(57)【要約】  【課題】  クリーナレスシステムにおいて、逆荷電トナーによる帯電不良を防止することができる画像形成装置を提供する。  【解決手段】  クリーナレスシステムを備えた画像形成装置１００において、像担持体２０１の転写位置よりも回転方向下流且つ帯電位置よりも上流で像担持体２０１に当接し、像担持体２０１に対しカウンタ方向に回転して像担持体２０１表面の転写残トナーを撹乱する撹乱部材２００と、撹乱部材２００に電圧を印加する印加手段２００ａ、２００ｂを設ける。撹乱部材２００の印加電圧は直流成分が転写位置よりも回転方向下流側の像担持体２０１表面電位に対してトナーの正規帯電極性と同極側に５０Ｖ以上異なり、振幅が直流成分と転写位置よりも回転方向下流側の像担持体２０１表面電位との電位差の２倍よりも大きい。周波数は７００Ｈｚ以下であり、電圧値が直流成分に対してトナー正規帯電極性と同極側となる位相のデューティが５０％未満である。  【選択図】  図２
2006330293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリーナレスシステムを備えた画像形成装置であって、
トナー像を担持する像担持体と、
像担持体の転写位置よりも回転方向下流側で、かつ、帯電位置よりも上流側において像担持体に当接し、像担持体に対してカウンタ方向に回転して、像担持体表面の転写残トナーと撹乱する撹乱部材と、
撹乱部材に電圧を印加する印加手段と、を備え、
撹乱部材の印加電圧は、その直流成分が転写位置よりも回転方向下流側の像担持体表面電位に対してトナーの正規帯電極性と同極側に５０Ｖ以上異なり、
その振幅が、その直流成分と転写位置よりも回転方向下流側の像担持体表面電位との電位差の２倍よりも大きく、
その周波数が、７００Ｈｚ以下であり、
その電圧値が、直流成分に対してトナー正規帯電極性と同極側となる位相のデューティが５０％よりも小さい
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
撹乱手段はブラシ体、発泡体、又は磁気ブラシの何れかである
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
撹乱部材の印加電圧は、矩形波状である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
撹乱部材の印加電圧の周波数が５００Ｈｚ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
撹乱部材の印加電圧の周波数が１００Ｈｚ以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
撹乱部材の印加電圧の振幅が、２００Ｖ以上、１２００Ｖ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特に、転写残トナーを除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスにおいては、転写工程で転写残トナーが発生する。転写残トナーは次の画像形成時に画質を劣化させるため、これを除去する技術が種々、開発されている。
転写トナーを除去する技術のひとつであるクリーナレスシステムは転写残トナーを現像部で回収する。クリーナレスシステムでは、転写残トナーは回収されるまでの間に帯電部や露光部を通過するので、転写残トナーが多いと帯電不良や露光不良が発生する。このため、転写部の後方で転写残トナーを一旦回収してから吐出する撹乱部材を設ける方式が提案されている。しかしながら、撹乱部材に転写残トナーが蓄積し過ぎると、一時に多量の転写残トナーが感光体ドラムにこぼれてしまうことがあり、撹乱部材を設けた意味が損なわれる。
【０００３】
