JP4914707B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、潜像担持体の表面を一様帯電せしめる帯電装置の改良に関するものである。

一般に、電子写真方式の画像形成装置においては、次のようなプロセスで画像を形成する。即ち、まず、一様帯電せしめた感光体等の潜像担持体に対して露光走査などを施して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置によって現像する。次いで、現像によって得られたトナー像を、潜像担持体上から転写紙等の記録体に直接転写するか、あるいは中間転写体を介して記録紙等の記録体に転写する。

かかる構成の画像形成装置として、特許文献１に記載のものが知られている。この画像形成装置は、潜像担持体たるドラム状の感光体の回転する表面に形成したトナー像を、感光体と中間転写ベルトとの当接による１次転写ニップで中間転写ベルトに１次転写する。そして、１次転写ニップを通過した後の感光体表面を帯電装置によって一様帯電せしめる。１次転写ニップを通過した後の感光体表面には転写残トナーが付着しているが、この転写残トナーを除去することなく感光体表面を一様帯電せしめた後、現像装置内に転写残トナーを回収するいわゆるクリーナーレス方式を採用している。

クリーナーレス方式を実現する方法としては種々のものが知られているが、特許文献１に記載の画像形成装置では次のような方法を採っている。即ち、まず、トナーの正規帯電極性とは逆極性のバイアスを印加しながら感光体に当接させている第１のブラシで、１次転写ニップ通過直後の感光体表面上の転写残トナーを捕捉する。そして、転写残トナーを第１のブラシ内で正規帯電極性とは逆極性側に徐々に帯電させていき、やがてトナーの正規帯電極性と同極性の感光体に少しずつ転移させる。このように転写残トナーを第１のブラシ内に一時的に捕捉した後、感光体に少しずつ転移させていくことで、多量の転写残トナーを付着させたまま感光体に一様帯電処理を施すことによる帯電不良を回避する。感光体に転移させた転写残トナーについては、トナーの正規帯電極性と同極性のバイアスを印加しながら感光体に当接させている第２のブラシによって再び正規帯電極性に帯電せしめる。そして、感光体を一様帯電せしめるための帯電ローラと感光体との当接部をすり抜けさせた後、感光体と現像装置の現像スリーブとが対向している現像領域で現像スリーブに転移させて現像装置内に回収する。特許文献１によれば、以上のような一連の工程によるクリーナーレス方式が可能だとしている。

特開２００３−３１６２０２号公報

ところが、本発明者らの実験によれば、トナーの正規帯電極性とは逆極性のバイアスを印加している第１のブラシ内に捕捉した転写残トナーを感光体に良好に転移させることができず、第１のブラシ内に多量の転写残トナーを蓄積させてしまった。そして、多量に蓄積した転写残トナーを不規則なタイミングで第１のブラシから感光体に転移させてしまい、感光体の帯電不良を引き起こした。転写残トナーを第１のブラシに多量に蓄積させるのは、次に説明する理由からであった。即ち、第１のブラシ内に捕捉した直後の転写残トナーの極性は正規帯電極性である。この転写残トナーを第１のブラシ内で逆極性に帯電させるためには、第１のブラシからトナー粒子に向けての電荷注入又は放電を生起せしめる必要がある。しかも、その電荷注入や放電により、トナー粒子に対して極性を反転させるほど多くの量の電荷を付与する必要がある。しかしながら、第１のブラシ内では、ブラシを構成する複数の起毛とトナー粒子とがそれほど良好に密着していないことから、短時間で多量の電荷を移動させるほど良好な電荷注入を生起させることが困難である。また、起毛との密着不良によって電荷注入そのものが起こらないトナー粒子も少なからず発生する。このため、第１のブラシ内に捕捉した転写残トナーの極性を電荷注入によって反転させるのは困難である。また、起毛からの放電が生ずるほど高い値のバイアスを第１のブラシに印加すると、その放電を主にブラシと感光体との間で発生させることになり、放電による電荷がトナー粒子を通過して感光体に移動してしまう。このため、第１のブラシ内に捕捉した転写残トナーの極性を起毛からの放電によって反転させるのも困難である。これらのことから、転写残トナーを第１のブラシから感光体に良好に転移させることができなかったのである。

これまで、クリーナーレス方式の画像形成装置で生ずる問題について説明したが、転写残トナーをクリーニング手段でクリーニングする方式でも、クリーニング手段によって除去し切れない転写残トナーを第１のブラシ内に多量に蓄積させるおそれがある。

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、像担持体の帯電不良に起因する画質劣化の発生を従来よりも抑えることができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体の無端移動する表面を一様帯電せしめる帯電装置と、一様帯電後の該表面に潜像を形成する潜像形成手段と、該表面上の潜像を現像してトナー像を得る現像手段と、該表面上のトナー像を転写体に転写する転写手段とを備える画像形成装置において、上記転写手段による転写工程を通過した後、上記現像手段による現像工程に進入する前の潜像担持体表面に、所定のバイアスが印加される自らの非ブラシ状の表面を当接させる導電性の非ブラシ状部材と、該非ブラシ状部材との当接位置を通過した後、該現像工程に進入する前の潜像担持体表面に、所定のバイアスが印加される導電性のブラシ部を当接させるブラシ部材と、該非ブラシ状部材との当接位置を通過した後、該現像工程に進入する前の潜像担持体表面を一様帯電せしめる一様帯電手段とを有するもの、を上記帯電装置として用い、該ブラシ部材として、回転軸部材と、該回転軸部材の周面に立設せしめられた複数の起毛からなるブラシローラ部とを有する回転ブラシローラを用い、該非ブラシ状部材と、該回転ブラシローラとにそれぞれバイアスを個別に印加するバイアス印加手段として、少なくとも所定の第１期間には、該潜像担持体の一様帯電極性と同極性であるバイアスを該非ブラシ状部材と該回転ブラシローラとにそれぞれ印加して、該非ブラシ状部材との当接位置を通過した直後の該潜像担持体の表面電位を該回転ブラシローラの表面電位の平均値よりもトナーの帯電極性と同極性側に大きい値である第１電位値にする一方で、該第１期間とは異なる所定の第２期間には、該当接位置を通過した直後の該潜像担持体の表面電位を該回転ブラシローラの表面電位の平均値よりもトナーの帯電極性とは逆極性側に大きい値である第２電位値にするバイアスの組合せを該非ブラシ状部材と該回転ブラシローラとに印加するもの、を用い、且つ、該回転ブラシローラを回転駆動する駆動手段として、上記第１期間と上記第２期間とで、上記潜像担持体に当接している上記ブラシローラ部の毛倒れ状態を異ならせるように該回転ブラシローラの回転速度を変化させるもの、を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記一様帯電手段として、上記潜像担持体の表面に当接しながら所定の帯電バイアスが印加される帯電部材によって該表面を一様帯電せしめるもの、を用いるとともに、上記非ブラシ状部材として、導電性シート又は導電性ブレードを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記バイアス印加手段として、上記潜像形成手段による潜像形成処理が開始された後に、上記第２電位値を実現するためのバイアスの組合せから、上記第１電位値を実現するためのバイアスの組合せに切り替えるもの、を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の画像形成装置において、上記バイアス印加手段として、上記潜像形成処理の開始からバイアスの組合せの切り替え開始までのタイムラグを、上記潜像担持体の表面が上記潜像形成手段による潜像形成工程に進入してから、上記非ブラシ状部材との当接位置に進入するまでに要する時間よりも小さくするもの、を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかの画像形成装置において、上記バイアス印加手段として、上記非ブラシ状部材に対して直流電圧だけからなるバイアスを印加するもの、を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかの画像形成装置において、上記バイアス印加手段として、上記第２期間には、上記第２電位値を上記回転ブラシローラの表面電位の平均値の極性とは逆極性にするバイアスの組合せを上記非ブラシ状部材と該回転ブラシローラとに印加するもの、を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の画像形成装置において、上記バイアス印加手段として、上記第２期間には、トナーとは逆極性で且つ絶対値が５００［Ｖ］以下であるバイアスを上記非ブラシ状部材に印加するもの、を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れかの画像形成装置において、上記非ブラシ状部材として、上記潜像担持体の表面に当接する第１箇所と、該第１箇所よりも該潜像担持体の表面移動方向下流側で該第１箇所よりも窪んでいることで、該第１箇所よりも弱い力で該潜像担持体の表面に当接するか、あるいは該表面に非接触で対向する第２箇所とを設けたもの、を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至７の何れかの画像形成装置において、上記非ブラシ状部材として、上記潜像担持体に当接する面の当接領域に、該潜像担持体の表面移動方向における該当接領域の上流端から延びて該当接領域における該上流端とは異なる端部に通じる溝を設けたもの、を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何れかの画像形成装置において、上記潜像担持体として、表面粗さＲａが０．０１４以上、０．０６６以下であるもの、を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記回転ブラシローラを上記帯電部材として兼用したことを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１１の画像形成装置において、上記バイアス印加手段として、少なくとも交流電圧を含むバイアスを上記回転ブラシローラに印加するもの、を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１２の画像形成装置において、上記バイアス印加手段として、上記第１電位値を上記交流電圧によって経時的に変化する上記回転ブラシローラの表面電位における上記同極性側の最大値よりも該同極性側に大きくし、且つ上記第２電位値を該回転ブラシローラの表面電位における上記逆極性側の最大値よりも該逆極性側に大きくするバイアスの組合せを上記非ブラシ状部材と該回転ブラシローラとに印加するもの、を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１乃至７の何れかの画像形成装置において、上記第１期間における上記回転ブラシローラの上記潜像担持体に向けての付勢量を、上記第２期間における該回転ブラシローラの該潜像担持体に向けての付勢量よりも小さくするように、該回転ブラシローラを該潜像担持体に向けて付勢する付勢手段を設けたことを特徴とするものである。

