JP2004004935A

JP2004004935A - 画像形成装置

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Publication number: JP2004004935A
Application number: JP2003205387A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Watanabe; 渡辺　猛; Minoru Yoshida; 吉田　稔
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 2003-08-01
Filing date: 2003-08-01
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2020-10-05
Also published as: JP3701953B2

Abstract

【目的】接触帯電手段における表面電位を、初期から長期に渡って安定させ、高画質化をはかる画像形成装置を提供することを目的とする。
【構成】移動可能な像担持体表面を帯電させる接触帯電手段と、帯電した像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像を現像して現像剤像を形成する現像手段と、前記現像剤が転写される転写紙を搬送する搬送手段と、電圧が印加されることにより前記現像剤像を転写材に転写する転写手段と、転写後の像担持体上に残留する現像剤をクリ―ニングするクリ―ニング手段とを具備し、前記接触帯電手段を初期使用する際に、像担持体の非画像領域を前記接触帯電手段により帯電させるとともに、前記現像手段により像担持体上に現像剤を付着させる動作、前記搬送手段により転写材を像担持体と転写手段との間の転写部を通過させ、転写部にバイアスを印加する動作、及び前記クリ―ニング手段にバイアスを印加する動作のうちいずれか１つを行なうことを特徴とする。
【選択図】　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に係り、特に、高画質化を図り得る改良された接触帯電装置を具備する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真用の帯電装置としては、スコロトロンを用いたコロナ放電器が主流であった。しかし、コロナ帯電は放電現象を利用するため、特にマイナス帯電では人体に有害なオゾンが多量に発生するという問題がある。また、印加電圧が−４〜−５ｋｖと比較的高く、電流も殆どがケ―スに流れてしまうため、エネルギ―ロスが大きいという欠点があった。
【０００３】
そこで、近年ではコロナ帯電にかわり、オゾンがほとんど発生しない接触帯電技術が進歩している。その代表的なものが導電性ロ―ラを用いたロ―ラ帯電方式と導電性ブラシを用いたブラシ帯電方式である。両者とも、オゾン発生量はコロナ帯電器の１００分の１以下であると言われ、また印加電圧も−１ｋｖ程度と比較的低く、電流もケ―スに流れることがないのでエネルギ―ロスも少ない。
【０００４】
しかし、ロ―ラ帯電方式は、トナ―や紙粉などのゴミに弱く、それがすぐに帯電むらとなって画像に現れてしまうという問題がある。また、導電性ロ―ラ自体の値段を考えても、コスト的に不利である。
【０００５】
一方、ブラシ帯電器は、ロ―ラに比べトナ―や紙粉などの汚れに強く、また値段も安いことから小型で安価な装置において有効な帯電手段である。しかし、ブラシ帯電器は、その形状のため、複写機、プリンタなど、特に反転現像方式を用いた電子写真プロセスにおいて、ハ―フト―ンを印字すると、被帯電体の面移動方向にそって、白筋が多数発生してしまうという問題がある。マイナス帯電の反転現像方式において白筋になるのは、被帯電体の表面電位が局部的にマイナス側に高くなっていることを意味している。これは、ブラシ帯電器特有の帯電むらで、高温多湿環境において直流バイアスを印加した場合に初期から長期に渡り発生する。この現象は特に、新しいブラシを使用すると顕著に見られ、その原因としては、ブラシ帯電器製造時における繊維の切断工程においてカッタ―の油などの不純物が繊維先端に付着することによるものと考えられている。
