】本実施例の画像形成装置は、図２３に示す
ように、図２に示した画像形成装置におけるブラシ帯電
器２に代えて、ブラシ帯電部材であるロール状のブラシ
帯電器６１を備えたものとなっている。このブラシ帯電
器６１は、例えば図示しないギア部を有し、このギア部
に、感光体ドラム１の回転を伝達するアイドルギア６２
が噛み合うことにより、感光体ドラム１の回転に同期し
て回転するようになっている。ブラシ帯電器６１の回転
方向は感光体ドラム１の回転方向と同方向であり、回転
速度は、感光体ドラム１の周速とほぼ同程度の周速とし
ている。

【０１１５】上記ブラシ帯電器６１は、図２４（ａ）に
示す形状を有しており、導電性シャフト６１ｂを有する
円柱状の心材である基体部６１ａに、導電性繊維布６１
ｃを螺旋状に巻き付けることにより形成されている。こ
の導電性繊維布６１ｃは、布面と垂直に多数の導電性繊
維が立設されたものである。

【０１１６】本画像形成装置では、上記のように、ロー
ル状のブラシ帯電器６１を使用していることにより、実
施例６に示したブラシ駆動装置５１によってブラシ帯電
器２を振動させる構成と同様、転写残トナーや紙粉等が
感光体ドラム１の表面に分散されるので、特定領域での
転写残トナーや紙粉等の溜まりが抑制され、感光体ドラ
ム１への均一帯電が可能となる。従って、画像汚れや白
抜け等の画像欠陥が発生し難くなり、ブラシ帯電器６１
の寿命を延ばすことができる。

【０１１７】また、実施例６の構成と比較した場合、前
記振動用モータ５３等、ブラシ帯電器６１を駆動する独
立した駆動手段が不要となっているので、コストダウン
が可能である。

【０１１８】尚、上記ブラシ帯電器６１は、導電性繊維
が垂直に立設された導電性繊維布６１ｃを使用したもの
となっているが、上記導電性繊維に斜毛処理が施されて
いる場合には、さらに良好な画像を得ることができる。

【０１１９】即ち、側面図である図２５（ａ）（ｂ）に
示すように、導電性繊維６１ｅが垂直に立設された導電
性繊維布６１ｃを基体部６１ａに巻き付けてブラシ帯電
器６１を形成した場合、基体部６１ａ上の巻き目６１ｄ
に相当する部分で隙間が生じ易い。この部分では、導電
性繊維６１ｅの密度が低いため、この領域と接触した感
光体領域では、帯電不良が生じ易い。そして、この帯電
不良が顕著な場合には、図２６に示すような筋模様６３
が画像に生じることもある。

【０１２０】そこで、上記ブラシ帯電器６１に代えて、
図２７（ａ）（ｂ）に示すように、導電性繊維６４ｄに
斜毛処理を施したブラシ帯電器６４を使用すれば、この
ような問題を解決することができる。このブラシ帯電器
６４は、上記ブラシ帯電器６１と同様、基体部６４ａに
導電性繊維布６４ｃを巻き付けて形成されている。しか
しながら、側面図である同図（ａ）に示すように、導電
性繊維６４ｄが斜毛処理、即ち導電性繊維６４ｄがブラ
シ帯電器６４の回転方向とは反対側に斜めに倒れた状態
とする処理を行うことにより、同図（ｂ）に示すよう
に、導電性繊維６４ｄにより巻き目が覆い隠されるた
め、ブラシ帯電器６４の外表面における導電性繊維６４
ｄの密度はほぼ均一となる。これにより、感光体ドラム
１を均一に帯電することができ、上記筋模様６３のよう
な画像欠陥を防止することができる。

