JP4953616B2

JP4953616B2 - 画像形成装置及び画像形成方法

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Description

本発明は、電子写真感光体を用いた画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法に関し、特に所定の均一化手段を用いて、電子写真感光体表面に粒子が残留している場合に、その粒子をならすことにより、優れた画像特性を維持することができる画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法に関する。

従来、プリンタ、コピー等に用いられる画像形成装置は、電子写真感光体の周囲に、電子写真感光体を帯電させるための帯電手段と、この帯電した感光体表面を露光して潜像を形成する露光手段と、この潜像にトナーを転写させて現像する現像手段と、このトナーを記録紙に転写して画像化する転写手段と、転写後の感光体表面に残留する残留電位を消去する除電手段と、を順次配置した画像形成プロセスが採用されている。
ここで、かかる帯電手段としては、電子写真感光体表面に対して帯電ローラ等の帯電部材を直接接触させる接触帯電方式と、コロナ帯電器を用いて感光体表面をコロナ帯電させる非接触帯電方式と、があるが、全体構成が簡易であり、オゾン等の有害物質の発生もないことから、接触帯電方式がより多く実用化されてきている。
しかしながら、この接触帯電方式においては、電子写真感光体表面と、帯電部材と、が直接接触するため、印字後の感光体表面に残留した現像剤成分である粒子が、帯電部材表面に付着して帯電ムラが発生する場合が見られた。このような帯電ムラは、帯電手段通過後の電子写真感光体表面の帯電電位を低下させて、転写後の表面に帯電極性と逆極性の電位が残留する、いわゆる転写メモリの原因の一つとなっていた。

そこで、このような問題を解決するために、図８に示すように、帯電手段として接触式の帯電手段１０２を用いた画像形成装置１００であって、帯電手段１０２の被帯電体面をクリーニングするためのクリーニング手段１１１を具備した接触帯電装置を用いることで、被帯電体面に付着した異物を除去することができる画像形成装置１００が提案されている。（例えば、特許文献１参照）

また、図９に示すように、反転現像方式を採用した画像形成装置であって、接触式一次帯電ローラ２０２と、現像手段２０４と、転写手段２０６と、前露光ランプ２０９と、を備えた画像形成装置２００において、帯電ローラ２０２の上流側に、帯電ローラ２０２と同極性に帯電する接触式前帯電ローラ２０８を備えることで、接触式一次帯電ローラと逆極性に帯電している感光体表面を、前帯電ローラにより同極性まで引き上げて、転写メモリを消去することができる画像形成装置が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
特開平４ー６０６６０号公報（特許請求の範囲、図１）特開平６ー８３２４９号公報（特許請求の範囲、図１）

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置においては、帯電手段１０２の被帯電体面とクリーニング手段１１１とが直接接触することから、繰り返し使用したような場合には、被帯電体面が摩耗して均一に帯電させることが困難となり、帯電ムラが生じる場合が見られた。また、微小な異物を被帯電体面から完全に除去することは難しく、僅かに残留した異物が被帯電体面に蓄積され、長期間使用したような場合には、やはり帯電ムラが生じる場合が見られた。
また、特許文献２に記載の画像形成装置においては、発生した転写メモリを、所定電圧を印加して直接的に消去する方法であることから、転写メモリ発生原因の一つである、異物付着による帯電手段の汚染については十分対応がなされていなかった。

そこで、本発明の発明者らは鋭意検討した結果、転写手段と除電手段との間に、電子写真感光体表面の粒子をならすための均一化手段を備えた画像形成装置を用いることにより、電子写真感光体表面に付着している粒子を均一に平坦化させ、電子写真感光体の帯電状態を安定化させることにより、帯電ムラの発生を抑制することができることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明の目的は、帯電手段として接触帯電方式を採用した場合であっても、所定形状を有する均一化手段を用いて、感光体表面に不均一に付着している粒子を均一にならすことで、帯電ムラを抑制し、優れた画像特性を長期に渡り維持することができる画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法を提供することにある。

本発明によれば、電子写真感光体の周囲に、帯電手段と、現像手段と、転写手段と、電子写真感光体の表面上の残留トナーを除去するクリーニング装置と、除電手段とが、電子写真感光体の回転方向に沿って、順次配置された画像形成装置において、帯電手段は接触式の帯電手段であるとともに、転写手段と除電手段との間には、クリーニング装置において除去しきれず、電子感光体の表面に残留した粒子をならすための均一化手段が配置されており、均一化手段は、電子写真感光体の表面と接触する回転部を含み、当該回転部の回転方向と、電子写真感光体の回転方向と、が互いに直交して、一定方向に回転しており、回転部は、電子写真感光体の近接した位置に配置してある駆動ローラと、当該駆動ローラと平行に配置してある支柱ローラと、当該駆動ローラと支柱ローラとの間に掛け回してある無端状ベルトと、当該無端状ベルトの表面に電子写真感光体と接触するように設けてあるブラシ状部材と、を含み、均一化手段において、無端状ベルトの表面には導電層が形成してあるとともに、導電層には、感光層との間に１１００〜２０００Ｖの範囲内の値で、前記転写手段と逆極性となるように、電圧を印加するための電圧印加手段が接続してあることを特徴とする画像形成装置が提供され、上述した問題を解決することができる。
すなわち、本発明の画像形成装置によれば、所定の均一化手段を用いて、電子写真感光体表面に付着した粒子を均一化することができるため、後の帯電手段において、帯電部材の表面には、均一化された粒子が付着することから、帯電ムラの発生が少なく、優れた帯電特性を維持することができる。
また、本発明の均一化手段によれば、電子写真感光体表面に付着した粒子の移動方向に対して、垂直に回転部を作用させることができ、回転部との接触により感光体表面が摩耗することを抑えつつ、効果的に付着粒子をならして均一化することができる。
また、電子写真感光体表面に対して、全面的にブラシ状部材を接触させることができ、電子写真感光体表面における軸方向の帯電ムラを抑制することができる。
また、本願発明の均一化手段を用いて、感光体表面に所定の電圧を印加させることができ、電子写真感光体表面に存在する転写メモリを消去することができる。
すなわち、均一化手段に、転写メモリを消去するための前帯電手段としての機能を持たせることができ、より高品位の画像特性を維持することができる。

