JPH0361980A - 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】 ［発吋の目的］ （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、
詳しくは現像と同時に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、感光体上に形成し
た静電潜像に、現像手段を用いて着色粉（トナー）を着
色せしめてトナー像を形成する現像工程を行い、その後
、この感光体上のトナー像を普通紙等の記録媒体に転写
する一方、転写後に感光体上に残った未転写トナーを′
次の画像形成サイクルで、前記現像手段により現像と同
時に感光体から除去（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、現像と同時にクリーニングす
る方式のため、専用のクリーナを必要とせず、像担持体
の小型化も可能となり、さらには装置全体の小型化、低
コスト化、及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題） 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感光体にトナー
が残った場合には、次のサイクルにおいて感光体に対す
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。

本発明は上記課題を解決すべくなされたもので、その目
的とするところは、現像と同時にクリーニングを行う工
程を含む画像形成装置において、前の画像形成サイクル
の未転写トナー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、及び保守性の向上を図ることのできる画像
形成装置を提供しようとするものである。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は、上記課題を解決するために、像担持体の周囲
に静電潜像形成する手段と、現像と同時に前記像担持体
をクリーニングするクリーニンク手段兼用の現像手段と
、前記現像手段により像担持体上に形成された顕像を被
転写部材上に転写させる転写手段と、前記像担持体面の
移動方向に対して前記転写手段の下流及び現像手段より
上流に位置するメモリ除去手段とを具備し、前記メモリ
除去手段がブラシであり、前記像担持体面の移動方向に
対して前記ブラシの自由端が下流、保持部側が上流とな
るように接触させた構成としたものである。

（作　用） すなわち、本発明によれば、メモリ除去手段により転写
手段による転写工程後かつ帯電手段による次ぎの像形成
サイクルの帯電工程前までに、転写工程後の像担持体に
残留する未転写の余分に現像剤を一旦像担持体から取り
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
着状態を掃きならし、転写後の残留現像剤による帯電及
び帯露光工程への影響を防止することが可能となる。

また、メモリ除去手段がブラシであり、前記像担持体面
の移動方向に対し前記ブラシの自由端が下流、保持部側
が上流となるように接触させた構成としたから、現像剤
の飛散が防止され安定し７た画像形成が可能となる。

（実施例） 以下、本発明の一実旌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、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図及び第４図Ａ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
のドラム上感光体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１７ａ１現像工程
と清掃（クリーニング）工程とを同時に行う磁気ブラシ
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除去手段２０、および前
露光手段２１が順次配設されてる。

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
９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１つの働きにより用紙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除
去手段７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転写現像
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）参照コ。

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］。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］、６、および
レーザ露光ユニット１７は次のような工夫が成されてい
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３０ｍ鳳の両切りのア
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
製コ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］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５９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　
ｅ　ｒ　ｇ／ｃｄ）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１０図では２４．８ｅｒｇ／ｃｄ）、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乃至第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６０μｍ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。上記給電ビン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０．３ｍｍ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７０ａ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７０１）、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（後述す
る）両サイドケース７Ｑｂ、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）に繁がっている。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）が給電ビン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關離れた感光体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１図参照）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
保合部である。

また、前記レーザー露光ユニット１７は、第４図および
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３４
．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
のプロセスの簡素化を行うために、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、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、第１．
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ブ１０４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
θ１は１５０’、磁性部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１
５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、メモリ除去手段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神
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、メモリ除去手段
給電部１１２、給電ビン７３からなる帯電手段給電部１
１３が突設されており、このプロセスカートリッジ１０
５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１２０に巻き取られた感光体保護シート１２０は
巻取軸１２０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１４０１　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１４
６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図乃至第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。

次にメモリ除去手段２０について説明する。

このメモリ除去手段２０は、ブラシ部材１６０、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、カーボン粒子、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１０２として用いられる人工繊維は
体積抵抗が１０２〜１０７Ω印とすることが望ましい。

