JPH03202886A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電子写真法を用いる画像形成装置に係わり、
特に現像手段によりクリーニングを行う工程を含む画像
形成装置に関する。

（従来の技術） 近年、この種の画像形成装置として、感光体などの像担
持体上に形成した静電潜像に、現像手段を用いて現像剤
であるところのトナー（着色粉）を付着せしめてトナー
像を形成する現像工程を行い、その後、この像担持体上
のトナー像を普通紙等の記録媒体に転写する一方、転写
後に像担持体上に残った残留現像剤としての未転写トナ
ーを次の画像形成サイクルで、前記現像手段により像担
持体から除去（クリーニング）するようにした画像形成
装置が開発されている。

この種の画像形成装置は、専用のクリーナを必要とせず
、像担持体の小径化が可能となり、さらには装置全体の
小形化、低コスト化、および保守性の向上が図れるとい
った大きな特長を有し、実用化が強く切望されている。

（発明が解決しようとする課８） しかしながら、この種の装置においては、前の画像形成
サイクル中の転写工程時に転写されずに像担持体にトナ
ーが残った場合には、次のサイクルにおいて像担持体に
対する帯電・露光工程がこの未転写トナーを通して行わ
れるために帯電あるいは露光むらが生じ、不要な画像が
発生するといった重大な問題がある。

本発明は上記事情に基づきなされたもので、その目的と
するところは、帯電手段により帯電された像担持体を露
光して電化パターンを形成する露光手段と、この露光手
段により形成された像担持体の電荷パターンに現像剤を
付着せしめて可視像を形成する現像手段と、この現像手
段により現像された可視像を像担持体から被転写材に転
写する転写手段とを備えた画像形成装置において、前の
画像形成サイクルの残留現像剤による不要な画像の発生
を防止して良好な画像を得ることができ、ひいては装置
全体の小型化、低コスト化および保守性の向上を図るこ
とができる画像形成装置を提供しようとするものである
。

［発明の構成］ （課題を解決する手段） 本発明は、上記目的を達成するために、帯電手段により
帯電された像担持体を露光して電化パターンを形成する
露光手段と、この露光手段により形成された像担持体の
電荷パターンに現像剤を付着せしめて可視像を形成する
現像手段と、この現像手段により現像された可視像を像
担持体から被転写材に転写する転写手段とを備えた画像
形成装置において、前記被転写材の後端とこれに続いて
搬送される後続の被転写材の先端との間隔が前記メモリ
ぼかし手段が前記像担持体上から一旦取去った残存現像
剤を再び放出するに十分な時間に相当する距離以上とな
るように設定したものである。

（作用） すなわち、本発明はメモリぼかし手段を設けることによ
り、転写手段による転写工程後かつ帯電手段による次の
像形成サイクルの帯電工程前までに、転写工程後に像担
持体に残留する未転写の余分な現像剤を一旦像担持体か
ら取去り再び戻すことによって現像剤の像担持体に対す
る付着状態を掃きならすことができ、これにより、転写
後の残留現像剤による帯電および露光工程への影響を防
止することができる。

また、被転写材の後端とこれに続いて搬送される後続の
被転写材の先端との間隔が前記メモリぼかし手段が前記
像担持体上から一旦取去った残存現像剤を再び放出する
に十分な時間に相当する距離以上となるように設定した
から、メモリのぼかし手段に一旦取去った残存現像剤が
蓄積するのを防止でき、長期に亘って安定したメモリぼ
かし能力を維持できる。

これにより、前の画像形成サイクルの残留現像剤による
不要な画像の発生を防止して良好な画像を得ることがで
き、さらには装置全体の小型化、低コスト化および保守
性の向上が図れるといった特長を有するクリーナレスの
画像形成装置の実用化が可能となる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第２図は、半導体レーザを用いた電子写真方式の画像形
成装置の外観を示し、第３図はその内部構成を示す。こ
の画像形成装置（レーザプリンタ）は、電子計算機、ワ
ードプロセッサなどの外部出力装置であるホストシステ
ム（図示しない）とインターフェイス回路等の伝送コン
トローラを介して結合された状態となっている。そして
、ホストシステムにより印字開始信号を受けると、画像
記録動作を開始し、被転写材としての用紙に記録して出
力させるようになっている。

この画像形成装置は、次のような構成となっている。

すなわち、図中１は装置本体であり、この装置本体１内
の中央部には主＄制御基板２が配置されている。そして
、この主制御基板２の後方（第３図の状態において右側
方向）には画像を形成するための電子写真プロセスユニ
ット３が配置されており、また、前方下部には複数枚の
機能追加用制御基板４を複数枚収容する制御基板収容部
５が、また、前方上部には排紙部６が形成された状態と
なっている。

また、装置本体１内下部は、給紙カセット７を収容する
カセット収容部８となっている。

前記排紙部６は、第２図に示すように装置本体１の前部
上面に形成された凹所からなり、その前端縁部には、排
紙部６に折り重ねたり、図のように展開できる回動可能
な排紙トレイ９が設けられている。さらに、この排紙ト
レイ９の前端中央部には、切欠部９ａが形成されている
と共に、この切欠部９ａに収容したり、図のように展開
できる回動可能なコ字状の補助排紙トレイ１０が設けら
れている。そして、排紙される洋紙Ｐのサイズに応じて
排紙部６の大きさを調節できるようになっている。

さらに、この排紙部６の左側に位置する装置本体の左枠
部１ａの上面には、コントロールパネル１１が配置され
ていると共に、装置本体１の後面側には、手差トレイ１
２が装着された状態となっている。

つぎに、帯電、露光１．現像、転写、剥離、清掃および
定着等の電子写真プロセスを行う前記電子写真プロセス
ユニット３について第３図、第４図Ａ及び第４図Ｂを参
照して説明する。

ユニット収容部のほぼ中央部に位置して像担持体として
のドラム状感光体１５が配置されており、この感光体１
５の周囲には、その回転方向に沿ってスコロトロンから
なる帯電手段１６、露光手段（静電潜像形成手段）とし
てのレーザ露光ユニット１７の露光部１７ａ、現像工程
と清掃（クリーニング）工程とを行う磁気ブラシ式の現
像手段１８、スコロトロンからなる転写手段１９、ブラ
シ部材からなるメモリーぼかし手段２０．および前露光
手段２１が順次配設されている。

また、装置本体１内には、給紙カセット７から給紙手段
２２を介して給紙された用紙Ｐおよび手差トレイ１２か
ら手差給紙された用紙Ｐを前記感光体１５と転写手段１
つとの間の画像転写部２３を経て装置本体１の上面側に
設けられた排紙部６に導く用紙搬送部２４が形成されて
いる。

また、この用紙搬送路２４の画像転写部２３の上流側に
はアライニングローラ対２５および搬送ローラ対２６が
配置され、下流側には定着ユニット２７および排紙ロー
ラ対２８が配置されている。

さらに、搬送ローラ対２６の配設された状態となってい
る。なお、１３はアライニングスイッチである。

しかして、ホストシステムにより印字開始信号を受ける
とドラム状感光体１５が回転すると共に、感光体１５は
帯電手段１６で帯電される。次にホストシステムよりの
ドツトイメージデータを受けて変調されたレーザビーム
ａをポリゴンミラースキャナ３０を含むレーザ露光ユニ
ット１７を用いて上記感光体１５上を操作露光し、感光
体１５上に画像信号に対応した静電潜像を形成する。こ
の感光体１５上の静電潜像は、現像手段１８の磁気ブラ
シＤ′中の現像剤としてのトナーｔによって現像され顕
像化される。

一方、このトナー像の形成動作に同期して給紙カセット
７から取り出された手差トレイ１２から手差供給された
用紙Ｐが、アライニングローラ対２５を介して送り込ま
れ、予め感光体１５上に形成された上記トナー像が転写
手段１９の働きにより用紙Ｐに転写される。ついで、用
紙Ｐは用紙搬送路２４を通過して定着ユニット２７に送
り込まれる。この定着ユニット２７はヒータランプ４０
を収容したヒートローラ４１と、このヒートローラ４１
に押圧された加圧ローラ４２を備え、これらローラ４１
，４２間を通過することにより前記トナー像が用紙Ｐに
溶融定着される。そして、この後、排紙ローラ対２８を
介して排紙部６に排出される。

なお、用紙Ｐ上にトナー像を転写した後、感光体１５上
に残った残留トナーは、導電性ブラシからなるメモリぼ
かし手段２０により除去されてメモリ除去がなされ、次
の現像工程に前述したように回収されることになる。

また、本発明にあっては従来の電子写真方式のプロセス
の簡素化を行うため露光された部分を現像する反転現像
法を採用し、かつ転写残りトナーｔの除去を現像と同時
に行う方法を採用した。この際には、感光体１５の表面
電位の変化および感光体１５上のトナーｔ・・・の状況
等は第５図に示すように遷移される。