これらの発明においては、バイアスが印加された状態で潜像担持体に当接しながら、転写手段による転写工程を通過した直後の潜像担持体表面に付着している転写残トナーを自らと潜像担持体との当接部に受け入れる部材として、ブラシ部材の代わりに、非ブラシ状部材を用いる。この非ブラシ状部材は、ブラシ部材とは異なり、転写残トナーを内部に捕捉することができないが、所定の第１期間において、潜像担持体の一様帯電極性と同極性のバイアスが印加されることで、転写残トナーの帯電状態をコントロールすることが可能である。具体的には、トナーとして正規帯電極性が潜像担持体の一様帯電極性と同極性であるものを用いて反転現像を行う場合、前述のバイアスが印加される非ブラシ状部材からの電荷注入あるいは放電により、転写残トナー中の低帯電量トナーや逆帯電トナーを正規帯電極性に十分に帯電せしめることが可能である。このように十分に帯電せしめられた転写残トナーは、潜像担持体の表面移動に伴って、ブラシ部材と潜像担持体との当接部に進入する。そして、ブラシ部材によって潜像担持体表面上で均されたり、ブラシ部材内に捕捉されたりする。本発明では、第１期間において、ブラシ部材にも潜像担持体の一様帯電極性と同極性のバイアスを印加するが、そのバイアスを潜像担持体の表面電位よりも低くすれば、正規帯電極性側に十分に帯電しているブラシ部材内に転写残トナーを捕捉することが可能である。そして、所定の第２期間において、ブラシ部材に印加するバイアスを潜像担持体の表面電位よりも高い値に切り替えれば、ブラシ部材内に捕捉した転写残トナーの極性を反転させることなく、転写残トナーを潜像担持体に良好に転移させることができる。かかる構成では、作像中など、潜像担持体の帯電不良が画質に影響を及ぼしてしまう第１期間には転写残トナーをブラシ部材内に確実に捕捉して潜像担持体の帯電不良の発生を抑える一方で、現像終了後など、潜像担持体の帯電不良が画質に影響を及ぼさない第２期間には転写残トナーをブラシ部材から潜像担持体に転移させることが可能である。よって、潜像担持体の帯電不良による画質劣化の発生を従来よりも抑えることができる。

以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のカラーレーザープリンタ（以下、単にプリンタという）の一実施形態について説明する前に、本発明を理解する上で参考になる参考形態に係るプリンタについて説明する。
図１は、参考形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図である。このプリンタは、イエロー，マゼンダ，シアン，ブラック（以下、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと記す）の各色のトナー像を形成するための４つのプロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。また、光書込ユニット５０、レジストローラ対５４、転写ユニット６０等も備えている。各符号の末尾に付された添字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれイエロー，マゼンダ，シアン，ブラック用の部材であることを示す。

潜像形成手段たる光書込ユニット５０は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色に対応する４つのレーザーダイオードからなる光源、正六面体のポリゴンミラー、これを回転駆動するためのポリゴンモータ、ｆθレンズ、レンズ、反射ミラー等を有している。レーザーダイオードから射出されたレーザー光Ｌは、ポリゴンミラーの何れか１つの面で反射してポリゴンミラーの回転に伴って偏向せしめられながら、後述する４つの感光体のうちの何れかに到達する。４つのレーザーダイオードからそれぞれ射出されるレーザー光Ｌにより、４つの感光体Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面がそれぞれ光走査される。

プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、これらにそれぞれ個別に対応する現像装置４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなどを有している。感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、アルミ等の素管に有機感光層が被覆されたものであり、図示しない駆動手段によって所定の線速で図中時計回り方向に回転駆動せしめられる。そして、図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいて変調されたレーザー光Ｌを発する光書込ユニット５０により、暗中にて光走査されて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像を担持する。

図２は、４つのプロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、Ｋ用のプロセスユニット１Ｋをその周囲構成とともに示す拡大構成図である。同図において、Ｋ用のプロセスユニット１Ｋは、感光体３Ｋ、帯電ローラ７Ｋ、図示しない除電ランプ、導電性シート１１Ｋ、ブラシ部材１２Ｋ、現像手段たる現像装置４０Ｋ等を、１つのユニットとして共通のユニットケーシング（保持体）に保持させて、プリンタ本体に対して着脱可能にしたものである。

被帯電体であり且つ潜像担持体であるＫ用の感光体３Ｋは、アルミニウム素管からなる導電性基体の表面に、負帯電性の有機光光導電物質（ＯＰＣ）からなる感光層が被覆された直径２４［ｍｍ］程度のドラムであり、図示しない駆動手段によって所定の線速で図中時計回り方向に回転駆動せしめられる。

帯電ローラ７Ｋは、金属製の回転軸部材の周面に、導電性ゴム等からなる導電性ローラ部が被覆されたものであり、回転軸部材を中心にして図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動されながら感光体３Ｋに接触している。帯電ローラ７Ｋの金属製の回転軸部材には、帯電電源１０１によって帯電バイアスが印加される。そして、帯電ローラ７Ｋと感光体３Ｋとの間に放電が発生することで、感光体３Ｋの表面が負極性に一様帯電せしめられる。

一様帯電せしめられたＫ用の感光体３Ｋの表面には、上述した光書込ユニット（５０）による光走査でＫ用の静電潜像（負極性で且つ電位が地肌部よりも低い）が形成され、この静電潜像はＫ用の現像装置４０ＫによってＫトナー像に現像される。

Ｋ用の現像装置４０Ｋは、ケーシング４１Ｋに設けられた開口から周面の一部を露出させる現像ローラ４２Ｋを有している。この現像ローラ４２Ｋは、ケーシング４Ｋ内に収容されている図示しないＫトナーを周面に担持しながら回転する。現像ローラ４２Ｋの表面に担持されたＫトナーは、現像ローラ４２Ｋの回転に伴って、現像ローラ４２Ｋと感光体３Ｋとが対向あるいは接触する現像領域に搬送される。