堆積抵抗が１０２Ω（７）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
１０２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のより大の場合は、たとえブ
ラシ部材１６０に電圧印加しても、感光体上の未転写ト
ナーを静電的に吸着することができず、未転写トナーが
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る
。

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
接触させた場合に、ブラシ部材１６０が感光体１５上の
より多くの残留トナーと触れることが可能であり、かつ
折曲くせがつくことがないので、後述するブラシ部材１
６０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か
望ましい。１デニーズより小の場合は、人工繊維が折れ
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
挾む込むことにより、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を切り落とす恐れがあるため、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
關に対し、厚みＣが２．５〜４關程度が望ましく、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側に沿って設けられ、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。またブラシ部材１６０の長手方向の
長さをブラシ部材１０２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、万一裏当部
材が感光体に触れても感光体の損傷を防止することがで
きる。

補助板金２１０は、感光体とは反対側で裏当部材に当接
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・（至）にし、
太さ６Ｄ（デニール）の繊維にしたものを１００本づつ
の束とし、８２束／　ｉ　ｎ　ｃ　ｈの密度で繻子織に
し、２枚重横糸を抜くことにより構成されている。また
、ブラシ１６０は片面に、第３０図及び第３３図に示す
ように厚さｔ＋ｏｍ（０，１ｍｍ程度）のポリエステル
フィルムからなる裏当部材１６１をブラシ１６０の穂先
よりｄａｍ（１，０ｍｍ程度）突き出た状態で保持金具
１６２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１６０の先端
より３關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。

メモリ除去手段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、回転型は大形化するとと
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除去
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（ＣＩｅａｎｌｎｇｇ
ｔ　　Ｄ　ｅｖｅｌｏｐｉｎｇ　　Ｐ　ｒｏｃｃｓｓ　
：　ＣＤ　Ｐ　）は転写現像で行うところのにポイント
がある。それはトナー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
残りトナーは逆極性の負となってしまう。露光工程第３
４図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下の電位も減衰し
てしまう。

次に正極性のトナーを用いて未露光部を現像すると感光
体の未露光部の転写残りトナー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は現像器に
吸引されることがないので感光体上に残ったままとなる
。さらに場合によっては現像剤中の正極性トナーを吸引
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〜は転写
チャージャと同極性のため転写されずに感光体上に残っ
てしまう。そのためプロセスサイクルが繰り返されるた
びに感光体上の転写残りトナーは増加してしまう。また
転写残りトナーにより吸引された正極性トナーは転写さ
れるため転写画像の白地部に感光体ドラム１回転前の画
像が現れて（、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
光体上の転写残りトナーが増加し、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、本方式は現像器で感光体をクリーニングするため
感光体に付着した紙カスを現像器内に取り込んでしまう
。そのため現像剤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ゃすい。（但し一
成２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器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Ｖ。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Ｖｅｒ、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−Ｖｅ　ｒ、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−Ｖｅ　ｒ、Ｖ□　−Ｖｂは絶対値として話をすす
める。

第３６図の第１象現は横軸に現像電位ｖｂ−Ｖｅｒ、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象現は横軸に現像零位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、ここでは横軸にクリーニング電
位Ｖｏ−Ｖｂ、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からトナー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（不帯電部）に付着し、フィルタ
となって露光後部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やキャリアＣおよびその組み合わせにも多少
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、メモリ除去手段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１６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　ｒ　ｐｍ
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１つとし
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は電位制御型のス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Ｌ
ＥＤを使用した。

メモリ除去手段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
３Ｄ（デニール）のものを１００本束ねて１本の糸とし
１００，０００本／　ｉ　ｎ　ｃ　ｈ　２の密度でパイ
ル織りブラシ１７０（第３８図Ａ。

第３８図Ｂ、第３８図Ｃ参照）を用いた。なお、図中１
７１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％ＲＨ
環境下を１００Ω＊０〜１０１５Ω・印まで変えて試み
たところ比抵抗１０６Ω◆（７）以下のものが表１に示
すようにハーフトーン（網点）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１０９Ω・（７）以下の抵抗のもので十分であった
。