すなわち、帯電手段１６により感光体２が一５００Ｖに
帯電される「第５図の（Ａ）参照］。

この時感光体１５上の前のプロセスで転写しきれなかっ
たトナーｔ・・・も同時に帯電される。この時トナーｔ
・・・をウレタンブレード等で除去しても表面電位が８
０〜９０％以上保持されているという実験結果から判明
している。

次に、感光体１５は先に述べたようにホストシステムよ
りのドツトイメージデータを受けて変調されレーザ露光
ユニット１７により走査されたレーザビームａを受け、
表面電位を減衰され静電潜像を形成する「第５図の（Ｂ
）参照コ。この時の露光部の表面電位は一５０ｖ（室温
）となる。ここで感光体１５と帯電手段１６、およびレ
ーザ露光ユニット１７は次のような工夫がなされている
。

感光体１５は、ＯＰＣ（有機光導電体）感光体を使用し
ており、第６図に示すように外径３０Ｉｌ■の両切りの
アルミ筒５０（肉厚０．８ｍｍ）上に電荷発生層５１、
電荷輸送層５２の順で塗布されている。

電荷発生層５１は、γ−型ラフタロシアニン東洋インキ
製］とブチラール樹脂を重量比１：１で厚さ０．１μｍ
に塗布したものである。電荷輸送層５２は、９−エチル
カルバゾール−３−カルボキシアルデヒドーメチルヒド
フゾン（ＥＣＭＰ）［乾卯薬品製コとボリアリレート（
Ｕ−１００）［ユニチカ製コを重量比で０．６５の割合
いで１７μｍ厚に塗布したものである。この電荷輸送層
５２は可視光や半導体レーザに対して透光性であり、電
荷発生層５２の上部にあるため３０μｍ以下のトナー粒
子ｔが表面に存在していても第７図に示すように感光体
１５が露光５５された時には、回折光の５６と輸送層５
２内での反射散乱光５７で電荷発生層５１にはトナー粒
子ｔの影はほとんどできないか又は実用上問題のない程
度の薄さでしかできない。しかし、トナー粒子ｔの径が
３０μｍ以上になると、黒ベタ上に白斑として画像不良
を発生する。また、輸送層５２は露光光源に対して透光
性でキャリア輸送機能があれば材料は何でも、例えばポ
リカーボネート樹脂にピラゾリン誘導体を分散したもの
や、アクリル樹脂にオキサジアゾール誘導体またはオキ
サゾール誘導体を分散したもの、またはポリカーボネー
ト樹脂にトリフェニルメタン誘導体を分散したものでも
よい。また、厚みはトナーｔの平均粒径以上なれれば画
像不良の原因となる。さらに、第８図で示すように残留
電位特性から３０μｍ厚以下が好ましい。

また、感光体１５は基本的に電荷発生部層５１の上に電
荷輸送層５２があればよく、第９図のように発生層５１
と基板５８の間に下引き層５つや輸送層５２の表面に保
護層６０等があってもよい。

本実施例で用いた感光体１５は半減露光量６．２ｅｒｇ
／ｃｄの感光度を有する（第１０図参照）ものを用いて
いる。ここで、レーザー光量の適性値はは次の根拠をも
って決定されている。

本プロセスは専用のクリーナ、またはクリーニングのた
めの独立した工程を行わず、現像と同時に静電気的にク
リーニングするため、転写残りトナーｔが感光体１５上
に存在している上から像露光をする。このため、場合に
よっては転写残りトナーｔが存在する部分を露光するこ
とも有り得る。

通常、転写残りトナーｔがない部分に対しては感光体１
５の表面電位の半減露光量（本実施例の場合６．　２　
ｅｒｇ／ｃりの３〜４倍程度の露光量であれば画像に対
する潜像電位としては十分な光量であるが（例えば第１
０図では２４．　８　ｅｒｇ／ｃＪ）、転写残りトナー
が数個まとまっである部分に対してはトナーｔがフィル
タとなってその部分に感光体１５に対して露光不足とな
ってしまいメモリが発生し画像不良となる。

つまり露光量が４倍未満だと、第１１図Ｂの（イ）で示
すように１ドツト幅の白黒のベアラインや第１１図Ａの
（イ）で示すように１ドツトおきの露光による市松紋様
のようなパターンの場合、第１１図Ａ、Ｂの（ロ）で示
すように感光体１５上の転写残りトナーｔ・・・のパタ
ーンに従って被現像部分が欠けてしまい、画像の欠けた
部分が第１１図Ａ、Ｂの（ハ）で示すようにネガパター
ンとして見えるようになってしまう。

このため、本発明は後述するように転写残りトナーｔを
確実にとるようにしである。

つぎに、前記の主要の電子写真プロセス構成機器につい
て詳細に説明する。

まず、帯電手段３は、第１２ないし第１５図に示すよう
なスコロトロンで構成されている。シールドケース７０
内に６０μ−径のコロナワイヤ７１を張設したもので、
コロナワイヤ７１は表面にホワイトタングステンを用い
ておりマイナスコロナが不均一な発生をしないようにし
である。

上記コロナワイヤ７１は、帯電手段給電部としての給電
ピン７３がねじ止めされている金具７４に止められてい
る。上記給電ピン７２と金具７４は給電ターミナル７５
内に固定されている。

一方、上記コロナワイヤ７１の他端は張力スプリング７
２を介してプラスチック製のフック７６に留められター
ミナル７７に固定されている。上記ターミナル７５．７
７はターミナルカバー７８゜７９で各々覆われ高圧のか
かる部分が露出しないようになっている。

一方、シールドケース７０は０．３１■厚のステンレス
製で第１４図に示すように感光体１５に対向する側がメ
ツシュになっており、スコロトロンチャージャのグリッ
ド７０ｇとしては役を果たしているという簡単な構成で
ありながらサイドケース７０ｂ、７０ｃと一体化のため
グリッド７０ａは特別な部品を用いなくてもその平面性
等十分な精度を維持できる。

また、両サイドケース７０ｂ、７０ｃはコロナ放電がな
された時に同一のバイアス電圧がかかるため（Ｗｋ述す
る）両サイドケース７０ｂ、７０ｃに流れるコロナ電流
も減少し電流効果の良いチャージャーとなっている。

また、シールドケース７０は５６０ｖのツェナーダイオ
ード８２（第１８図参照）のアノードと接続され、ツェ
ナーダイオード８２のカソードを通してチャージャガイ
ド８３（第１８図参照）につながっている。一方、チャ
ージャガイド８３は本体のグランド端子に結合している
。

そのためコロナワイヤ７１に装置本体の高圧トランス（
図示せず）より高電圧（−５ｋｖ）が給電ピン７３を介
して印加されるとシールドケース７０にコロナ放電が発
生し、シールドケース７０に電流が流れるが、ツェナー
ダイオード８２の整流特性によりシールドケース７０の
電位は一５６０Ｖに上昇し、一定に保たれる。

このためクリッド７０ａも当然−５６０Ｖとなるためグ
リッド７０ａより２−１離れた感光体１５の表面電位は
グリッド７０ａの電位よりやや低い一５００ｖに一定に
保たれる。図中８０．８１はチャージャ１７を後述する
プロセスカートリッジ１０５（第４図Ｂ！！照）に一体
に組み込む際に、プロセスカートリッジ１０５に形成さ
れた被係合部８２（第１９図および第２０図参照）に係
合する係合部である。

また、前記レーザー露光ユニット１７は、第４図Ａおよ
び第１６図に示すように、図示しない半導体レーザー発
振器、ポリゴンミラー３０とミラーモータ３１からなる
ポリゴンスキャナ３２゜ｆθレンズ３３．補正レンズ３
４．走査されたレーザ光ａを所定の位置へ走査するため
の反射ミラー３５．３６等から構成されている。このレ
ーザ露光ユニット１７の配設位置の下方、すなわち、前
記カセット収容部８の上面側と下面側は開口した状態と
なっており、給紙カセット７を前方（第３図の矢印方向
）に引き抜いた状態で下方に取出せる構成となっている
（第１６図参照）。

また、現像手段１８は、前述したように、電子写真方式
のプロセスの筒素化を行うために、反転現像法を採用し
、かつ、転写残りトナーｔの除去を現像と同時に行う方
法を採用している。この現像手段１８は、第４図Ａ及び
第７図に詳図するように現像材収容部９０を有したケー
シング９１内に、感光体１５およびこれに対向して現像
ローラ９２が設けられていると共に、現像剤収容部９０
には、現像剤としてのトナー（着色粉）ｔとキャリア（
磁性粉）Ｃとからなる二成分現像剤りが収容されている
。