このような問題に対して、例えば、撹乱部材に印加する電圧の周波数を制御することによって、回収した転写残トナーを吐出させることが考えられる。また、転写残トナーと同極性の電圧を印加する時間のデューティが逆極性の電圧を印加する時間との関係で８０％以上となるように撹乱部材の印加電圧を制御する技術も開示されている（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平１１−０７２９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、撹乱部材の印加電圧の周波数を制御しても、転写残トナーが撹乱部材に蓄積することは避けられず、問題の解決に至らない。
撹乱部材の印加電圧のデューティを制御すれば、転写残トナーの蓄積を解決することはできるが、逆極性に帯電したトナー（以下、「逆荷電トナー」という。）までもが吐出されてしまう。この逆荷電トナーは帯電ローラに付着して帯電ムラその他の帯電不良を引き起こす。
【０００５】
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、クリーナレスシステムにおいて、逆荷電トナーによる帯電不良を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、クリーナレスシステムを備えた画像形成装置であって、トナー像を担持する像担持体と、像担持体の転写位置よりも回転方向下流側で、かつ、帯電位置よりも上流側において像担持体に当接し、像担持体に対してカウンタ方向に回転して、像担持体表面の転写残トナーと撹乱する撹乱部材と、撹乱部材に電圧を印加する印加手段と、を備え、撹乱部材の印加電圧は、その直流成分が転写位置よりも回転方向下流側の像担持体表面電位に対してトナーの正規帯電極性と同極側に５０Ｖ以上異なり、その振幅が、その直流成分と転写位置よりも回転方向下流側の像担持体表面電位との電位差の２倍よりも大きく、その周波数が、７００Ｈｚ以下であり、その電圧値が、直流成分に対してトナー正規帯電極性と同極側となる位相のデューティが５０％よりも小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
このようにすれば、逆荷電トナーによる帯電不良を防止することできる。その結果、作像中も転写残トナーの回収と吐出とを行うことができる。この場合において、撹乱手段はブラシ体、発泡体、又は磁気ブラシの何れかとすれば好適である。
また、撹乱部材から転写残トナーを吐出する際に、撹乱部材の印加電圧を転写残トナーの帯電極性と同極性とすれば逆荷電トナーによる画質劣化を防ぐことができる。なお、転写残トナーの正規荷電極性が負極性である場合には撹乱部材の印加電圧の直流成分を０Ｖ以下とするのが望ましい。
【０００８】
また、撹乱部材の印加電圧は、矩形波状とすれば、後述するように回収位相と吐出位相との何れにおいても撹乱部材と像担持体との間で転写残トナーを移動させるに足る電界強度を維持することができる。
本発明に係る画像形成装置は、撹乱部材の印加電圧の周波数が５００Ｈｚ以下であることを特徴とする。このようにすれば、更に高画質の画像形成を実現することができる。また、撹乱部材の印加電圧の周波数を１００Ｈｚ以上とすれば、更に好適である。
【０００９】
本発明に係る画像形成装置は、撹乱部材の印加電圧の振幅が、２００Ｖ以上、１２００Ｖ以下であることを特徴とする。このようにすれば、撹乱部材と像担持体との間で転写残トナーを効果的に移動させることができると共に、撹乱部材と像担持体との間の放電による画質の低下を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について、複合機能機（MFP: Multiple Functional Peripheral。以下、単に「複合機」という。）を例にとり、図面を参照しながら説明する。
［１］  全体構成
図１は本発明の実施の形態に係る複合機の外観斜視図である。図１に示されるように、複合機１は画像形成装置１００、画像読取装置１０１、ペーパーフィーダ１０２、フィニッシャ１０３、及びマルチトレイ１０４を備えている。画像読取装置１０１は自動原稿搬送装置にて原稿を自動的に搬送して読み取る。画像形成装置１００は、ペーパーフィーダ１０２が供給する記録紙に、読み取った画像情報に基づいて画像を形成する。また、画像形成装置１００は不図示のパーソナルコンピュータから画像情報を受け付けた場合にも記録紙に画像を形成する。画像を形成した記録紙はフィニッシャ１０３又はマルチトレイ１０４に排出される。