この現像領域では、現像電源１０２から出力される負極性の現像バイアスが印加される現像ローラ４２Ｋと、感光体３Ｋの静電潜像との間に、負極性のＫトナーをローラ側から潜像側に静電移動させる現像ポテンシャルが作用する。また、現像ローラ４２Ｋと感光体３Ｙの一様帯電箇所（地肌部）との間に、負極性のＫトナーを地肌部側からローラ側に静電移動させる非現像ポテンシャルが作用する。現像ローラ４２Ｋ上のＫトナーは、現像ポテンシャルの作用によってローラ上から離脱して感光体３Ｋの静電潜像に転移する。この転移により、感光体３Ｋ上の静電潜像がＫトナー像に現像される。このＫトナーは、感光体３Ｋの回転に伴って、後述する転写ユニットの中間転写ベルト６１上に１次転写される。

１次転写ニップを通過した後、帯電ローラ７Ｋとの当接位置や上述の現像領域に進入する前の感光体３Ｋ表面には、非ブラシ状部材たる導電性シート１１Ｋが当接している。また、導電性シート１１Ｋとの当接位置を通過した後、帯電ローラ７Ｋとの当接位置に進入する前の感光体３Ｋ表面には、ブラシ部材１２Ｋが当接している。これら導電性シート１１Ｋやブラシ部材１２Ｋの役割について後述する。

なお、Ｋ用のプロセスユニット１Ｋにおいては、帯電ローラ７Ｋ、導電性シート１１Ｋ、ブラシ部材１２Ｋ等により、感光体３Ｋの表面を一様帯電せしめる帯電手段が構成されている。また、導電性シート１１Ｋには、シートバイアス電源１０３によってシートバイアスが印加される。また、ブラシ部材１２Ｋには、ブラシ電源１０４によってブラシバイアスが印加される。

Ｋ用のプロセスユニット１Ｋについて説明してきたが、他色用のプロセスユニット１Ｙ，Ｍ，ＣはＫ用のプロセスユニット１Ｋと同様の構成になっているので説明を省略する。

先に示した図１において、各色のプロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの下方には、転写ユニット６０が配設されている。この転写ユニット６０は、無端状の中間転写ベルト６１を、複数の張架ローラによって張架しながら、図中反時計回り方向に無端移動せしめる。複数の張架ローラとは、具体的には、従動ローラ６２、駆動ローラ６３、４つの１次転写バイアスローラ６６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ等のことである。

従動ローラ６２、１次転写バイアスローラ６６Ｙ〜Ｋ、駆動ローラ６３は、何れも中間転写ベルト６１の裏面（ループ内周面）に接触している。そして、４つの１次転写バイアスローラ６６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、金属製の芯金にスポンジ等の弾性体が被覆されたローラであり、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧されて、中間転写ベルト６１を挟み込んでいる。これにより、４つの感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと中間転写ベルト６１とがベルト移動方向において所定の長さで接触するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の４つの１次転写ニップが形成されている。

４つの１次転写バイアスローラ６６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの芯金には、それぞれ図示しない転写バイアス電源によって定電流制御される１次転写バイアスが印加されている。これにより、４つの１次転写バイアスローラ６６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを介して中間転写ベルト６１の裏面に転写電荷が付与され、各１次転写ニップにおいて中間転写ベルト６１と感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に転写電界が形成される。なお、本プリンタにおいては、１次転写手段として１次転写バイアスローラ６６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを設けているが、ローラに代えて、ブラシやブレード等のものを用いてもよい。また、転写チャージャーなどを用いてもよい。

各色の感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像は、各色の１次転写ニップで中間転写ベルト６１上に重ね合わせて転写される。これにより、中間転写ベルト６１上には４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。

中間転写ベルト６１における駆動ローラ６３に対する掛け回し箇所には、２次転写バイアスローラ６７がベルトおもて面側から当接しており、これによって２次転写ニップが形成されている。この２次転写バイアスローラ６７には、図示しない電源や配線からなる電圧印加手段によって２次転写バイアスが印加されている。これにより、２次転写バイアスローラ６７と接地された２次転写ニップ裏側ローラ６４との間に２次転写電界が形成されている。中間転写ベルト６１上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って２次転写ニップに進入する。

本プリンタは、図示しない給紙カセットを備えており、その中に記録紙Ｐを複数枚重ねた記録紙束の状態で収容している。そして、一番上の記録紙Ｐを所定のタイミングで給紙路に送り出す。送り出された記録紙Ｐは、給紙路の末端に配設されたレジストローラ対５４のレジストニップ内に挟み込まれる。

レジストローラ対５４は、給紙カセットから送られてきた記録紙Ｐをレジストニップに挟み込むために両ローラを回転駆動させているが、記録紙Ｐの先端を挟み込むとすぐに両ローラの回転駆動を停止させる。そして、記録紙Ｐを中間転写ベルト６１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで２次転写ニップに向けて送り出す。２次転写ニップでは、中間転写ベルト６１上の４色トナー像が２次転写電界やニップ圧の作用によって記録紙Ｐ上に一括２次転写されて、記録紙Ｐの白色と相まってフルカラー画像となる。

このようにしてフルカラー画像が形成された記録紙Ｐは、２次転写ニップから排出された後、図示しない定着装置に送られてフルカラー画像が定着せしめられる。

２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト６１表面に付着している２次転写残トナーは、ベルトクリーニング装置６８によってベルト表面から除去される。

なお、上述の１次転写ニップを通過した後の感光体表面には転写残トナーが付着しているが、本プリンタの各色のプロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋにおいては、この転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段を設けていない。転写残トナーについては、現像装置の現像ローラに回収するクリーナーレス方式を採用している。

以上の基本的な構成を有する本プリンタでは、４つの感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋがそれぞれ、回転によって無端移動する表面に潜像を担持する潜像担持体として機能している。また、光書込ユニット５０が、一様帯電後の感光体表面に潜像を形成する潜像形成手段として機能している。

次に、本発明者らが行った実験について説明する。本発明者らは、図１や図２に示した参考形態に係るプリンタと同様の構成の試験機を用意した。そして、この試験機を用いて、帯電バイアス等の条件を適宜変更しながら、それぞれの条件下にてモノクロのハーフチャート（ハーフトーン階調画像）を５０００枚のＡ４用紙に５［％］の画像面積率でプリントした。５０００枚のプリントにおける所定枚数毎のプリントでは、ハーフチャートに加えて黒ベタ画像を出力した。５０００枚のプリントにおいては、連続プリントを行う第１期間（プリント中）と、その都に、感光体に対する光書込等を行わないで各機器を空回ししながら、上述のシートバイアスやブラシバイアスを第１期間とは異なる値に所定時間だけ切り替える第２期間とを繰り返し設けた。そして、プリント画像を拡大観察した結果に基づいて、感光体の帯電不良の有無を評価した。

帯電不良については、スジやベタメモリー汚れの有無に基づいて評価した。具体的には、感光体３Ｋの転写残トナーに起因する局所的な帯電不良に起因する白スジや黒スジがハーフチャートに認められた場合を×、認められない場合を○として評価した。また、プリント紙の地肌部（非画像部）に対するベタ状の薄いトナー付着（ベタメモリー汚れ）が認められた場合を×、認められない場合を○として評価した。感光体３Ｋの局所部位に多量の転写残トナーが付着している状態で帯電処理が行われると、その局所部位の帯電不良に起因する白スジや黒スジが発生する。また、多量の転写残トナーがベタ状に薄く付着した状態の感光体３Ｋに対して帯電ローラ（７Ｋ）による一様帯電処理が行われると、そのベタ付着部が帯電不良となった上、転写残トナー中の低帯電量トナーや逆帯電トナーが現像領域をそのまま通過することから、プリント紙にベタメモリー汚れが発生する。

連続プリント中における各色の感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋや中間転写ベルト６１の線速であるプロセス線速については、１００［ｍｍ／ｓｅｃ］に設定した。

帯電ローラ７Ｋとしては、直径６［ｍｍ］の回転軸部材の周面に導電性ゴムからなるローラ部を被覆した外径１０［ｍｍ］のものを用いた。また、導電性シート１１Ｋとしては、厚み０．１［ｍｍ］のものを用い、これを０．１〜１［ｍｍ］の食い込み量で感光体３Ｋに食い込ませた。

