JPH1184798A

JPH1184798A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JPH1184798A
Application number: JP9238350A
Authority: JP
Inventors: Yukiko Iwasaki; 有貴子岩▲さき▼
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-09-03
Filing date: 1997-09-03
Publication date: 1999-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】接触帯電を用いたタンデム型のカラー画像形成
装置において、転写材搬送方向下流側のユニットでも均
一な帯電を行うことを課題とする。【解決手段】感光体１と、感光体表面に接触し均一に帯
電する感光体と線速差を設けたロールブラシ帯電装置２
と、帯電された感光体表面に静電潜像を形成する手段３
と、感光体表面の静電潜像にトナーを付着させトナー像
を形成する現像手段４と、トナー像を転写材７に転写す
る転写手段１１を有する画像形成ユニット６（Ｃ〜Ｋ）
を複数個備え、複数個の画像形成ユニットを転写材搬送
方向に沿って連続的に配置し画像形成ユニット毎に形成
されたトナー像をベルト１０で搬送される転写材面に転
写手段によって順次転写してカラー画像を形成するカラ
ー画像形成装置において、ロールブラシ帯電装置２の線
速が、転写材搬送方向下流側の画像形成ユニットのロー
ルブラシ帯電装置ほど大きい構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式でカ
ラー画像を形成するカラー複写機、カラープリンタ等の
カラー画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の複数個の画像形成
ユニットを転写材搬送方向に沿って連続的に配置し、画
像形成ユニット毎に形成されたトナー像を搬送されてく
る転写材面に転写手段によって順次転写してカラー画像
または白黒画像を形成するタンデム型のカラー画像形成
装置が知られている。このタンデム型のカラー画像形成
装置では、通常転写材搬送方向下流側の転写位置での転
写電流を上げるようになっている（上流側の転写位置で
すでにトナー像が転写材上に転写されているので、その
上に更にトナー像を転写するためにはトナー同士の反発
を抑えられるように更に多くの転写電流を必要とす
る）。このため、転写後の感光体上電位δは上流側の感
光体より下流側の感光体の方が大きく振れる。転写材が
特に感光体のスラスト方向に小サイズな場合は、感光体
の手前側と奥側の電位がδ＋（δよりプラス側）、中央
がδ−（δよりマイナス側）とばらつくので、帯電で電
位を均一にするのが困難になる。特に接触帯電装置の場
合は、非接触方式のスコロトロンに比べて、電位制御性
が劣るため更に困難さが増す。このため、接触帯電を用
いたタンデム型のカラー画像形成装置においては、下流
側でも均一な帯電を行うことが課題となる。

【０００３】ここで上記のような問題に対する従来技術
としては以下のようなものがある。例えば、特開平６−
１９２６２号公報記載の技術では、転写により感光体上
の電位が不均一になることを詳しく説明している（但
し、カラー画像形成装置のシステムがタンデム型ではな
いので、この従来技術のシステムの場合は必ずしも４版
目後が一番感光体電位が不均一になるとは限らないが、
感光体上の電位が不均一になるメカニズムはタンデム型
と同様である）。この従来技術においては感光体上電位
のばらつきを補助帯電器によって除去しており、しかも
その補助帯電器に印加するバイアスを制御手段を用いて
制御している。特開平６−２８９６８７号公報記載の技
術でも補助帯電器を用いて帯電前の感光体電位をある程
度ならした後に第二の帯電手段で均一に帯電させるよう
にしている。また、この従来例ではパッシェンの法則が
詳しく書かれている。特開平６−１１８７７５号公報、
特開平９−８０８７１号公報記載の技術では、上記と同
様の課題に対して、転写により直接帯電される部分（帯
電前電位が低いところ）が帯電部に差しかかったときだ
け、電圧や電流を切り替えることで、均一な帯電を行お
うとしている。特開平８−１０６１９７号公報記載の技
術では、複数の画像形成ユニットのある画像形成装置で
下流側ほど帯電電位の低減、低帯電量の現像剤使用によ
り低電圧で転写することで、転写での異常画像の発生を
抑制させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】通常、接触帯電に限ら
ずスコロトロンのようなコロナ帯電器でも帯電前電位の
ばらつきの影響で帯電電位が安定しないということが知
られており、通常は除電ランプ等を使って帯電前電位を
安定させることで帯電電位の安定化を図っている。しか
し、除電ランプ（ＱＬ）では＋または−のどちらか片方
の極性しか打ち消すことができない。例えば、ネガ・ポ
ジのプロセスで−７００Ｖに帯電し、露光後電位が−１
５０Ｖに落ちるような感光体では、光照射により−の電
荷を打ち消すことはできるが＋の電荷を打ち消すことは
できない。

【０００５】−５００Ｖ程度の現像バイアスを現像ロー
ラに印加することで、露光後の−１５０Ｖのところに−
極性のトナーを現像するようなネガ・ポジのプロセスで
は、転写バイアスは−のトナーを転写材に転写させるた
めに＋のバイアスを印加する。この結果、小サイズ紙等
を転写材として用いた場合、紙の無いところでは感光体
にダイレクトに＋の電荷がかかることになり、感光体上
電位は大きく落ち込むことになり、場合によっては感光
体上電位が＋に反転する。また、トナーが乗っていた感
光体表面も露光後に−１５０Ｖ程度まで電位が落ちてい
るため、トナーが転写材に転写された後はかなり電位が
落ち込む。一方、トナーの乗っていない地肌部電位は−
７００Ｖがやや転写部に来るまでに落ち込むが、それで
もゆうに−６００Ｖ以上の電位を持ち、転写後も転写電
流、プロセススピードにもよるが−２００Ｖ〜−３００
Ｖ程度帯電している。この地肌部の−２００Ｖ〜−３０
０Ｖは除電ランプ（ＱＬ）を使えば−１５０Ｖ程度に引
き下げることができる。