また、本発明を構成するにあたり、ブラシ状部材が、導電性を有するブラシ状部材であるとともに、当該ブラシ状部材の原糸抵抗を１×１０¹⁰（Ω・ｃｍ）以下の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、電子写真感光体の表面と接触する際に発生する静電気を効果的に除去することができるとともに、均一化手段に電圧を印加した際に、このブラシ状部材部材が導線として機能し、転写メモリをより効果的に除去することができる。

また、本発明を構成するにあたり、均一化手段が、電子写真感光体との位置を調整するための移動手段を備えていることが好ましい。
このように構成することにより、電子写真感光体と、均一化手段に設けられたブラシ状部材と、の接触状態、例えば、接触面積や押圧力等を適宜変更することができ、付着粒子の均一化をより効果的に実施することができる。

また、本発明を構成するにあたり、電子写真感光体が単層型の電子写真感光体であることを特徴とすることが好ましい。
このように構成することにより、帯電手段として接触帯電方式を採用した場合であっても、電子写真感光体を帯電させた際に、安定的に帯電飽和領域を形成することができ、初期帯電電位を低く設定したような場合であっても、画像特性を安定化させることができる。

また、本発明の別の態様は、電子写真感光体の周囲に、帯電手段と、現像手段と、転写手段と、クリーニング手段と、除電手段とが、電子写真感光体の回転方向に沿って、順次配置された画像形成装置を用いた画像形成方法において、帯電手段は接触式の帯電手段であるとともに、転写手段と除電手段との間には、クリーニング装置において除去しきれず、電子感光体の表面に残留した粒子をならすための均一化手段が配置されており、均一化手段は、電子写真感光体の表面と接触する回転部を含み、当該回転部の回転方向と、電子写真感光体の回転方向と、が互いに直交して、一定方向に回転しており、回転部は、電子写真感光体の近接した位置に配置してある駆動ローラと、当該駆動ローラと平行に配置してある支柱ローラと、当該駆動ローラと支柱ローラとの間に掛け回してある無端状ベルトと、当該無端状ベルトの表面に電子写真感光体と接触するように設けてあるブラシ状部材と、を含み、均一化手段において、無端状ベルトの表面には導電層が形成してあるとともに、当該導電層には、感光層との間に１１００〜２０００Ｖの範囲内の値で、前記転写手段と逆極性となるように、電圧を印加するための電圧印加手段が接続してあることを特徴とする画像形成方法である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置として、電子写真感光体の周囲に、帯電手段と、現像手段と、転写手段と、電子写真感光体の表面上の残留トナーを除去するクリーニング装置と、除電手段とが、電子写真感光体の回転方向に沿って、順次配置された画像形成装置において、帯電手段は接触式の帯電手段であるとともに、転写手段と除電手段との間には、クリーニング装置において除去しきれず、電子感光体の表面に残留した粒子をならすための均一化手段が配置されており、均一化手段は、電子写真感光体の表面と接触する回転部を含み、当該回転部の回転方向と、電子写真感光体の回転方向と、が互いに直交して、一定方向に回転しており、回転部は、電子写真感光体の近接した位置に配置してある駆動ローラと、当該駆動ローラと平行に配置してある支柱ローラと、当該駆動ローラと支柱ローラとの間に掛け回してある無端状ベルトと、当該無端状ベルトの表面に電子写真感光体と接触するように設けてあるブラシ状部材と、を含み、均一化手段において、無端状ベルトの表面には導電層が形成してあるとともに、導電層には、感光層との間に１１００〜２０００Ｖの範囲内の値で、前記転写手段と逆極性となるように、電圧を印加するための電圧印加手段が接続してある画像形成装置を例に採って、図１〜７を適宜参照しながら具体的に説明する。

１．基本構成
図１に、本発明における画像形成装置の基本構成を示す。かかる画像形成装置１０は、ドラム型の単層型電子写真感光体（以下、感光体と称する場合がある。）１１を備えており、この感光体１１の周囲には、矢印Ａで示す回転方向に沿って、帯電手段１２と、感光体表面に潜像を形成するための露光手段１３と、この感光体表面に対してトナーを付着させて潜像現像する現像手段１４と、このトナーを記録紙２０上に転写するための転写手段１５と、感光体表面上の残留トナーを除去するクリーニング装置１７と、このクリーニング装置１７において除去しきれず、感光体表面に不均一に残留した粒子をならすための均一化手段２と、感光体表面の残留電位を除去するための除電手段１８と、が順次配置されている。
また、帯電手段１２には、帯電印加電圧を印加するための電源１９が接続されている。
この電源１９は、直流成分（ＤＣ）のみを印加することもでき、更には、この直流成分に交流成分（ＡＣ）を重畳させた重畳電圧とすることもできる。このとき、電源１９の極性を帯電手段１２側が正極になるように接続することで、かかる画像形成装置を正帯電型とすることができる。
また、転写手段１５には、電源２２が接続されている。この電源２２は、直流成分（ＤＣ）を印加することができる電源であって、その極性は転写手段側が負極になるように接続されている。このように接続することで、かかる画像形成装置を反転現像式の画像形成装置とすることができる。