【００１１】
［２］  画像形成装置１００の構成
図２は画像形成装置１００の主要な構成を示す模式図である。図２に示されるように、画像形成装置１００はブラシ２００、感光体ドラム２０１、帯電ローラ２０２、露光装置２０３、現像装置２０４、中間転写ベルト２０５及びイレースランプ２０６を備えている。
【００１２】
感光体ドラム２０１は、有機積層型負帯電感光体ドラムであって、円筒状の導電性支持体の表面に感光体層が形成されてなる。感光体ドラム２０１は、図２において時計回りに回転する。
帯電ローラ２０２はゴム製ローラであって、帯電バイアス電圧を印加されることによって感光体ドラム２０１を帯電させる。感光体ドラム２０１に対してウイズ方向（図２における反時計回り）に回転する。
【００１３】
露光装置２０３は、感光体ドラム２０１に画像信号に対応した光を照射し、照射領域内の帯電電位を低下させ、画像信号に対応した静電潜像を形成する。
現像装置２０４は内部に収容されたトナーを搬送する現像ローラを備えた１成分・非磁性・非接触現像方式の現像装置である。現像装置２０４は、現像ローラを回転させることによって表面に付着したトナーを感光体ドラム２０１表面の現像領域へ搬送し、静電潜像に供給してトナー像を形成する。また、現像装置２０４は、ブラシ２００によって吐出されたトナーを感光体ドラム２０１から回収する。
【００１４】
中間転写ベルト２０５は、感光体ドラム２０１のトナー像を不図示の転写材に転写するためのベルト部材であって、感光体ドラム２０１に対してウイズ方向に回動する。また、中間転写ベルト２０５の感光体ドラム２０１と対向する部位の感光体ドラム２０１とは反対側には、転写ローラが配置されている。転写ローラにはトナーの正規帯電極性とは逆極性の電圧が印加される。
【００１５】
イレースランプ２０６は、帯電した感光体ドラム２０１の正電荷および負電荷を除電する。
ブラシ２００は、感光体ドラム２０１に残留するトナーを回収し吐出することによって、感光体ドラム２０１上に偏在する転写残トナーを散らして露光不良や帯電不良を防ぐ。
ブラシ２００は、露光ランプから帯電ローラ２０２に至るまでの間において感光体ドラム２０１表面に当接するように配置されており、感光体ドラム２０１と同方向、すなわち感光体ドラム２０１に対してカウンタ方向（図２における時計回り方向）に回転する。また、ブラシ２００には交流電源２００ａと直流電源２００ｂとが接続されており、ブラシ２００に電圧を印加する。
【００１６】
［３］  画像形成装置１００の動作
次に、画像形成装置１００の動作について説明する。
（ａ）  ブラシ２００の動作
ブラシ２００は機械的な掻き取りと静電気力とによってトナーを回収する。このため、本実施の形態においては、ブラシ２００の周速度と感光体ドラム２０１の周速度との比（以下、「周速比」という。）θを、
【００１７】
【数１】
2006330293.tif 000003
の範囲内としている。周速比が０だと転写残トナーを機械的に掻き取ることができない。また、周速比が大き過ぎると転写残トナーが飛び散る等の問題が生じる。
（ｂ）  バイアス電圧
ブラシ２００には直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧（以下、「バイアス電圧」という。）が印加される。図３は、バイアス電圧の時間変化を示すグラフである。図３に示されるように、バイアス電圧は最大電圧がＶｍａｘ、最小電圧がＶｍｉｎの矩形波となっている。ＶｍａｘとＶｍｉｎとは互いに逆極性で、Ｖｍａｘが正電位、Ｖｍｉｎが負電位となっている。
【００１８】
また、ＶｍａｘとＶｍｉｎの電位差Ｖｐｐは２００Ｖ以上、１２００Ｖ以下の範囲内にある。Ｖｍａｘ、Ｖｍｉｎ、及び感光体ドラムのブラシ２００に対向する位置の表面電位Ｖｐｃは次式のような関係にある。
【００１９】
【数２】