【０００６】通常のモノクロの画像形成装置では転写が
一段階しかないため、紙のない感光体にダイレクトに＋
のチャージがかかる部分でも−２００Ｖ〜−３００Ｖ、
トナーの乗っていた露光部電位も転写後に−８０Ｖ〜−
１００Ｖ程度なので、ＱＬによって感光体電位は均一に
−８０Ｖ〜−１５０Ｖ程度まで落ち、最大でも７０Ｖ程
度の差なので帯電部での帯電により電位のばらつきを〜
２０Ｖ程度に抑えられる。

【０００７】しかし、カラー画像形成装置、特に中間転
写体を使用せず、複数の画像形成ユニットを転写材搬送
方向に連続的に配置し、転写材上で直接複数のトナー像
を重ねるようなプロセスの場合は、−に帯電したトナー
の上に更に−に帯電したトナーを重ねなければならない
ため、色を重ねる毎に転写電流を引き上げる必要がでて
くる。その結果、最後の色を重ねるときの転写電流は非
常に高くなり、最終転写後の感光体電位は地肌部でも−
１５０Ｖ程度、露光部や転写材の無かった部分では〜＋
１５０Ｖ程度に帯電してしまう。この＋のチャージはＱ
Ｌで打ち消すことができないため、帯電前の感光体電位
に３００Ｖ程度のばらつきが生じる。

【０００８】特開平６−２８９６８７号公報に開示され
ているように、接触帯電の場合、接触帯電部材の電位と
感光体表面電位の電位差が放電開始電圧以下になると放
電が停止する。接触帯電での放電開始電圧は通常環境で
はそれほど大幅な差はなく５５０Ｖ程度であるため、接
触帯電部材に例えば−１０００Ｖを印加すると、感光体
が０Ｖの場合は電位差１０００Ｖで放電開始電圧以上な
ので放電が起こり放電電流が流れ、徐々に感光体側がマ
イナスに帯電していく。そして感光体が約−４５０Ｖに
帯電されると、電位差が放電開始電圧を下回るので放電
が停止する（帯電が飽和する）。帯電部材の抵抗が低す
ぎると放電開始と同時に局所的に一気に電流が流れ、そ
の部分だけが−６００Ｖ〜−９００Ｖ程度に帯電し、そ
の近傍だけ電界が歪み持続的な放電が起こらなくなるた
め、帯電むらが生じる。逆に接触帯電部材の抵抗が高す
ぎると、放電電流が流れにくいため、十分に帯電しない
うちに感光体が帯電器近傍の放電領域を通過してしま
い、−４５０Ｖまで帯電しないこともある。また、感光
体線速が速い場合も放電電流による帯電が完了する前に
感光体が放電領域を通過し−４５０Ｖの放電停止電圧ま
で帯電しないこともある。

【０００９】先に説明したようにカラー画像形成装置の
場合、先の例のように帯電電位を−７００Ｖ（接触帯電
装置への印加電圧−１２５０Ｖ）にすると、転写部を通
り抜けた後、一部は＋のチャージを受け、除電ランプ
（ＱＬ）による除電後の帯電直前の帯電電位で＋１５０
Ｖ〜−１５０Ｖ程度の電位のばらつきがある。このまま
帯電すると、０〜−１５０Ｖのところはきちんと放電停
止電圧まで帯電し放電が停止するため、−７００Ｖまで
帯電するが＋１５０Ｖのところは放電停止電圧まで上が
りきる前に放電領域を通過してしまうため、−７００Ｖ
まで帯電せず、−６００Ｖ程度の低い帯電電位にとどま
ってしまう。この電位の差はハーフトーン部で特にムラ
として現れる。転写後に＋になっていた部分というの
は、書き込み光学系で電位の下がった画像部なので、そ
の部分だけ帯電電位の絶対値が低くなり、次に現像部に
到達するときにその部分だけ濃度の濃い所謂ポジ残像と
なる。尚、従来例の特開平６−２８９６８７号公報で
は、前の画像部が白く抜ける所謂ネガ残像が発生すると
されているが、本発明の実験中にはネガ残像よりもポジ
残像が多く見られたので、上記のような理由でポジ残像
が発生している。従来例で指摘されているネガ残像は後
述する本発明の実施例、比較例の検討中には見られなか
ったので、システムの違いによる差異だと思われる。い
ずれにしても、帯電前の電位のばらつきが原因による帯
電後電位のばらつきを課題としている点では特開平６−
２８９６８７号公報記載の技術も本発明も同じである。

【００１０】このような電位のばらつきをなくすため
に、以下のような従来技術が開示されているが、いずれ
も課題が残されている。例えば、特開平６−１９２６２
号公報、特開平６−２８９６８７号公報記載の従来技術
では、いずれも転写後で転写前の領域に別の帯電手段
（特開平６−１９２６２号公報では除帯電手段、特開平
６−２８９６８７号公報では第一帯電工程と請求項に記
載されている）を設け、それぞれ＋のバイアスを打ち消
すためにＡＣバイアスをかけたり、帯電前に第一帯電工
程である程度帯電させて電位をならす等の後に、帯電装
置で目標帯電電位に揃えるという構成になっている。し
かし、このような構成を採った場合、帯電器が増えるよ
うになることから、感光体近傍のオゾン濃度が上昇す
る。確かに複数の帯電器を両方とも接触帯電にし、ＡＣ
バイアスを使用しない特開平６−２８９６８７号公報記
載の構成の場合、機外に排出されるオゾンは少なくなる
が、感光体近傍のオゾン源が増えることにより感光体に
与えるハザードが増加することになる。放電生成物には
オゾンや窒素酸化物（ＮＯ_X ）等があるが、ＮＯ_X は空
気中の水分を吸って硝酸または硝酸イオンとなり、感光
体を劣化させる。このため、機外への排出量が少なくな
っても感光体の寿命という視点から考えると、たとえ接
触帯電であっても帯電器の数が増えることは好ましくな
い。