２．均一化手段
（１）基本的構成
本発明における画像形成装置は、電子写真感光体表面に不均一に残留している粒子をならすための均一化手段２を備えている。この均一化手段２は、図１に示すように、電子写真感光体１１の表面と接触しており、クリーニング装置１７によって除去し切れなかった粒子、例えば、酸化チタン等の外添剤としての無機微粒子などを電子写真感光体１１の表面上において均一にならす機能を有している。
ここで、図２及び図３（ａ）〜（ｂ）において、かかる均一化手段２の詳細図を示す。図２は、均一化手段２を斜め方向から眺めた斜視概略図であり、図３（ａ）及び図３（ｂ）はそれぞれ、図２における矢印Ｙ方向及びＸ方向からみた場合の概略平面図である。
このような均一化手段２としては、図２及び図３（ａ）に示すように、電子写真感光体１１の表面と接触する回転部５０を含み、当該回転部５０の回転方向Ａと、電子写真感光体１１の回転方向Ｂと、が互いに直交して、一定方向に回転していることを特徴とする。
この理由は、電子写真感光体表面に付着した粒子の移動方向に対して、垂直に均一化手段を作用させることにより、感光体表面への負荷を抑えつつ、効果的に付着粒子をならすことができるためである。
すなわち、例えば、回転部５０の回転方向Ａを、回転方向Ｂと一致させるように回転部５０を配置したような場合には、付着粒子と回転部５０との接触機会が減少するとともに、付着粒子を十分均一化させるだけの加圧力が得られず、均一化手段としての機能を十分発揮できない場合がある。
したがって、回転方向Ａと回転方向Ｂとが直交するような位置関係をとることにより、電子写真感光体表面に付着した粒子の均一化を効果的に発揮することができる。

また、この均一化手段２における回転部５０としては、図３（ａ）〜（ｂ）に示すように、電子写真感光体１１の近接した位置に配置してある駆動ローラ５１と、当該駆動ローラ５１と平行に配置してある支柱ローラ５２と、当該駆動ローラ５１と支柱ローラ５２との間に掛け回してある無端状ベルト５４と、当該無端状ベルト５４の表面に電子写真感光体１１と接触するように設けてあるブラシ状部材５５と、を含む構成とすることを特徴とする。
以下、各構成部分ごとに詳細に説明していく。

（２）駆動ローラ及び支柱ローラ
図３（ａ）〜（ｂ）に示すように、駆動ローラ５１は、円筒形状のローラであって、モータ等の回転動力源６０と接続され、所定周速度で回転することができる。
また、この駆動ローラ５１と平行に配置された支柱ローラ５２は、駆動ローラと同様、円筒形状のローラであって、動力源とは接続されていないフリー可動式のローラである。
すなわち、このような駆動ローラ５１と、支柱ローラ５２と、を用いることで、これらのローラに、後述する無端状ベルト５４を掛けまわすことにより、かかる無端状ベルト５４を、所定方向に所定周速度で回転させることができる。
また、この駆動ローラ５１と、支柱ローラ５２と、が離れて配置する必要がある場合、すなわち、感光体の軸方向の長さが長くなったような場合には、駆動ローラ５１と支柱ローラ５２との中間に、第２の支柱ローラ５３を設けることも好ましい。
この理由は、この第２の支柱ローラ５３により、無端状ベルト５４の自重による変形を防ぎ、電子写真感光体１１との接触状態を所定状態に維持することができるためである。

（３）無端状ベルト
また、図３（ｂ）に示すように、均一化手段２において、駆動ローラ５１と支柱ローラ５２に対して掛けまわすように、無端状ベルト５４を配置することができる。
この無端状ベルト５４は、ゴム等の伸縮性を有する樹脂材料から構成してあることが好ましい。この理由は、電子写真感光体１１表面との接触圧力を一定に維持しつつ、長期に渡り塑性変形することなく使用することができるためである。
また、均一化手段２に、転写メモリを消去するための前帯電手段としての機能を設けた場合には、無端状ベルトの表面に導電層を形成するとともに、当該導電層に対して、感光層との間に所定電圧を印加するための電圧印加手段６１を接続することが好ましい。
この理由は、このような導電層及び電圧印加手段を設けることで、この均一化手段２から電子写真感光体１１表面に対して所定の電流を注入することができ、電子写真感光体１１表面に残留している表面電位と逆極性を与え、この表面電位を消去することができるためである。
また、この導電層の材質としては、エピクロルヒドリンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）等の半導電性を有する極性ゴム（イオン導電系ゴム）や、ウレタンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム等にイオン導電剤を添加して半導電性を付与したイオン導電系ゴム等を用いる事ができる。このとき、体積固有抵抗としては、１×１０³〜１×１０¹⁰（Ω・ｃｍ）の範囲内の値とすることが好ましい。
また、別の形態としては、無端状ベルト５４全体を、このような導電性材料を用いて構成することもできる。