【０１２１】

【０１２２】

【０１２３】

【発明の効果】請求項１の発明の画像形成装置は、感光
性の像担持体と、この像担持体の表面に接触する接触帯
電部材により電荷を付与し、像担持体の表面を帯電させ
る帯電手段と、帯電した像担持体の表面に光を照射して
静電潜像を形成する露光手段と、像担持体の前記静電潜
像に現像剤を供給して現像するとともに、像担持体の表
面に残留している現像剤を回収する現像クリーニング手
段と、この現像クリーニング手段の現像動作により得ら
れた像担持体表面の現像剤像を、電圧印加手段からの電
圧印加により被転写材に転写させる転写手段と、像形成
プロセス中における像担持体と転写手段との間の転写位
置に被転写材が存在するとき、上記接触帯電部材に印加
される電圧とは逆極性の、像担持体表面の現像剤像を被
転写材に転写させるための転写電圧を転写手段に印加す
る一方、像形成プロセス中における前記転写位置に被転
写材が存在しないとき、前記転写電圧とは逆極性の非転
写電圧を転写手段に印加する電圧印加手段とを備え、前
記の転写手段が、像担持体と接触するように設けられ、
転写手段と像担持体との間に配される被転写材を像担持
体に接触させて転写を行うものであり、前記の電圧印加
手段が、前記の非転写電圧を得るための電源として、前
記の帯電手段の帯電専用の電源を使用する構成である。
また、請求項２の発明の画像形成装置は、感光性の像担
持体と、この像担持体の表面に接触する接触帯電部材に
より電荷を付与し、像担持体の表面を帯電させる帯電手
段と、帯電した像担持体の表面に光を照射して静電潜像
を形成する露光手段と、像担持体の前記静電潜像に現像
剤を供給して現像するとともに、像担持体の表面に残留
している現像剤を回収する現像クリーニング手段と、こ
の現像クリーニング手段の現像動作により得られた像担
持体表面の現像剤像を、電圧印加手段からの電圧印加に
より被転写材に転写させる転写手段と、像形成プロセス
中における像担持体と転写手段との間の転写位置に被転
写材が存在するとき、上記接触帯電部材に印加される電
圧とは逆極性の、像担持体表面の現像剤像を被転写材に
転写させるための転写電圧を転写手段に印加する一方、
像形成プロセス中における前記転写位置に被転写材が存
在しないとき、前記転写電圧とは逆極性の非転写電圧を
転写手段に印加する電圧印加手段とを備え、前記の転写
手段が、像担持体と接触するように設けられ、転写手段
と像担持体との間に配される被転写材を像担持体に接触
させて転写を行うものであり、前記の電圧印加手段が、
前記の非転写電圧を得るための電源として、前記の現像
クリーニング手段の現像バイアス専用の電源を使用する
構成である。

【０１２４】これにより、転写位置を通過した像担持体
領域の帯電電位の低下を抑制することができ、この像担
持体領域が接触帯電部材の位置を通過するときに、接触
帯電部材に蓄積されている転写残現像剤の像担持体への
戻りを抑制することができる。従って、接触帯電部材か
ら像担持体への多量の現像剤戻りが生じることによる画
像汚れや画像の白抜け等の発生を防止することができ
る。

【０１２５】

【０１２６】

【０１２７】

【０１２８】また、転写手段として、像担持体と接触す
るように設けられ、転写手段と像担持体との間に配され
る被転写材を像担持体に接触させて転写を行うもの、即
ち接触転写方式のものを使用しているので、転写電圧と
は逆極性の非転写電圧を転写手段に印加するための電源
として、現像バイアス専用の電源あるいは帯電手段の帯
電専用の電源を使用することができる。従って、非転写
電圧専用の電源が不要となり、構成の簡略化によるコス
トダウンが可能であるという効果を奏する。

【０１２９】

【０１３０】

【０１３１】

【０１３２】

【０１３３】

【０１３４】

【０１３５】また、請求項３の発明の画像形成装置は、
前記の接触帯電部材が、像担持体表面と接触しながら一
方向へ回転するロール状の導電性ブラシを有するブラシ
帯電部材からなり、このブラシ帯電部材が、導電性繊維
が立設された帯状ブラシを心材に巻き付けて形成され、
前記導電性繊維が、ブラシ帯電部材の回転方向とは反対
の方向に傾斜している構成である。

【０１３６】これにより、ブラシ帯電部材の外表面にお
ける導電性繊維の密度がほぼ均一となる。従って、像担
持体を均一に帯電することができ、導電性繊維の密度が
不均一である場合に生じる筋模様等の画像欠陥を防止す
ることができるという効果を奏する。

【０１３７】また、請求項４の発明の画像形成装置は、
前記接触帯電部材に印加される電圧が振動電圧であり、
この振動電圧のピーク間電圧が、像担持体と接触帯電部
材との間の放電開始電圧の２倍未満に設定されている構
成である。

【０１３８】これにより、像担持体の帯電電位のリップ
ルを抑制することができ、このリップルによる画像欠陥
の発生を抑制することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の画像形成装置における要部
を示す模式図である。