ブラシ部材１２Ｋとしては、金属製の支持部の表面に導電性材料からなる複数の起毛を立設せしめたブラシ部を有するものを用い、このブラシ部を感光体３Ｋ表面に当接させた。複数の起毛は、それぞれ導電性繊維が所定の長さにカットされたものである。起毛の素材としては、ナイロン６（登録商標）、ナイロン１２（登録商標）、アクリル、ビニロン、ポリエステルなどの樹脂材料を例示することができる。かかる樹脂材料にカーボンや金属微粉などの導電性粒子を分散せしめて導電性を付与する。

Ｋトナーとしては、平均粒径が８．５［μｍ］に調整された粉砕法によるＫトナーであって、外添剤を添加したものを用いた。

以上の条件下での実験結果を次の表１に示す。なお、何れの条件においても、帯電ローラ（７Ｋ）には、−１１００［Ｖ］の帯電バイアスを印加し、感光体３Ｋを−９００［Ｖ］程度に一様帯電させた。この電位は１次転写ニップに進入する直前まで維持されるが、１次転写ニップを通過した感光体３Ｋの表面は、１次転写ニップによる転写電流の影響により、−２０［Ｖ］程度まで電位が減衰する。また、現像ローラに印加する現像バイアスについては−２５０［Ｖ］とした。

表１における実験番号１の実験では、感光体３Ｋに対する作像処理が行われている第１期間において、導電性シート（１１Ｋ）に−１０００［Ｖ］のシートバイアスを印加するとともに、ブラシ部材（１２Ｋ）に−５００［Ｖ］のブラシバイアスを印加している。導電性シートとの当接位置を通過した後の感光体（３Ｋ）表面電位を周知の表面電位センサによって測定したところ、−８００［Ｖ］であった。１次転写ニップを通過した直後の表面電位が−２０［Ｖ］程度であるので、導電性シートと感光体との間でも放電による帯電処理が行われたことになる。このとき、感光体（３Ｋ）の表面に付着している転写残トナー中の低帯電量トナーや逆帯電トナーも放電によってマイナス側に十分に帯電せしめられている。そして、導電性シートと感光体との間において、マイナスの電位がより低くなっている感光体の表面に付着したまま、シートと感光体との間を通過する。その後、感光体の回転に伴って、ブラシ部材（１２Ｋ）と感光体との間の当接部に進入すると、ブラシ部材で均されたり、図３に示すように、マイナスの電位が感光体（表面電位−８００Ｖ）よりも低くなっているブラシ部材（電位−５００Ｖ）に転移してブラシ内に捕捉されたりする。現に、連続プリント中に試験機を一時停止させてブラシ部材（１２Ｋ）を確認したところ、適量のＫトナーをブラシ部材が捕捉していることを認めることができた。

このようにブラシ部材（１２Ｋ）に捕捉されたＫトナーが多量に蓄積すると、やがて捕捉され切れないＫトナーが不規則なタイミングで感光体に多量に転移してしまう。但し、各実験では、連続プリントを行う第１期間が経過した後、空回し運転を行う第２期間を設けているので、第１期間で捕捉しておいたＫトナーをこの第２期間でブラシ部材から感光体に吐き戻すことができれば、感光体の帯電不良が起きたとしても画像に影響を及ぼすことがない。第２期間では作像を行わないからである。

そこで、実験番号１の実験における第２期間では、表１に示したように、導電性シート（１１Ｋ）に対するシートバイアスを０［Ｖ］（ＧＮＤ）にする一方で、ブラシバイアスは第１期間と同じ−５００［Ｖ］を印加している。導電性シートと感光体との間で放電が発生しなくなることにより、導電性シートを通過した後の感光体の表面電位は、１次転写ニップを通過した直後の電位と同じである（−２０Ｖ程度）。このような電位の感光体表面は、−５００［Ｖ］のブラシバイアスが印加されるブラシ部材（１２Ｋ）よりも低電位である。このため、第２期間では、図４に示すように、ブラシ部材内に捕捉されていたＫトナーがブラシ内から感光体に転移する。そして、感光体の回転に伴って、帯電ローラ（７Ｋ）と感光体との当接による帯電ニップに進入するが、帯電ローラの方が感光体よりもマイナスの電位が高いため（ローラ表面電位は−１１００Ｖ程度）、感光体に付着したまま帯電ニップを通過する。その後、現像領域において、感光体から、感光体よりもマイナスの電位が低い現像ローラ（−２５０Ｖ程度）に転移して、現像装置内に回収される。

このようなＫトナーのブラシ部材への一時捕捉と回収とにより、実験番号１の実験では表１に示すようにベタメモリー汚れもスジも発生しなかった。即ち、感光体（３Ｋ）の帯電不良による画質劣化の発生を抑えることができた。

一方、実験番号２の実験では、第２期間におけるシートバイアス、ブラシバイアスをそれぞれ第１期間と同じ値に設定した。このような条件では、第２期間において、ブラシ部材から感光体に吐き出すことができなくなるため、ブラシ部材内に多量のＫトナーが蓄積してしまった。このため、表１に示すように、初期のプリントではスジが発生しないものの、５０００枚目のプリントではスジが発生してしまった。ブラシ部材に多量に蓄積したＫトナーが第１期間において、ブラシから感光体３Ｋに局所的に転移したためである。

実験番号３の実験でも、第２期間におけるシートバイアス、ブラシバイアスをそれぞれ第１期間と同じ値に設定している。しかも、シートバイアスについては、実験番号１や２よりも低い−３００［Ｖ］を採用しており、このような低バイアスでは、導電性シートと感光体との間で放電が起こらない（シート通過後の感光体の表面電位は−２０Ｖ程度のまま）。このため、第１期間において、転写残トナー中に含まれている低帯電量トナーや逆帯電トナーが薄ベタ部の状態で、ブラシ部材と感光体との当接位置、帯電ニップ、現像領域をそのまま通過して、ベタメモリー汚れを発生させている。

以上の結果に鑑みて、参考形態に係るプリンタにおいては、各色のプロセスユニットにおける非ブラシ状部材たる導電性シートと、ブラシ部材とにそれぞれバイアスを個別に印加するシートバイアス電源１０３やブラシ電源１０４等からなるバイアス印加手段として、次のようなものを用いている。即ち、少なくとも感光体に対する作像処理が行われる第１期間には、感光体の一様帯電極性と同極性（本例ではマイナス）であるバイアスを導電性シートとブラシ部材とにそれぞれ印加する。このとき、導電性シートとの当接位置を通過した直後の感光体の表面電位を、ブラシ部材の表面電位の平均値よりもトナーの帯電極性と同極性側（本例ではマイナス側）に大きい値である第１電位値にするシートバイアス及びブラシバイアスの組合せを用いる。例えば、実験番号１のように、−１０００［Ｖ］のシートバイアスによってシート通過後の感光体の表面電位を第１電位値たる−８００［Ｖ］にして、−５００［Ｖ］ブラシバイアス（ブラシ表面電位とほぼ同じ）よりもマイナス側に大きくするのである。これに対し、プリントジョブ終了時など、作像処理を行わない第２期間においては、導電性シートとの当接位置を通過した直後の感光体の表面電位を、ブラシ部材の表面電位の平均値よりもトナーの帯電極性とは逆極性側（本例ではプラス側）に大きい値である第２電位値にするシートバイアス及びブラシバイアスの組合せを用いる。例えば、実験番号１のように、０［Ｖ］のシートバイアスによってシート通過後の感光体の表面電位を第２電位値たる−２０［Ｖ］にして、−５００［Ｖ］のブラシバイアスよりもプラス側に大きくするのである。

なお、ブラシ部材の表面電位の「平均値」としたのは、ブラシバイアスとして、交流電圧に直流電圧を重畳したものを採用することもあるからである。直流電圧の場合には、表面電位の「平均値」は直流電圧の値そのものになるが、重畳電圧の場合には、周期的に変化する電圧ではなく、重畳される直流電圧の値が、表面電位の平均値とほぼ等しくなる。