また、現像ローラ９２の表面に形成された現像剤磁気ブ
ラシＤ′の感光体１５との摺接部、すなわち現像位置９
３よりも感光体１５の回転方向の上流側に現像剤磁気ブ
ラシＤ′の厚みを規制するドクタ９４が設けられた状態
となっている。さらに、現像剤収容部９０には、ｊｉｌ
、第２の現像剤攪拌体９５．９６が収容されている。

なお、現像手段１８には、トナー補給装置（図示しない
）が装着されていて現像剤収容部９０にトナーｔを適宜
補給するようになっている。

また、上記現像ローラ９２は、第４図Ａに示すように３
つの磁極部１００，１０１．１０２を有した磁気ローラ
１０３と、この磁気ローラ１０３に外嵌され図中時計方
向に回転する非磁性のスリー１１０４とから構成されて
いる。磁気ロール１０３の３つの磁極部１００，１０１
，１０２の内、現像位置９３に対向する磁極部１０１は
Ｎ極であり、他の磁極部１００，１０２はＳ極となって
いる。また、磁極部１００と磁極部１０１との間の角度
θｌは１５０”、磁性＄１０１と磁極部１０２との間の
角度θ２は１２０”に設定されている。

そして、二成分現像剤りを使用する磁気ブラシ現像によ
る機械的な掻き取り力と反転現象による所の帯電電位と
磁気ブラシＤ″に印加される現像バイアスの電位差によ
り、感光体１５上の静電潜像の現像と同時に機械的、電
気的に残留トナーｔを回収するようになっている。

さらに、この現像手段１８には、第４図Ｂ、第１７図、
第１８図および第１９図に示すように感光体１５、帯電
手段１６、メモリぼかし手段２０等が一体に組み込まれ
て、プロセスカートリッジ１０５を構成しており、この
プロセスカートリッジ１０５の一端側にはカートリッジ
挿脱用把手１１０（第１８図、第１９図参照）を介して
装置本体１内に出し入れできるようになっている。また
、他端側には現像バイアス給電部１１１、メモリぼかし
手段給電部１１２、給電ピン７３からなる帯電手段給電
部１１３が突設されており、このプロセスカートリッジ
１０５を装置本体１内の所定位置に押し込んだとき、こ
れら給電部１１１゜１１２．１１３が装置本体１内に設
けられた給電コネクタに挿入されるようになっている。

また、プロセスカートリッジ１０５の上面側には持ち運
び用折り畳み式取手１１５が設けられているとともにア
ライニングローラ対２５の下側ローラ２５ａを清掃する
クリーニングブラシ１１６が取り付けられた状態となっ
ている。さらに、現像手段１８の他端側には、第４図Ｂ
及び第２０図に示すように前記現像スリーブ１０４、第
１゜第２の現像剤攪拌体９５．９６および感光体保護シ
ート１２０を巻き取るための巻取軸１２１（第１７図参
照）等と連結状態にあり、互いに連動する歯車群１２２
が設けられた状態となっている。

そして、歯車１２２ａが装置本体１側に設けられた図示
しない駆動歯車と噛合し、この歯車１２２ａが駆動され
ることにより前記の各回転部材がそれぞれ所定方向に所
定のスピードで回転駆動されるよになっている。なお、
巻取軸１２１に巻き取られた感光体保護シート１２０は
巻取軸１２１を囲繞するガイド筒１２４内に収容され外
部に端部が突出するようなことがない。

なお、第２０図に示す１２５は前記帯電手段１９の位置
決め溝である。

また、第１８図に示す１２６はプロセスカートリッジ１
０５の有無検知用スイッチ（図示しない）を押す棒体で
あり、１２７はトナー補給ホッパ（図示しない）を取り
付けたとき開くトナー補給口用シャッタで、１２８はシ
ャッタ用スプリングである。また、１２９は感光体ドラ
ム固定用ピンである。

感光体１５の一端側には、第１８図および第２１図に示
すように金属メツキしたキャップからなるオートトナー
センサリング１４０が冠着されており、この部分の現像
剤濃度を検知し得る構成となっている。このオートトナ
ーセンサリング１４０は第２２図に示すようにリン青銅
等の導電性板ばね１４１を介してドクターブレード９４
に、さらに、導電性板ばね１４２を介して現像スリーブ
１０４に接続されており、前記オートトナーセンサリン
グ１４０、ドクターブレード９４、および現像スリーブ
１０４が同電位となるようになっている。換言すればオ
ートトナーセンサリング１４０への給電を専用の給電手
段を用いることなく行えるようになっている。

また、オートトナーリング１４０が設けられた感光体１
５他端側には、第２１図に示すように板ばね１４３、ブ
ツシュ１４４を備えたフランジ１４５が取り付けられて
おり、プロセスカートリッジ１０５を装置本体１内に組
み込んだとき、フランジ１４５の軸挿通孔１４５ａ内に
装置本体１側に設けた感光体駆動軸１４６が挿入するこ
とになっている。そして、前記板ばね１４３の係合舌片
部１４３ａ・・・が感光体駆動軸１４６の被係合部（図
示しない）に係合することにより、感光体駆動軸１４６
の駆動力が感光体１５に伝達されるようになっている。

また、転写手段１つは第２３図ないし第２６図に示すよ
うにスコロトロンで構成されている。

シールドケース１５０内にコロナワイヤ１５１を張設し
たものであり、このコロナワイヤ１５１の一端は第２３
図および第２４図に示すように給電ターミナル１５２に
ばね止めされた金具１５３に連結され、他端は第２５図
に示すように給電ターミナル１５４の軸１５５に張力ス
プリング１５６を介して連結されている。また、シール
ドケース１５０の感光体１５と対向する部分は第２３図
に示すようにメツシュになっており、グリッド１５０ａ
を構成している。

前記給電ターミナル１５２側には、第２３図および第２
６図に示すようにグリッド電圧給電部１５７、およびワ
イヤ高圧給電部１５８が設けられている。

次にメモリぼかし手段２０について説明する。

このメモリぼかし手段２０は、ブラシ部材１６０１この
ブラシ部材１６０を保持する保持部材２０４から成る。

ブラシ部材１６０は、レーヨン、ナイロン、アクリル、
ポリエステル等の樹脂を主成分とし、カボン粒子、金属
粉、フェノール樹脂等を炭化させたもの、あるいはステ
ンレスファイバー等の導電性のものが分散された導電性
の人工繊維を多数本束ねたものである。この人工繊維は
、例えば上記樹脂の液中にカーボン粒子を適量分散した
ものをノズル状の抽出口から抽出することにより作られ
る。人工繊維の体積抵抗は上記カーボン粒子の分散量を
変えることにより自由に選択できる。また人工繊維の太
さ及び断面形状は、上記ノズルの抽出口の径及び形状に
応じて適宜変えることができる。

本発明のブラシ部材１６０として用いられる人工繊維は
体積抵抗が１０２〜１０’Ω備とすることが望ましい。

堆積抵抗が１０２Ω備より小の場合は、後述する如く残
留トナーを静電気的に吸引するために、ブラシ部材１６
０に電圧印加すると、感光体との間で放電現象を起こし
、感光体１５の感光層を破壊するといった問題が生じる
。また体積抵抗が１０７Ω備より大の場合は、たとえブ
ラシ部材１６０に電圧印加しても、感光体１５上の未転
写トナーｔを静電的に吸着することができず、未転写ト
ナーｔがそのままブラシ部材１６０を通過してしまうた
めに、後述するブラシ部材１６０の作用効果を得ること
ができない。

また、本発明のブラシ部材１６０として用いられる人工
繊維は、断面形状が第５２図に示す如くなっている。す
なわち、人工繊維は、その周面が凹凸１６０ａを有して
おり、この凹凸は人工繊維の長さ方向にほぼ連続してい
る。従って本発明のブラシ部材１６０に用いられる人工
繊維は、表面積が大きく、かつ長さ方向に直線的な方向
性が保たれる。このためブラシ部材１６０を感光体１５
に対向接触させた場合に、ブラシ部材１６０が感光体１
５上のよりチくの残留トナーと触れることが可能であり
、かつ折曲くせかつくことがないので、後述するブラシ
部材１６０の作用効果をより促進すると共に、長期間の
使用にも耐えることができる。

また人工繊維の太さは、１〜５０デニールとすることが
望ましい。１デニーズより小の場合は、人工１１４Ｍが
折れたり、保持部材２０４から抜は落ち易くなり、本発
明のブラシ部材１６０として長期間の使用に耐えること
ができなくなる。また、５０デニールより大の場合は、
人工繊維を感光体に接触させても人工繊維の束が粗にな
るため、未転写トナーｔがブラシ部材１６０と十分接触
すること無く通過してしまうといった不具合を生じ、後
述するブラシ部材１６０の作用効果を得ることができな
い。