2006330293.tif 000004
また、バイアス電圧の直流成分Ｖｄｃは次式で表わされる。
【００２０】
【数３】
2006330293.tif 000005
Ｖｄｃは、感光体ドラムの表面電位Ｖｐｃに対してトナーの正規帯電極性と同極性側に５０Ｖ以上異なっている。すなわち、
【００２１】
【数４】
2006330293.tif 000006
である。
バイアス電圧が最大電圧Ｖｍａｘをとって転写残トナーを回収する期間（以下、「回収位相」という。）と、最小電圧Ｖｍｉｎをとって転写残トナーを吐出する期間（以下、「吐出位相」という。）とのデューティは、回収期間が５０％〜９５％で、吐出期間が５％〜５０％である。
【００２２】
また、バイアス電圧の周波数は７００Ｈｚ以下でなければならず、５００Ｈｚ以下ならば尚好適である。
［４］  逆荷電トナーの解消
さて、従来技術のように、バイアス電圧のデューティのみを制御して転写残トナーの蓄積を解消しようとすると逆荷電トナーが吐出される。図４は、荷電量毎のトナー数（以下、「荷電分布」という。）を示すグラフである。図４において、グラフ４００は撹乱部材に回収される前の荷電分布を示す。
【００２３】
また、グラフ４０１はデューティ５０％、バイアス電圧の直流成分Ｖｄｃと感光体ドラムの表面電位Ｖｐｃとの間の電位差が０Ｖの場合の荷電分布を、グラフ４０２はデューティ１０％、当該電位差が０Ｖの場合の荷電分布を、グラフ４０３はデューティ１０％、当該電位差が−１００Ｖの場合の荷電分布を、それぞれ示している。また、図中、網掛け部分は従来技術に係る逆荷電トナーの吐出量を示している。
【００２４】
これに対して、バイアス電圧の直流成分Ｖｄｃと感光体ドラムの表面電位Ｖｐｃとの間の電位差を５０Ｖ以上とすれば、グラフ４０２に示されるように、逆荷電トナーの吐出量を低減して逆荷電トナーに起因する画質の低下を防ぐことができる。
［５］  性能評価
バイアス電圧の周波数、デューティ、電圧差Ｖｐｐ、バイアス電圧の直流成分Ｖｄｃと感光体ドラムの表面電位Ｖｐｃとの電位差、及び撹乱部材の材質を種々に変化させて画像ノイズの発生の程度を評価したので、その評価結果について説明する。なお、本評価は市販の画像形成装置（コニカミノルタ製magicolor 2300DL）に撹乱部材を取り付け、これに印加するバイアス電圧を種々変化させることにより行なった。なお、トナーの帯電量は−１８μＣ／ｇであり、負の帯電極性を示す。
【００２５】
また、評価は、ベタ５０％のテストチャートを１万枚印刷した後の画質により次の２通りを行なう。すなわち、画像ノイズＡは、逆荷電トナーによる帯電ローラの汚れに起因して帯電ムラが発生していることが、黒ベタ部分の状態によって確認する評価である。○は発生が確認できない旨、△は僅かに確認できる旨、また、×は明らかに確認できる旨を表わす。
【００２６】
また、画像ノイズＢは、撹乱部材に蓄積したトナーがこぼれて白ベタ部分の画像ノイズが発生しているかを確認する評価である。○は発生が確認できない旨、△は僅かに確認できる旨、また、×は明らかに確認できる旨を表わす。
（ａ）  撹乱部材としてファーブラシを用いた場合（適用例）
先ず、撹乱部材としてファーブラシを用いた画像形成装置に本発明を適用した場合に関する評価結果を説明する。本評価に用いたファーブラシはφ１４ｍｍのファーブラシであって、ナイロン製、繊維太さ２Ｄ（デニール）、植毛密度１５０万本／ｉｎｃｈ2、毛足３ｍｍである。このようなファーブラシを押込み量が０．５ｍｍとなるように配設し、周速比がカウンタ方向に１となるように回転駆動した。
【００２７】
図５は、ファーブラシを用いた画像形成装置に本発明を適用した場合における画像ノイズの評価結果を示す表である。バイアス電圧が図５に挙げられた条件を満たせば、いずれの条件下であっても画像ノイズＡ、Ｂとも許容範囲内にあると言える。また、先述のように周波数が５００Ｈｚ以下ならば、画像ノイズＡ、Ｂとも○との評価となっているので更に好適であり、周波数が１００Ｈｚ以上ならば画像ノイズＡ、Ｂとも確認されないことが分かる。
【００２８】