【０００６】
また、単なる直流バイアスだけでなく、直流バイアスに加えて、被帯電体に一様な収束帯電が起こらないような特定の交流バイアスを重畳することによっても、ブラシ帯電器特有の白筋の発生を減少させることができる（特願平５−６６３０２号明細書）。この方法は、不必要な電位が上昇した部分を、交流バイアスの逆帯電過程により除電するものであり、これによってブラシの初期状態のみでなく、ハ―フト―ンの画質も単なる直流に比べて著しく改善することが可能である。
【０００７】
しかしこの方法では、帯電器の耐汚れ性が悪化し、クリ―ニング装置を通過してきたトナ―や紙粉などが帯電器に付着し、数千枚で帯電不良が発生して、黒筋となって紙上に現れてしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情の下になされ、接触帯電手段、特に導電性ブラシ帯電器を用いた場合における像担持体の表面電位を、初期から長期に渡って安定させ、高画質化をはかる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の他の目的は、接触帯電手段、特に導電性ブラシ帯電器において、直流バイアスを使用しても１枚目の印字から安定したハ―フト―ン画像を得ることを可能とする画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、移動可能な像担持体表面を帯電させる接触帯電手段と、帯電した像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像を現像して現像剤像を形成する現像手段と、前記現像剤が転写される転写紙を搬送する搬送手段と、電圧が印加されることにより前記現像剤像を転写材に転写する転写手段と、転写後の像担持体上に残留する現像剤をクリ―ニングするクリ―ニング手段とを具備し、前記接触帯電手段を初期使用する際に、像担持体の非画像領域を前記接触帯電手段により帯電させるとともに、前記現像手段により像担持体上に現像剤を付着させる動作、前記搬送手段により転写材を像担持体と転写手段との間の転写部を通過させ、転写部にバイアスを印加する動作、及び前記クリ―ニング手段にバイアスを印加する動作のうちいずれか１つを行なうことを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００１１】
かかる画像形成装置において、非画像領域において、画像形成領域におけるよりも絶対値の高いバイアスを前記接触帯電手段に印加する手段を更に具備することが出来る。
【００１２】
【作用】
本発明の画像形成装置では、接触帯電手段を初期使用する際に、像担持体の非画像領域を接触帯電手段により帯電させるとともに、現像手段により像担持体上に現像剤を付着させる動作、現像手段により転写材を像担持体と転写手段との間の転写部を通過させ、転写部にバイアスを印加する動作、及びクリ―ニング手段にバイアスを印加する動作のうちいずれか１つを行なうことにより、像担持体の初期表面電位の安定を図っている。
【００１３】
そのため、本発明の画像形成装置によると、新品状態の帯電器をユ―ザがはじめて使用するときから長期間に渡って、像担持体の表面電位の安定とそれに伴う画質を良好に保つことが可能である。
【００１４】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【００１５】
図１は本発明の接触帯電装置を備えた画像形成装置の断面図である。この画像形成装置は、印字速度８枚／分のレーザプリンタである。図中、参照数字１００は、プロセスユニットを示し、この中には、感光体１、現像器２、クリーナ３、帯電ブラシ４が含まれている。感光体の径はφ２４ｍｍであり、現像器３は非磁性接触１成分現像器である。
【００１６】