保持部材２０４は、保持金具１６２、裏当て部材１６１
及び補助板金２１０から成る。保持金具１６２は導電性
の金属、例えばアルミニウム合金からなる板材であり、
一端側が断面路り字状に予め折曲されており、かつ感光
体１５の軸方向に長く伸びている。

そして、この保持金具１６２の短手方向中央部よりもブ
ラシ部材１６０の厚みａを考慮した分、他端側に変位し
た部位を中心に板材を折曲してブラシ部材１６０の基部
を挟む込むことにより、ブラシ部材１６０を支持する。

ブラシ部材１６０は、保持金具１６２の一端と他端との
間で略り字状に折り曲げられた状態となる。この際、上
記厚みａの考慮骨すはブラシ部材１６０の厚みａより小
さいと、ブラシ部材１６０を板材で挾み込む際にブラシ
部材１６０を切り落とす虞れがあるため、大きい方が望
ましい。

また、ブラシ部材１６０の厚みと保持金具１６２とが折
曲された状態の厚みＣとの関係は、厚みａが０．５〜２
ｍｍに対し、厚みＣが２．５〜４　ｍｗａ程度が望まし
く、この範囲を外れる場合には、板材を折曲げた際にや
はりブラシ部材１６０が切れ易くなり、あるいは抜は易
くなるといった問題が生じる。

なお、ブラシ部材１６０の抜けを防止するために、ブラ
シ部材１６０と板材との間に導電性接着剤を流し込んで
補強してもよい。

裏当て部材１６１は、ブラシ部材１６０の感光体１５と
当接する面と反対の面倒に沿って設けられ、ブラシ部材
１６０の自由端側を感光体に押し当てるためのものであ
る。この裏当て部材は、短手方向の長さがブラシ部材１
６０の自由端側の長さよりも長くすることにより、ブラ
シ部材１６０が折曲がりぐせを有することを防止すると
いう効果も奏する。また、裏当て部材１６１の長手方向
の長さをブラシ部材１６０よりも長くすることにより、
ブラシ部材で一旦吸着されたトナーの飛散を防止する効
果を得ることができる。

また、裏当て部材１６１は、ポリエステル樹脂等の特に
弾性あるいは可撓性の樹脂部材、とするこ゛とにより、
万一、裏当て部材１６１が感光体１５に触れても感光体
１５の損傷を防止することができる。

補助板金２１０は、感光体１５とは反対側で裏当部材１
６１に当接して設けられ、裏当て部材１６１及びブラシ
部材１６０を補強するものである。

本実施例では補助板金２１０と裏当て部材１６１とを別
部材で構成したが、−個の部材で両者を兼ねることも可
能である。本実施例では、前記ブラシ１６０は、レーヨ
ンにカーボンを含ませて比抵抗１０６Ω・備にし、太さ
６デニールの繊維にしたものを１００本づつの束とし、
８２束／ｉ　ｎｃｈの密度で繻子織にし、２枚重ね横糸
を抜くことにより構成されている。また、ブラシ部材１
６０は片面に、第３０図及び第３３図に示すように厚さ
ｔｍｍ（０，１■ｌ程度）のポリエステルフィルムから
なる裏当て部材１６１をブラシ部材１６０の穂先よりｄ
ｗｍ（１，Ｃ）＋＋ｗ程度）突き出た状態で保持金具１
６２に付けるようになっている。

そして、感光体１５に対しθ（１５’）の取り付は角で
ブラシ部材１６０の先端より３１ｍの位置でブラシ面が
接するように帯電手段１６の上流に取付けられている。

メモリぼかし手段２０の好ましい形状は固定ブラシ状で
ある。すなわち、回転または左右移動等ブラシを動かす
とトナー飛散するばかりでなく、回転型は大型化すると
ともに駆動系が・必要でコスト高となる。

次に、現像同時クリーニング、転写およびイメージぼか
し等について以後、実験データを含めて原理、条件等を
説明する。

本クリーニング同時現像プロセス（Ｃｌｅａｎｉｎｇ＆
　　Ｄ　ｅｖｅｌｏｐｌｎｇ　Ｐ　ｒｏｃｅｓｓ　：　
ＣＤ　Ｐ　）は反転現像で行うところのにポイントがあ
る。それはトナーｔの極性と帯電の極性が同じであるた
め帯電手段３によりトナーの極性が反転することがない
からである。

一方、第３４図に示すように正規現像でクリーニング工
程を行おうとすると次のようになる。

この場合、負帯電感光体を用いるとトナーｔの極性は正
極性のものを使用することになるが、まず帯電工程で転
写残りトナーｔは逆極性の負となってしまう。露光工程
第３４図の（Ｂ）においてバックグランド（白地部）に
相当する部分は光照射されるが、通常トナーｔの下にも
光がまわり込んでしまい、バックグランド部のトナーｔ
の下の電位も減衰してしまう。次に正極性のトナーｔを
用いて未露光部を現像すると感光体１５の未露光部の転
写残りトナーｔは静電的に除去され、現像されるべきパ
ターンがネガ状に抜けてしまい、黒ネガ、メモリ画像不
良となる。

また、露光部にある転写残りの負極性トナーｔは現像手
段１８に吸引されることがないので感光体１５上に残っ
たままとなる。さらに、場合によっては現像剤り中の正
極性トナーｔを吸引してしまう現象も発生する。（Ｄ）
の転写工程では露光部上の転写残りトナーｔは転写手段
１つと同極性のため転写されずに１、感光体１５上に残
ってしまう。

そのためプロセスサイクルが繰り返されるたびに感光体
１５上の転写残りトナーｔは増加してしまう。また転写
残りトナーｔにより吸引された正極性トナーｔは転写さ
れるため転写画像の白地部に感光体１５の１回転前の画
像が現れてしまう。

（白ポジメモリ）。つまり、正規現像方式ではプロセス
サイクルが繰り返されるごとに感光体１５上の転写残り
トナーｔが増加し、黒ネガメモリや白ポジメモリの発生
が増加してしまう。つまり、これが正規現像ではクリー
ニング同時現像は非常に難しく、反転現像では容易であ
る所以である。

また、本方式は現像手段１８で感光体１５をクリーニン
グするため感光体１５に付着した紙カスを現像手段１８
内に取り込んでしまう。そのため現像剤りを現像スリー
ブに薄層を形成させるため現像スリーブとドクターブレ
ードを数百ミクロンと狭くしなければならない磁性−成
分方式や、ドクターブレードをスリーブに摺接する非磁
性−成分方式等の一成分方式は多数枚プリントすると紙
カスがドクターブレードと画像スリーブの間に入り込み
均一な現像剤層がスリーブ上にできなくなり画像欠陥を
起こしやすい。（但し、−成分現像剤でも画像の程度、
使用頻度においては十分実施可能なことは勿論である。

） 一方、二成分現像法はそのようなことがないため５万枚
以上プリントしても画像欠陥はまったく発生しなかった
。つまり二成分現像法の方が現像手段のメインテナンス
期間が長く、本方式に好ましい。

しかしながら本方式ＣＤＰでは良質の画像を得るには一
定のプロセス条件が必要である。第３５図はここで用い
る内容（用語）の説明図で、感光体１５が帯電手段１６
で帯電され未露光のまま現像位置９３に達した時の電位
を帯電電位Ｖｏと呼び、露光手段１７により露光され減
衰した電位を露光後電位Ｖｅｒｓ現像手段１８の現像ロ
ーラ９４に印加される電位を現像バイアスｖｂと呼び露
光後電位ｖｅｒと現像バイアスｖｂとの差を現像電位ｖ
ｂ−Ｖｂ−ｖｅｒ％帯電電位Ｖｏと現像バイアスｖｂと
の差をクリーニング電位ＶＣＬ−・ＶＯ−Ｖｂと呼ぶ。

本実施例では感光体１５は負帯電用のＯＰＣを用いたが
正帯電タイプも考慮してＶｂ、Ｖｅｒ。

Ｖｂ−Ｖｅｒ、Ｖｏ−Ｖｂは絶対値として話をすすめる
。

第３６図の第１象現は横紬に現像電位ｖｂ−ｖ　ｅｒ、
縦軸に画像濃度とり、測定データをプロットしたもので
あるが、良好画像濃度１．０以上を得るためには現像電
位１００ｖ以上必要なことがわかる。

一方、第２象現は横細に現像電位ｖｂ、縦軸に帯電電位
Ｖｏを示したもので、各プロット点は用紙Ｐ上の画像に
おいてクリーニング不良による感光体１５の１回転前の
画像によるメモリの発生状況を示したものである。

ここでは現像電位が３００Ｖより多いとクリーニング不
良に起因する白地上に黒いパターンのメモリが発生する
ことが判明している（以後白地メモリという）。これは
現像電位が３００Ｖ以上になっても画像濃度は増加しな
いが、実際のトナーｔの付着量は増加しており、転写残
りトナーｔも同時に増加しているためと考えらる。