１０３Ω・（１）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、帯電がおちると反転現
象の場合ベタ環となる。従って、好ましくは１０８Ω・
ｃｍ〜１０３Ω・ｃｍが良い。

表 Ｘｌ：ｌｊ：ｆｉ七す、阻陳小炭か短大に先出】る〇ま
た、黒ネガメモリに対しては正又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
ィングテープで転写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がな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、これは画像上に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。ここでメモリ除去ブラシ１７０（１，６０
）は転写残りの文字特性のトナーパターンを拡散してい
るわけてはなく、ブラシ１７０　（１６０）がトナーｔ
を一旦静電的に吸引し、その後、感光体１５へ自然には
き出して感光体１５におけるトナーｔ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、メモリ除去ブラシ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、紙の浮き上がりやシワ、折れに起因する転写抜け
により未転写トナーのクリーニング不良の白ポジメモリ
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。

これらからブラシ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まで変えた転写残りトナー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以上で効果はほぼ同じで正電圧であれば良いこと
が判った。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にこげ穴を穿けてし
まうことがわかり、適性電圧は＋１００〜＋７００Ｖま
でが実質的に使用できる範囲である。

ここで本実施例では装置の小型・低価格化を０指するた
め感光体１５を３０φの小型とし、用紙Ｐのこしく剛性
・）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）に付着している負極
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（表１の紙間隔跡参照）。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図のフローチャートに示すように用紙Ｐ
が転写手段（転写帯電器）１９の下を通過している時の
み転写手段１つのコロナワイヤ１５１にかける電源をＯ
ＮＬ、転写紙Ｐの前後の感光体１５の剥き出しの部分が
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の両側（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のため）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がないので全て問題とはならない。

また、後述するがブラシ形状も繻子織とする方が好まし
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１７０
　（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（
負極性）ｔが付着してしまいベタ黒となってしまう。こ
のよう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ＴＳ−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、Ｔｓ−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は同時に行うことにした。

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、ＯＦ　Ｆする時間は１５〜Ｍ以
上の長さでなければならない。

次にブラシ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１００Ｄ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。１
００Ｄ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１ＯＯＤ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／　ｉ　ｎ　ｃ　ｈ　２以上のもの
で厚さ０．５關以上でないと効果はなく、また、繻子織
のものは繊維１０本〜１０ｏＯ本を一束として１０束／
　ｉ　ｎ　ｃ　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除
去効果にムラが発生することが判明した。メモリ除去効
果はブラシ抵抗、繊維の太さ、密度などではほぼ決定さ
れるが、実際に装置の実用化に対してはブラシの形状、
あ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３Ｄの太さのものを１００本束ね１インチあ
たり１２７束の密度で縦糸として繻子織りのブラシ１７
０（第３１図参照）としたものを長さρ８、厚さＷ（繻
子織は枚数）、角度θ、接触位置ＲＢ（第３２図参照）
などを変えて１０００枚（Ａ４ヨコ）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で示すようにパイル織ブラシ１７
０の穂先あて、および第４２図Ｂで示すパイル織ブラシ
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のグリッドが真黒に汚れてしまっ
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。

繻子織りのブラシ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、時折用紙Ｐの間隔跡が発生するため好ましくなか
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に外力がなく、十分にブラシ
１６０が伸び切った状態で（−度圧力をかける中心線り
が感光体１５の外径内と交わった点をＰ、Ｐ点での感光
体１５に対するブラシ方向の接線をＭとすると、ブラシ
長ρえは４關以上、取り付は角θ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の毛が拡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３０万枚プリントをしてもトナー落ち
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、フッ素樹脂等で厚さ２ｉＩ１１以下の弾性性
のあるものなら何でも良い。

ただし、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１．５ｍｍ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拡がっていると数十ミクロン系の繊
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、およびメモリ除
去手段２０は、前記現像ユニット１８に一体的に組み込
まれた状態（第４図Ｂ、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。

