(57)【要約】【課題】撹乱部材に溜まった残留トナーを除去するクリーニング手段を備えていなくても、簡易な構成で、画質劣化等の不具合の発生を防止できる画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明の画像形成装置は、露光位置から、感光体（像担持体）１の回転方向に沿って、感光体１の周囲に、ＬＳＵ１１，現像装置２１，転写装置３１，異物攪乱装置４１および帯電装置５１を、この順に配設して構成されている。異物攪乱装置４１の導電性ブラシ４２には、交流成分を含んだ電圧が印加される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体表面に形成されたトナー画像を記録用紙に転写して画像形成を行う電子写真方式を採用した画像形成装置において、
上記トナー像を記録用紙に転写後、上記像担持体表面に残留したトナーを撹乱する導電性の撹乱部材と、
上記撹乱部材が上記像担持体表面におけるトナー画像が形成された画像領域と対向する状態において、上記撹乱部材に対して交流成分を含む電圧を印加する制御手段とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記撹乱部材に印加される電圧の交流成分の周波数Ｆ（Ｈｚ）は、プロセス速度１３０ｍｍ／ｓの条件下において、以下の関係式（１）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
Ｆ≦８００  ・・・・・（１）
【請求項３】
上記撹乱部材には、転写バイアス電圧と同極性の直流成分がさらに印加され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。
【請求項４】
上記直流成分は、上記交流成分が振幅：１ｋＶｐｐ，周波数：２５０Ｈｚの条件下において、＋２００〜＋４００Ｖの範囲の電圧であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
像担持体表面に形成されたトナー画像を記録用紙に転写して画像形成を行う電子写真方式を採用した画像形成方法において、
上記トナー像を記録用紙に転写後、上記像担持体表面に残留したトナーを撹乱する導電性の撹乱部材が、上記像担持体表面におけるトナー画像が形成された画像領域と対向する際には、上記撹乱部材に対して交流成分を含む電圧を印加することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体上に残留しているトナーを機械的に撹乱し、感光体および残留トナーの電荷量を調整するために、非接触帯電プロセスの帯電上流側に設けられた撹乱ブラシ等の撹乱部材のトナー汚染を防止できる画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置は、感光体と、該感光体の表面に近接させて配置され、上記感光体を帯電させる帯電装置とを備えており、感光体の帯電、露光によって形成された静電潜像を少なくともトナーおよびキャリアを含む現像剤を用いて現像する。
【０００３】
ここで、トナー像を転写材に転写する際には、トナー像が転写材に完全に転移せず、感光体上にトナーが残留するため、この残留トナーが上記帯電装置の帯電ローラに付着・蓄積してしまう。
【０００４】
ここで、帯電ローラに付着したトナーを除去しないまま、画像形成装置でコピーを行った場合には、転写材の白地部分に黒点が発生する、いわゆる「かぶり」が発生する。
【０００５】
このような「かぶり」の発生を抑えるために、ファーブラシを用いて感光体上の残留トナーを除去することで、帯電ローラへのトナーの付着を抑える技術が開示されている（特許文献１参照）。
【０００６】
なお、特許文献１に開示された画像形成装置においては、画像形成装置の使用頻度に応じて、上記ファーブラシをトナーが付着させることにより、ファーブラシに接触させたトナー除去ローラを用いて、ファーブラシに付着したトナーを除去している。これにより、帯電不良、露光不良および画質劣化の発生を防止している。
【０００７】