次に第３象現であるが、ここでは横細にクリーニング電
位Ｖ　ｏ　−Ｖ　ｂ　ｓ縦軸に帯電電位Ｖｏをとり、用
紙Ｐ上のメモリ画像の発生具合を表わしたものである。

ここでクリーニング電位ｖｃＬ−ｖＯ−ｖｂはゼロだと
クリーニング不良による白地メモリが確実に発生し、少
なくとも５０ｖ以上が必要であることが判明している。

しかしながら、クリーニング電位が大きくなるとトナー
ｔに現像ローラ９４がらトナーｔに正電荷が逆注入して
しまい、負極性から正極性となってしまったトナーｔが
感光体１５の未露光部（負帯電部）に付着し、フィ°ル
タとなって露光部１７ａの露光量を減少させ、露光画像
がボッボッしたり、ドツトパターン中に感光体１５の一
周前の画像がポジ状メモリとして発生するなどの画像不
良の原因を引き起こす。そのため、最大クリーニング電
位はトナーｔやキャリヤＣおよびその組合にも多少左右
されるが、多くとも３００ｖ以下が好ましいことが判明
した。

また、メモリぼかし手段２０の抵抗依存性を調べた。周
速３６ｍｍ＋／秒で回転する３０ΦのＯＰＣ感光体１５
を、まず、前露光装置２１で前露光を行い、帯電手段と
しては帯電スコロトロンチャージャにて一５００Ｖに帯
電させ、３０Φの現像スリーブ１０４を１４０　ｒｐｍ
の回転数で感光体１５の回転方向に対し順方向で回転さ
せ、露光により形成された静電潜像をクリーニング同時
現像し、転写手段１つとしての転写チャージャで用紙Ｐ
に転写させる。

転写後はプロセスカートリッジ１０５に固定されたブラ
シ２００を通過させ、これを１サイクルとし、連続プリ
ントを行い、転写画像を評価した。

なお、本実施例では反転現像であり、転写手段１９とし
ての転写チャージャは帯電と逆極性であるため転写後の
感光体１５の表面電位は帯電の電位を上回ることがなく
、帯電手段１６は、電位制御型のコロトロンなので基本
的には電位変動はないはずだが、実際には長時間同じ画
像をプリントすると第３７図に示すように露光部と未露
光部で光疲労で残留電位に差が発生し、別の画像をプリ
ントした時に濃度ムラとなるため強制疲労の目的で赤色
ＬＥＤを使用した。

メモリぼかし手段２０の抵抗依存性を調べ、以下の結果
を得た。

ここで使用したブラシは１本のフィラメント（繊維）が
３デニールのものを１００本を束ねて１本の糸とし１０
０，０００本／１ｎｃｈ２の密度でパイル織りブラシ１
７０　（第３８図Ａ、第３８図Ｂ、第３８図Ｃ参照）を
用いた。なお、図中１７１は基布横糸、１７２は基布縦
糸、１７３はパイルである。

ここでは、ブラシ１７０の比抵抗２０℃６０％ＲＨＩｇ
境下を１０°Ω・ｃｌ１１〜１０１５Ω”ａｍまで変え
て試したところ比抵抗１０６Ω・０以下のものが表１に
示すようにハーフトーン（網目）パターン上の黒ネガメ
モリに効果的であった。

しかし、実用上では白ポジが除去できる１０’Ω・０以
下の抵抗を持つもので十分であった。

１０’Ω・０以下だと感光体１５へのダメージ（感光体
の絶縁破壊が起きる）があり、また、毛抜けで帯電手段
１６に触れた場合リークし、帯電が落ちると反転現像の
場合ベタ黒となる。したがって、好ましくは１０′Ω・
ｃｍ〜１０８Ω・（至）が良い。

表 １ また、黒ネガメモリに対しては正または負のバイアスを
印加する必要があった。

ここで、ブラシ１７０を通過した後の転写残りをメンデ
ィングテープで採取してみたところ、第３９図に示すよ
うにＯＶまたはフロートだとブラシ１７０を通過後も転
写残りトナーｔのパターンは多少薄くなるもののほとん
ど変わらず、画像上にもメモリが発生する。

ところが、トナーｔと同極性の負バイアスだと文字パタ
ーンの境界部は薄くなる一方、転写残りパターンのライ
ンの中央部のトナーｔが無かった部分をブラシ１７０が
現像してしまい、全体的に濃い文字パターンとなる。

しかし、これは画像上ではメモリとしては現れない。ト
ナーｔの極性とは逆の正バイアスだと文字パターンの境
界部が薄くなり、画像上にメモリは発生しない。トナー
ｔの極性とはキャリアＣとの摩擦帯電によって得られる
極性である。ここで、メモリぼかし手段２０のブラシ１
７０　（１６０）は転写残りの文字特性のトナーパター
ンを拡散しているわけではなく、ブラシ１７０　（１６
０）がトナーｔを一旦静電的に吸引し、その後、感光体
１５へ自然に吐き出して感光体１５におけるトナー１の
付着位置を変えていることが判明した。なお、トナー位
置を変えるだけであれば、メモリぼかしブラシ１７０　
（１６０）ではなく、積極的にトナーｔを拡散する手段
を設ければ良いように考えられるが、その場合には、装
置自体が大型になり、かつ、トナー飛散といった問題が
生じ好ましくない。

また、ここで、２万枚画出しのランニングテストの結果
、ブラシ１７０　（１６０）内には、トナーｔはほとん
ど蓄積しなかった。

一方、紙の浮上がりゃ皺、折れに起因する転写抜けによ
る未転写トナーｔのクリーニング不良の自ポジメモリに
対してはＯｖまたはフロートまたは正の電圧でなければ
効果はなかった。

これから、ブラシ１７０　（１６０）に対するバイアス
は正である必要が判明した。そこで正バイアス電圧を１
００Ｖから１００ＯＶまで変えて転写残りトナーｔのパ
ターンと用紙Ｐ上のメモリの除去効果を調べたところ１
００ｖ以上で効果ははり同じで正電圧であれば良いこと
がわかった。

しかし、＋７００Ｖ以上を印加するとＯＰＣ（オーガニ
ック・フォトコンダクタ−）感光体１５のわずかな欠陥
（ピンホールと思われる）により電圧がリークしてしま
い、ひいては感光体１５に焦げ穴を穿けてしまうことが
わかり、適正電圧は＋１００〜＋７００Ｖまでが実質的
に使用できる範囲である。

ここで、実施例では、装置の小型化、低価格化を目指す
ため感光体１５を３０Φの、小型とし、用紙Ｐの腰（剛
性）による剥離のみを用いたため用紙Ｐが通過しない部
分に転写手段（転写帯電器）１９がかかり、第４０図に
示すように感光体１５の電位が転写グリッド電圧に近い
＋７００〜＋１２００Ｖまでその部分が正帯電してしま
う。

そのため、ブラシ１７０　（１６０）付着している負極
性のトナーｔが用紙Ｐが通過しなかった正帯電した部分
を現像してしまうことが判明した。

特に用紙Ｐの先端と後端に近い部分に著しくトナーｔが
付着し、画像上ではスジ状に白ポジ、黒ネガメモリとし
て現れてしまう（第４０図参照）。

これを防ぐにはブラシ１７０　（１６０）に正のバイア
スを印加することと、第４１図のタイミングチャートに
示すように用紙Ｐが転写手段（転写帯電器）１つの下を
通過している時のみ転写手段１９のコロナワイヤー１５
１にかける電源をＯＮし、用紙Ｐの前後の感光体１５の
むき出しの部分がプラス帯電しないようにすることで解
決できた。

なお、本実施例の装置はＡ３紙までプリントできるが、
Ａ３紙より幅の狭い紙、例えば８５紙をプリントする場
合、感光体１５の用紙Ｐの両端（用紙Ｐの大きさを問わ
ず用紙Ｐの中央を常に同じ位置で送る装置であるため）
がプラス帯電するが、この場合はプリント中にはこの部
分には用紙Ｐが無いので全く問題とならない。

また、後述するが、ブラシ形状も繻子線とする方が好ま
しいことも判明した。

ここで、ブラシ１７０　（１６０）に印加するバイアス
電源をＯＮするタイミングについて述べる。

ブラシ１７０　（１６０）には、プラス電圧（帯電と逆
極性の電圧）が印加されるため、基本的には感光体１５
をプラス帯電する。そのため、電圧がかかったブラシ１
７０　（１６０）を通過した感光体１５の表面は必ず帯
電手段１６により帯電コロナを受けないとその部分が現
像手段１８を通過すると現像手段１８中の現像剤のトナ
ー（負帯電）ｔが付着してしまいベタ黒となってしまう
。この様なベタ黒はクリーニングしきれず問題となる。