また、均一化手段２には、この無端状ベルト５４と、電子写真感光体１１表面と、の距離を変更することができる移動手段が設けてあることが好ましい。この理由は、このような移動手段を用いることで、後述するブラシ状部材と感光体表面との押圧力を調整することができ、粒子の付着状態に応じて、ブラシ状部材と電子写真感光体との接触状態を適宜調整することができるためである。
このとき、ブラシ状部材の感光体表面に対する押圧力としては、０．１〜１００（ｋｇｆ／ｃｍ²）の範囲内の値とすることが好ましい。このような範囲内の値であれば、感光体の駆動に過剰な負荷をかけることなく、付着粒子を効果的に均一化させることができる。

（４）ブラシ状部材
また、図３（ｂ）にしめすように、無端状ベルト５４の表面には、ブラシ状部材５５を設けることが好ましい。
この理由は、ブラシ状部材５５のような比較的、接触抵抗の低い部材を用いることで、電子写真感光体表面を摩耗させることなく、電子写真感光体表面に不均一に付着した粒子を均一にならすことができるためである。また、このようなブラシ状部材であれば、毛先密度等を変更することにより、粒子の均一状態を適宜調整することができ、帯電ムラを効果的に防止することができる。
このとき、ブラシ状部材５５の主たる機能は、電子写真感光体表面から粒子を除去することよりも、電子写真感光体表面上に不均一に付着した粒子を均一にならして平坦化させることにある。
これは、クリーニング装置によっても除去できないような粒子、例えば外添剤としての無機微粒子を物理的な除去方法で完全に除去することは困難であるためである。つまり、このように除去困難な微粒子を強制的に除去しようとした場合には、電子写真感光体表面を傷つけたり、過度に摩耗させたりする場合がある。しかしながら、本発明のように、粒子を除去するよりも、均一にならすことを主目的とした手段を設けることにより、後の接触式の帯電手段において、この帯電手段の表面には均一に粒子が付着するために、帯電ムラの発生を抑制することができる。

また、このブラシ状部材５５に用いられる材料としては、電子写真感光体表面を過度に摩耗させることなく、粒子を均一にならすものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、ポリアミド樹脂、ポリエステル等の、比較的柔らかい繊維材料を用いることが好ましい。また、上述したように、この均一化手段に転写メモリを消去するための前帯電手段としての機能を設けた場合には、繊維材料にカーボン等の導電性粒子を含有させた導電性繊維とすることが好ましい。
この理由は、このような導電性繊維からなるブラシ状部材とすることで、摩擦による静電気を効率的に除去することができるとともに、均一化手段に電圧を印加した際に、このブラシ状部材部材が導線として機能し、転写メモリをより効果的に除去することができるためである。また、かかるブラシ状部材を導電性とした場合には、無端状ベルトもまた導電性とすることで、均一化手段全体を導電性とすることができ、効果的に転写メモリを消去することができる。

また、このように導電性のブラシ状部材とした場合には、当該ブラシ状部材の原糸抵抗を１×１０¹⁰（Ω・ｃｍ）以下の値とすることが好ましい。
この理由は、ブラシ状部材の原糸抵抗の値を過度に高くした場合には、転写メモリを消去するために高い電圧を印加する必要が生じ、ブラシ状部材と感光体表面との接触部分近傍において異常放電が起こり、画像特性を低下させる場合があるためである。また、逆に、ブラシ状部材の原糸抵抗を過度に低くした場合には、放電現象が生じにくくなり、転写メモリを十分消去しきれない場合が生じるためである。
したがって、かかる原糸抵抗の範囲としては、１×１０³〜１×１０¹⁰（Ω・ｃｍ）の範囲内の値とすることが好ましく、１×１０⁵〜１×１０⁹（Ω・ｃｍ）の範囲内の値とすることがより好ましい。

（５）帯電特性
次いで、この均一化手段２における機能として、上述したように、均一化手段２を導電性材料から構成することで、この均一化手段に転写メモリを消去する前帯電手段としての機能を有することを特徴とする。
このような均一化手段２は、図１に示すように、電子写真感光体１１と直接接触するブラシ状部材５５と、このブラシ状部材５５に所定の電圧を印加する電圧印加手段６１とから構成されている。このとき、電圧印加手段６１は、ブラシ状部材５５側が正極になるように接続してあり、転写手段１５と逆極性が印加される構成となっている。
また、電圧印加手段６１は、その均一化手段２の態様に合わせて、直流成分（ＤＣ）のみを印加することもでき、更には、帯電飽和領域を広げて安定的な帯電特性を得るために、この直流成分に交流成分（ＡＣ）を重畳させた重畳電圧とすることもできる。