また、導電性シートの代わりに、導電性ブレードなど、他の形状の非ブラシ状部材を用いてもよい。

感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとしては、表面粗さＲａが０．０１４以上、０．０６６以下であるもの、を用いている。感光体の表面粗さＲａを０．０１４以上にすることで、転写残トナーと感光体との接触面積を小さくして、トナー像の１次転写効率を向上させることができるからである。但し、感光体の表面粗さＲａを０．０６６よりも大きくすると、表面の微妙な凹部にトナー粒子を入れ込んでしまうことによるブラシ部材へのトナー捕捉効率の低下が発生するからである。

図５は、実施形態に係るプリンタにおけるＫ用のプロセスユニット１Ｋをその周囲構成とともに示す拡大構成図である。実施形態に係るプリンタは、以下に説明する点の他が、参考形態に係るプリンタと同様の構成になっている。実施形態に係るプリンタにおいては、各色のプロセスユニットの現像装置として、２成分現像剤を用いる２成分現像方式のものを採用している。

同図において、Ｋ用の現像装置４０Ｋは、ケーシング４１Ｋに設けられた開口から周面の一部を露出させる現像ロール４４Ｋを有している。この現像ロール４４Ｋは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられる非磁性パイプからなる現像スリーブと、これに連れ回らないように内包される図示しないマグネットローラとを有している。ケーシング４１Ｋには、磁性キャリアとマイナス帯電性のＫトナーとを含む図示しないＫ現像剤が内包されている。２本のスクリュウ部材によって図紙面に直交する方向に撹拌搬送されながらＫトナーの摩擦帯電が促されるＫ現像剤は、現像ロール４４Ｋ内のマグネットローラの磁力により、現像ロール４４Ｋの回転する現像スリーブ表面に吸着されて汲み上げられる。そして、現像スリーブの回転に伴って現像ドクタ４３Ｋとの対向位置を通過する際にその層厚が規制された後、感光体３Ｋと対向する現像領域に搬送される。

透磁率センサからなるトナー濃度センサ４６Ｋは、ケーシング４１Ｋの底板に固定されており、ケーシング４１Ｋ内に収容されているＫ現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。現像剤の透磁率は、現像剤のトナー濃度と良好な相関を示すため、トナー濃度センサ４６ＫはＫトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しないトナー補給制御部に送られる。

上記トナー補給制御部は、ＲＡＭ等の記憶手段を備えており、この中にＫ用のトナー濃度センサ４６Ｋからの出力電圧の目標値であるＫ用Ｖｔｒｅｆや、他の現像装置に搭載されたＴセンサからの出力電圧の目標値であるＹ，Ｍ，Ｃ用Ｖｔｒｅｆのデータを格納している。Ｋ用の現像装置４０Ｋについては、トナー濃度センサ４６Ｋからの出力電圧の値とＫ用Ｖｔｒｅｆを比較し、図示しないＫトナー濃度補給装置を比較結果に応じた時間だけ駆動させる。そして、これにより、補給用のＫトナーを現像装置４０Ｋ内に補給する。このようにしてＫトナー補給装置の駆動が制御（トナー補給制御）されることで、現像に伴ってＫトナー濃度を低下させたＫ現像剤に適量のＫトナーが補給され、現像装置４０Ｋ内のＫ現像剤のＫトナー濃度が所定の範囲内に維持される。なお、他色用のプロセスユニットの現像装置についても、同様のトナー補給制御が実施される。

このプリンタでは、固定のブラシ部材に代えて、回転自在な帯電ブラシローラ４Ｋを設けている。この帯電ブラシローラ４Ｋは、図示しない軸受けによって回転可能に受けられる金属製の回転軸部材５Ｋと、これの表面に立設せしめられた複数の起毛（導電性繊維）６Ｋとを有している。そして、これら起毛６Ｋにより、回転軸部材５Ｋ上にはブラシローラ部が形成されている。帯電ブラシローラ４Ｋは、回転軸部材５Ｋを中心にして図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動されながら、ブラシローラ部における起毛６Ｋの先端側を感光体３Ｋに摺擦させる。金属製の回転軸部材５Ｋには、図示しない帯電電源が接続されている。

また、このプリンタでは、ブラシ部材たるこの帯電ブラシローラ４Ｋを一様帯電手段として兼用しているので、感光体を一様帯電させるための帯電ローラを設けていない。帯電ブラシローラ４Ｋの回転軸部材５Ｋには、帯電電源により、交流電圧に、マイナス極性の直流電圧が重畳された帯電バイアスが印加される。そして、帯電ブラシローラ４Ｋの起毛と、感光体３Ｋとの間で放電が生ずることにより、感光体３Ｋが帯電バイアスの直流成分（重畳されている直流電圧）よりも少し低い電位に一様帯電せしめられる。帯電バイアスが印加される帯電ブラシローラ４Ｋにおいて、起毛の表面電位の平均値は、帯電バイアスの直流成分とほぼ同じ値になる。よって、例えば、第１期間において、導電性シート１１Ｋに−８００［Ｖ］のシートバイアスを印加して、シート通過後の感光体３Ｋの表面電位を−６００［Ｖ］にした場合、帯電バイアスとして、交流電圧に−７００［Ｖ］の直流電圧を印加したものを採用すれば、帯電ブラシローラ４Ｋ内に転写残トナーを捕捉することができる。そして、第２期間において、シートバイアスを０［Ｖ］にすれば、帯電ブラシローラ４Ｋ内に捕捉しておいた転写残トナーを感光体３Ｋに吐き出すことができる。

なお、第１期間においては、シート通過後の感光体の表面電位を、帯電バイアスの交流電圧によって経時的に変化する帯電ブラシローラの表面電位におけるトナーの帯電極性と同極性側の最大値よりも大きい第第１電位値にするシートバイアスと帯電バイアスとの組合せを採用している。また、第２期間においては、シート通過後の感光体の表面電位を帯電ブラシローラの表面電位におけるトナーの帯電極性とは逆極性側の最大値よりも極性側に大きい第２電位値にするシートバイアスと帯電バイアスとの組合せを採用している。かかる構成では、帯電バイアスの交流成分による電位振動にかかわらず、第１期間においては、帯電ブラシローラの表面電位を感光体の表面電位よりも低くして、転写残トナーを帯電ブラシローラ内に確実に捕捉することができる。また、第２期間においては、帯電ブラシローラの表面電位を感光体の表面電位よりも高くして、転写残トナーを帯電ブラシローラから感光体に確実に吐き出すことができる。また、実施形態に係るプリンタは、後述する特徴構成を備えている。

図６は、実施形態に係るプリンタの第１変形例装置におけるＫ用のプロセスユニット１Ｋ及びその周囲構成を示す拡大構成図である。この第１変形例装置は、クリーニングブレード１５Ｋによって感光体３Ｋ上の転写残トナーを掻き取る感光体クリーニング装置１６Ｋを有している点が、実施形態に係るプリンタと異なる。１次転写ニップを通過した感光体３Ｋ表面は、感光体クリーニング装置１６Ｋによるクリーニング処理が施された後に、導電性シート１１Ｋとの当接位置に進入する。その他の構成は、実施形態に係るプリンタと同様である。

図７は、実施形態に係るプリンタの第２変形例装置を示す概略構成図である。この第２変形例装置では、タンデム方式に代えて、シングル方式を採用している。ドラム状の感光体３の周囲には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の４つの現像装置４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが配設されている。感光体３の表面には、まず、レーザー光Ｌを用いた光走査によってＹ用の静電潜像が形成される。この静電潜像は、Ｙ用の現像装置４０ＹによってＹトナー像に現像された後、中間転写ベルト６１に１次転写される。１次転写ニップを通過した後のベルト表面は、導電性シート１１との当接位置を通過した後、帯電ブラシローラ４によって一様帯電せしめられる。このとき、感光体３上の転写残トナー中の低帯電量トナーや逆帯電トナーは、導電性シート１１によって負極性側に十分に帯電せしめられた後、帯電ブラシローラ４内に捕捉される。

一様帯電処理が施された後の感光体３表面は、レーザー光Ｌを用いた光走査によってＭ用の静電潜像を担持する。これは、Ｍ用の現像装置４０ＭによってＭトナー像に現像された後、中間転写ベルト６１上のＹトナー像に重ね合わせて１次転写される。以下、同様のプロセスにより、感光体３の表面に順次形成されるＣ，Ｋトナー像が、中間転写ベルト６１上のＹＭ２色トナー像の上に順次重ね合わせて１次転写される。