そのため、ブラシ１７０　（１６０）による負帯電を帯
電手段１６により負帯電とすれば良い。

ブラシ接触位置から帯電位置に感光体１５の外周が至る
時間をＴＢ−Ｍ（第３２図参照）とすると、ブラシバイ
アス電源をＯＮしてから帯電をＯＮする時間はＴ　Ｂ−
Ｍ以下でなければならない。本実施例では第４１図に示
すように帯電とブラシバイアスＯＮは同時に行うように
した。

また、プリント終了時にもこのような問題が発生する。

そのためプリント終了時にはブラシバイアスがＯＦＦと
なった時の感光体１５の表面が帯電位置を通過するまで
帯電手段１６の放電を止めてはならない。すなわち、帯
電をＯＦＦする時間はＴ　８−Ｍ以上の長さでなければ
ならない。

つぎに、ブラシ１７０　（１６０）の繊維の太さを変え
メモリに対する効果を画像およびブラシ通過後の感光体
１５上の転写残りトナー像を調べたところ１００デニー
ルより太いと部分的に、特に縦線のメモリが除去できな
かった。１００デニル以下はメモリの発生がなく、転写
残りトナー像も境界部の濃い部分がなくなっていた。結
論すると繊維の太さは１００デニール以下が好ましい。

また、ブラシ１７０　（１６０）の密度はパイル状のも
のは繊維１０００本／　１ｎｃｈ”以上のもので厚さ０
．５ｍｍ以上でないと効果はなく、また、繻子線のもの
は繊維１０本〜１０００本を１束とし１０束／　１ｎｃ
ｈ以上の割合で縦糸もしくは横糸として織り込んだ後に
ブラシ状としたものでなければメモリぼかし効果にムラ
が発生することが判明した。メモリぼかし効果はブラシ
抵抗、繊維の太さ、密度等でほぼ決定されるが、実際に
装置の実用化に対してはブラシの形状、当て方によりト
ナー落ち（飛散）が発生することがわかった。

ここで゛、パイル織のブラシ１７０（第３８図参照）と
１本の繊維が３デニールの太さのものを１００本束ね１
インチ当たり１２７束の密度で縦糸として繻子線のブラ
シ１６０（第３１図参照）としたものを長さＩ　Ａ　ｓ
厚さＷ（繻子線は枚数）、角度ｅ１接触位置ＩＢ　Ｃ第
３２図参照）などを変えて１０００枚（Ａ４横）プリン
トをしてスコロトロンからなる帯電手段１６上に飛散ま
たは落下するトナーｔの量を調べた。

その結果、第４２図Ａで示すようにバイル織ブラシ１７
０の穂先当て、および第４２図Ｂで示すバイル織ブラシ
１７０の腹当て共にトナー落ちが多く、スコロトロンか
らなる帯電手段１６のグリッドが真黒く汚れてしまった
。また、毛抜けが時々発生し、帯電手段１６のグリッド
と短絡し、ベタ黒画像が発生するという不具合が発生し
た。繻子線のブラシ１６０は第４３図に示すような穂先
が感光体１５に接するような当て方はトナー落ちが多く
、また、時おり用紙Ｐの間隔あとが発生するために好ま
しくなかった。

一方、第３２図に示すように繻子織ブラシ１６０を穂先
ではなく腹当てにすることでトナー落ちが著しく減少し
た。その最適当て方条件は第３２図に示すように感光体
１５がなく、ブラシ１６０に外力が無く、十分にブラシ
１６０が伸びきった状態で（−度圧力をかけるとブラシ
はしばらく変形するため）ブラシ１６０の中心線りが感
光体１５の外径内と交わった点をＰ、Ｐ点での感光体１
５に対するブラシ方向の接線をＭとすると、ブラシ長さ
ＩＩＡは４　ｍｍ以上、接触点Ｐはブラシ穂先点よりの
距離Ｎｏは１關以上、取付角ｅは４５＠以下でなければ
トナー落ちが多く効果が薄れた。

また、第３２図および第３３図に示すようにブラシ１６
０の感光体１５に当接する面とは反対側の面にブラシ１
６０の毛が広がるのを防止するため裏当てフィルム１６
１を設けたところ３０万枚プリントしてもトナー落ちが
発生しなかった。

この裏当てフィルム１６１は絶縁性のもので、ポリエス
テル、ウレタン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン
、ブタジェンゴム、ブチルゴム、シリコンゴム、ポリア
セタール、フッ素系樹脂等で厚さ２■ｌ以下の弾力性の
あるものであればなんでも良い。

ただし、裏当てフィルム１６１の先端はブラシ１６０の
先端と同じか、それ以上（本実施例では１．５關とした
）突き出していることが必要で引っ込んでいては効果が
なかった。

これは、繊維が先端で広がっていると数十ミクロン径の
繊維１本１本にびっしりとトナーｔが付着し、空気の流
れの微妙な変化や振動で落下、飛散するためである。

また、前記感光体１５、帯電手段１６、およびメモリぼ
かし手段２０は、前記現像ユニット１８に一体的に組込
まれた状！！（第４図８１第１８図参照）となっており
、これらプロセスカートリッジ１０５を一体的に装置本
体１内に出し入れできるようになっている。

したがって、感光体１５を装置本体１から取り外したと
してもこれらの相対的位置関係が変化せず、これにより
メモリぼかし手段２０からのトナーｔの飛散やメモリぼ
かし効果の低下を防止することが可能となる。

また、単なる固定型なので感光体１５と一緒に捨てても
コストは余り変わらない。

なお、感光体１５上の静電潜像は現像手段１８のトナー
ｔによって顕像化された後、用紙Ｐ上に転写手段１９に
よって転写される。

ここでは、次のような工夫がなされている。

本実施例のプロセススピード（感光体周速）は３６■ｔ
ａ／ｓｅｃと通常の複写機（Ａ４紙縦送り１５枚／分の
ものでプロセススピードは１４０ｍｍ／ｓｅｃ程度）に
比べ約１／４とかなり遅くなっている。この様な遅いプ
ロセススピードの場合、従来から転写手段として用いら
れているコロトロンチャージャを用いると次のような不
具合が生じる。

の　コロナ電流が少ないためコロナワイヤーに印加する
電圧が低く、放電開始点に近く、汚れや環境変化に対し
不安定となる。

■　文字部とベタ部（トナーが広い面積で付いている部
分）の良好な転写を行うコロナの印加電圧または出力電
流の値が異なり、両部において良質な転写像を得るのが
難しい。

これらの原因はプロセススピードが遅いため転写時間が
長くなってしまったことに起因する。

基本的にはトナーｔの転写は、用紙Ｐの電位がトナーｔ
を静電的に吸引する電位に達するまで用紙Ｐに電荷を与
えれば良い。

それ故、本プロセススピードは遅いため、コロナワイヤ
ーへの印加電圧が３，５〜４ＫＶ程度で丁度良い転写電
流を発生してしまい、それ以上だと転写過剰となってし
まう。ところが、３．５〜４ＫＶという電圧は、第４４
図に示すようにコロナ放電のほぼ開始電圧であり、温度
や湿度、気圧、汚れの付着具合等で放電したり、しなか
ったりするため安定性に欠は非常に具合が悪い。

また、■の文字部とベタ部画像の転写条件の違いを調べ
るため、一定面積内にベタまたは多数の文字を印字する
ようにし、感光体１５上にトナーｔによる顕像を作り、
未転写の場合と、用紙Ｐに転写した後の感光体１５上の
トナー付着量を一定面積セロハンテーブにチバン製）で
テープ上に採取し、採取したテープを一定量のトルエン
で溶かし透過率を測定することにより次の式で転写効率
を算出した。

第４５図は本実施例に用いたプロセススピード３６　ａ
ｍ　／　ｓｅｔの装置の転写手段１９をコロトロンにし
て、コロナワイヤー１５１に印加する電圧を変えたとき
の文字（ＩＩ）画像部とベタ部の転写効率を調べたもの
で、文字部とベタ部が同時に転写効率８０％以上となる
ような印加電圧は無いことがわかる。すなわち、コロト
ロンを用いるかぎり、文字かベタかのどちらかの画像濃
度が下がることは避けられないといえる。

この理由は第４６図に用紙Ｐの電位と電荷の動きを示し
たように、ベタ部では用紙Ｐは感光体１５との間にトナ
ーｔが介在するため感光体１５より離れており、端部を
除くほとんどが転写コロナより受けた電荷を保っている
ため、用紙Ｐの電位の減少はほとんどせず、電気的な力
によりトナーｔが用紙Ｐに転写される。