また、帯電撹乱手段として、ＤＣ＋ＡＣ電圧を印加した２段ブラシを設け、予備帯電とトナー像撹乱を行う画像形成装置が開示されている（特許文献２参照）。
【０００８】
特許文献２に開示された画像形成装置においては、帯電撹乱手段によって、像担持体上に残留した現像剤を撹乱して非パターン化し、残留像の分散を確実に実行することができるとともに、像担持体を均一に帯電させることができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平７−３６３２２号公報（１９９５年２月７日公開）
【００１０】
【特許文献２】
特許第２６１９１５４号公報（１９９７年３月１１日登録）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の画像形成装置は、以下に示すような問題点を有している。
【００１２】
例えば、特許文献１に開示された画像形成装置では、ブラシを用いて感光体上の残留トナーを除去しているが、このブラシに付着したトナーを除去するにトナー除去ローラを用いている。よって、トナー除去ローラという特別な機構を設ける必要が生じ、画像形成装置内の機構が複雑になるという問題を有している。
【００１３】
また、このブラシは、感光体上に残留しているトナーを機械的に撹乱して像メモリを防止するとともに、感光体および残留トナーの電荷量を調整する。
【００１４】
しかし、前段において予備帯電を行った場合、転写後は転写バイアスによりトナーの極性が逆極性となり、ブラシの帯電バイアスに積極的に付着してブラシの汚れが増加する。このため、繰り返し使用していると、ブラシにトナーが付着して溜まっていき、画質劣化を引き起こす。
【００１５】
一方、特許文献２に開示された画像形成装置は、２段ブラシへの現像材の付着防止については考慮されていないため、継続使用により、ブラシに現像材が大量に付着、蓄積されて、像担持体に残留した現像材を均一に撹乱できなくなり、画質劣化を引き起こすことが予想される。
【００１６】
また、撹乱部材に対して、紙間でクリーニングを行う方法も考えられるが、電源および制御シーケンスなどが複雑になってしまう。
【００１７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、撹乱部材に溜まった残留トナーを除去するクリーニング手段を備えていなくても、簡易な構成で、撹乱部材へのトナーの付着を防止して、画質劣化等の不具合の発生を防止できる画像形成装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、上記の課題を解決するために、像担持体表面に形成されたトナー画像を記録用紙に転写して画像形成を行う電子写真方式を採用した画像形成装置において、上記トナー像を記録用紙に転写後、上記像担持体表面に残留したトナーを撹乱する導電性の撹乱部材と、上記撹乱部材が上記像担持体表面におけるトナー画像が形成された画像領域と対向する状態において、上記撹乱部材に対して交流成分を含む電圧を印加する制御手段とを備えていることを特徴としている。
【００１９】
上記の構成によれば、導電性の撹乱部材に対して、交流成分を含む電圧が印加されるため、印字動作中に撹乱ブラシにトナーが付着することを防止して、上記撹乱部材の経時劣化に起因する画像劣化の発生を防止できる。
【００２０】
すなわち、本発明の画像形成装置は、電子写真方式を採用し、像担持体表面に形成したトナー画像を記録用紙に対して転写することで画像形成を行う画像形成装置であって、像担持体に近接して配置された撹乱部材と、該撹乱部材に対して電圧を印加する制御手段とを備えている。
【００２１】
上記撹乱部材は、導電性の部材を用いて構成されており、像担持体表面に残留しているトナー等の不要な残留物を機械的に撹乱する。
【００２２】
上記制御手段は、上記導電性の撹乱部材が、回転する上記像担持体に形成された画像領域に対向するタイミングで、該撹乱部材に対して交流成分を含んだ電圧を印加する。
【００２３】
なお、画像領域とは、像担持体上の領域であって、転写領域を通過するまでトナー画像が形成されていた領域のことである。
【００２４】