【００１１】特開平６−１１８７７５号公報、特開平９
−８０８７１号公報記載の従来技術では、転写によって
電位がδ＋になってしまったところ（−の極性で絶対値
が低いところか、転写で＋に帯電してしまったところ）
が帯電部に到達したときだけ、帯電装置に印加する電流
や電圧を増加させることにより、帯電後電位の均一性を
向上させようとしているが、両者ともに問題がある。そ
れは、小サイズ紙の場合のように、感光体スラスト方向
に電位むらが生じたときにはそれを補正する能力がない
ということである。

【００１２】特開平９−８０８７１号公報記載の従来技
術で説明すると、帯電幅、転写幅に比べて転写材幅の短
い、例えば葉書のようなものに画像を形成する場合、感
光体の回転方向に見ると、画像の無いところは転写電界
がかからず、画像のあるところだけタイミングを合わせ
て転写電界がかけられるようになっているので、転写バ
イアスのかかっていない部分には通常の印加電圧で帯電
を行い、転写電界のかかった部分では印加電圧を通常よ
り上げて帯電を行うというのが主旨である。しかし、ス
ラスト方向に見ると葉書のあった感光体部分は帯電前の
電位がδ−、葉書の無い部分は直接感光体に転写バイア
スがかかるためδ＋になる。それに対して帯電部ではそ
こに一様に通常より高い帯電電位がかけられる。この場
合δ−な部分の帯電後電位が通常の帯電後電位に揃うよ
うに印加電圧を上げると、δ＋な部分が十分に−帯電し
きらないため、次の画像形成時に地肌汚れとなる。一
方、δ＋な部分に合わせて印加電圧を設定すると、今度
はδ−な部分が過剰に帯電するため、その部分の画像が
薄くなったり、現像剤がトナーとキャリアからなる二成
分現像系の場合はキャリア付着が生じるなどの不具合が
生じる。よって、感光体の回転方向のむらを補正するこ
とはできても、感光体スラスト方向のむらを補正するこ
とは困難である。

【００１３】具体的に言うと、通常−１２５０Ｖを印加
して−７００Ｖに帯電をさせるようなシステムで、転写
材のない、転写電界を受けない部分は次の帯電前でも−
５００Ｖ〜−６００Ｖの電位が残っている。これを−１
２５０Ｖにするのは可能だが、転写材のある部分は＋１
５０Ｖ（転写材の無い部分δ＋）〜−１５０Ｖ（転写材
のある部分δ−）と電位が低くなっているため、印加電
圧を引き上げて−７００Ｖに帯電するようにさせたいの
だが、−１５０Ｖを−７００Ｖにするために、−１４５
０Ｖ印加すると、＋１５０Ｖの部分は−６００Ｖ程度に
しかならない。そこで印加電圧を−１６５０Ｖまで引き
上げると、今度は＋１５０Ｖの部分は−７００Ｖまで上
がるが、＋１５０Ｖの部分は−９００Ｖまで帯電してし
まう。まして、タイミングに多少のずれが生じ、−５０
０Ｖ〜−６００Ｖの部分にこのバイアスがかかると−１
１００Ｖも帯電してしまう。これは印加電圧を上げるこ
とにより、放電停止電圧も上がってしまうため、目標帯
電電位への電位制御性が落ちることによる。つまり、印
加電圧が−１２５０Ｖのままで十分に時間をかければ、
本来は＋１５０Ｖのところも−７００Ｖまで帯電できる
はずなのであるが、電位差が大きいため、帯電部を通過
する間に−７００Ｖまで上がりきらないのである。それ
を上げるために−１６５０Ｖまで印加電圧を上げると、
放電停止電圧は−１１００Ｖまで上がるため。−７００
Ｖでの制御が利かなくなってしまうのである。尚、特開
平６−１１８７７５号公報記載の従来技術の場合も同様
である。

【００１４】特開平８−１０６１９７号公報記載の従来
技術においては、本発明のように複数の画像形成ユニッ
トが並んだタンデム型のカラー画像形成装置における電
荷の蓄積を抑えるためにトナーの電荷量を変えたり、帯
電電位を下流ほど下げたりしている。帯電電位を下げる
方法は転写電界を弱める作用があるので、この従来例の
目的であるＯＨＰシート後端での放電を抑える以外に、
本発明の課題である転写後電位のばらつきを抑えること
もできる。つまりこの構成によっても転写後電位をでき
るだけばらつかせないことにより、帯電後電位の均一化
を図ることができる。しかし、転写電界を弱めることに
より弊害が出ることがある。以下それについて説明す
る。