一方、文字部はトナー像の幅が狭いためトナーｔの上の
用紙Ｐ上の電荷はトナー像の横の感光体１５の未露光部
の逆電荷に吸いとられてしまい用紙Ｐの電位が上がらな
い。

そのため、ベタ部の転写を適正とすれば文字部の用紙Ｐ
の電位が低くなってしまい転写効率が悪化する。逆に文
字部の用紙Ｐの電位を上げようとすると、ベタ部の電位
が上がり過ぎてベタ部のトナーｔが用紙Ｐからのリーク
電流を受けて極性が逆転しマイナスからプラスになり転
写し難くくなる。すなわち、転写過剰となる。

このような不具合を無くすために、転写手段１９に帯電
手段１６と同様なスコロトロンチャージャを用いた。ス
コロトロンチャージャを用いたことにより５ＫＶ以上の
電圧をコロナワイヤー１５１に用いることができるので
放電が安定する上に汚れなどによるチャージむらの発生
が防げる。

また、ベタ部と文字部の用紙Ｐの電位を同電位に制御で
きるため、ベタ部と文字の両方が良好な転写が画像が得
られるようになった。

第４７図はスコロトロンを用いた時の文字部とベタ部の
転写効率をコロトロンを用いた時と同様にして調べたも
ので十分制御が効いており、ベタと文字の両方が同時に
良好な転写を行う（転写効率８０％以上）Ｗ４域が広く
とれることを示したものである。スコロトロンの形状は
帯電のものとほぼ同じである。

ここで、転写のスコロトロンは感光体１５に対して下向
きで開口しているがプラスコロナなのでオゾンはほとん
ど発生せずマイナスである帯電とは違い全く問題はない
。ここでスコロトロンのグリッド電圧の適正値を転写効
率を測定することで調べた。

表２はグリッド電圧を変え、各種転写用紙Ｐにおける転
写効率の良否を求めたものである。

表　　　２ ・ワイヤー印加電圧　　５．　２ｋｖ ・転写効率８０％以上　８％未満Ｘ これによると各種紙の違いにより転写の良好な（効率８
０％以上）グリッド電圧の領域が異なることが判明した
。

そのため全ての種類の紙に対して良好な転写をさせるた
めにはグリッドの電圧を用紙に応じて少なくとも２種類
以上の電圧に切換える必要がある。

本実施例では封筒の時は１２００Ｖ、他の用紙の時は＋
７００Ｖの２段に、信号によりグリッド用トランスの出
力を切換えることにした。なお、グリッド電圧の切換え
は各種紙に応じて多段に切換えて良いのはいうまでもな
い。

ここで、転写手段１９をスコロトロンにする場合考慮す
ることの１つとしてスコロトロンのグリッドの汚れ対策
がある。通常、転写手段１９は感光体１５に対して下側
に取り付けられている。そのため開口部が上向きになっ
ており、用紙Ｐはその上方を通過することになる。この
際、どうしても感光体１５上のトナーｔや、用紙Ｐの紙
粉等が転写転写手段１９の上に落ちてしまう。転写手段
１９をスコロトロンにした場合どうしてもグリ・ノド１
５０ａの上にトナーｔや紙粉な落下付着してしまい、数
十枚〜数万枚のプリント中にグリ・ノド１５０ａの汚れ
がひどくなったり、メツシュの目がつまったりして転写
不良が発生し易くなってしまう。

そこで、本実施例では転写位置を感光体１５上方にし、
スコロトロンの転写手段１９をその上方に設けることで
グリッド１５０ａ側の開口部を下向きにすることで上記
のようなグリッド１５０ａの汚れを防止した（第３図参
照）。

第４図Ａの案内板１８０と導電性の案内ローラ２５にツ
ェナーダイオードやバリスタ、抵抗や電源による電圧等
を変えて転写性を調べた。その結果転写性はスコロトロ
ンでも案内板１８１やローラ２５の電位で変わることが
判明した。

表３はその結果の評価の表である。

スコロトロンを用いた場合は案内部材１８１゜１８０に
電圧を印加すると転写過剰に起因する転写不良が発生し
やすいことがわかった。

このことから従来のように用紙Ｐの紙パスの案内部材１
８１，１８０に電圧や抵抗、定電圧素子で自己バイアス
をかけることはスコロトロンによる転写には転写過剰を
引き起こし悪い結果となる。

むしろ最も好ましいのはグランド（アース）かフロート
（電気的に絶縁）である。そこで本実施例では案内板１
８１とローラ２５をアースに接続し、他の接触部は絶縁
性部材（例えばＡＢＳ樹脂）とした。

ここでクリーニング同時現像（ＣＤ　Ｐ）特有の感光体
１５の１周前に現像したパターンが次の画像部上に現れ
るメモリの種類と発生原因について述べる。

メモリは３種類あり■白地上に黒のポジパターン（白ポ
ジ）、■ドツトまたはラインの集合体で作られるハーフ
トーン上のネガパターン（黒ネガ）、■ドツトパターン
またはラインの集合体で作られる網点紋様のハーフトー
ン上のポジパターン（黒ポジ）である（第４８図参照）
。

■の白ポジの発生原因はクリーニング不良であり帯電電
位と現像バイアスＶ、の差であるクリーニング電位ｖｃ
Ｌが少なすぎると発生する。

■の黒ネガメモリの発生原因は転写残りトナー像による
露光不良が原因である。

■の黒ポジメモリはクリーニング電位の大きすぎるとト
ナーの抵抗の低さに起因する。

第４９図はドツト又はライン集合体で作られる網点紋様
のハーフトーン上に現れやすい黒ネガメモリの発生原理
を縦軸を表面電位、横軸を距離で表わしたものである。

（イ）は帯電工程で転写残りトナーが僅かにある（ａ部
）、多めにある（ｂ部）、まったく無い（ｃ、ｄ部）が
ある感光体１５の表面電位を示したものである。

（ロ）は１ドツトおきの間隔で感光体１５上にレーザス
ポットを照射した時の表面電位を示したもので、（ｃ、
ｄ部）は通常の露光であるためレーザの露光幅とほぼ等
しく電位が減衰する。（ａ部）は転写残りトナー量が少
ないためトナー下の電位は透過光や回折光等でかなり減
衰し、トナーが存在しない部分の露光部の電位に近くな
っている。一方、転写残りトナーが多い（ｂ部）はトナ
ー下の感光体部に当らず電位が減衰しないので電位の減
衰する部分は狭くなるか、または全くなくなってしまう
。

（ハ）（ニ）は（ロ）の露光状態を反転現像した時の電
位図と熱定着後の用紙Ｐ上パターンを示したもので、転
写残りトナーが全く無い（ｃ、　　ｄ部）は露光スポッ
ト径（幅）とほぼ同じ径（幅）のパターンにトナー像が
形成されるが、転写残りトナーの多い（ｂ部）は電位の
減衰した部分が露光スポット径（幅）より狭いため現像
されるパターンも小さいかまたは全くなくなってしまう
。そして転写残りトナーはクリーニング（現像器に回収
）されてしまう。そのた転写残りトナーの多い部分が文
字や数字のパターンを形成していると白抜けのネバメモ
リとなってしまう（第４８図の■の部分）。

一方、転写残りトナーが点在する（ａ部）はトナー下の
電位も減衰するかまたはある程度減衰するためクリーニ
ングされずトナーが付着したままなので現像後のパター
ンは（ｅ、ｄ部）と大差なく、露光スポットとほぼ同径
（幅）のパターン像が得られる。また、トナー下の電位
が十分減衰していなくてもトナー粒子１，２個程度の大
きさなら露光スポット径はトナー粒子の径（通常８〜１
２μｍ）に比ベロ　０　μｍ　（４００ｄｏｔ　／１ｎ
ｃｈ）と大きく、さらに現像されたトナーの層厚が厚い
ため、現像時または定着時に埋まってしまい実質上全く
問題とならない。

ところで、黒ネガメモリの発生原因は前述したように転
写残りトナーによるフィルタ効果によるものであるが、
ベタのソリッド画像、網点画像、５ドツトライン（但し
４００　ｄｏｔ　／　１ｎｃｈ）以上の線についてはレ
ーザの光量、感光体の構成、トナーの透過率等の工夫で
黒ネガメモリは発生しない。

しかしながら４ドツトライン以下は発生しやすい。

特に線のエツジ部が著しく、４ドツトライン以下で構成
される文字などで代表すると白ぽい縁取り文字のように
見える。

ここで文字画像の感光体１５上の転写残りパターンをメ
ンディングテープ（３Ｍ社製）に粘着転写させて見ると
、第５０図のように被現像部の非現像部との境界部に転
写残りトナーが多い。

第５１図は第５０図の転写残りパターンのＸ−Ｘ部の断
面で、境界部の転写残りトナーが積層化して多く残って
いることがわかる。なお、第５１図に示す１９０はテー
プである。そのためこの境界部はほとんど光が通過しな
いため黒ネガメモリ発生の原因となる。