【図２】上記画像形成装置の全体構成を示す正面図であ
る。

【図３】図１に示したブラシ帯電器の斜視図である。

【図４】上記画像形成装置の画像形成動作におけるタイ
ミングチャートである。

【図５】図１に示した感光体ドラムにおける各プロセス
間の移動時間を示す説明図である。

【図６】上記画像形成装置での画像形成動作中における
帯電印加電圧と感光体ドラム表面電位との関係を示す説
明図である。

【図７】本発明の他の実施例の画像形成装置における要
部を示す模式図である。

【図８】図７に示した構成の他の例を示す模式図であ
る。

【図９】本発明のさらに他の実施例の画像形成装置にお
ける要部を示す模式図である。

【図１０】図９に示した構成の他の例を示す模式図であ
る。

【図１１】本発明のさらに他の実施例の画像形成装置に
おける要部を示す模式図である。

【図１２】同図（ａ）は、図１１に示したブラシ帯電器
に直流電圧のみを印加した場合に起こり得る画像欠陥の
例を示す説明図、同図（ｂ）は、図１１に示したブラシ
帯電器がロール状ブラシである場合にこのブラシ帯電器
に直流電圧のみを印加した場合に起こり得る画像欠陥の
例を示す説明図である。

【図１３】図１１に示した画像形成装置において、帯電
印加電圧のピーク間電圧Ｖｐｐがブラシ帯電器から感光
体ドラム表面への放電開始電圧Ｖｔｈの２倍未満である
場合の、帯電印加電圧Ｖｃと感光体帯電電位Ｖｓｐと現
像電位Ｖ_DBとの関係を示すグラフである。

【図１４】図１１に示した画像形成装置において、帯電
印加電圧のピーク間電圧Ｖｐｐがブラシ帯電器から感光
体ドラム表面への放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上である
場合の、帯電印加電圧Ｖｃと感光体帯電電位Ｖｓｐと現
像電位Ｖ_DBとの関係を示すグラフである。

【図１５】同図（ａ）は、図１１に示した画像形成装置
において、帯電印加電圧のピーク間電圧Ｖｐｐが上記放
電開始電圧Ｖｔｈの２倍未満である場合に得られた文字
画像の状態を示す説明図、同図（ｂ）は、帯電印加電圧
のピーク間電圧Ｖｐｐが上記放電開始電圧Ｖｔｈの２倍
以上である場合に得られた文字画像の状態を示す説明図
である。

【図１６】同図（ａ）は、図１１に示した画像形成装置
において、帯電印加電圧のピーク間電圧Ｖｐｐが上記放
電開始電圧Ｖｔｈの２倍未満である場合に得られたハー
フトーン画像の状態を示す説明図、同図（ｂ）は、帯電
印加電圧のピーク間電圧Ｖｐｐが上記放電開始電圧Ｖｔ
ｈの２倍以上である場合に得られたハーフトーン画像の
状態を示す説明図である。

【図１７】上記ピーク間電圧Ｖｐｐと感光体帯電電位Ｖ
ｓｐのリップルとの関係を示すグラフである。

【図１８】振動電圧による感光体への接触帯電のメカニ
ズムの説明図である。

【図１９】本発明のさらに他の実施例の画像形成装置に
おける画像形成動作のタイミングチャートである。

【図２０】画像形成装置での画像形成動作の立ち上がり
時における帯電印加電圧と感光体ドラム表面電位との関
係を示す説明図である。

【図２１】図１９に示した画像形成動作の他の例を示す
タイミングチャートである。

【図２２】本発明のさらに他の実施例の画像形成装置が
備えるブラシ帯電器とその駆動装置とを示す斜視図であ
る。

【図２３】本発明のさらに他の実施例の画像形成装置の
全体構成を示す正面図である。

【図２４】同図（ａ）は、図２３に示したブラシ帯電器
の斜視図、同図（ｂ）は、ブラシ帯電器の形成に使用さ
れる導電性繊維布を示す正面図である。

【図２５】同図（ａ）は、図２４（ａ）に示したブラシ
帯電器の側面図、同図（ｂ）は、巻き目を説明するブラ
シ帯電器の斜視図である。

【図２６】上記巻き目を有するブラシ帯電器による画像
欠陥の発生例を示す説明図である。

【図２７】同図（ａ）は、図２４（ａ）に示したブラシ
帯電器の他の例を示すものであって、斜毛処理が施され
たブラシ帯電器の側面図、同図（ｂ）は、同図（ａ）に
示したラシ帯電器の斜視図である。