【００１５】この従来技術はその請求項１、２のよう
に、上流のトナーの電荷量や抵抗を上げ、下流のトナー
の電荷量や抵抗を下げることにより、上流側のトナーの
下流側感光体への逆転写を防ぐという技術であるが、ト
ナーの電荷量や帯電量を変えることにより、上流の転写
位置で高い転写バイアスをかけなければ転写が難しくな
るという欠点がある。つまりトナーの帯電量が高くなる
ことにより、トナーと感光体間に働く静電引力が強くな
るため、それを転写材に転写するためには高い転写バイ
アスが必要になるのである。そして、そのように高い帯
電量を持った−極性のトナーの上に、下流側で同じ−極
性のトナーを転写させるためには更に高い転写バイアス
が必要となる。このようなことを繰り返すと、電荷の蓄
積による剥離放電による画像乱れが起こりやすくなった
り、高い帯電量のトナーの上への転写が出来にくいこと
による下流のトナーの転写抜けが生じ易くなる。そのた
め、低電圧での転写はそれほど見込めない。さらに下流
側のトナーの帯電量を落すことにより、帯電量の低いト
ナーが地肌部につく地肌汚れを生じ易くなる。

【００１６】この従来技術の請求項３の帯電電位を下げ
る方法についても転写に対しては不利に働く。図６は従
来技術による現像後のポテンシャルのモデル図である。
図６の（ａ）が通常の現像後のポテンシャルとすると、
この従来技術のように帯電電位と現像バイアスを変えた
ときのポテンシャルは（ｂ）のようになる。このように
ポテンシャルが浅いと、地肌部と画像部の電位差が少な
いのでトナーが散りやすくなる。また、この従来技術の
実施例として転写電界を下げるために転写前除電をつけ
るという方法が開示されているが、この場合は転写前除
電後のポテンシャルが（ｃ）のようになるため、低い転
写電界があっても、ちょっとした電界がかかることによ
りトナーが散りやすくなるのは言うまでもない。そのた
め、単純に帯電電位を落すだけでは転写で画像品質を落
しかねないという問題点がある。

【００１７】ここで、以上に述べた従来技術の問題点を
まとめると以下のようになる。帯電器の数を増やすことにより感光体が汚染され感光
体寿命が短くなる。帯電への印加電圧、電流を場合によって一つのユニッ
ト内で変えると、接触帯電の場合、スコロトロンチャー
ジャーのような電位制御性がないことにより帯電電位が
上がりすぎる。ユニット毎に目標帯電電位やトナーの帯電量を単純に
変えると、システム全体としてみたとき転写に歪みを生
じ異常画像となる。

【００１８】本発明では上記の従来技術の問題点のよう
な問題を引き起こすことなく、感光体の帯電電位のばら
つきを減少させ、画像上に電位のばらつきによって引き
起こされる画像濃度むらを減少させることを目的とす
る。そして、請求項１，２または３の発明では、接触帯
電を用いたタンデム型のカラー画像形成装置において、
転写材搬送方向下流側のユニットでも均一な帯電を行う
ことを目的とする。

【００１９】また、接触帯電を用いたタンデム型のカラ
ー画像形成装置においては、下流側は上流側のユニット
に比べて感光体の帯電電位に多少のばらつきがでる。そ
して、このばらつきは現像特性によるが、ベタ画像より
も中間調でムラとなって現れやすい。そこで請求項４の
発明では、感光体電位にばらつきがあっても、画像では
目立たなくさせることを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、感光体と、前記感光体表面
に接触し感光体表面を均一に帯電する感光体と線速差を
設けたロールブラシ帯電装置と、前記ロールブラシ帯電
装置により均一に帯電された感光体表面に静電潜像を形
成する静電潜像形成手段と、前記感光体表面の静電潜像
にトナーを付着させトナー像を形成する現像手段と、前
記トナー像を転写材に転写する転写手段とを有する画像
形成ユニットを複数個備え、前記複数個の画像形成ユニ
ットを転写材搬送方向に沿って連続的に配置し、前記画
像形成ユニット毎に形成されたトナー像を搬送されてく
る転写材面に前記転写手段によって順次転写してカラー
画像または白黒画像を形成するカラー画像形成装置にお
いて、前記ロールブラシ帯電装置の線速が、転写材搬送
方向下流側の画像形成ユニットのロールブラシ帯電装置
ほど大きいことを特徴としたものである。

【００２１】請求項２記載の発明は、感光体と、前記感
光体表面に接触し感光体表面を均一に帯電する感光体と
線速差を設けたロールブラシ帯電装置と、前記ロールブ
ラシ帯電装置により均一に帯電された感光体表面に静電
潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記感光体表面の
静電潜像にトナーを付着させトナー像を形成する現像手
段と、前記トナー像を転写材に転写する転写手段とを有
する画像形成ユニットを複数個備え、前記複数個の画像
形成ユニットを転写材搬送方向に沿って連続的に配置
し、前記画像形成ユニット毎に形成されたトナー像を搬
送されてくる転写材面に前記転写手段によって順次転写
してカラー画像または白黒画像を形成するカラー画像形
成装置において、転写材搬送方向下流側の画像形成ユニ
ットのロールブラシ帯電装置のブラシの繊維径が上流側
の画像形成ユニットのロールブラシ帯電装置のブラシの
繊維径に比べて細く、かつ転写材搬送方向下流側の画像
形成ユニットのロールブラシ帯電装置のブラシの植毛密
度が上流側の画像形成ユニットのロールブラシ帯電装置
のブラシの植毛密度に比べて高いことを特徴としたもの
である。

【００２２】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載のカラー画像形成装置において、転写材搬送方向下
流側の画像形成ユニットのロールブラシ帯電装置のブラ
シの感光体に対する食い込み量が、上流側の画像形成ユ
ニットのロールブラシ帯電装置のブラシの感光体に対す
る食い込み量に比べて少ないことを特徴としたものであ
る。

【００２３】請求項４記載の発明は、請求項１または２
または３記載のカラー画像形成装置において、転写材搬
送方向最下流の画像形成ユニットが二値の画像形成を行
うことを特徴としたものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図示の実施例に基づいて本
発明によるカラー画像形成装置の構成及び動作について
説明する。