次に、実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した各実施例のプリンタについて説明する。なお、以下に特筆しない限り、各実施例のプリンタの構成は、実施形態と同様である。

［第１実施例］
第１実施例に係るプリンタは、シートバイアス電源（１０３）やブラシ電源（１０４）等からなるバイアス印加手段として、次のようなものを用いている。即ち、第１期間においては、潜像形成手段たる光書込ユニット（５０）による潜像形成処理が開始された後に、第２期間用のバイアスの組合せから、第１期間用のバイアスの組合せに切り替えるものである。より詳しくは、光書込ユニットによる潜像形成処理の開始からバイアスの組合せの切り替え開始までのタイムラグを、感光体の表面が光書込ユニットによる光書込位置（潜像形成工程）に進入してから導電性シートとの当接位置に進入するまでに要する時間よりも小さくする。かかる構成では、トナー像の先端を担持していた感光体領域、即ち、転写残トナーを付着させている感光体領域が、１次転写ニップを通過するのに先立って、バイアスの組合せを第２期間用のものから第１期間用のものに切り替えることで、切り替えタイミングの遅れによる転写残トナーのブラシへの捕捉不良を回避することができる。しかも、転写残トナーを付着させている感光体領域を導電性シートとの当接位置に進入させる直前まで、第２期間用のバイアスの組合せを採用することで、転写残トナーを帯電ブラシローラから感光体に効率よく吐き出させることができる。

［第２実施例］
第２実施例に係るプリンタにおいては、バイアス印加手段であるシートバイアス電源として、次のようなものを用いている。即ち、非ブラシ状部材たる導電性シートに対して直流電圧だけならなるシートバイアスを印加するもの、である。このようなシートバイアス電源を用いたのは次に説明する理由による。即ち、交流成分を含むシートバイアスを採用すると、直流電圧だけならなるものに比べて、シートから感光体への放電回数が増加したり、交流成分の振動に伴ってトナーを感光体からシート側に向けて引き寄せる電界を形成したりして、転写残トナーをシートに固着させ易くなるからである。

［第３実施例］
第３実施例に係るプリンタは、シートバイアス電源やブラシ電源等からなるバイアス印加手段として、次のようなものを用いている。即ち、第２期間には、シート通過後の感光体の表面電位をブラシ部材の表面電位の平均値の極性とは逆極性の第２電位値にするバイアスの組合せを導電性シート、ブラシ部材に印加するものである。これにより、第２期間には、ブラシ部材内に捕捉しておいた転写残トナーを、トナーとは逆極性の感光体に向けてより強く引き寄せることで、ブラシ部材内からの転写残トナーの吐き出しをより良好に行うことができる。

なお、第２期間におけるシートバイアスの絶対値については、５００［Ｖ］以下にしている。これは次に説明する理由からである。即ち、本発明者らは、第１期間におけるバイアスの組合せとして、先に表１に示した実験番号１と同じものを採用する一方で、第２期間におけるシートバイアスを様々に変化させながら、ハーフチャートを試験機で出力する実験を行った。そして、プリント画像に基づいて、地汚れや感光体の帯電不良の有無を調べた。地汚れについては、プリント画像の地肌部（非画像部）に対するチリ状のトナー付着が認められた場合を×、認められない場合を○として評価した。その結果、表２に示すように、直流電圧だけからなるシートバイアスの絶対値を５００［Ｖ］よりも大きくすると、地汚れが発生してしまうことがわかった。そこで、５００［Ｖ］以下にしたのである。

［第４実施例］
第４実施例に係るプリンタにおいては、各色のプロセスユニット（１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）におけるそれぞれの導電性シートとして、次のようなものを用いている。即ち、感光体の表面に当接する第１箇所と、この第１箇所よりも感光体の表面移動方向下流側で第１箇所よりも窪んでいることで、第１箇所よりも弱い力で感光体の表面に当接するか、あるいは感光体の表面に非接触で対向する第２箇所とを設けたもの、である。

かかる構成にしたのは次に説明する理由による。即ち、導電性シートにおいては、感光体との当接部における入口（感光体表面移動方向の最上流箇所）よりも少しだけ感光体表面移動方向の上流側にずれた位置で、放電が最も多く発生する。この位置では、当接部の入口で規制された転写残トナーが多量に滞留しており、その転写残トナーが放電に伴う発熱によってまず導電性シートの側面に固着する。この固着トナーが成長していくと、やがて感光体の表面移動力によって当接部の入口から当接部内に引き込まれる。すると、当接部内において、導電性シートと感光体との間に固着トナーが介在するようになり、それよりも感光体表面移動方向下流側の位置で、導電性シートと感光体との間に比較的大きなギャップが形成される。そして、このギャップで比較的多量の放電が発生するようになり、固着トナーの下をすり抜けてきた転写残トナーがその放電に伴う発熱によって導電性シートにおける固着トナーよりも感光体表面移動方向下流側の箇所に固着する。導電性シートにおいては、このようにして当接部内で固着トナーが感光体表面移動方向下流側に向けて徐々に成長していき、やがて全領域を覆ってしまい易くなる。そして、放電が当接部の全領域で良好に行われなくなることで、転写残トナー中の逆帯電トナーや低帯電量トナーの帯電不良を引き起こし易くなる。

本プリンタにおいては、導電性シートの第１箇所では同様にして固着トナーが成長していく。但し、導電性シートの第２箇所は、第１箇所よりも弱い力で感光体に当接しているか、あるいは感光体に非接触で対向しており、転写残トナーの第２箇所に対する密着が不十分となる。このため、第１箇所に比べて、第２箇所に対するトナー固着が抑えられるか（接触の場合）、あるいは回避される（非接触の場合）かする。これにより、第２箇所と感光体との間では長期間に渡って放電を良好に発生させて、転写残トナー中の逆帯電トナーや低帯電量トナーを十分に帯電せしめる。以上の結果、逆帯電トナーや低帯電トナーに起因する画質劣化の発生を長期間に渡って抑えることができる。

［第５実施例］
第５実施例に係るプリンタにおいては、各色のプロセスユニット（１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）におけるそれぞれの導電性シートとして、次のようなものを用いている。即ち、感光体に当接する面の当接領域に、感光体の表面移動方向における当接領域の上流端から延びて当接領域における上流端とは異なる端部に通じる溝を設けたもの、である。かかる構成では、導電性シートにおける感光体との当接領域に設けられた溝が導電性シートと感光体との間に隙間を形成しながら、その延在方向の一端側を感光体の表面移動方向上流側に向けて開口させている。そして、当接領域よりも感光体の表面移動方向上流側で堰き止めたトナーを、その開口から溝内に受け入れた後、感光体の表面移動に伴って溝の延在方向に移動させながら溝の反対側の端から抜け出させる。このような溝内でのトナーの移動により、導電性シートによって堰き止めた転写残トナーに対して当接領域を速やかにすり抜けさせることで、当接領域よりも上流側でのトナーの滞留量を減らす。これにより、導電性シートに対するトナーの固着を抑えることで、転写残トナーの中の逆帯電トナーや低帯電トナーによる画質劣化の発生をより長期間に渡って抑えることができる。

［特徴構成］
実施形態に係るプリンタ、各変形例装置、及び各実施例に係るプリンタは、次に説明する特徴構成を有している。即ち、それらにおいては、回転ブラシローラとしての帯電ブラシローラを回転駆動する駆動手段として、第２期間には、感光体に当接しているブラシローラ部の毛倒れ状態を経時的に変化させるように帯電ブラシローラの回転速度を変化させるもの、を用いている。かかる構成では、ブラシローラ部の毛倒れ状態を経時的に変化させることで、起毛における感光体との当接位置を変化させたり、起毛を微振動させたりして、帯電ブラシローラからの転写残トナーの吐き出しを促すことができる。