（ｂ）  撹乱部材としてファーブラシを用いた場合（比較例）
次に、撹乱部材としてファーブラシを用いた画像形成装置に本発明を適用しなかった場合、特に、バイアス電圧の直流成分Ｖｄｃと感光体ドラムの表面電位Ｖｐｃとの電位差が小さい（−２５Ｖ及び０Ｖ）、又は逆極性（５０Ｖ）である場合に関する評価結果を説明する。なお、本評価に用いたファーブラシは上記（ａ）のファーブラシと同一である。
【００２９】
図６は、ファーブラシを用いた画像形成装置に本発明を適用しなかった場合における画像ノイズの評価結果を示す表である。図６に示されるように、バイアス電圧の周波数が７０Ｈｚから７００Ｈｚまでの範囲内においては、画像ノイズＢは許容範囲内にあるものの、画像ノイズＡはいずれも明らかに確認されている。すなわち、逆荷電トナーによる帯電不良が顕著である。
【００３０】
また、バイアス電圧の周波数が９００Ｈｚである場合は、逆に、画像ノイズＡは許容範囲内にあるものの、画像ノイズＢは明らかに確認されている。すなわち、撹乱部材に蓄積し過ぎたトナーがこぼれて白ベタ部分に画像ノイズを生じている。
（ｃ）  撹乱部材として磁気ブラシを用いた場合（適用例）
次に、撹乱部材として磁気ブラシを用いた画像形成装置に本発明を適用した場合に関する評価結果を説明する。
【００３１】
図７は、磁気ブラシを用いた画像形成装置に本発明を適用した場合における画像ノイズの評価結果を示す表である。バイアス電圧が図７に挙げられた条件を満たせば、いずれの条件下であっても画像ノイズＡ、Ｂとも許容範囲内にあると言える。また、先述のように周波数が５００Ｈｚ以下ならば、画像ノイズＡ、Ｂとも更に好ましい評価となっている。
（ｄ）  撹乱部材として磁気ブラシを用いた場合（比較例）
次に、撹乱部材として磁気ブラシを用いた画像形成装置に本発明を適用しなかった場合、特に、バイアス電圧の直流成分Ｖｄｃと感光体ドラムの表面電位Ｖｐｃとの電位差が小さい（−１５Ｖ、−２５Ｖ及び０Ｖ）、又は逆極性（５０Ｖ及び７５Ｖ）である場合に関する評価結果を説明する。なお、本評価に用いた磁気ブラシは上記（ｃ）の磁気ブラシと同一である。
【００３２】
図８は、磁気ブラシを用いた画像形成装置に本発明を適用しなかった場合における画像ノイズの評価結果を示す表である。図８に示されるように、バイアス電圧の周波数が１００Ｈｚから７００Ｈｚまでの範囲内においては、画像ノイズＢは確認されないものの、画像ノイズＡはいずれも明らかに確認されている。すなわち、逆荷電トナーによる帯電不良が顕著である。
【００３３】
また、バイアス電圧の周波数が９００Ｈｚの場合は、画像ノイズＡは確認されないものの、画像ノイズＢは明らかに確認されているので、撹乱部材に蓄積し過ぎたトナーがこぼれて白ベタ部分に画像ノイズを生じていることになる。
（ｅ）  撹乱部材として発泡体ローラを用いた場合（適用例）
次に、撹乱部材としてポリウレタン発泡体ローラ（φ１４ｍｍ）を用いた画像形成装置に本発明を適用した場合に関する評価結果を説明する。なお、上記（ａ）〜（ｄ）では感光体ドラムと撹乱部材との周速比をカウンタ方向に１としたが、本評価及び下記（ｆ）では周速比をカウンタ方向に２として画像ノイズを評価した。
【００３４】
図９は、ポリウレタン発泡体ローラを用いた画像形成装置に本発明を適用した場合における画像ノイズの評価結果を示す表である。図９に示されるように、バイアス電圧の周波数が１００Ｈｚならば画像ノイズＡ、Ｂとも確認されないので理想的である。また、バイアス電圧の周波数が３００Ｈｚから７００Ｈｚまでの範囲内にある場合には、許容範囲内にあると言える。特に、１００Ｈｚときには画像ノイズＡ、Ｂとも更に好ましい評価となっている。
【００３５】
（ｆ）  撹乱部材として発泡体ローラを用いた場合（比較例）
次に、撹乱部材としてポリウレタン発泡体ローラを用いた画像形成装置に本発明を適用しなかった場合、特に、バイアス電圧の直流成分Ｖｄｃと感光体ドラムの表面電位Ｖｐｃとの電位差が小さい（−３０Ｖ及び０Ｖ）、又は逆極性（１２０Ｖ）である場合に関する評価結果を説明する。なお、本評価に用いた磁気ブラシは上記（ｅ）のポリウレタン発泡体ローラと同一である。