また、このトナー画像を記録用紙に転写する工程においては、像担持体表面に形成されたトナー像を転写するために、トナーの帯電極性とは逆極性のバイアス電圧が印加されるため、像担持体表面には正負両極性に帯電したトナーが存在し、これらは記録用紙への転写後にも像担持体上に残留する。
【００２５】
本発明の画像形成装置では、制御手段が撹乱部材に交流成分を含んだ電圧を印加することで、トナー画像を形成しているトナーが正負どちらの極性に帯電していても、回転する像担持体表面に形成されたトナー画像と撹乱部材とがすれ違う際に、飛散したトナーが撹乱部材に付着することを確実に防止できる。
【００２６】
例えば、＋帯電しているトナーについて、撹乱部材に対して、交流波形における正の電圧が印加されているタイミングでは、両者は反発し合うためにトナーの付着を防止できる。一方、撹乱部材に負の電圧が印加されているタイミングでは、両者は逆極性に帯電しているため一旦は引き合うことになるが、交流波形における次の正の電圧が印加されるタイミングでは、引き付けたトナーと同極性になるため互いに反発し合うことになり、結果として、撹乱部材に＋帯電しているトナーが付着することを防止できる。これは、−帯電しているトナーについても同様である。
【００２７】
よって、撹乱部材に付着したトナーを除去するための特別なクリーニングシーケンスを設けることなく、撹乱部材に対するトナーの付着を防止することで、画質低下等の不具合の発生を防止して、良好な画像形成を維持できる。
【００２８】
上記撹乱部材に印加される電圧の交流成分の周波数Ｆ（Ｈｚ）は、プロセス速度１３０ｍｍ／ｓの条件下において、以下の関係式（１）を満たすことがより好ましい。
【００２９】
Ｆ≦８００  ・・・・・（１）
これにより、プロセス速度１３０ｍｍ／ｓの条件下で撹乱部剤に印加する電圧の交流成分の周波数を変えて実験した結果に基づいて、８００Ｈｚ以下の周波数に設定することで、撹乱部材に対するトナーの付着量を低減して、画質劣化が生じることをより確実に防止できる。
【００３０】
上記撹乱部材には、転写バイアス電圧と同極性の直流成分がさらに印加されることがより好ましい。
【００３１】
これにより、撹乱部材によってトナーの帯電量が一方の極性に調整されるため、より効率的に帯電ローラにおける残留トナーの回収効率を高めることができる。
【００３２】
すなわち、転写通過後におけるトナーの帯電量の分布は大変ブロードであって、撹乱部材によって像担持体上に戻されたトナーで正極性に帯電しているトナーは、負極性に帯電した帯電ローラによって回収される。一方、負極性もしくは帯電量が小さいトナーは、帯電ローラの帯電領域を通過する。通常、通過する量は画質に影響を与えないレベルであるが、通過するトナーの量が多すぎると露光、現像で支障をきたし画像劣化につながる。
【００３３】
このため、上記撹乱部材に対して転写バイアスと同極性の直流（ＤＣ）成分を重畳することにより、撹乱部材から像担持体に戻されるトナーの帯電量が同じ極性に調整される。よって、帯電ローラにおける残留トナーの回収効率を高めることが可能となり、画質低下の問題を解消できる。
【００３４】
上記直流成分は、上記交流成分が振幅：１ｋＶｐｐ，周波数：２５０Ｈｚの条件下において、＋２００〜＋４００Ｖの範囲の電圧であることがより好ましい。
【００３５】
後述する実験結果を示すグラフから、直流成分の電圧値と撹乱部材へのトナーの付着量とは比例関係にあり、重畳電圧として約３００Ｖの直流電圧を印加した場合に最も撹乱部材へのトナー付着量が少なくなることがわかった。
【００３６】
これにより、撹乱部材に印加される重畳電圧として約３００Ｖの直流電圧を中心とする上記範囲に設定することにより、撹乱部材へ付着したトナーをより効率よく帯電ローラで回収することができる。
【００３７】
本発明の画像形成方法は、上記の課題を解決するために、像担持体表面に形成されたトナー画像を記録用紙に転写して画像形成を行う電子写真方式を採用した画像形成方法において、上記トナー像を記録用紙に転写後、上記像担持体表面に残留したトナーを撹乱する導電性の撹乱部材が、上記像担持体表面におけるトナー画像が形成された画像領域と対向する際には、上記撹乱部材に対して交流成分を含む電圧を印加することを特徴としている。