従って、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
モリ除去手段２０からのトナーの飛散やメモリ除去効果
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
コストはあまり変わらない。

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１つに
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３６ｍ＋
ｉ／　ｓ　ｅ　ｃ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１４０　＋ａ＋ｓ／　
ｓ　ｅ　ｃ程度）に比べ約１７４とからなり遅くなって
いる。このよう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。

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

■文字部とベタ部（トナーが広い面積でついている部分
）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、両部に於いて良質な転写像を得るのは難
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
への印加電圧が３．５〜４ｋｖ程度で調度良い転写電流
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プにチバン製）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３６ｍ＋
ｇ／　ｓ　ｅ　ｃの装置の転写手段１９をコロトロンに
して、コロナワイヤ１５１に印加する電圧を変えた時の
文字（線）画像部とベタ部の転写効果を調べたもので、
文字部とベタ部が同時に転写効率８０％以上となるよう
な印加電圧はないことがわかる。すなわち、コロトロン
を用いる限り、文字かベタ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］５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
の逆電荷に吸い取られてしまい用紙Ｐの電位が上がらな
い。

そのため、べた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、べた部の電位
が上がりすぎてべた部のトナー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
写しににくなる。すなわち、転写過剰となる。

このような不具合をなくすために、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１５１に用いることができるので放
電が安定する上に汚れ等によるチャージャムラの発生が
妨げる。

また、べた部と文字部の転写紙Ｐの電位を同電位に制御
できるため、べたと文字の両方が良好な転写画像が得ら
れるうになった。

第４７図はスコトロンを用いた時の文字部とべた部の転
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
で十分制御がきいており、べた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）領域が広くとれ
ることを示したものである。スコ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 ・ワイヤー印加電圧 ・転写効率８０％以上 ５．２ｋｖ ８％未満× 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＋
７．ＯＯＶ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１つ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ッド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１つ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の紙バスの案内部材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（ＣＤＰ）特有の感光体１
５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ＶＢ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し−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、トナーかず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自抜けのネバメモ
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０μｍ　（４００ｄｏｔ／１ｎｃｈ）
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
４００ｄｏｔ／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
。

第５３図は、メモリ除去手段２０を感光体１５に対し、
非接触状態に配置したものである。

メモリ除去手段２０を成すブラシ部材１６０と、感光体
１５とは、特に接触している必要はなく、所定の距離の
間隙を有していれば、上述した作用効果を十分得ること
ができる。なおこの場合、メモリ除去手段２０には、上
述したごとく電圧印加されており、感光体２０に残留す
るトナーは静電気的にメモリ除去手段２０により吸引さ
れることになる。

第５６図は、メモリ除去手段２０ａ、２０ｂを感光体１
５の回転方向に沿って、複数個（本実施例では２個）設
けたものである。これらのメモリ除去手段２０ａ、２０
ｂの構成は、上述したものと同一である。上流側のメモ
リ除去手段２０ａと下流側メモリ除去手段２０ｂとはブ
ラシ部材の太さが同じでも良いが、２０ｂよりも２０ｇ
のブラシ部材の太さが太い方が望ましい結果が得られる
。

但しその太さは、既に述べた範囲内に限られる。

また上流側のメモリ除去手段２０ａは、下流側のメモリ
除去ブラシ２０ｂに比して、ブラシ部材の電気抵抗が大
きいことが望ましい。但しこの場合も既に述べたブラシ
部材の電気抵抗の範囲内に限られる。なおメモリ除去ブ
ラシ２０ａと２０ｂとのブラシ部材の材質は異、なって
いても良い。