また、均一化手段２において、電圧印加手段６１を用いてブラシ状部材５５に所定の電圧を印加することにより、転写手段によって発生した転写メモリを消去することができる。
このとき、均一化手段２に適用される印加条件としては、ブラシ状部材５５から感光体１１に流れる電流の電流密度（Ｉ_b）を７００（μＡ／ｍ²）以上の値とすることができる。
ここで、図４に、感光体として正帯電の単層型電子写真感光体を用いた場合の、ブラシ状部材から注入される電流の電流密度（Ｉ_b）と、転写メモリ電位（Ｖ_t）と、の関係を表す特性図を示す。
この図４において、横軸は、ブラシ状部材から注入される電流の電流密度（Ｉ_b）を表し、縦軸は、転写メモリ電位（Ｖ_t）を表している。
すなわち、縦軸においては、上側にいく程、均一化手段により転写メモリが消去されていることを意味し、下側にいく程、均一化手段による転写メモリの消去が不十分であることを意味している。
また、図４中の曲線（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ原糸抵抗の異なる導電性のブラシ状部材を用いたときの特性曲線である。より具体的には、順に１×１０^12.5（Ω・ｃｍ）、１×１０^10.5（Ω・ｃｍ）、１×１０^8.5（Ω・ｃｍ）、１×１０^6.5（Ω・ｃｍ）の時の曲線を表している。
また、本発明において、転写メモリ電位（Ｖ_t）とは、連続印刷を実施した場合の、現像位置における感光体表面の表面電位の変化量として定義される。
より具体的には、感光体を連続的に回転させて白紙画像を印刷した場合に、第１周目のときの現像位置における感光体表面の表面電位を（Ｖ₁）とし、第３周目のときの現像位置における感光体表面の表面電位を（Ｖ₃）とした場合に、（Ｖ₁）−（Ｖ₃）で表される値として定義される。

この図４から理解できるように、ブラシ状部材の原糸抵抗の値に関わらず、電流密度（Ｉ_b）を高くするほど、残留している転写メモリ電位は小さくなり、特に、７００（μＡ／ｍ²）以上の範囲で、安定的に消去されると言える。
また逆に、この電流密度（Ｉ_b）を過度に高くした場合には、ブラシ状部材と感光体表面との接触部分近傍において異常放電が起こり、帯電特性に不具合を生じさせる場合がある。
したがって、かかる電流密度（Ｉ_b）の範囲としては、７００〜２０００（μＡ／ｍ²）の範囲内の値とすることが好ましく、１０００〜１５００（μＡ／ｍ²）の範囲内の値とすることがより好ましい。
また、本発明において電流密度とは、電流値を１秒間当たりの印加面積で割ったものを意味している。すなわち、電流値Ｉ（Ａ）の電流が、軸長Ｌ（ｍｍ）、外周速度Ｄ（ｍｍ／ｓｅｃ）で回転している感光体へ流れている場合、電流密度は、Ｉ／（Ｌ×Ｄ）（μＡ／ｍ²）で表すことができる。

また、図５に、ブラシ状部材への印加電圧（Ｖ_b）と、転写メモリ電位（Ｖ_t）と、の関係を表す特性図を示す。
この特性図において、横軸は、ブラシ状部材への印加電圧（Ｖ_b）を表し、縦軸は、転写メモリ電位（Ｖ_t）を表している。
すなわち、図５は、図４における電流密度（Ｉ_b）を、特性曲線（Ａ）〜（Ｄ）のそれぞれの原糸抵抗の値を用いて電圧に換算したものに相当する。
この図５から理解できるように、ブラシ状部材の原糸抵抗の値が高いほど、転写メモリを消去するために高い電圧を印加する必要があると言える。特に、同じ印加電圧で比較した場合には、ブラシ状部材の原糸抵抗が１×１０¹¹（Ω・ｃｍ）を超えると、転写メモリ電位の消去が著しく不十分になることが分かる。
すなわち、上述したように、当該ブラシ状部材の原糸抵抗を１×１０¹⁰（Ω・ｃｍ）以下の値とすることが好ましい。

また、ブラシ状部材への印加電圧（Ｖ_b）を直流電圧で１１００〜２０００（Ｖ）の範囲内の値とすることを特徴とする。この理由は、図５に示すように、ブラシ状部材の固有抵抗値に関わらず、転写メモリ電位（Ｖ_t）を下げることができるためである。
その一方で、かかる印加電圧（Ｖ_b）を過度に上げた場合には、ブラシ状部材と感光体との間で異常放電が発生し、帯電特性に悪影響を与える場合がある。

また、ブラシ状部材から注入される電流の電流密度をＩ_b（μＡ／ｍ²）とし、転写手段から注入される電流の電流密度をＩ_t（μＡ／ｍ²）とした場合に、｜Ｉ_b／Ｉ_t｜で表される値を２以上とすることが好ましい。
ここで、図６に、ブラシ状部材として所定の原糸抵抗を有するブラシ状部材を用いたときの、ブラシ状部材から注入される電流の電流密度（Ｉ_b）と、転写メモリ電位（Ｖ_t）と、の関係を、転写手段１５から注入される電流の電流密度（Ｉ_t）毎に表した特性図を示す。また、図６中の曲線（Ｅ）〜（Ｇ）は、転写手段から注入される電流の電流密度（Ｉ_t）が、順に、−３９５（μＡ／ｍ²）、−３１６（μＡ／ｍ²）、−２３７（μＡ／ｍ²）のときの特性曲線を表している。
また、図７には、図６における横軸を、｜Ｉ_b／Ｉ_t｜に換算した特性図を示す。
これらの特性図から理解できるように、転写手段から注入される電流の電流密度（Ｉ_t）の絶対値が大きいほど、転写メモリ電位（Ｖ_t）は高く、更にいえば、｜Ｉ_b／Ｉ_t｜で表される値を２以上とした場合に、転写メモリ電位（Ｖ_t）は十分下がることが分かる。
すなわち、特性曲線（Ｅ）においては、ブラシ状部材から注入される電流の電流密度（Ｉ_b）の絶対値が７９０以上のときに、転写メモリ電位が下がっている。また、特性曲線（Ｆ）においてはＩ_bの絶対値が６３２以上、特性曲線（Ｇ）においてはＩ_bの絶対値が４７４以上で、それぞれ転写メモリが十分消去されていることが分かる。
また逆に、この電流密度（Ｉ_b）を過度に高くした場合には、ブラシ状部材と感光体表面との接触部分近傍において異常放電が起こり、帯電特性に不具合を生じさせる場合がある。
したがって、｜Ｉ_b／Ｉ_t｜で表される値を２．５〜８．０の範囲内の値とすることが好ましく、３．０〜６．０の範囲内の値とすることがより好ましい。