帯電ブラシ４には、直流定電圧電源によりバイアスが印加されている。感光体１は、この帯電ブラシ４により、全面が一様にマイナス帯電される。その後に、露光手段５により静電潜像が形成され、この潜像に現像器２によりトナーを付着させる（反転現像）ことにより、感光体１上にトナー像が形成される。
【００１７】
用紙Ｐは用紙カセット７から搬送され、転写ブラシ６と感光体１の接触ニップ内で感光体と密着している。転写ブラシ６に印加されたバイアスにより、前述のニップ内においてトナー像が用紙Ｐに転写される。未定着像を乗せた用紙Ｐは、定着器８により熱および圧力がかけられ、画像は用紙Ｐに定着する。感光体１上に残留する転写残りトナーは、クリーナ３により感光体１より除去される。
【００１８】
次に、非磁性１成分現像器について説明すると、現像ローラ２００は、φ６ｍｍの金属シャフトに所定の抵抗値を有するゴム層を形成し、φ１２ｍｍのローラとした物を使用している。ゴムの硬度は、２８度〜５０度（ＪＩＳ−Ａ；以下同様）とすることにより、永久歪みがなく、かつ安定した現像ニップが得られるようになっている。また、ゴム材料の抵抗値を１０^４Ω・ｃｍ〜１０^１０Ω・ｃｍとすることにより、バイアスリークがなく、かつ鮮明な画像を得ることができる。なお、ローラ表面にはトナーの離型性のよい、ウレタン塗料が１０〜１５０μｍ程度の厚さに塗布されており、ローラの弾性を損なわずに、かつトナーのこびりつきを防止している。表面層塗布後のローラのゴム硬度は３０度〜５５度となっている。また、現像特性を損なわないためには、表面層は１０^５〜１０^１０Ω・ｃｍ程度の抵抗を有さねばならない。さらには、トナーへの摩擦帯電性能を考慮して、帯電制御剤を分散させている。
【００１９】
層形成部材２０１は、現像ローラ２００に圧力３００ｇ〜１５００ｇで当接されており、現像ローラ上に形成されるトナー層の量を規制しつつ、トナーの帯電を行なっている。層規制部材２０１の構成は、φ１０ｍｍの金属棒の表面に現像ローラの表面層と同様の層が形成され、帯電性能およびトナーりけい性を確保している。実施例では、層規制部材２０１は固定されているが、現像ローラに対して周速差をもって回転させてもよい。また、本実施例では、層規制部材２０１は現像ローラ２００と同電位としているが、電位差を設けて、現像ローラ上に形成されるトナー量をコントロールしたり、電荷注入によりトナー帯電を行なうこともできる。
【００２０】
トナー供給ローラ２０２は、体積抵抗１０^５〜１０^１１Ω・ｃｍの、硬度（ＡＳＫＥＲ−Ｃ）２０〜３５度の発砲ローラ（シャフトφ６ｍｍ、ローラ径１２ｍｍ）で構成されており、トナーを現像ローラ２００表面に供給する。本実施例では、トナー供給ローラ２０２は、現像ローラ２００に対して食い込み量０．７ｍｍで接触しており、トナー供給を行いつつ、現像ローラ上のトナーの剥離、帯電なども同時に行っている。
【００２１】
トナーとしては、ポリエステル樹脂をバインダーとしたマイナス帯電極性を有するものを用いている。トナー粒径は１０．２μｍ（堆積平均粒径）である。
【００２２】
以上のように構成される現像器において、上記トナーを用いると、現像ローラ２００上に形成されるトナー層は、帯電量−８．２μｃ／ｇ、層形成量０．７３ｍｇ／ｃｍ^２であった。
【００２３】
転写ブラシ６としては、体積抵抗１０^５〜１０^１２Ω・ｃｍ、ブラシ径３〜１０Ｄ、密度１００００〜４０００００本／ｉｎｃｈのブラシを、板金で挟み込んだ構成となっている。転写ブラシ６に印加されるバイアスとしては、トナーの帯電極性とは逆の、＋５００〜＋２０００ｖである。また、転写ブラシ６は、汚れ防止のため、感光体１から離間動作できるような構成となっている。
【００２４】
次に、以上の反転現像方式の乾式電子写真レ―ザプリンタを用いて、実験を行った。なお、感光体はマイナス帯電特性であるが、説明を簡単に行うため、以下、マイナスを省略した絶対値のみを記述して説明を行う。もちろん、正規現像方式であっても数値がプラスになるだけであり、発明の内容に変化がないことは言うまでもない。