第５４図は、上述したコントロールパネル１１の装置本
体に対する取り付けの一例を示すものである。コントロ
ールパネル１１はユニットｌｌａから成り、装置本体の
枠部１ａに対してし支持軸１１ｂを介して、回動自在に
取着されている。指示軸１１ｂは、ユニット１１ａと装
置本体との電気的接触を可能にするための電線通路の役
割も兼ね備えている。このような構成とすることにより
、コントロールパネルを装置本体に対して立位した状態
にすることが可能であるから、操作性及び視認性を著し
く向上させることができる。なおコントロールパネルの
取着方法は、上述した点に限られること無く、ユニット
１１ａが装置本体に対し回動自在に支持されることによ
り同様の効果が得られる。

次にコントロールパネル１１は螢光表示管１１Ｃ及び螢
光表示管表示オン、オフ用のキースイッチ１１ｄを備え
ている。この螢光表示管１１Ｃ及びキースイッチ１１ｄ
について、第５５図を参照しながらその動作を説明する
。螢光表示管１１ｃは電源投入時において、オン状態に
あり、表示を行う。この状態で画像形成スタートキー（
図示しない）がオンされると、画像形成動作が開始され
る。一方上記スタートキーが、オンされない場合には、
上記キースイッチ１１ｄをオフすることにより、螢光表
示管がオフ状態とされ表示が消される。この場合冷却フ
ァンユニット２９が動作を停止又は減速される。上記画
像形成の動作は、螢光表示管１１ｃが表示されていると
きだけ、開始される。またキースイッチｌｉｄをオンす
ることにより、−旦表示が消された螢光表示管１１Ｃが
オンされると、表示制御上電源投入時の状態に戻る。こ
のｊうな更正とすることにより装置全体の消費電力を削
減することができる。

第５７図は、メモリ除去手段として、クリーニングブレ
ード３００と上述したメモリ除去ブラシ２０〃組合せて
配置したものである。クリーニングブレード３００は、
厚さが０．１ｍｍから３ｍ■程度の弾性部材（例えばウ
レタンシート材）から戊り、感光体１５の回転方向に対
し、メモリ除去ブラシ２０の配置位置よりも上流側に設
けられる。

クリーニングブレード３００は感光体１５から残留トナ
ーを剥離除去する。クリーニングブレード３００には六
３００ａが形成されており、クリーニングブレードによ
り剥離除去される残留トナーは穴３００ａを通して図中
下方に落下する。この落下する残留トナーは、メモリ除
去ブラシ２０により一旦吸引され、再び感光体に戻され
ることにより、既に述べた効果と同様の効果を奏する。

次に、感光体１５から、転写後の用紙Ｐを剥離し搬送す
るための構成を説明する。

第３図に示される如く、感光体１５と定着ユニット２７
との間には、メモリ除去ブラシ２０が設けられている。

本実施例においては、トナーの極性が負である。転写チ
ャージャ１９は正の放電を行い、転写チャージャ１つを
通過した用紙Ｐは正の極性の電荷を有する。一方、通過
する用紙Ｐの図において下方には、メモリ除去ブラシ２
０の保持部材を戊す保持金具１６２が位置する。この保
持金具は正の電位（例えばバイアス電圧５００Ｖ程度に
印加されている。従って保持金具１６２から発生する電
界と紙の持つ正の電荷が反発し合い、用紙Ｐは図におい
て上方に持ち上げられる。このため転写後の用紙Ｐは感
光体１５から剥離され、滑らかに定着ユニット２７へ搬
送されることになる。なお上記保持金具１６２の代わり
に板金部材を独自に設け、この板金部材にバイアス印加
しても良い。

第５８図は、給紙カセット７に着脱自在に設けられた給
紙カバー７ａの用紙Ｐと擦れ合う而７ｂの形状を示した
ものである。面７ｂは凹凸形状をなし、表面粗さが１０
μｍ以上である。このような構成とすることにより、用
紙Ｐは面７ｂの凹部のみと接触する、いわゆる点接触状
態となり、用紙Ｐと給紙カバー７ａとが接触する面積が
大幅に減する。従って用紙Ｐと給紙カバー７８との間の
摩擦電気の発生が少なくなり、給紙カバー７ａと用紙Ｐ
が静電気に引き付けられることがないので、給紙カセッ
ト７から紙が滑らかに出ることができる。