【００２５】［実施例１］（請求項１に対応する実施
例）図１は本発明に係るカラー画像形成装置の概略構成を示
す主要部断面図である。図１において、符号１Ｃ，１
Ｍ，１Ｙ，１Ｋはドラム状の感光体であり、この感光体
１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋは図中の矢印方向に回転し、そ
の周りに少なくとも回転順に帯電用ロールブラシ２Ｃ，
２Ｍ，２Ｙ，２Ｋ、現像装置４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋ、
クリーニング装置５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｋが配置されて
いる。帯電用ロールブラシ２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋは、
感光体表面を均一に帯電するための帯電装置を構成する
接触帯電部材であり、帯電用ロールブラシ２Ｃ，２Ｍ，
２Ｙ，２Ｋは繊維中にカーボンを分散させた導電性繊維
から成るブラシで繊維の抵抗は１０³〜１０⁷Ωｃｍとな
っている。この帯電用ロールブラシ２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，
２Ｋは感光体表面に接触し且つ感光体１Ｃ，１Ｍ，１
Ｙ，１Ｋに対してカウンター方向で回転している。これ
は感光体１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋとの接触確率を増やす
と共に、ブラシによる掃きスジを目立たなくさせる効果
がある。この帯電用ロールブラシ２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２
Ｋと現像装置４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋの間の感光体表面
に図示しない書き込み光学系からのレーザー光３Ｃ，３
Ｍ，３Ｙ，３Ｋが照射され、感光体１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，
１Ｋに静電潜像が形成されるようになっている。そし
て、このような感光体１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋを中心と
した４つの画像形成ユニット６Ｃ，６Ｍ，６Ｙ，６Ｋ
が、転写材搬送手段である転写搬送ベルト１０に沿って
並置されている。転写搬送ベルト１０は各画像形成ユニ
ット６Ｃ，６Ｍ，６Ｙ，６Ｋの現像装置４Ｃ，４Ｍ，４
Ｙ，４Ｋとクリーニング装置５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｋの
間で感光体１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋに当接しており、転
写搬送ベルト１０の感光体側の裏側に当たる面（裏面）
には転写バイアスを印加するための転写ブラシ１１Ｃ，
１１Ｍ，１１Ｙ，１１Ｋが配置されている。各画像形成
ユニット６Ｃ，６Ｍ，６Ｙ，６Ｋは現像装置内部のトナ
ーの色が異なるのと、本発明に係わる帯電部が異なるだ
けで、その他は全て同様の構成となっている。

【００２６】図１に示す構成のカラー画像形成装置にお
いて、画像形成動作は次のようにして行われる。まず、
各画像形成ユニット６Ｃ，６Ｍ，６Ｙ，６Ｋにおいて、
感光体１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋがカウンター方向に回転
する帯電用ロールブラシ２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋにより
帯電され、次に露光部でレーザー光３Ｃ，３Ｍ，３Ｙ，
３Ｋにより、作成する各色の画像に対応した静電潜像が
形成される。次に現像装置４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋによ
り潜像を現像してトナー像が形成される。現像装置４
Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋは、それぞれＣ（シアン），Ｍ
（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｋ（ブラック）のトナ
ーで現像を行う現像装置で、４つの感光体１Ｃ，１Ｍ，
１Ｙ，１Ｋ上で作られた各色のトナー像は転写紙上で重
ねられる。転写紙７は給紙コロ８によりトレイから送り
出され、一対のレジストローラ９で一旦停止し、上記感
光体上への画像形成とタイミングを合わせて転写搬送ベ
ルト１０に送られる。転写搬送ベルト１０上に保持され
た転写紙７は搬送されて、各感光体１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，
１Ｋとの当接位置（転写部）で各色トナー像の転写が行
われる。感光体上のトナー像は、転写ブラシ１１Ｃ，１
１Ｍ，１１Ｙ，１１Ｋに印加された転写バイアスと感光
体１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋとの電位差から形成される電
界により、転写紙７上に転写される。そして４つの転写
部を通過して４色のトナー像が重ねられた記録紙７は定
着装置１２に搬送され、トナーが定着されて、図示しな
い排紙部に排紙される。また、転写部で転写されずに各
感光体１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋ上に残った残留トナー
は、クリーニング装置５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｋで回収さ
れる。尚、図１の例では画像形成ユニットは転写紙搬送
方向上流側から下流側に向けてＣ（シアン），Ｍ（マゼ
ンタ），Ｙ（イエロー），Ｋ（ブラック）の色の順で並
んでいるが、この順番に限るものでは無く、色順は任意
に設定されるものである。

【００２７】ここで、先に課題のところで述べたような
理由により、転写後の感光体表面電位が転写でばらつく
ため、そのまま帯電を行うと、帯電後の感光体表面電位
がばらついてしまう。ただし、接触帯電での電位制御性
を考えると、帯電装置への印加電圧を変えると制御性が
変わってしまうので、印加電圧はそのままで、帯電前電
位の低いところも十分に帯電されるようにしたい。そこ
で、上記帯電用ロールブラシ（２Ｃ〜２Ｋ）を用いたロ
ールブラシ帯電について考えると、ロールブラシ帯電で
は感光体（１Ｃ〜１Ｋ）に対してカウンター方向に回転
させて帯電を行うわけであるが、この線速を上げること
で感光体とブラシの接触確率が上がるため、帯電の制御
性が上がるようになる。そこで線速を変えたときの制御
性を調べるために、あらかじめ帯電前の感光体表面電位
を＋６００Ｖから−７００Ｖまでばらつかせておき、帯
電用ロールブラシの線速を振ったときの感光体の帯電後
電位のばらつきを調べた結果が図２である（各測定点で
のばらつきを縦線の幅で示す）。いずれの場合もロール
ブラシへの印加電圧は−１２５０Ｖとした。この図２か
らわかるように、ロールブラシの線速を上げるほど帯電
後電位の制御性は上がる。