【００３８】
上記の方法によれば、導電性の撹乱部材に対して、交流成分を含む電圧が印加されるため、印字動作中に撹乱ブラシにトナーが付着することを防止して、上記撹乱部材の経時劣化に起因する画像劣化の発生を防止できる。
【００３９】
すなわち、本発明の画像形成方法は、電子写真方式を採用し、像担持体表面に形成したトナー画像を記録用紙に対して転写することで画像形成を行う画像形成方法である。
【００４０】
本発明の画像形成方法では、撹乱部材に交流成分を含んだ電圧を印加することで、トナー画像を形成しているトナーが正負どちらの極性に帯電していても、回転する像担持体表面に形成されたトナー画像と撹乱部材とがすれ違う際に、飛散したトナーが撹乱部材に付着することを確実に防止できる。
【００４１】
例えば、＋帯電しているトナーについて、撹乱部材に対して、交流波形における正の電圧が印加されているタイミングでは、両者は反発し合うためにトナーの付着を防止できる。一方、撹乱部材に負の電圧が印加されているタイミングでは、両者は逆極性に帯電しているため一旦は引き合うことになるが、交流波形における次の正の電圧が印加されるタイミングでは、引き付けたトナーと同極性になるため互いに反発し合うことになり、結果として、撹乱部材に＋帯電しているトナーが付着することを防止できる。これは、−帯電しているトナーについても同様である。
【００４２】
よって、撹乱部材に付着したトナーを除去するための特別なクリーニングシーケンスを設けることなく、撹乱部材に対するトナーの付着を防止することで、画質低下等の不具合の発生を防止して、良好な画像形成を維持できる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
本発明の画像形成装置および画像形成方法に係る一実施形態について、図１〜図６（ｂ）に基づいて説明すれば以下のとおりである。
【００４４】
本実施形態に係る画像形成装置は、トナーおよびキャリアを含む２成分現像材を用いて、画像データに応じた画像をシート（印刷用紙）に印刷する電子写真方式の画像形成装置であって、その現像方式は反転現像である。
【００４５】
本実施形態の画像形成装置は、図１に示すように、露光位置（ＬＳＵ１１によるレーザ光１２の照射位置）から、感光体（像担持体）１の回転方向に沿って、感光体１の周囲に、ＬＳＵ１１，現像装置２１，転写装置３１，異物攪乱装置（撹乱部材）４１および帯電装置５１を、この順に配設して構成されている。
【００４６】
感光体（像担持体）１は、矢印Ｒ方向（時計回り）に回転駆動される感光体ドラムである（プロセス速度；１３０ｍｍ／ｓ）。
【００４７】
この感光体１は、接地された導電性素管２の表面に、有機光導電材料等の電荷発生層（ＣＧＬ）、電荷輸送層（ＣＴＬ）等からなる膜３を形成した構成を有している。そして、感光体１は、その表面に、帯電電荷による静電潜像（潜像）、および静電潜像を現像してなるトナー像の形成を受けるようになっている。
【００４８】
帯電装置５１は、帯電領域５（感光体１における帯電装置５１との最近接部分；帯電ローラ５２と感光体１との間で気中放電が起きる領域（例えば、帯電ローラ５２に印加する電圧の最大値をパッシェの実験式に代入することにより求められる））において、感光体１の表面を、所定の電位に均一にマイナス帯電（−６００Ｖ）させるものである。
【００４９】
図１に示すように、帯電装置５１は、帯電ローラ５２，帯電バイアス電源５３，クリーニングフィルム５４およびバネ５５を有している。
【００５０】
バネ５５は、自身の付勢力により、帯電ローラ５２を、感光体１と接触しない状態で、感光体１に近接して配置するためのものである。すなわち、このバネ５５は、帯電ローラ５２の放電面と、この面に対向する感光体１表面との間隔（帯電ギャップＣ）を適切な値となるように制御するものである。
【００５１】
帯電ローラ５２は、導電性素管５２ａと、その表面を覆う抵抗層５２ｂを備えたマグネットローラである。そして、導電性素管５２ａに印加される帯電バイアス電源５３の帯電バイアスを用いて、抵抗層５２ｂを介して感光体１表面を帯電（−６００Ｖ）させる機能を有している。