第５８図（ａ）は面７．を梨地状形成した例、第５８図
（ｂ）は面７ｂをヘアライン（一方向）状に形成した例
、第５８図（ｃ）は面７ｂをヘアライン（あや目）状に
形成した例、第５８図（ｄ）は面７ｂをヘアライン（す
だれ）状に形成した例、第５８図（ｅ）は面７ｂをヘア
ライン（あや目）状に形成した例及び第５８図（ｆ）は
面７ｂをタイル状に形成した例であり、面７ｂの形状と
してはいずれの形状でも良い。

次に第４図を参照して、現像手段１８の細部について説
明する。

現像手段１８の、光学系ユニット３４と近接するケーシ
ング部９１には、圧接性のあるモルトプレート等の部材
１８ａにアエルト等の弾性部材１８ｂを貼ることにより
２重構造を成すクリーニング部材１８ｃが設けられてい
る。このクリーニング部材１８・Ｃは、光学系ユニット
３４の光出射面に接触しており、現像手段１８を装置本
体外に取出す際及び現像手段１８を装置本体内に挿入す
る際に、光学系ユニット３４の光出射面を長手方向に沿
って摺接する。従って光学系ユニット３４は、現像手段
１８の交換時に、飛散トナー等の汚れが定期的クリーニ
ングされることになる。

また、第１図に示すように、メモリ除去手段２０を構成
するブラシ１６０　（１７０）の取り付は方向は、前記
像担持体として感光体１５の面の移動方向（矢印イ方向
）に対し前記ブラシ１６０（１７０）の自由端１６０ａ
　（１７０ａ）が下流、保持部１６０ｂ　（１７０ｂ）
側が上流となるように接触させた構成となっている。

従って、ブラシ１６０　（１７０）の振動が防止され、
現像剤であるトナーｔの飛散が防止される。

また、トナーｔのブラシ１６０　（１７０）中への目詰
まりが防止でき安定したトナーｔの授受が行える。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、現像と同時にク
リーニングを行う工程を像担持体とメモリ除去ブラシを
含む画像形成装置において、メモリ除去手段により転写
手段による転写工程後かつ帯電手段による次ぎの像形成
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り
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
着状態を掃きならし、転写後の残留現像剤による帯電及
び露光工程への影響を防止することができる。これによ
り、前の画像形成サイクルの未転写トナーによる不要な
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、及び保守性の向
上を図ることができる。

また、メモリ除去手段がブラシであり、前記像担持体面
の移動方向に対し前記ブラシの自由端が下流、保持部側
が上流となるように接触させた構成としたから、現像剤
の飛散が防止され安定した画像形成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松模様の
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１
５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２
１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の一部切欠平面図、第２
５図は第２３図Ｃ−Ｃ線Ｉ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２３図Ｃ−Ｃ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
明図、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、第５３図はブラシの穂先を感光体と非接触状態で使
用した場合の説明図、第５４図は操作部を一部切欠図、
第５５図は表示手段の動作制御を示すフローチャート、
第５６図はブラシ複数個使用した場合の断面図、第５７
図はブレードとブラシを用いた場合の断面図、第５８図
は給紙カバー面の形状を示す図である。 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・・・メモリ除去手段、１６０・・・ブ
ラシ、・・・現像剤 （トナー）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 像担持体の周囲に静電潜像を形成する手段と、現像と同
   時に前記像担持体をクリーニングするクリーニング手段
   兼用の現像手段と、前記現像手段により像担持体上に形
   成された顕像を被転写部材上に転写させる転写手段と、
   前記像担持体の移動方向に対して前記転写手段の下流及
   び現像手段より上流に位置するメモリ除去手段とを具備
   し、前記メモリ除去手段がブラシであり、前記像担持体
   面の移動方向に対し前記ブラシの自由端が下流、保持部
   側が上流となるように接触させたことを特徴とする画像
   形成装置。