【００３６】
図１０は、ポリウレタン発泡体ローラを用いた画像形成装置に本発明を適用しなかった場合における画像ノイズの評価結果を示す表である。図１０に示されるように、バイアス電圧の周波数が１００Ｈｚから７００Ｈｚまでの範囲内においては、画像ノイズＢは確認されないものの、画像ノイズＡはいずれも明らかに確認されている。すなわち、逆荷電トナーによる帯電不良が顕著である。
【００３７】
また、バイアス電圧の周波数が９００Ｈｚの場合は、画像ノイズＡは確認されないものの、画像ノイズＢは明らかに確認されているので、撹乱部材に蓄積し過ぎたトナーがこぼれて白ベタ部分に画像ノイズを生じていることになる。
［６］  変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
【００３８】
（１）  上記実施の形態においては特に言及しなかったが、ブラシ２００は回転体であることが好ましい。
（１−ａ）  ファーブラシ
ブラシ２００としてファーブラシを用いる場合には、繊維材料として羊毛、綿、絹等の天然繊維やレーヨン、ビニロンといった半合成繊維、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレン、ポリエチレン、テフロン（登録商標）等の合成繊維を用いれば良い。特に、耐久性を考慮すれば、半合成繊維や合成繊維を用いるのが望ましい。なお、上述のような繊維材料を１種類だけ用いても良いし、２種類以上用いても良い。
【００３９】
ファーブラシはバイアス電圧を印加する都合上、導電性であるのが好ましく、ブラシ繊維の電気抵抗は１０6〜１０12Ωの範囲内にあることが好ましい。ブラシ繊維に無機微粒子や有機微粒子等の微粒子やイオン性の界面活性剤や導電性の高分子を適選適量添加して導電性を付与しても良い。例えば、繊維材料に無機微粒子であるカーボンブラックを分散すれば、ブラシ繊維の抵抗値に調整することができる。
【００４０】
ファーブラシの外径はφ１０ｍｍ〜φ３０ｍｍ、ブラシ繊維の毛足は１ｍｍ〜１２ｍｍ程度が好ましい。φ１０ｍｍ以下だと芯棒の強度が十分でなく、ベンディングの問題が発生する。また、外径φが３０ｍｍを超えると装置の小型化に差し支える。
ブラシの繊維の太さ（直径）は、１０μｍ〜３０μｍが良く、１２μｍ〜２５μｍの範囲内ならば更に好適である。繊維径が１０μｍより小さいと、繊維が切れやすくなり、現像装置内に付着したりすると画像ノイズの原因となるからである。また、長期間の使用にも耐え得ない。一方、ブラシ繊維が太過ぎると、感光体の異常削れ、ブラシ回転トルクの増加、トナー荷電量の増大による現像部での回収不良といった問題が生じる。
【００４１】
ファーブラシの植毛密度は１２万本／ｉｎｃｈ2〜５０万本／ｉｎｃｈ2の範囲内であるのが好ましい。植毛密度が１２万本／ｉｎｃｈ2よりも小さいと、感光体表面で転写残トナーがファーブラシから一部すり抜けてしまい、十分に回収することができない。また、回収した転写残トナーを十分に保持することができず、感光体上にこぼしてしまうので、転写残トナーの撹乱に差し支える。その結果、転写残トナー量が増加して帯電不良や露光不良を生じ、ベタ印字部分に白抜けが発生する。
【００４２】
植毛密度が５０万本／ｉｎｃｈ2を超えると、感光体との圧接力が高まり、ブラシ回転トルクが増大するので、現像部において転写残トナーの回収不良が生じる。その結果、出力画像の無地部にかぶりや残像が生じる。
（１−ｂ）  磁気ブラシ
ブラシ２００として磁気ブラシを用いても良い。磁気ブラシは、Ｓ極、Ｎ極それぞれ２極ずつ有し、非回転に固定支持されたマグネットロールと、当該マグネットロールと同心に外嵌された非磁性のＳＵＳスリーブとを備えている。ＳＵＳスリーブの外周面には導電性磁性粒子がマグネットロールの磁力によって吸着保持されて磁気ブラシ層を形成している。ＳＵＳスリーブは磁気ブラシ層を担持すると共に給電電極の役割を果たす。
【００４３】