【００２５】
図２（ａ），（ｂ）は、ブラシ帯電器を用いたプロセスカ―トリッジの例である。使用したブラシ帯電器はレ―ヨンにカ―ボンを分散させた繊維（繊維径１０〜５０μｍ、密度５〜２０万本／ｃｍ^２）を用いたものである。図２（ａ）に示すブラシ帯電器は、駆動系を持った回転タイプ（外形１５φ、ブラシ全体の抵抗値は１０^５〜１０^７Ω、食込量は０〜１ｍｍ程度、回転方向は感光体の回転に対してＡｇａｉｎｓｔ、周速比は１：１以上）であり、図２（ｂ）に示すブラシ帯電器は、固定された支持部材に取付られた固定タイプ（材質は回転タイプと同じ、食込量０〜１ｍｍ程度、ブラシ幅３〜９ｍｍ）である。
【００２６】
通常、プロセスユニットには、予め数千枚〜数万枚の寿命が設定されており、複写機やプリンタに組み込まれたプロセスユニットの寿命がきた時点で、ユ―ザの手によってにその全体が新品に交換される。プロセスユニットの多くは、ブラシ帯電器１１、感光体１２、クリ―ニングブレ―ド１３、除電装置（ランプ）１４などから構成されていて、ほとんどの場合、ブラシ帯電器１１は、工場出荷時から予めプロセスユニットに装着され、感光体と接触している。そしてユ―ザの手によりプロセスユニットが交換された直後から印字を開始することになる。
【００２７】
しかし、ブラシ帯電器１１が新品の状態では、使用された通常の状態に比べ、表面電位が数十〜数百ボルトも上昇してしまう。このように、新品のブラシ帯電器に主に直流バイアスを印加したときに発生する表面電位の上昇の現象は、次の原因により生ずるものと考えられる。
【００２８】
１．ブラシ繊維を感光体との当接状態が、特に初期では均一でないため
２．ブラシの製造過程における、ブラシ繊維表面に付着した油脂類などの不純物の影響など
図３は、ブラシ帯電器を連続して５分間使用し、いわば中古品状態としたもの（点線４）と、新品のブラシ帯電器（実線２）を、それぞれ高温多湿環境（３０℃８５％）に２４時間放置した後、表面電位を測定した結果を示す。これは図４（ａ）に示すように、通常では現像ロ―ラ１７のある位置に表面電位センサ１５を取り付けて測定した結果であり、これによると、新品ブラシでは、初期９０秒程度大幅に電位が上昇してしまっているが、中古品のブラシ帯電器では初期からほぼ電位が安定している。即ち、電位が一度安定しさえすれば、その後で放置しても、２度と表面電位が以上に上昇することはないものと考えられる。
【００２９】
続いて、図４（ｂ）に示すように、現像ロ―ラ１７を所定の位置に取付け、表面電位センサ１５を今度は露光部位１６とブラシ帯電器１１との間に取り付けて測定したところ、結果は図３（一点鎖線３）に示すように、新品ブラシにおいても図４（ａ）の方法で測定したときに比べ、初期の電位上昇が少なくなった。これは、すなわち電位上昇現象が、感光体に付着した物質によってかなり影響を受けていることを示している。
【００３０】
つまり、現像ロ―ラ１７が感光体１２に接触していると、感光体１２に付着した物質が多少なりとも現像器側に回収されるため、電位上昇が比較的少なくなるものと思われる。事実、表面電位の測定を、現像ロ−ラもクリ−ニングブレ−ドも付けない状態で行ったところ、図３（２点鎖線１）に示されるように、クリ−ニングブレ−ドも付けた状態よりも電位の上昇が顕著になった。
【００３１】
なお、実際のプリンタにおける印字状態では、当然、現像ロ−ラもクリ−ニングブレ−ドも存在するため、図３（一点鎖線３）のような表面電位状態になっているものと思われる。この状態でハ−フト−ン印字を行うと、初期から６０秒程度の間、白筋が顕著に発生してしまう。
【００３２】
このような電位上昇をさらに改善するためには、感光体に付着した不純物を、より確実にすばやく回収できればよい。それには、より感光体に接触する物質を増やすこと、単純にはクリ―ニングパッドのようなものを取り付ければ良いが、装置の小型化や、コストを考慮するとムダが大きい。また、その他の対策としては、接触する物質にバイアスを印加して回収効率を高めることなどが考えられる。そこで次のような処理を同時に行いながら、図４（ｂ）の位置に表面電位センサを設置し、測定を行った。