この文字やラインパターンの境界の積層した転写残りト
ナーを崩して、メモリの発生しない単層化にする。また
は静電的に吸引して積層部分を除去することにより黒ネ
ガメモリは妨げる。

そこで上記作用をするメモリ除去部材２０を転写手段１
９の下流でかつ帯電手段１６の上流に設ける必要がある
。

さらに、プリントのランニングテストの結果ではＡ４サ
イズで１５０００枚を越えると低湿度環境下において、
前記した白ポジメモリが発生することがある。この原因
は現像剤の抵抗が上りクリニングバイアスが小さくなる
ことと、前記メモリぼかし手段２０にトナーｔが僅かで
はあるが蓄積するためである。

そこで、第１図に示すように被転写材である用紙Ｐの後
端とそれに続く用紙Ｐの先端との間隔りに相応した感光
体表面に、前記メモリぼかし手段２０の印加電圧をＯｖ
に落とし、トナーｔを放出して前記メモリぼかし手段２
０のメモリぼかし能力を維持するようにした。このため
には、前記被転写材である用紙Ｐの後端とそれにつづく
用紙Ｐの先端の間の間隔を４０ａｍにしなければ十分な
トナー放出が行なわれず、白ポジメモリの発生時期を延
ばすことができなかった。

実施例では、前記間隔りをＡ０關以上となるように設定
するとともに前記メモリぼかし手段２゜のバイアスをＯ
ｖとして０．２ｓｅｃ間隔で２回併用させ、前記ぼかし
手段２０のトナーｔを放出するようにしたところ良好な
結果が得られた。

［発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、メモリぼかし手
段を設けることにより、転写手段による転写工程後かつ
帯電手段による次の像形成サイクルの帯電工程前までに
、転写工程後に像担持体に残留する未転写の余分な現像
剤を一旦像担持体から取去り再び戻すことによって現像
剤の像担持体に対する付着状態を掃きならすことができ
、これにより、転写後の残留現像剤による帯電および露
光工程への影響を防止することができる。

また、被転写材の後端とこれに続いて搬送される後続の
被転写材の先端との間隔が前記メモリぼかし手段が前記
像担持体上から一旦取去った残存現像剤を再び放出する
に十分な時間に相当する距離以上となるように設定した
から、メモリのぼかし手段に一旦取去った残存現像剤が
蓄積するのを防止でき、長期に亘って安定したメモリぼ
かし能力を維持できる。

これにより、前の画像形成サイクルの残留現像剤による
不要な画像の発生を防止して良好な画像を得ることがで
き、さらには装置全体の小型化、低コスト化および保守
性の向上が図れるといった特長を有するクリーナレスの
画像形成装置の実用化が可能となるといった効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は本発明
の要部の構成を示す図、第２図は画像形成装置全体の外
観斜視図、第３図は同じく概略的縦断面正面図、第４図
Ａは主要部の構成を示す概略的縦断正面図、第４図Ｂは
プロセスユニットの斜視図、第５図は本発明の記録装置
の表面電位の変化および感光体上のトナー状態をプロセ
スに従って模式的に示す説明図、第６図は感光体の断面
図、第７図は感光体にトナーがついているときの照射状
態を示す説明図、第８図はＣＴＬ膜厚を変化させたとき
の環境条件と残留電位の関係を示す図、第９図は感光体
の断面模式図、第１０図は感光体の露光量と表面電位の
関係を示す図、第１１図Ａは露光パターンが一部８ｊ様
の場合の露光量不足による影響を説明するための説明図
、第１１図Ｂは露光パターンか一ラインの場合の露光量
不足による影響を説明するための説明図、第１２図は帯
電手段のグリッド側から見た平面図、第１３図は同じく
正面図、第１４図は第１２図Ａ−Ａ線に沿う断面図、第
１５図は第１３図矢視Ｂ方向の側面図、第１６図は静電
潜像形成手段の取り外し状態を示す説明図、第１７図は
プロセスユニットの概略的断面図、第一１８図は同じく
平面図、第１９図は同じく一端側側面図、第２０図は同
じく現像手段部のみとした状態を示す他端側側面図、第
２１図は感光体の駆動力伝達側付近の断面図、第２２図
はオートトナーリングへの給電状態を模式的に示す図、
第２３図は転写手段のグリッド側から見た一部切欠平面
図、第２４図は第２３図の矢視Ａの一部切欠正面図、第
２５図は第２３図Ｃ−Ｃ線に沿う断面図、第２６図は第
２３図Ｃ−Ｃ線に沿う断面図、第２７図はメモリ除去手
段の平面図、第２８図は同じく正面図、第２９図は同じ
く下面図、第３０図は第２７図Ａ−Ａ線に沿う断面図、
第３１図はメモリ除去部材を構成する端子織りブラシの
斜視図、第３２図は同じく取り付は状態を示す図、第３
３図は同じくブラシの裏当てフィルムの状態を示す図、
第３４図は正規現像と同時クリーニングを行う場合の表
面電位の変化および感光体上のトナーの状態をプロセス
に従って模式的に示す図、第３５図は表面電位の内容説
明図、第３６図は現像電位と画像濃度、現像電位と°帯
電電位、及びクリーニング電位と帯電電位のそれぞれの
関係を示す説明図、第３７図は露光後の電位の状態を示
す図、第３８図Ａはメモリ除去部材を構成するパイル織
りブラシの斜視図、第３８図Ｂはパイル織りのブラシの
一部拡大図、第３８図Ｃはパイル織りのブラシの一部断
面図、第３９図はブラシ配置部を通過した後の転写残り
パターンを示す説明図、第４０図は転写コロナが連続の
場合の転写後の感光体上の表面電位を示す図、第４１図
はプリント時のプロセスタイミングを示す図、第４２図
Ａはパイル織りブラシの穂先を接触して作用した場合の
説ＢＡ図、第４２図Ｂはパイル織りブラシの腹を接触し
て使用した場合の説明図、第４３図は繻子織りブラシの
穂先を接触して使用した場合の説明図、第４４図は転写
時の印加電圧と放電電流の関係を示す図、第４５図はコ
ロトロンチャージャによる文字部とべた部画像の印加電
圧と転写効率の関係を示す図、第４６図は転写紙の電位
と電荷リークの状態を示す説明図、第４７図はスコロト
ロンチャージャによる印加電圧と転写効率の関係を示す
図、第４８図は転写紙上に現れ易いメモリパターンの例
を示す説明図、第４９図は黒ネガメモリ発生の感光体の
電位と転写残りトナーの関係を示す図、第５０図は転写
残りパターンの例を示す図、第５１図は第５０図のＸ−
Ｘ部のトナーの状態を示す説明図、第５２図はブラシの
断面図である。 １５・・・像担持体（感光体）、１６・・・帯電装置、
１７・・・露光装置、１８・・・現像装置、１９・・・
転写手段、２０・・・メモリぼかし手段、１６０・・・
ブラシ、ｔ・・・現像剤（トナー）。 ｌｉ１図 第２図 ０ （Ａ） （Ｃ） ｊＬ！ｔｖ （Ｂ） ＣＤ） 第 ６ 図 第 図 箪 ０ 図 逼 厘 箪 図 （紅）でターン） （真速パターン） Ｇ１１５事、辷−の転写お驚りトブー−）（還９Ｕ本上
の傘ツ１１リドｔｉ 転写残りトナー０１おづた） （時の優イｔ）でターン （転写デ（リ　トｔ−ｑｒｈつた） 吟のｆＬ停バターノ 第 １ 図Ａ 第 １ Ｓ ）））１ ３０　３３　１７　　３５ 第 ６ 農 ０５ ＄　１７ 図 第 ２０ 図 ０４ ↓ 箪 ２ 図 第 ３１ 慕 ３２ 図 第 ３ 因 （Ａ） （Ｃ） 第 ４ 茜 Ｉ３５ 起 （Ｂ） （Ｄ） ＪＩ３７ 厘 １３８ 図Ａ Ｋ　３８ １Ｃ 負バイアス ＯＶまたＩＪフロート 正バイアス （ａ） （ｂ） （ｃ） 第 ９ 図 印０Ｑ′ｆ７Ｌ冗 （ｋＶ） ４４ 額 ＄　４５ 図 第４７ 慕 ＄　４８ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）帯電手段により帯電された像担持体を露光して電
   化パターンを形成する露光手段と、この露光手段により
   形成された像担持体の電荷パターンに現像剤を付着せし
   めて可視像を形成する現像手段と、この現像手段により
   現像された可視像を像担持体から被転写材に転写する転
   写手段とを備えた画像形成装置において、 前記被転写材の後端とこれに続いて搬送される後続の被
   転写材の先端との間隔が前記メモリぼかし手段が前記像
   担持体上から一旦取去った残存現像剤を再び放出するに
   十分な時間に相当する距離以上となるように設定したこ
   とを特徴とする画像形成装置。