（３）帯電手段
また、本発明において、感光体表面を所定電位に帯電させるための帯電手段は、接触式の帯電手段であることを特徴とする。
この接触式の帯電手段は、コロナ帯電のような非接触帯電式を採用した場合に比べて、小型であるとともに、コロナ帯電の際に発生するオゾン等の有害物質を発生させることもなく、対環境性に優れた帯電手段である。
しかしながら、電子写真感光体表面と直接接触する構成であることから、印刷後に電子写真感光体表面に不均一に残留している現像剤成分、例えば、酸化チタン等の外添剤などが、帯電部材の表面に不均一に付着して、帯電ムラを生じさせる場合がある。
そこで、本発明においては、所定形状を有する均一化手段を設けることにより、帯電手段として接触式の帯電手段を用いた場合であっても、帯電手段の前段階で、不均一に残留している粒子を均一にならすことができ、帯電ムラの発生を抑制することができる。

また、このような接触式の帯電手段を用いる場合には、電子写真感光体１１の種類としては、単層型の電子写真感光体を用いることが好ましい。
この理由は、単層型は積層型に比べて簡易な構成とすることができ、生産性をあげることができるためである。
また、本発明においては、帯電手段として接触式の帯電手段を用いていることから、単層型の電子写真感光体における問題の一つである、帯電印加電圧として重畳電圧を用いた場合に生じる帯電飽和領域の狭小化という問題を解決し、安定的に電子写真感光体表面を帯電させることができる。

また、この帯電手段による単層型電子写真感光体の初期帯電電位を４００（Ｖ）以上の値とすることが好ましい。
この理由は、初期帯電電位を所定値以上することで、画像ムラを抑制したまま、所望の画像濃度を得ることができるためである。

また、帯電手段において、感光体表面との接触部分の部材としては、導電性ゴム又は導電性スポンジを用いることが好ましい。
より具体的には、エピクロルヒドリンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）等の半導電性を有する極性ゴム（イオン導電系ゴム）や、ウレタンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム等にイオン導電剤を添加して半導電性を付与したイオン導電系ゴム等を用いる事ができる。このとき、体積固有抵抗としては、１×１０³〜１×１０¹⁰（Ω・ｃｍ）の範囲内の値とすることが好ましい。

［第２実施形態］
また、本発明の別の態様は、電子写真感光体の周囲に、帯電手段と、現像手段と、転写手段と、クリーニング手段と、除電手段とが、電子写真感光体の回転方向に沿って、順次配置された画像形成装置を用いた画像形成方法において、帯電手段は接触式の帯電手段であるとともに、転写手段と除電手段との間には、クリーニング装置において除去しきれず、電子感光体の表面に残留した粒子をならすための均一化手段が配置されており、均一化手段は、電子写真感光体の表面と接触する回転部を含み、当該回転部の回転方向と、電子写真感光体の回転方向と、が互いに直交して、一定方向に回転しており、回転部は、電子写真感光体の近接した位置に配置してある駆動ローラと、当該駆動ローラと平行に配置してある支柱ローラと、当該駆動ローラと支柱ローラとの間に掛け回してある無端状ベルトと、当該無端状ベルトの表面に電子写真感光体と接触するように設けてあるブラシ状部材と、を含み、均一化手段において、無端状ベルトの表面には導電層が形成してあるとともに、当該導電層には、感光層との間に１１００〜２０００Ｖの範囲内の値で、前記転写手段と逆極性となるように、電圧を印加するための電圧印加手段が接続してあることを特徴とする画像形成方法である。
以下、第１の実施形態において既に説明した内容は省略し、第２の実施形態として、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

すなわち、第２の実施形態の画像形成方法を実施するにあたり、図１に示すような画像形成装置１０を好適に使用することができる。
ここで、図１は、画像形成装置の全体構成を示す概略図であり、以下、その動作について、順を追って説明する。
まず、画像形成装置１０の感光体１１を、矢印Ａで示す方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転させた後、その表面を帯電手段１２によって所定電位に帯電させる。
次いで、露光手段１３により、画像情報に応じて光変調されながら反射ミラー等を介して、感光体１１の表面を露光する。この露光により、感光体１１の表面に静電潜像が形成される。
次いで、この静電潜像に基づいて、現像手段１４により潜像現像が行われる。この現像手段１４の内部にはトナーが収納されており、このトナーが感光体１１表面の静電潜像に対応して付着することで、トナー像が形成される。
また、記録紙２０は、所定の転写搬送経路に沿って、感光体下部まで搬送される。このとき、感光体１１と転写手段１５との間に、所定の転写バイアスを印加することにより、記録材２０上にトナー像を転写することができる。