これをブラシ２００として用いるには、例えば、４つの磁極の磁束密度をそれぞれ１，０００ガウス程度とし、マグネットロールの直径を８ｍｍ〜１４ｍｍとし、ＳＵＳスリーブの直径を１８ｍｍとし、導電性磁性粒子を３２グラム磁気付着させれば良い。
導電性磁性粒子は平均粒径が１０〜１００μｍ、飽和磁化が２０〜２５０ｅｍｕ／ｃｍ3 、電気抵抗率が１×１０2 〜１×１０10Ω・ｃｍのものが好ましい。特に、感光体ドラム２０１表面にピンホールのような絶縁の欠陥が存在し得ることを考慮すれば、電気抵抗率が１×１０6Ω・ｃｍ以上のものが良い。また、帯電性能を良くするには電気抵抗が小さい方が良く、例えば、平均粒径２５μｍ、飽和磁化２００ｅｍｕ／ｃｍ3 、電気抵抗率が５×１０6Ω・ｃｍの導電性磁性粒子を用いれば良い。
【００４４】
このような導電性磁性粒子としては、例えば、樹脂中に磁性材料であるマグネットを分散すると共に、導電化と抵抗調整のためにカーボンブラックを分散してなる樹脂キャリアが挙げられる。また、フェライト等のマグネタイト単体表面を酸化・還元処理して抵抗調整した粒子やマグネタイト単体表面を樹脂でコーティングし抵抗調整した粒子等を用いても良い。
【００４５】
（１−ｃ）  発泡体ローラ
ブラシ２００として、発泡体ローラを用いても良い。発泡体ローラは、樹脂を発泡させて固めたものを芯金の回りに固定してなるローラである。発泡性の樹脂としては、例えば、ポリウレタン樹脂発泡体、シリコン樹脂発泡体などが挙げられる。
（２）  上記実施の形態においては特に言及しなかったが、ブラシ２００による転写残トナーの回収と吐出は作像中であっても、なくても連続して実行して良い。
【００４６】
例えば、特開平１１−７２９９４号公報に記載されているように、従来技術に係る画像形成装置は、専ら作像中に転写残トナーを回収し、像間や作像後に吐出する。これは吐出した転写残トナーによって画質が低下するおそれがあるからである。また、高速印刷の場合など、連続して作像する場合には撹乱部材に転写残トナーが蓄積し過ぎないように、作像を中断して転写残トナーを吐出しなければならない。
【００４７】
一方、本発明によれば、転写残トナーが撹乱部材に蓄積したり、逆荷電トナーを吐出したりすることによる画質の低下を防ぐことができる。従って、作像中に転写残トナーを吐出しても画質が低下しないので、転写残トナーと撹乱しながら、作像を中断することなく連続して作像することができる。
言うまでも無く、従来と同様に作像中は転写残トナーを吐出しないとしても、本発明の効果は同じである。
【００４８】
（３）  上記実施の形態においては特に詳述しなかったが、次のような理由によって本発明に係るバイアス電圧の周波数の範囲が定められている。
ブラシ２００はバイアス電圧を印加されることによって感光体ドラム２０１と共に電界を発生させる。この電界が、回収時と吐出時とのそれぞれにおいて十分長い時間存続しなければ転写残トナーを移動させることができない。すなわち、転写残トナーが十分に吐出されず、ブラシ２００に蓄積する。
【００４９】
これに対して、バイアス電圧の周波数を低くすれば、転写残トナーに電界が作用する時間を長くすることができる。すなわち、本発明によれば、上述のように、７００Ｈｚ以下、望ましくは５００Ｈｚ以下とするので、転写残トナーがブラシ２００に蓄積するのを防いで、高い画質を確保することができる。
（４）  上記実施の形態においては特に詳述しなかったが、次のような理由によって本発明に係るバイアス電圧のデューティの範囲が定められている。すなわち、トナーの正規帯電極性が負帯電のときにバイアス電圧が負極性となる時間を長くすれば転写残トナーの回収量を増やすことができる。また、逆に正極性となる時間を長くすれば転写残トナーの吐出量を増やすことができる。このため、バイアス電圧がトナーの正規帯電極性と逆極性となるデューティを５０％より大きく、９５％以下とするのが好適である。
【００５０】