【００３３】
１．露光せずに通紙（紙を感光体に接触させる。転写バイアスＯＮ）
１´露光せずにＯＨＰシ−トを通紙（紙の代わりにＯＨＰシ−トを使用）
２．露光して感光体上に印字しながら通紙を行わない。（トナ―を感光体につける。転写バイアスＯＦＦ）
３．露光して印字しながら通紙（トナ―と紙を接触，転写バイアスＯＮ）
３´露光して印字しながらＯＨＰシ−トを通紙（紙の代わりにＯＨＰシ−トを使用）
転写バイアスは、転写装置にコロナチャ−ジャ−を用いているため、＋４．５ｋＶを印加した。露光は全面露光を行った。その結果を図５に示す。これによれば、行ったすべての対策が有効であり、特に１と３の対策は優れていることがわかる。なお、紙の代わりにＯＨＰシ−トを使用そた結果については、図５では省略したが、１´は１と、３´は３とほぼ同様の結果が得られた。
【００３４】
即ち、新品のブラシ帯電器を使用する際には、予め紙などの被転写体を自動的に通過させ、紙と感光体とを接触させるようにしておけば、表面電位はかなり早く安定するわけである。しかしこの方法では、紙やそれに相当する物質が２〜３枚必要になるという欠点があり、この点で２の対策が実用化に向いているものと思われる。すなわち、感光体上にトナ―を付着させ、それをクリ―ニングブレ―ドで回収するときに、感光体表面に付着した不純物も一緒に回収できるからである。
【００３５】
また、ブラシ帯電器に印加するバイアスを高くすると、初期の表面電位が安定するまでの時間が短くなる傾向がある。その測定結果を図６に示す。図６に示す結果によると、ブラシに印加するバイアスを通常の１ｋＶ〜１．４ｋＶまで変化させたところ、電位が安定するまでの時間に変化がみられた。即ち、１ｋＶの印加時では９０秒近く必要であったのに対し、１．４ｋＶの印加時では６０秒程度ですみ、印加バイアスが高い程、より早く表面電位が安定することがわかる。
【００３６】
これは、新品のブラシ帯電器を使用する前に、予め印加するバイアスを、感光体が破壊しない程度まで通常よりも高くして、エ―ジング処理をおこなうことにより、表面電位の安定するまでの時間の短縮に効果があることを意味している。図７に実際の実験結果を示す。図７から、初期に印加するバイアスを３０秒間、絶対値にして４００ｖ程度大きくした場合には、３０秒後に正常な電位に戻したときの電位の安定性が通常よりも優れていることがわかる。即ち、新品のプロセスユニットを使用する際に、予め数十秒間（望ましくは３０秒程度）ブラシバイアスを高くして、印字しないで作動させることで、表面電位の安定するまでの時間の短縮に効果があるのである。
【００３７】
更に、クリ―ニング装置に対策をほどこすことも有効である。感光体１２に付着した不純物は、クリ―ニングブレ―ド１４により、ある程度常時回収されていることは、既に述べた通りである。そこで、このクリ―ニングブレ―ド１４に導電性材料を使用し、これにバイアスを印加することにより、感光体に付着した物質の回収効果に差が見られるかどうか、実験を行なった。その結果を図８に示す。傾向がわかりやすいように、現像ロ―ラ１７を取り外した状態で測定を行ったが、これによればブレ―ドに印加するバイアスを、感光体の表面電位未満に落とすことで、付着物の回収効果を若干高めることでが可能であった。
【００３８】
図８において、点線（２）はクリ―ニングブレ―ド１４に２００ｖ（実際は−２００ｖ）を印加した場合を示し、一点鎖線（３）はＧＮＤに落とした場合を示す。クリ―ニングブレ―ド１４に、感光体の表面電位に対してプラス側のバイアスを印加すると、感光体からの不純物の回収効果が増し、さらにＧＮＤにまでバイアスを下げることで、除電装置との兼用も可能となるものと思われる。
【００３９】
これらの対策は、いずれも、ブラシ帯電器１１と感光体１２とを接触させながら面移動させて行なっているため、ブラシ繊維の感光体表面に対する機械的な当接状態をも同時に改善する効果がある。また、これらの対策は、それぞれ独立した効果があり、これらを複数種類組み合わせることで、さらに表面電位の安定性が改善されることは言うまでもない。