次いで、トナー像が転写された後の記録紙２０は、分離手段（図示せず）によって感光体１１表面から分離され、搬送ベルトによって定着器に搬送される。次いで、この定着器によって、加熱、加圧処理されて表面にトナー像が定着された後、排出ローラによって画像形成装置１０の外部に排出される。
一方、トナー像転写後の感光体１１はそのまま回転を続け、転写時に記録紙２０に転写されなかった残留トナー（付着物）が感光体１１の表面から、本発明のクリーニング装置１７によって除去される。
また、このクリーニング装置１７で除去できなかった粒子、例えば酸化チタン等の外添剤としての無機微粒子は、均一化手段２によって均一にならされ、平坦化される。
また、感光体１１の表面に残留した電荷は、除電器１８からの除電光の照射によって完全に消去され、次の画像形成に供されることになる。
従って、本発明の画像形成装置を用いることで、帯電手段として接触帯電方式を採用した場合であっても、所定形状を有する均一化手段を用いて、感光体表面に不均一に付着している粒子を均一にならすことで、優れた画像特性を長期に渡り維持することができる。

［実施例１］
１．電子写真感光体の作成
電荷発生物質としてＸ型無金属フタロシアニン２．７重量部と、正孔輸送剤としてスチルベンアミン化合物５０重量部と、電子輸送剤としてアゾキノン系化合物３５重量部と、結着樹脂として平均分子量３００００のビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂１００重量部と、テトラヒドロフラン７００重量部と、を攪拌容器内に収容した後、ボールミルで５０時間混合分散し、塗布液を作成した。次いで、得られた塗布液をアルマイト素管からなる導電性支持体上にディップコート法にて塗布した後、１３０℃、４５分間の条件で熱風乾燥し、膜厚３０μｍ、直径３０ｍｍの単層型電子写真感光体を得た。

２．ブラシ状部材及び無端状ベルトの作成
ブラシ状部材として、導電性ナイロンブラシ（単糸繊度６．９Ｔ、長さ５ｍｍ、原糸抵抗１×１０^8.5（Ω・ｃｍ））を用いた。
また、無端状ベルトとして、導電剤を添加したイオン導電系ゴムであるエピクロルヒドリンゴムを、幅５ｍｍ、長さ（周長）５００ｍｍ、厚さ１ｍｍに加工して用いた。

３．帯電ローラにおける付着ムラ評価
得られた感光体を、京セラミタ（株）製プリンタＫＭ１５００改造機に搭載するとともに、ブラシ状部材を感光体表面に対してニップ幅５ｍｍ、毛先食い込み量０．５ｍｍとなるように圧接させた。
次いで、電子写真感光体を外周速度１１０（ｍｍ／ｓｅｃ）の周速で回転させるとともに、ブラシ状部材を外周速度５０（ｍｍ／ｓｅｃ）で回転させた後、この感光体表面と帯電手段との間に１２００（Ｖ）の直流電圧を印加して、感光体表面を約４００（Ｖ）に帯電させた。
最後に、ブラシ状部材に２０００（Ｖ）の電圧を印加した後、記録紙２００００枚を通紙して印字した。また、印字後、帯電ローラへの付着ムラを目視にて確認するとともに、グレー画像における濃度ムラの発生を確認し、帯電ローラにおける付着粒子の均一化効果を、下記基準に準じて評価した。得られた結果を表１に示す。

○：帯電ローラにおける付着ムラは無く、グレー画像における濃度ムラも無い。
△：帯電ローラにおける付着ムラはあるが、グレー画像における濃度ムラは無い。
×：帯電ローラにおける付着ムラと、グレー画像における濃度ムラと、の両方が見られる。

［実施例２〜１０、参考例１１］
実施例２〜１０、参考例１１では、ブラシ状部材への印加電圧を変更した以外は、実施例１と同様の条件で電子写真感光体及びブラシ状部材を作成して評価した。得られた結果を表１に示す。

［比較例１］
比較例１では、ブラシ状部材を取り除いた以外は、実施例１と同様の条件で電子写真感光体を作成して評価した。得られた結果を表１に示す。

［実施例１２］
実施例１と同様に作製した電子写真感光体、ブラシ状部材及び無端状ベルトを、京セラミタ（株）製プリンタＫＭ１５００改造機に搭載するとともに、ブラシ状部材を感光体表面に対してニップ幅５ｍｍ、毛先食い込み量０．５ｍｍとなるように圧接させた。
次いで、電子写真感光体を外周速度１１０（ｍｍ／ｓｅｃ）の周速で回転させるとともに、ブラシ状部材を外周速度５０（ｍｍ／ｓｅｃ）で回転させた後、この感光体表面と帯電手段との間に１２００（Ｖ）の直流電圧を印加して、感光体表面を約４００（Ｖ）に帯電させた。
次いで、転写手段と感光体表面との間に直流電圧を印加させて、転写手段から注入される電流の電流密度（Ｉ_t）を、−３１６（μＡ／ｍ²）（電流値換算で−８（μＡ））とした後、転写メモリ電位を測定して、下記基準に準じて評価した。得られた結果を表２に示す。

○：転写メモリ電位（Ｖ）の絶対値が８以下の値である。
△：転写メモリ電位（Ｖ）の絶対値が８を越えて、１２以下の値である。
×：転写メモリ電位（Ｖ）の絶対値が１２を超えた値である。