【００５２】
また、帯電装置５１は、帯電領域５において、感光体１の異物（プラス帯電しているもの）を除去する機能も有している。
【００５３】
ＬＳＵ（レーザビームスキャナユニット；露光装置）１１は、矢印Ｒ方向に沿って帯電装置５１よりも下流側に、感光体１から離れた状態で配置されている。そして、ＬＳＵ１１は、図１に示すように、レーザ光源１１ａを有しており、帯電された感光体１の表面を、画像データに応じて変調したレーザ光１２によって露光（走査）する機能を有している。これにより、ＬＳＵ１１は、感光体１の表面における帯電電荷（マイナス）を選択的に消失させ、画像データに応じた静電潜像を形成するようになっている。
【００５４】
現像装置２１は、現像領域４（感光体１における現像装置２１との最近接部分）において、感光体１の静電潜像をトナー６１によって反転現像し、感光体１上にトナー像を形成するものである。
【００５５】
ここで、反転現像とは、感光体１の静電潜像における電荷消失部分（露光部分）にトナーを吸着させるタイプの現像方式である。また、反転現像では、感光体１の帯電極性をマイナスにしたとき、トナー６１の主帯電極性は感光体１と同極性のマイナスとなる。
【００５６】
現像装置２１は、図１に示すように、トナー６１・キャリア６２を含む２成分の現像剤６０を収容する現像槽２２、この現像槽２２内に収容された現像ローラ２３および層厚規制部材２４、および現像ローラ２３に現像バイアスを印加するための現像バイアス電源２５を備えている。
【００５７】
現像槽２２は、現像剤６０を収容するとともに、内部に備えられた攪拌ローラ（図示せず）によって現像剤６０を攪拌し、所定の電位（マイナス）に帯電させるものである。
【００５８】
現像剤６０は、例えば、スチレンアクリルからなる磁性トナーであるトナー６１と、マグネタイトやフェライト等の無機磁性体からなるキャリア６２（トナーキャリア、図１中「キャ」で示す）とを含む２成分現像剤である。
【００５９】
現像ローラ（吸着部）２３は、現像ギャップＢ（例えば、２ｍｍ）を介して、感光体１に対向するように設けられているローラである。
【００６０】
そして、現像ローラ２３は、現像バイアス電源２５から印加される所定の現像バイアス（−４００Ｖ）を用いて、現像槽２２内のトナー６１を自身の周囲に磁気ブラシの形態で付着させる。そして、このマイナス帯電しているトナー６１を、感光体１上の静電潜像における電荷消失部分に吸着させ、静電潜像を可視像（トナー像）化するものである。
【００６１】
また、層厚規制部材２４は、自身と感光体１との間隔（ドクターギャップＡ；例えば、１．５ｍｍ）を調節するとともに、図示しない電源から所定のバイアスを用いて、現像ローラ２３に付着するトナー層の厚さを調節する。そして、この調節により、感光体１に供給されるトナー量を制御するようになっている。
【００６２】
また、現像装置２１は、現像領域４において、感光体１上の異物（マイナス帯電しているもの）を除去する機能も有している。
【００６３】
転写装置（転写部）３１は、感光体１上のトナー像をシートＰに転写するものであり、転写ローラ３２および転写バイアス電源３３を備えている。
【００６４】
転写ローラ（転写部）３２は、感光体１の回転に従動的に回転することで、シートＰを、感光体１と転写ローラ３２とのニップ部（転写領域）に搬送し、感光体１に圧接させる。
【００６５】
そして、この転写ローラ３２は、転写バイアス電源３３から印加される所定の転写バイアス（＋２ｋＶ）を用いて、感光体１上のトナー像（マイナス帯電）をシートＰ側に引きつけ、ここに転写させる機能を有している。
【００６６】
一般に、本発明の画像形成装置のような、電子写真方式の画像形成装置では、シートにトナー像を転写した後、トナー像の一部が感光体ドラムに残留する。また、シートから出る紙粉や現像材中のキャリア等が、感光体１表面に付着していることもある。
【００６７】
そして、異物撹乱装置４１が感光体１の表面の異物を撹乱することによって、これらのような残留トナー，紙粉，キャリア等を感光体１の表面から除去し、再利用可能なもの（トナーやキャリア）を現像装置２１（現像槽２２）に回収する。