【００４０】
次に、ブラシ帯電器に、直流バイアスに加えて交流バイアスを重畳した際に耐汚れ性が低下してしまうことに対する対策について説明する。即ち、ブラシ帯電器に、直流に加えて、収束帯電領域未満の特定の交流を重畳したバイアスを印加すると、初期状態であるかどうかにかかわらず、ブラシ帯電器特有の白筋が、直流バイアス印加時に比べて著しく減少する。これは、表面電位が部分的に高くなりすぎて白筋になってしまったところのみを、交流の逆帯電過程により除電しているためと考えられ、もちろん、新品ブラシ初期において問題になる電位上昇に対しても大きな効果が得られる。
【００４１】
バイアスは、ＤＣ５００〜８００Ｖ、ＡＣ１５０〜４００Ｖ、周波数２００Ｈｚ〜２ｋＨｚで効果がみられ、望ましくはＤＣ５００〜６５０Ｖ、ＡＣ３００〜４００Ｖ、周波数１ｋＨｚ以下である。このようなバイアスを印加すると、上述の、直流バイアス印加時に発生した問題は、全く起こらない。この方式の詳細については、特願平５一６６３０２号明細書に開示されているが、このようなバイアスを使用すると、交流を使用するためブラシ帯電器の耐汚れ性が著しく低下してしまう。図９（ａ）に、回転ブラシ帯電器を用いたときのランニングテストにおける表面電位測定結果を、ＤＣバイアスとＤＣ重畳ＡＣバイアスとで比較した結果を示す。ＤＣバイアスは、通常通り１ｋＶを印加し、ＤＣ重畳ＡＣバイアスは、ＤＣ６００Ｖ、ＡＣ３００Ｖ、周波数８００Ｈｚで実験を行なった。
【００４２】
これによると、ＤＣバイアスでは１万５千枚印字後までほぼ安定していた表面電位（実線１）は、ＤＣ重畳ＡＣバイアス（点線２）においては、ブラシの汚れのため部分的に低下し、画像上に若干の帯電不良発生してしまった。そして、このような傾向は固定ブラシにおいて顕著に見られ、回転ブラシ帯電器と同一のバイアスを印加していたにもかかわらず、図９（ｂ）に示すような結果となった。これによると、ＤＣバイアス（実線１）では１万枚印字後もほとんど問題がなかったのに対して、ＤＣ重畳ＡＣバイアス（点線２）ではわずか２千枚足らずで画質が劣化し、帯電不良のため表面電位が著しく低下している。このように、この種のバイアスを使用すると、ブラシ帯電器の耐汚れ性が劣化してしまい、ブラシ帯電器の寿命が著しく短くなってしまう。
【００４３】
回転ブラシ帯電器は、固定ブラシ帯電器に比較して汚れに強いことは、図９の（ａ）と（ｂ）を比較することで明らかである。即ち、帯電器自体が常時回転しているため、固定タイプに比べてブラシ繊維に汚れが付着しにくい。しかし、ＤＣ重畳ＡＣバイアスでは、１万５千枚程度の印字を行うと明らかに繊維に汚れが付着してしまう。そこで、非印字領域において、回転ブラシを逆回転させて、ブラシ繊維間に挟まった付着物を吐き出す検討を行った。
【００４４】
方法は、紙間隔において回転ブラシを１回転分逆回転させる。使用したブラシ帯電器は、印字領域では感光体とＡｇｉｎｓｔの方向で２：１の周速比で回転させ、逆回転時においてＷｉｔｈの方向で２：１の周速比で回転させた。バイアスは、逆回転を行なわなかったもの（点線２）と同一にした。その結果、図９（ａ）（１点鎖線３）に示すように、ＤＣ重畳ＡＣバイアスにおいてもＤＣバイアスのみのときと同じように、１万５千枚印字後も目立った帯電不良は発生せず、表面電位の低下が抑えられていることがわかる。
【００４５】
ここで、ブラシ帯電器を逆回転させると、どうしてもブラシ繊維が感光体の面移動方向に対して逆毛立ってしまい、細かいハ―フト―ン画像の画質が、わずかながら低下してしまう。そこで、逆回転により、一度逆毛立った繊維の方向をもとに戻してやる意味で、非印字領域で一度逆回転した後、少なくとも１回転以上順方向にもう一度回転させてから印字領域に突入するようにしてやると、画質が低下することもなく、さらに効果的である。
【００４６】