［第６実施例］
第６実施例に係るプリンタの各色のプロセスユニットは、第１期間における帯電ブラシローラに対する感光体に向けての付勢量を、第２期間における帯電ブラシローラに対する感光体に向けての付勢量よりも小さくするように、帯電ブラシローラを感光体に向けて付勢する付勢手段を備えている。かかる構成では、第１期間においては、帯電ブラシローラと感光体とを過剰な圧力で当接させることによる帯電ブラシローラ内へのトナー捕捉不良の発生やブラシからトナーへの電荷注入を回避することができる。また、第２期間においては、帯電ブラシローラと感光体との当接圧力をより強くすることで、ブラシ内からのトナーの掻き取り効果を向上させて、トナーの吐き出し効率を高めることもできる。

以上、実施形態に係るプリンタにおいては、シートバイアス電源１０３やブラシ電源１０４等によって構成されるバイアス印加手段が、作像中である第１期間には、非ブラシ状部材たる導電性シートとの当接位置を通過した直後の感光体の表面電位をブラシ部材の表面電位の平均値よりもトナーの帯電極性と同極性側に大きい値である第１電位値にするバイアスの組合せを導電性シートとブラシ部材とに印加する。この一方で、非作像中である第２期間には、導電性シートとの当接位置を通過した直後の感光体の表面電位をブラシ部材の表面電位の平均値よりもトナーの帯電極性とは逆極性側に大きい値である第２電位値にするバイアスの組合せを導電性シートとブラシ部材とに印加する。かかる構成では、第１期間において、導電性シートの平面に圧接する転写残トナー中の低帯電量トナーや逆帯電トナーに対してシートからの電荷注入や放電によって正規帯電極性の電荷を付与することで、転写残トナーの帯電量を揃えた後、ブラシ部材に捕捉させることができる。また、第２期間においては、ブラシ部材に捕捉しておいた転写残トナーを感光体に吐き出させてブラシ部材への転写残トナーの過剰な蓄積を回避するとともに、吐き出した転写残トナーを現像装置内に回収することができる。

また、参考形態に係るプリンタにおいては、一様帯電手段として、潜像担持体たる感光体の表面に当接しながら所定の帯電バイアスが印加される帯電部材としての帯電ローラにより、感光体の表面を一様帯電せしめるもの、を用いている。更に、非ブラシ状部材として、導電性シートを用いている。かかる構成では、帯電部材による接触方式で感光体を一様帯電せしめることで、スコロトロン等のチャージャー方式に比べてオゾンの発生を低減することができる。更には、非ブラシ状部材として、市販の汎用の導電性シートを用いて、低コスト化を図ることができる。なお、非ブラシ状部材として、導電性ブレードを用いても、同様の理由によって低コスト化を図ることができる。

また、第１実施例に係るプリンタにおいては、シートバイアス電源１０３やブラシ電源１０４等からなるバイアス印加手段として、潜像形成手段たる光書込ユニット５０による潜像形成処理が開始された後に、感光体の表面電位を第２電位値にするバイアスの組合せから、第１電位値にするためのバイアスの組合せに切り替えるもの、を用いている。かかる構成では、潜像形成処理が開始される前にバイアスの組合せを切り替える場合に比べて、ブラシ部材から感光体への転写残トナーの吐き出し時間を増やすことができる。

また、第１実施例に係るプリンタにおいては、バイアス印加手段として、潜像形成処理の開始からバイアスの組合せの切り替え開始までのタイムラグを、感光体の表面が光書込ユニット５０による光書込位置（潜像形成工程）に進入してから、導電性シートとの当接位置に進入するまでに要する時間よりも小さくするもの、を用いている。かかる構成では、転写残トナーを付着させている感光体領域が、１次転写ニップを通過するのに先立って、バイアスの組合せを第２期間用のものから第１期間用のものに切り替えることで、切り替えタイミングの遅れによる転写残トナーのブラシへの捕捉不良を回避することができる。しかも、転写残トナーを付着させている感光体領域を導電性シートとの当接位置に進入させる直前まで、第２期間用のバイアスの組合せを採用することで、転写残トナーを帯電ブラシローラから感光体に効率よく吐き出させることができる。

また、第２実施例に係るプリンタにおいては、バイアス印加手段として、導電性シートに対して直流電圧だけならなるシートバイアスを印加するもの、を用いている。かかる構成では、交流成分を含むシートバイアスを印加する場合に比べて、導電性シートに対するトナー固着を抑えることができる。

また、第３実施例に係るプリンタにおいては、バイアス印加手段として、非作像中である第２期間には、感光体の表面の上記第２電位値をブラシ部材の表面電位の平均値の極性とは逆極性にするバイアスの組合せを導電性シートとブラシ部材とに印加するもの、を用いている。かかる構成では、第２期間には、ブラシ部材内に捕捉しておいた転写残トナーを、トナーとは逆極性の感光体に向けてより強く引き寄せることで、ブラシ部材内からの転写残トナーの吐き出しをより良好に行うことができる。

また、第３実施例に係るプリンタにおいては、バイアス印加手段として、第２期間には、トナーとは逆極性で且つ絶対値が５００［Ｖ］以下であるシートバイアスを導電性シートに印加するもの、を用いている。かかる構成では、上述した理由により、地汚れの発生を抑えることができる。

また、第４実施例に係るプリンタにおいては、導電性シートとして、感光体の表面に当接する第１箇所と、この第１箇所よりも感光体の表面移動方向下流側で第１箇所よりも窪んでいることで、第１箇所よりも弱い力で感光体の表面に当接するか、あるいは感光体の表面に非接触で対向する第２箇所とを設けたもの、を用いている。かかる構成では、上述した理由により、第２箇所と感光体との間では長期間に渡って放電を良好に発生させて、転写残トナー中の逆帯電トナーや低帯電量トナーを十分に帯電せしめることで、逆帯電トナーや低帯電トナーに起因する画質劣化の発生を長期間に渡って抑えることができる。

また、第５実施例に係るプリンタにおいては、導電性シートとして、感光体に当接する面の当接領域に、感光体の表面移動方向における前記当接領域の上流端から延びて前記当接領域における上流端とは異なる端部に通じる溝を設けたもの、を用いている。かかる構成では、上述した理由により、導電性シートに対するトナーの固着を抑えることで、転写残トナーの中の逆帯電トナーや低帯電トナーによる画質劣化の発生をより長期間に渡って抑えることができる。

また、実施形態に係るプリンタにおいては、ブラシ部材として、回転軸部材と、回転軸部材の周面に立設せしめられた複数の起毛からなるブラシローラ部とを有する回転ブラシローラたる帯電ブラシローラ、を用いるとともに、帯電ブラシローラを回転駆動する駆動手段として、第２期間には、感光体に当接しているブラシローラ部の毛倒れ状態を経時的に変化させるように帯電ブラシローラの回転速度を変化させるもの、を用いている。かかる構成では、起毛における感光体との当接位置を変化させたり、起毛を微振動させたりして、帯電ブラシローラからの転写残トナーの吐き出しを促すことができる。

また、実施形態に係るプリンタにおいては、感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとして、表面粗さＲａが０．０１４以上、０．０６６以下であるもの、を用いているので、上述した理由により、転写残トナーと感光体との接触面積を小さくして、トナー像の１次転写効率を向上させるとともに、表面の微妙な凹部にトナー粒子を入れ込んでしまうことによるブラシ部材へのトナー捕捉効率の低下を回避することができる。

また、実施形態に係るプリンタにおいては、ブラシ部材たる帯電ブラシローラを帯電部材として兼用しているので、感光体を一様帯電せしめるための専用の帯電部材を設けることによるコストアップを回避することができる。

また、実施形態に係るプリンタにおいては、バイアス印加手段として、交流電圧を含む帯電バイアスを帯電ブラシローラに印加するもの、を用いているので、交流成分の振動によって感光体の除電と帯電を短時間に繰り返して、感光体の帯電ムラを抑えることができる。