【００２８】一方で感光体に対するハザードを考える
と、感光体との線速差が増すほどロールブラシによって
感光体表面が削れやすくなるため、必要最低限の線速で
ロールブラシを回転させたい。そこで、転写後の感光体
表面電位のばらつきは転写紙搬送方向下流側の画像形成
ユニットほど大きくなる傾向にあるので、一番上流側の
画像形成ユニット（図１の例ではシアン（Ｃ）用のユニ
ット６Ｃ）ではロールブラシ２Ｃの線速を最低の感光体
線速に対して０．８倍でカウンター方向（線速差は１．
８倍）に回転させ、最も下流の画像形成ユニット（図１
の例ではブラック（Ｋ）用のユニット６Ｋ）ではロール
ブラシ２Ｋの線速を感光体線速の１．８倍でカウンター
方向（線速差は感光体線速の２．８倍）に回転させるよ
うに設定するために、上流側のロールブラシから順に線
速比を０．８、１．０、１．３５、１．８としてカウン
ター方向に回転させ帯電を行った。これにより、帯電電
位のばらつきが抑えられるため、帯電電位のばらつきに
よる画像むらを無くすことができた。

【００２９】［実施例２］（請求項２に対応する実施
例）本実施例のカラー画像形成装置の構成は図１と同じであ
る。実施例１のところにも記載したように、帯電用ロー
ルブラシ（２Ｃ〜２Ｋ）の線速を上げることで制御性を
上げることができるが、線速を引き上げると感光体（１
Ｃ〜１Ｋ）へのハザードが大きくなるという欠点もある
し、感光体線速がある程度以上速くなると、どうしても
ロールブラシの線速を引き上げることでブラシが振動し
てその振動による帯電むらが生じる等の悪影響も考えら
れる。そこで、それ以外の方法として帯電用ロールブラ
シの繊維径を細くすることが考えられる。

【００３０】図３は帯電用ローブラシの繊維径を６デニ
ールから３デニールに変えたときの、帯電用ロールブラ
シへの印加電圧に対する感光体の帯電後電位のばらつき
をグラフ化したものである（各測定点でのばらつきを縦
線の幅で示す）。実施例１のときと同様、帯電前の感光
体の電位は−７００Ｖ〜＋６００Ｖまで振っている。こ
のグラフから判るように、ブラシの繊維径を細くする
と、グラフの傾きはほぼ同じだが切片が変わり、ばらつ
きが少なくなる。これはブラシの繊維径を細くすること
により、繊維に電界が集中するため放電が起こりやすく
なるためであると考えられる。切片が少し変わっている
ことから判るように放電開始電圧が若干変わるという欠
点があるため、全く同じ印加電圧では帯電電位の絶対値
が１０Ｖ程度高くなるが、これは放電停止電圧が目標帯
電電位に揃うように印加電圧を変えてやれば良い。印加
電圧を変えても、目標帯電電位への制御性が保持されれ
ば、従来技術のような問題は生じない。そして、ブラシ
の繊維径を細くすることで電位のばらつきを抑制できる
ことから、転写紙搬送方向下流側の画像形成ユニットの
帯電用ロールブラシの繊維径を上流側の画像形成ユニッ
トの帯電用ロールブラシの繊維径に比べて細くすること
で、下流側の画像形成ユニットの感光体電位のばらつき
を抑制できる。

【００３１】帯電用ロールブラシの繊維径を細くするこ
とで電位制御性が上がるのであるから、上流側の帯電用
ロールブラシにも繊維径の細いブラシを採用すれば、上
流側が更に画質が向上するということも考えられるのだ
が、細い繊維は細い分機械的強度が弱いため、やはり、
細くなくても電位の安定性が保持できる上流側ではブラ
シの寿命という点から考えて６デニールの繊維径のブラ
シを採用した。

【００３２】ところで、帯電用ロールブラシの繊維径を
ただ細くするだけだと、同じ植毛密度（単位面積当たり
の本数）例えば６００００フィラメント／inch²（以
後、Ｋ＝×１０００、Ｆ＝フィラメントとして、６０Ｋ
Ｆ／inch²というように記す）ではブラシの繊維径が細
い方がブラシの密度が疎らとなる。そのため、電位計の
分解能レベルでは電位が安定してもブラシの隙間に対応
して画像上にスジが生じることがある。そこで、ブラシ
の繊維径を小さくした分、植毛密度を上げることによ
り、電位の制御性を保ちつつスジの無い画像が得られる
ようになる。ここで、下記の表１にブラシの繊維径と植
毛密度を変えて、印加電圧−１２５０Ｖの時の感光体帯
電電位と画像を評価した結果を示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１に示すように植毛密度を変えても繊維
径が変わらなければ、電位のばらつきは変わらず、しか
も植毛密度を上げることにより、電位では評価しきれな
かったスジ状のむらを低減させることができる。実験に
よると３デニールの繊維径の場合、植毛密度が１００Ｋ
Ｆ／inch²以上になると、スジ状のむらは目立たなくな
ることが確認された。望ましくは繊維径が半分になった
分、植毛密度も２倍の１２０ＫＦ／inch²以上にすると
なお良い。