次に、固定タイプのブラシ帯電器の場合であるが、固定タイプは回転タイプと異なり、帯電器自体が支持部材に固定され、駆動されていないため、圧倒的にブラシ繊維に汚れが付着しやすい。図９（ｂ）に示す結果によれば、ＤＣ重畳ＡＣバイアス（点線２）では２千枚で画像上に黒筋が発生してしまった。そこで、ブラシ帯電器を図１０（ａ）〜（ｅ）に示すように２つに分け、ブラシ繊維と感光体とが最初に当接する上流側のブラシ帯電器１８ではＤＣバイアスのみを印加し、続いて２段目の後流側のブラシ１９ではＤＣ重畳ＡＣバイアスを印加するようにする。
【００４７】
そうした場合、上流側のブラシ１８では、初期状態において部分的に表面電位が高くなり、帯電不良が発生するが、２段目の後流側のＤＣ重畳ＡＣバイアスを印加したブラシ１９による逆帯電過程により除電される。そして、数千枚印字後、今度はＤＣ重畳ＡＣバイアスを印加したブラシ１９で帯電不良が発生するころには、１段目の上流側のＤＣバイアスを印加したブラシ１８による帯電自体が安定し、後流側のブラシの能力が以下しても全体の帯電不良が目立ってくることはない。
【００４８】
実際の実験で使用したバイアスは、ＤＣのみのブラシ帯電器では１ｋＶ、ＤＣ重畳ＡＣバイアスは、ＤＣ５５０Ｖ、ＡＣ３５０Ｖ、周波数４００Ｈｚで行ない、２連ブラシでは、それらのバイアスを上段、下段にそれぞれ印加して行なった。　２連ブラシにおいてランニングテストを行った結果を、図９（ｂ）（一点鎖線３）に示す。これによると、１万枚印字後も殆ど表面電位は低下していないことがわかる。また、初期においても画質、表面電位安定性ともに優れており、本実施例により、ＤＣバイアス印加時とほぼ同様の耐汚れ性と、ＤＣ重畳ＡＣバイアス印加時の初期画質、表面電位安定性とを両立した性能が得られている。
【００４９】
なお、上段のブラシに印加するバイアスはなにも直流に限るわけではない。すなわち、後段のブラシ帯電器よりも、交流成分の比率が小さい（直流成分が大きい）バイアスならば、直流成分が大きい分だけブラシ繊維の汚れに対しては強くなり、効果があるわけである。例えば、上段ブラシにＤＣ８００Ｖ、ＡＣ１５０Ｖを印加し、下段ブラシにＤＣ５５０Ｖ、ＡＣ３５０Ｖを印加することによっても、ＤＣバイアス印加の場合と完全に同一の耐汚れ性は得られないにしても、同様な効果は期待出来る。
【００５０】
また、ブラシは完全に分割した２連ブラシにする必要はなく、同一基布上に織り込むことも可能である。例えば、図１１に示すように、基布の横糸にのみ導電性糸２０を用い、一段目に相当する繊維部分と２段目に相当する繊維部分の間２２を１ｍｍ程度の幅で縦糸のみの状態にしておくか、もしくはその部分には抵抗の高い横糸を使用することが出来る。縦糸２１はすべて抵抗の高い糸を用いているので、同じ基布上において上流側のブラシと下流側のブラシとの絶縁が保たれるのである。また当然、バイアスは導電性の横糸全体に印加する必要があるので、バイアス端子も２３のような形状にする必要がある。
【００５１】
更にまた、上述のような特殊なブラシを使用することなく、一般的な単独のブラシ帯電器を用いて対策を施すことも可能である。即ち、図１２に示すように、ブラシ帯電器にＤＣ重畳ＡＣバイアスを印加するときに、その電流値を検討する装置２４を設けておく。初期状態においては、帯電不良は生じないので、電流は比較的多く流れる。そして、後に安定し、印字枚数が千枚を越えて徐々に帯電不良が発生してくると、今度は電流値が大幅に低下してくる。そこで、その低下する電流値を検知し、電流値が予め機械に設定してある値以下になったときに、ＤＣ重畳ＡＣバイアスのＤＣ成分とＡＣ成分との比率を変化させるようにするのである。
【００５２】
これは、連続的でも段階的でもどちらでもかまわないが、ＤＣ成分を上げてＡＣ成分を下げることによって、ＤＣ成分による帯電を支配的にさせ、ＡＣ成分において帯電不良が発生しても、画像上に大きな影響がでないようにするのである。実験では、バイアスを３段階に切り替えた。初期がＤＣ６００Ｖ、ＡＣ３００Ｖであり、電流が低下してきたところでＤＣ８００Ｖ、ＡＣ１５０Ｖ、そしてまた低下したところでＤＣ１０００Ｖのみの順に切り替えたところ、図９（ｃ）（一点鎖線）に示すように、単純にＤＣ重畳ＡＣバイアスを使用したもの（点線２）に比較して表面の低下が少なくなり、良好な結果が得られた。