［実施例１３〜２１］
実施例１３〜２１では、ブラシ状部材への印加電圧を変更した以外は、実施例１２と同様の条件で電子写真感光体及びブラシ状部材を作成して評価した。得られた結果を表２に示す。

表１及び表２に示す結果から理解されるように、実施例１〜２１においては、本発明に適合する条件を用いたので、帯電特性及び画像評価において、良好な結果が得られた。
また、比較例１においては、ブラシ状部材を用いていないことから、電子写真感光体表面に不均一に残留している粒子が、不均一なままで帯電手段の表面に付着したことから、その画像評価において不良が見られた。

本発明に係る画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法によれば、所定の均一化手段を用いて電子写真感光体表面に付着した粒子を均一にならすことで、接触式の帯電手段において、帯電手段の表面には均一に分布した粒子が付着するため、帯電ムラの発生が少なく、優れた帯電特性を維持することができるようになった。
したがって、本発明の画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法は、画像形成装置の高画質化、小型化等に寄与することが期待される。

本発明にかかる画像形成装置の概略図である。本発明にかかる均一化手段の概略斜視図である。（ａ）〜（ｂ）は、均一化手段の概略平面図である。ブラシ状部材から前記感光体表面に流れる電流の電流密度（Ｉ_b）と転写メモリ電位（Ｖ_t）との関係を示す特性図である。ブラシ状部材に印加した印加電圧（Ｖ_b）と転写メモリ電位（Ｖ_t）との関係を示す特性図である。転写手段から感光体表面へ流れる電流の電流密度（Ｉ_t）と転写メモリ電位（Ｖ_t）との関係を示す特性図である。電流密度の比｜Ｉ_b／Ｉ_t｜と転写メモリ電位（Ｖ_t）との関係を示す特性図である。従来の画像形成装置の構成を説明するために供する図である。（その１）従来の画像形成装置の構成を説明するために供する図である。（その２）

符号の説明

２：均一化手段、１０：画像形成装置、１１：電子写真感光体、１２：帯電手段、１３：露光手段、１４：現像手段、１５：転写手段、１７：クリーニング装置、２０：記録紙、５０：回転部、５１駆動ローラ、５２：支柱ローラ、５３：第２の支柱ローラ、５４：無端状ベルト、５５：ブラシ状部材

Claims

電子写真感光体の周囲に、帯電手段と、現像手段と、転写手段と、前記電子写真感光体の表面上の残留トナーを除去するクリーニング装置と、除電手段とが、前記電子写真感光体の回転方向に沿って、順次配置された画像形成装置において、
前記帯電手段は接触式の帯電手段であるとともに、前記転写手段と除電手段との間には、前記クリーニング装置において除去しきれず、前記電子感光体の表面に残留した粒子をならすための均一化手段が配置されており、
前記均一化手段は、前記電子写真感光体の表面と接触する回転部を含み、当該回転部の回転方向と、前記電子写真感光体の回転方向と、が互いに直交して、一定方向に回転しており、
前記回転部は、前記電子写真感光体の近接した位置に配置してある駆動ローラと、当該駆動ローラと平行に配置してある支柱ローラと、当該駆動ローラと支柱ローラとの間に掛け回してある無端状ベルトと、当該無端状ベルトの表面に前記電子写真感光体と接触するように設けてあるブラシ状部材と、を含み、
前記均一化手段において、前記無端状ベルトの表面には導電層が形成してあるとともに、当該導電層には、前記感光層との間に１１００〜２０００Ｖの範囲内の値で、前記転写手段と逆極性となるように、電圧を印加するための電圧印加手段が接続してあることを特徴とする画像形成装置。
前記ブラシ状部材が、導電性を有するブラシ状部材であるとともに、当該ブラシ状部材の原糸抵抗を１×１０¹⁰（Ω・ｃｍ）以下の値とすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記均一化手段が、前記電子写真感光体との位置を調整するための移動手段を備え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。
前記電子写真感光体が単層型の電子写真感光体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
電子写真感光体の周囲に、帯電手段と、現像手段と、転写手段と、クリーニング手段と、除電手段とが、前記電子写真感光体の回転方向に沿って、順次配置された画像形成装置を用いた画像形成方法において、
前記帯電手段は接触式の帯電手段であるとともに、前記転写手段と除電手段との間には、前記クリーニング装置において除去しきれず、前記電子感光体の表面に残留した粒子をならすための均一化手段が配置されており、
前記均一化手段は、前記電子写真感光体の表面と接触する回転部を含み、当該回転部の回転方向と、前記電子写真感光体の回転方向と、が互いに直交して、一定方向に回転しており、
前記回転部は、前記電子写真感光体の近接した位置に配置してある駆動ローラと、当該駆動ローラと平行に配置してある支柱ローラと、当該駆動ローラと支柱ローラとの間に掛け回してある無端状ベルトと、当該無端状ベルトの表面に前記電子写真感光体と接触するように設けてあるブラシ状部材と、を含み、
前記均一化手段において、前記無端状ベルトの表面には導電層が形成してあるとともに、当該導電層には、前記感光層との間に１１００〜２０００Ｖの範囲内の値で、前記転写手段と逆極性となるように、電圧を印加するための電圧印加手段が接続してあることを特徴とする画像形成方法。