【００３５】［実施例３］（請求項３に対応する実施
例）上記の実施例１，２ともに帯電電位の安定化にはつなが
るが多少の欠点を残している。それは感光体（１Ｃ〜１
Ｋ）と帯電用ロールブラシ（２Ｃ〜２Ｋ）の寿命を考え
ると、転写紙搬送方向下流側の方が寿命が短くなるとい
うことである。そこで、転写紙搬送方向下流側の寿命を
延ばしつつ帯電電位の安定化を図れる因子を探した。図
４は帯電用ロールブラシのブラシへ−１２５０Ｖ印加
し、感光体に対するブラシの食い込み量を変えた時の感
光体の帯電電位のばらつきをグラフ化したものである。
これによるとブラシの食い込み量を小さくした方が電位
のばらつきが小さくなる傾向がある。しかし、図４から
も判るように食い込み量を変えることで確かにブラシの
電位の制御性を上げることはできるが、これだけでは実
施例１，２ほどの制御性はなく完全に電位を均一にする
ことができない。

【００３６】そこで本実施例では、実施例１または２の
構成に加えて、転写紙搬送方向下流側の画像形成ユニッ
トの帯電用ロールブラシの感光体に対する食い込み量
を、上流側の画像形成ユニットの帯電用ロールブラシの
感光体に対する食い込み量に比べて少なくすることによ
り、電位制御性を保持できるようにしたものである。し
かも、ブラシの食い込み量を小さくすることで感光体へ
のハザードを減らせると共にブラシ繊維への負荷も少な
くなるため、下流側の画像形成ユニットでも感光体やロ
ールブラシの寿命を長することができる。しかし、ブラ
シの食い込み量を減らす場合は、食い込み量に対する公
差が厳しくなるため、コストが高くなってしまうので、
寿命に対して不利な下流側の画像形成ユニットだけ必要
に応じてロールブラシの食い込み量を減らすようにする
ことが望ましい。

【００３７】このように、実施例１または２の構成で、
転写紙搬送方向下流側の画像形成ユニットの帯電用ロー
ルブラシの感光体に対する食い込み量を下げれば、上流
側から下流側の画像形成ユニットまで均一な帯電制御性
が保持され、しかも下流側でも上流側とほぼ同様の寿命
を保持することができる。

【００３８】［実施例４］（請求項４に対応する実施
例）上記の実施例１〜３のような構成で各感光体（１Ｃ〜１
Ｋ）の帯電後電位の均一化を図ることができる。しか
し、感光体線速がある程度以上速くなると、転写紙搬送
方向下流側の画像形成ユニットでは帯電が追いつかず、
十分な飽和帯電がなされないために帯電前電位のばらつ
きを十分に吸収できなくなっている。そこで本実施例で
は、実施例１，２または３の構成に加えて、転写紙搬送
方向最下流の画像形成ユニットが二値の画像形成を行う
構成としたものである。すなわち、下流側での電位のば
らつきを吸収するために、下流側の画像形成ユニットを
中間調（ハーフトーン）の無い二値で画像処理するよう
な構成にすれば、むらを目立たなくすることができる。

【００３９】図５は現像ポテンシャル（感光体表面電位
と現像バイアスの差、例えば現像バイアスが−５００Ｖ
の場合、露光後の感光体表面電位が−４００Ｖならば現
像ポテンシャルは＋１００Ｖ）と画像濃度の関係を示し
た現像特性のカーブを表すグラフである。これを見れば
判るように、現像ポテンシャルが〜２００Ｖ位の領域で
はカーブの傾きが大きいため、電位が少し振れると画像
濃度が大きく変動する。しかし、現像ポテンシャルが２
００Ｖを越えるとカーブの傾きが小さくなるため電位が
多少振れても画像には現れない。現像がこのような特性
を持っているためにハーフトーン画像では帯電電位のば
らつきによるむらが目立つのであるが、濃度の濃いベタ
画像ではむらはほとんど見えなくなる。そこで、転写紙
搬送方向下流側の画像形成ユニットではハーフトーンの
無い二値の画像形成を行えば、帯電電位がばらついても
画像上では目立たなくなる。二値の画像はハーフトーン
が排除されているため、ラインなどがはっきりと形成さ
れるため、輪郭や文字で使用頻度の高い黒（ブラック）
を使用すれば、写真や絵などのカラーの画像はハーフト
ーンで美しく再現できると共に、文書等は文字や輪郭の
はっきりした読みやすい画像を提供できる。従って、図
１に示したカラー画像形成装置のように、転写紙搬送方
向最下流に配設される画像形成ユニットは、黒（ブラッ
ク）用の画像形成ユニット６Ｋとするとよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載のカ
ラー画像形成装置では、転写材搬送方向下流側の画像形
成ユニットのロールブラシ帯電装置ほどロールブラシ帯
電装置の線速（回転速度）を大きくしたことにより、感
光体と帯電部材の接触確率が上がり、放電電流が流れや
すくなるので、δ＋に帯電していた下流側の感光体表面
も均一に帯電することができる。

【００４１】請求項２記載のカラー画像形成装置では、
転写材搬送方向下流側の画像形成ユニットのロールブラ
シ帯電装置のブラシの繊維径が上流側の画像形成ユニッ
トのロールブラシ帯電装置のブラシの繊維径に比べて細
くしたことにより、繊維に電界が集中するため放電が起
こりやすくなり、下流側の画像形成ユニットの感光体電
位のばらつきを抑制できる。また、ブラシの繊維径が細
くなった分だけブラシの繊維が疎らにならないように、
転写材搬送方向下流側の画像形成ユニットのロールブラ
シ帯電装置のブラシの植毛密度が上流側の画像形成ユニ
ットのロールブラシ帯電装置のブラシの植毛密度に比べ
て高くしたことにより、帯電むらも防ぐことができる。