（５）  上記実施の形態においては特に詳述しなかったが、次のような理由によって本発明に係るバイアス電圧の振幅の範囲が定められている。すなわち、最大電圧Ｖｍａｘと最小電圧Ｖｍｉｎとの電位差Ｖｐｐが２００Ｖを下回ると、ブラシ２００と感光体ドラム２０１とが発生させる電界の強度が低下するため、転写残トナーを十分に移動させることができない。また、電位差Ｖｐｐが１２００Ｖを越えると、ブラシ２００と感光体ドラム２０１との間の電位差が大きくなり過ぎて放電が発生し、感光体ドラム２０１が異常帯電するので、画質が低下する。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係る画像形成装置は、転写残トナーを除去して高画質の画像を形成することができる装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態に係る複合機の外観斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置１００の主要な構成を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る画像形成装置１００のブラシ２００に印加するバイアス電圧の時間変化を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態に係る画像形成装置１００のブラシ２００に印加するバイアス電圧を変えた場合における吐出トナーの荷電分布を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態に係る画像形成装置１００のブラシ２００としてファーブラシを用いた画像形成装置に本発明を適用した場合における画像ノイズの評価結果を示す表である。
【図６】本発明の実施の形態に係る画像形成装置１００のブラシ２００としてファーブラシを用いた画像形成装置に本発明を適用しなかった場合における画像ノイズの評価結果を示す表である。
【図７】本発明の実施の形態に係る画像形成装置１００のブラシ２００として磁気ブラシを用いた画像形成装置に本発明を適用した場合における画像ノイズの評価結果を示す表である。
【図８】本発明の実施の形態に係る画像形成装置１００のブラシ２００として磁気ブラシを用いた画像形成装置に本発明を適用しなかった場合における画像ノイズの評価結果を示す表である。
【図９】本発明の実施の形態に係る画像形成装置１００のブラシ２００としてポリウレタン発泡体ローラを用いた画像形成装置に本発明を適用した場合における画像ノイズの評価結果を示す表である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る画像形成装置１００のブラシ２００としてポリウレタン発泡体ローラを用いた画像形成装置に本発明を適用しなかった場合における画像ノイズの評価結果を示す表である。
【符号の説明】
【００５３】
１………………………………………複合機
１００…………………………………画像形成装置
１０１…………………………………画像読取装置
１０２…………………………………ペーパーフィーダ
１０３…………………………………フィニッシャ
１０４…………………………………マルチトレイ
２００…………………………………ブラシ
２０１…………………………………感光体ドラム
２０２…………………………………帯電ローラ
２０３…………………………………露光装置
２０４…………………………………現像装置
２０５…………………………………中間転写ベルト
２０６…………………………………イレースランプ
２００ａ………………………………交流電源
２００ｂ………………………………直流電源
４００、４０１、４０２、４０３…グラフ
【図１】
2006330293.tif 000007
【図２】
2006330293.tif 000008
【図３】
2006330293.tif 000009
【図４】
2006330293.tif 000010
【図５】
2006330293.tif 000011
【図６】
2006330293.tif 000012
【図７】
2006330293.tif 000013
【図８】
2006330293.tif 000014
【図９】
2006330293.tif 000015
【図１０】
2006330293.tif 000016