また、実施形態に係るプリンタにおいては、バイアス印加手段として、第１電位値を帯電バイアスの交流電圧によって経時的に変化する帯電ブラシローラの表面電位におけるトナーと同極性側の最大値よりも同極性側に大きくし、且つ第２電位値を帯電ブラシローラの表面電位におけるトナーとは逆極性側の最大値よりも逆極性側に大きくするバイアスの組合せを導電性シートと帯電ブラシローラとに印加するもの、を用いている。かかる構成では、帯電バイアスの交流成分による電位振動にかかわらず、第１期間においては、帯電ブラシローラの表面電位を感光体の表面電位よりも低くして、転写残トナーを帯電ブラシローラ内に確実に捕捉することができる。また、第２期間においては、帯電ブラシローラの表面電位を感光体の表面電位よりも高くして、転写残トナーを帯電ブラシローラから感光体に確実に吐き出すことができる。

また、第６実施例に係るプリンタにおいては、第１期間におけるブラシ部材に対する感光体に向けての付勢量を、第２期間におけるブラシ部材に対する感光体に向けての付勢量よりも小さくするように、ブラシ部材を感光体に向けて付勢する付勢手段を設けている。かかる構成では、第１期間においては、ブラシ部材と感光体とを過剰な圧力で当接させることによるブラシ部材内へのトナー捕捉不良の発生やブラシからトナーへの電荷注入を回避することができる。また、第２期間においては、ブラシ部材と感光体との当接圧力をより強くすることで、ブラシ内からのトナーの掻き取り効果を向上させて、トナーの吐き出し効率を高めることもできる。

参考形態に係るプリンタを示す概略構成図。 同プリンタのＫ用のプロセスユニットを示す拡大構成図。 同プロセスユニットの第１期間におけるブラシバイアス及び感光体表面の電位を示すグラフ。 同プロセスユニットの第２期間におけるブラシバイアス及び感光体表面の電位を示すグラフ。 実施形態に係るプリンタにおけるＫ用のプロセスユニット及びその周囲構成とともに示す拡大構成図。 実施形態に係るプリンタの第１変形例装置におけるＫ用のプロセスユニット及びその周囲構成を示す拡大構成図。 実施形態に係るプリンタの第２変形例装置を示す概略構成図。斜毛方式の帯電ブラシローラを示す拡大構成図。

符号の説明

１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：プロセスユニット
３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：感光体（潜像担持体）
４Ｋ：帯電ブラシローラ（一様帯電手段、ブラシ部材）
５Ｋ：回転軸部材
６Ｋ：起毛
７Ｋ：帯電ローラ（一様帯電手段）

Claims (14)

1. 潜像担持体と、該潜像担持体の無端移動する表面を一様帯電せしめる帯電装置と、一様帯電後の該表面に潜像を形成する潜像形成手段と、該表面上の潜像を現像してトナー像を得る現像手段と、該表面上のトナー像を転写体に転写する転写手段とを備える画像形成装置において、
   上記転写手段による転写工程を通過した後、上記現像手段による現像工程に進入する前の潜像担持体表面に、所定のバイアスが印加される自らの非ブラシ状の表面を当接させる導電性の非ブラシ状部材と、該非ブラシ状部材との当接位置を通過した後、該現像工程に進入する前の潜像担持体表面に、所定のバイアスが印加される導電性のブラシ部を当接させるブラシ部材と、該非ブラシ状部材との当接位置を通過した後、該現像工程に進入する前の潜像担持体表面を一様帯電せしめる一様帯電手段とを有するもの、を上記帯電装置として用い、
   該ブラシ部材として、回転軸部材と、該回転軸部材の周面に立設せしめられた複数の起毛からなるブラシローラ部とを有する回転ブラシローラを用い、
   該非ブラシ状部材と、該回転ブラシローラとにそれぞれバイアスを個別に印加するバイアス印加手段として、少なくとも所定の第１期間には、該潜像担持体の一様帯電極性と同極性であるバイアスを該非ブラシ状部材と該回転ブラシローラとにそれぞれ印加して、該非ブラシ状部材との当接位置を通過した直後の該潜像担持体の表面電位を該回転ブラシローラの表面電位の平均値よりもトナーの帯電極性と同極性側に大きい値である第１電位値にする一方で、該第１期間とは異なる所定の第２期間には、該当接位置を通過した直後の該潜像担持体の表面電位を該回転ブラシローラの表面電位の平均値よりもトナーの帯電極性とは逆極性側に大きい値である第２電位値にするバイアスの組合せを該非ブラシ状部材と該回転ブラシローラとに印加するもの、を用い、
   且つ、該回転ブラシローラを回転駆動する駆動手段として、上記第１期間と上記第２期間とで、上記潜像担持体に当接している上記ブラシローラ部の毛倒れ状態を異ならせるように該回転ブラシローラの回転速度を変化させるもの、を用いたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記一様帯電手段として、上記潜像担持体の表面に当接しながら所定の帯電バイアスが印加される帯電部材によって該表面を一様帯電せしめるもの、を用いるとともに、上記非ブラシ状部材として、導電性シート又は導電性ブレードを用いたことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２の画像形成装置において、
   上記バイアス印加手段として、上記潜像形成手段による潜像形成処理が開始された後に、上記第２電位値を実現するためのバイアスの組合せから、上記第１電位値を実現するためのバイアスの組合せに切り替えるもの、を用いたことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３の画像形成装置において、
   上記バイアス印加手段として、上記潜像形成処理の開始からバイアスの組合せの切り替え開始までのタイムラグを、上記潜像担持体の表面が上記潜像形成手段による潜像形成工程に進入してから、上記非ブラシ状部材との当接位置に進入するまでに要する時間よりも小さくするもの、を用いたことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至４の何れかの画像形成装置において、
   上記バイアス印加手段として、上記非ブラシ状部材に対して直流電圧だけからなるバイアスを印加するもの、を用いたことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至５の何れかの画像形成装置において、
   上記バイアス印加手段として、上記第２期間には、上記第２電位値を上記回転ブラシローラの表面電位の平均値の極性とは逆極性にするバイアスの組合せを上記非ブラシ状部材と該回転ブラシローラとに印加するもの、を用いたことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６の画像形成装置において、
   上記バイアス印加手段として、上記第２期間には、トナーとは逆極性で且つ絶対値が５００［Ｖ］以下であるバイアスを上記非ブラシ状部材に印加するもの、を用いたことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１乃至７の何れかの画像形成装置において、
   上記非ブラシ状部材として、上記潜像担持体の表面に当接する第１箇所と、該第１箇所よりも該潜像担持体の表面移動方向下流側で該第１箇所よりも窪んでいることで、該第１箇所よりも弱い力で該潜像担持体の表面に当接するか、あるいは該表面に非接触で対向する第２箇所とを設けたもの、を用いたことを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１乃至７の何れかの画像形成装置において、
   上記非ブラシ状部材として、上記潜像担持体に当接する面の当接領域に、該潜像担持体の表面移動方向における該当接領域の上流端から延びて該当接領域における該上流端とは異なる端部に通じる溝を設けたもの、を用いたことを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１乃至９の何れかの画像形成装置において、
    上記潜像担持体として、表面粗さＲａが０．０１４以上、０．０６６以下であるもの、を用いたことを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項２の画像形成装置において、
    上記回転ブラシローラを上記帯電部材として兼用したことを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１１の画像形成装置において、
    上記バイアス印加手段として、少なくとも交流電圧を含むバイアスを上記回転ブラシローラに印加するもの、を用いたことを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項１２の画像形成装置において、
    上記バイアス印加手段として、上記第１電位値を上記交流電圧によって経時的に変化する上記回転ブラシローラの表面電位における上記同極性側の最大値よりも該同極性側に大きくし、且つ上記第２電位値を該回転ブラシローラの表面電位における上記逆極性側の最大値よりも該逆極性側に大きくするバイアスの組合せを上記非ブラシ状部材と該回転ブラシローラとに印加するもの、を用いたことを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項１乃至７の何れかの画像形成装置において、
    上記第１期間における上記回転ブラシローラの上記潜像担持体に向けての付勢量を、上記第２期間における該回転ブラシローラの該潜像担持体に向けての付勢量よりも小さくするように、該回転ブラシローラを該潜像担持体に向けて付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。

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