【００４２】請求項３記載のカラー画像形成装置では、
請求項１または２の構成に加えて、転写材搬送方向下流
側の画像形成ユニットの帯電用ロールブラシの感光体に
対する食い込み量を、上流側の画像形成ユニットの帯電
用ロールブラシの感光体に対する食い込み量に比べて少
なくしたことにより、電位制御性を保持することができ
る。すなわち、ブラシの感光体への食い込み量が少ない
方が放電が飽和しやすくなる傾向にあるので、下流側の
画像形成ユニットの帯電用ロールブラシの感光体に対す
る食い込み量を少なくすれば、下流側の画像形成ユニッ
トの感光体電位のばらつきを帯電で吸収できる。

【００４３】請求項４記載のカラー画像形成装置では、
請求項１または２または３の構成に加えて、転写紙搬送
方向最下流の画像形成ユニットが二値の画像形成を行う
構成としたものであり、下流側での電位のばらつきを吸
収するために、下流側の画像形成ユニットを中間調（ハ
ーフトーン）の無い二値で画像処理するような構成にし
たことで中間調でのむらを目立たなくすることができ、
感光体電位にはばらつきがあっても画像では目立たなく
させることができる。

【００４４】以上のように、本発明の構成により、転写
後の感光体表面電位が不均一になっている場合でも、請
求項１，２，３のような構成を採ることで、転写材搬送
方向下流側の画像形成ユニットでも帯電の余裕度が上が
るため、より帯電後の感光体電位を均一にすることがで
きる。また、請求項１，２，３のような構成を採っても
下流側の画像形成ユニットで十分に均一な感光体帯電電
位が得られないような場合でも、請求項４のような構成
を採ることで、感光体の帯電不均一による残像が画像に
現れることなく、むらのない美しい画像を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラー画像形成装置の概略構成を
示す主要部断面図である。

【図２】帯電用ロールブラシの線速に対する感光体の帯
電後電位のばらつきを示すグラフである。

【図３】帯電用ローブラシの繊維径を６デニールから３
デニールに変えたときの、帯電用ロールブラシへの印加
電圧に対する感光体の帯電後電位のばらつきを示すグラ
フである。

【図４】帯電用ロールブラシのブラシへ−１２５０Ｖ印
加し、感光体に対するブラシの食い込み量を変えた時の
感光体の帯電電位のばらつきを示すグラフである。

【図５】現像ポテンシャルと画像濃度の関係を示した現
像特性のカーブを表すグラフである。

【図６】従来技術による現像後のポテンシャルのモデル
を示す図である。

【符号の説明】

１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋ：感光体２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋ：帯電用ロールブラシ３Ｃ，３Ｍ，３Ｙ，３Ｋ：書き込み光学系からのレーザ
ー光４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋ：現像装置５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｋ：クリーニング装置６Ｃ，６Ｍ，６Ｙ，６Ｋ：画像形成ユニット７：転写紙８：給紙コロ９：レジストローラ１０：転写搬送ベルト１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｙ，１１Ｋ：転写ブラシ１２：定着装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体と、前記感光体表面に接触し感光体
表面を均一に帯電する感光体と線速差を設けたロールブ
ラシ帯電装置と、前記ロールブラシ帯電装置により均一
に帯電された感光体表面に静電潜像を形成する静電潜像
形成手段と、前記感光体表面の静電潜像にトナーを付着
させトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を転
写材に転写する転写手段とを有する画像形成ユニットを
複数個備え、前記複数個の画像形成ユニットを転写材搬
送方向に沿って連続的に配置し、前記画像形成ユニット
毎に形成されたトナー像を搬送されてくる転写材面に前
記転写手段によって順次転写してカラー画像または白黒
画像を形成するカラー画像形成装置において、前記ロールブラシ帯電装置の線速が、転写材搬送方向下
流側の画像形成ユニットのロールブラシ帯電装置ほど大
きいことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】感光体と、前記感光体表面に接触し感光体
表面を均一に帯電する感光体と線速差を設けたロールブ
ラシ帯電装置と、前記ロールブラシ帯電装置により均一
に帯電された感光体表面に静電潜像を形成する静電潜像
形成手段と、前記感光体表面の静電潜像にトナーを付着
させトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を転
写材に転写する転写手段とを有する画像形成ユニットを
複数個備え、前記複数個の画像形成ユニットを転写材搬
送方向に沿って連続的に配置し、前記画像形成ユニット
毎に形成されたトナー像を搬送されてくる転写材面に前
記転写手段によって順次転写してカラー画像または白黒
画像を形成するカラー画像形成装置において、転写材搬送方向下流側の画像形成ユニットのロールブラ
シ帯電装置のブラシの繊維径が上流側の画像形成ユニッ
トのロールブラシ帯電装置のブラシの繊維径に比べて細
く、かつ転写材搬送方向下流側の画像形成ユニットのロ
ールブラシ帯電装置のブラシの植毛密度が上流側の画像
形成ユニットのロールブラシ帯電装置のブラシの植毛密
度に比べて高いことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項３】請求項１または２記載のカラー画像形成装
置において、転写材搬送方向下流側の画像形成ユニットのロールブラ
シ帯電装置のブラシの感光体に対する食い込み量が、上
流側の画像形成ユニットのロールブラシ帯電装置のブラ
シの感光体に対する食い込み量に比べて少ないことを特
徴とするカラー画像形成装置。
【請求項４】請求項１または２または３記載のカラー画
像形成装置において、転写材搬送方向最下流の画像形成ユニットが二値の画像
形成を行うことを特徴とするカラー画像形成装置。