【００５３】
また、電流を検知する機構をわざわざつけることなしでも、単純にプセスカ―トリッジの使用枚数からバイアスを切り替えるだけでも、充分に効果が見られる。例えば、初期２００枚はＤＣ重畳ＡＣバイアス（ＤＣ５５０Ｖ、ＡＣ３５０Ｖ）を使用し、それ以降はすべてＤＣバイアス（１ｋＶ）のみというように切り替えを行っても、初期から長期に渡って、安定した表面電位と画質が得られることは言うまでもない。
【００５４】
下記表１は、以上説明したランニングテストの結果をまとめたものである。
【００５５】
【表１】

【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、接触帯電手段を初期使用する際に、像担持体の非画像領域を接触帯電手段により帯電させるとともに、現像手段により像担持体上に現像剤を付着させる動作、現像手段により転写材を像担持体と転写手段との間の転写部を通過させ、転写部にバイアスを印加する動作、及びクリ―ニング手段にバイアスを印加する動作のうちいずれか１つを行なうことにより、新品状態の帯電器をユ―ザがはじめて使用するときから長期間に渡って、表面電位の安定とそれに伴う画質を良好に保つことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の構成を示す図。
【図２】本発明の一実施例に係る画像形成装置のプロセスカ―トリッジの例を示す図。
【図３】新しいブラシ帯電器と中古ブラシ帯電器を用いた場合の感光体の表面電位の測定結果を示す特性図。
【図４】新品のブラシ帯電器と中古ブラシ帯電器を用いた場合の感光体の表面電位の測定方法を示す図。
【図５】新品のブラシ帯電器に対して本発明に係る対策を行ったときの感光体の表面電位の測定結果を示す特性図。
【図６】新品のブラシ帯電器に印加するバイアスを通常よりも高くして感光体の初期の表面電位を測定した結果を示す特性図。
【図７】新品のブラシ帯電器に印加するバイアスを初期３０秒間のみを高くして、３０秒後以降の電位の安定性を比較した結果を示す特性図。
【図８】導電性クリ―ニングブレ―ドにバイアスを印加したときの新品ブラシを用いた場合の感光体の初期表面電位を測定した結果を示す特性図。
【図９】回転ブラシ及び固定ブラシのランニングテストにおける感光体の表面電位を測定した結果を示す特性図。
【図１０】２連ブラシを示す図
【図１１】同一基布上に異なるバイアスを印加できるようにしたブラシを示す図。
【図１２】単独のブラシを用いて、そこに流れる電流値によってバイアスを変化させる方式の概念図。
【符号の説明】
１１…ブラシ帯電器、１２…感光体、１３…クリ―ニング装置（ブレ―ド）、１４…除電装置（ランプ）、１５…表面電位センサ、１６…露光部位、１７…現像ロ―ラ、１８…上段ブラシ、１９…下段ブラシ、２０…基布の横糸、２１…基布の縦糸、２２…上流と下流とのギャップ、２３…電極、２４…電流検出器。

Claims

移動可能な像担持体表面を帯電させる接触帯電手段と、帯電した像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像を現像して現像剤像を形成する現像手段と、前記現像剤が転写される転写紙を搬送する搬送手段と、電圧が印加されることにより前記現像剤像を転写材に転写する転写手段と、転写後の像担持体上に残留する現像剤をクリ―ニングするクリ―ニング手段とを具備し、前記接触帯電手段を初期使用する際に、像担持体の非画像領域を前記接触帯電手段により帯電させるとともに、前記現像手段により像担持体上に現像剤を付着させる動作、前記搬送手段により転写材を像担持体と転写手段との間の転写部を通過させ、転写部にバイアスを印加する動作、及び前記クリ―ニング手段にバイアスを印加する動作のうちいずれか１つを行なうことを特徴とする画像形成装置。
非画像領域において、画像形成領域におけるよりも絶対値の高いバイアスを前記接触帯電手段に印加する手段を更に具備する請求項１に記載の画像形成装置。