【図２８】従来の画像形成装置における感光体表面の転
写残トナーの量と露光部電位と現像電位と感光体帯電電
位との関係を示す説明図である。

【図２９】従来の画像形成装置において生じる画像欠陥
である白抜けの例を示す説明図である。

【図３０】従来の画像形成装置において生じる画像欠陥
である画像よごれの例を示す説明図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム（像担持体）２ブラシ帯電器（接触帯電部材、ブラシ帯電部材、
帯電手段）２ａブラシ部２ｂ導電性基板３露光装置（露光手段）４現像装置（現像クリーニング手段）５転写器（転写手段）１７エンジンコントローラ（制御手段）１８コントローラ２１帯電用電源（帯電手段、電圧印加手段）２２現像用電源（電圧印加手段）２３転写器用電源（電圧印加手段）２３ａ転写電圧２３ｂ非転写電圧２４切換えスイッチ（電圧印加手段）３１接触型転写器（転写手段）３２転写器用電源（電圧印加手段）４１帯電用電源（帯電手段）５１ブラシ駆動装置（ブラシ振動手段）６１ブラシ帯電器（接触帯電部材、ブラシ帯電部
材、帯電手段）６１ａ基体部６１ｃ導電性繊維布６１ｄ巻き目６１ｅ導電性繊維６４ブラシ帯電器６４ａ基体部６４ｄ導電性繊維

フロントページの続き (56)参考文献特開平５−173400（ＪＰ，Ａ) 特開平２−294677（ＪＰ，Ａ) 特開平６−266222（ＪＰ，Ａ) 特開平６−130732（ＪＰ，Ａ) 特開平６−308871（ＪＰ，Ａ) 特開平６−273996（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/16 G03G 15/02 G03G 15/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】感光性の像担持体と、この像担持体の表面に接触する接触帯電部材により電荷
を付与し、像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電した像担持体の表面に光を照射して静電潜像を形成
する露光手段と、像担持体の前記静電潜像に現像剤を供給して現像すると
ともに、像担持体の表面に残留している現像剤を回収す
る現像クリーニング手段と、この現像クリーニング手段の現像動作により得られた像
担持体表面の現像剤像を、電圧印加手段からの電圧印加
により被転写材に転写させる転写手段と、像形成プロセス中における像担持体と転写手段との間の
転写位置に被転写材が存在するとき、上記接触帯電部材
に印加される電圧とは逆極性の、像担持体表面の現像剤
像を被転写材に転写させるための転写電圧を転写手段に
印加する一方、像形成プロセス中における前記転写位置
に被転写材が存在しないとき、前記転写電圧とは逆極性
の非転写電圧を転写手段に印加する電圧印加手段とを備
え、前記の転写手段は、像担持体と接触するように設けら
れ、転写手段と像担持体との間に配される被転写材を像
担持体に接触させて転写を行うものであり、前記の電圧印加手段は、前記の非転写電圧を得るための
電源として、前記の帯電手段の帯電専用の電源を使用す
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】感光性の像担持体と、この像担持体の表面に接触する接触帯電部材により電荷
を付与し、像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電した像担持体の表面に光を照射して静電潜像を形成
する露光手段と、像担持体の前記静電潜像に現像剤を供給して現像すると
ともに、像担持体の表面に残留している現像剤を回収す
る現像クリーニング手段と、この現像クリーニング手段の現像動作により得られた像
担持体表面の現像剤像を、電圧印加手段からの電圧印加
により被転写材に転写させる転写手段と、像形成プロセス中における像担持体と転写手段との間の
転写位置に被転写材が存在するとき、上記接触帯電部材
に印加される電圧とは逆極性の、像担持体表面の現像剤
像を被転写材に転写させるための転写電圧を転写手段に
印加する一方、像形成プロセス中における前記転写位置
に被転写材が存在しないとき、前記転写電圧とは逆極性
の非転写電圧を転写手段に印加する電圧印加手段とを備
え、前記の転写手段は、像担持体と接触するように設けら
れ、転写手段と像担持体との間に配される被転写材を像
担持体に接触させて転写を行うものであり、前記の電圧印加手段は、前記の非転写電圧を得るための
電源として、前記の現像クリーニング手段の現像バイア
ス専用の電源を使用することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項３】前記の接触帯電部材は、像担持体表面と接
触しながら一方向へ回転するロール状の導電性ブラシを
有するブラシ帯電部材からなり、このブラシ帯電部材
は、導電性繊維が立設された帯状ブラシを心材に巻き付
けて形成され、前記導電性繊維は、ブラシ帯電部材の回
転方向とは反対の方向に傾斜していることを特徴とする
請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記接触帯電部材に印加される電圧は振動
電圧であり、この振動電圧のピーク間電圧は、像担持体
と接触帯電部材との間の放電開始電圧の２倍未満に設定
されていることを特徴とする請求項１から３の何れかに
記載の画像形成装置。