【００６８】
異物攪乱装置４１は、感光体１上の異物の凝集塊を攪乱（攪拌）してほぐすことによって、帯電装置５１（帯電ローラ５２）および現像装置２１（現像ローラ２３）による異物の吸着効率を高めることができる。
【００６９】
ここで、感光体１上の異物には、例えば、転写工程後にシートＰに転写されずに感光体１上に残留したトナー（残留トナー；図１に示す負残留トナー６１ａおよび正残留トナー６１ｂ）や、キャリア６２（図１に「キャ」で示す）、あるいは感光体１の表面に付着した紙粉６３（図１中、「紙」で示す）等の残留異物がある。
【００７０】
また、異物攪乱装置４１は、図１に示すように、帯電装置５１よりも矢印Ｒ方向に沿って上流側（帯電領域５の上流側）に配置されており、導電性ブラシ４２および電源４３を備えている。
【００７１】
導電性ブラシ（攪乱部材）４２は、その先端が感光体１の表面と接触するように配設されたブラシであり、感光体１上における異物の凝集塊を攪乱するものである。
【００７２】
電源４３は、この導電性ブラシ４２に対し、交流（ＡＣ）成分を含む電圧と、転写バイアスと同極性（プラス）の直流（ＤＣ）の攪乱重畳電圧（ブラシバイアス；＋３００Ｖ）とを印加する。
【００７３】
これにより、異物攪乱装置４１では、感光体１上の異物の電荷を調節できるようになっている。
【００７４】
すなわち、本実施形態の画像形成装置では、マイナス帯電させた感光体１表面を露光して静電潜像を形成し、この潜像の電荷消失部分に、現像装置２１によってマイナス帯電させたトナー６１を吸着させる反転現像を行っている。従って、トナー６１は、転写領域までは、ほぼ全てがマイナス帯電している。また、転写領域を越えて感光体１に残留した場合、＋２ｋＶの転写バイアスのために、トナー６１の帯電量はブロードな分布となっており、全体（平均値）としてプラス帯電となる。
【００７５】
すなわち、転写領域を越えた直後の画像領域は、若干の負残留トナー６１ａ（マイナス帯電している残留トナー）と、大半を占める正残留トナー６１ｂ（プラス帯電している残留トナー）とが混在した状態となっている。
【００７６】
そして、異物攪乱装置４１の導電性ブラシ４２には、上述したように、交流成分を含んだ電圧が印加されるため、感光体１の表面の画像領域が導電性ブラシ４２の前を通過する際に、残留トナー６１が導電性ブラシ４２に付着することを防止できる。
【００７７】
ここで、画像領域とは、感光体１の表面における領域であって、転写領域を通過するまでトナー画像が形成されていた領域のことである。言い換えれば、トナー画像がシートＰに転写された直後の領域をいう。
【００７８】
なお、感光体１上の領域が画像領域であるか否かについては、本実施形態の画像形成装置の図示しない制御部によって判断される。
【００７９】
この制御部は、本実施形態の画像形成装置による全ての（あるいは一部の）処理（印刷処理や異物除去処理）を制御するためのものであって、ユーザの指示、あるいは導電性ブラシ４２に付着した残留トナー量を測定するセンサの指示等に基づいて、電源４３等を制御し、導電性ブラシ４２に印加する攪乱電圧の種類（交流成分、または交流＋直流電圧）や大きさを調整する。
【００８０】
本実施形態の画像形成装置における、導電性ブラシ４２に対する残留トナー６１の付着防止については、後段にて詳述する。
【００８１】
次に、帯電装置５１について説明する。
【００８２】
帯電装置５１は、上記した感光体１を一様に帯電する機能に加えて、転写後に感光体１上に残留している異物のうち、プラス帯電しているものを感光体１から除去する機能を有している。
【００８３】
ここで、プラス帯電している異物（正異物）とは、正残留トナー６１ｂ（図１中、「＋」にて示す），キャリア６２（図１中、「キャ」にて示す）および紙粉６３（図１中、「紙」で示す）が挙げられる。
【００８４】
すなわち、帯電装置５１は、これらの正異物（およびその凝集魂）を、抵抗層５２ｂの表面に吸着することで感光体１の表面から除去する、帯電兼クリーニング装置である。
【００８５】
帯電装置５１は、図１に示すように、上記した帯電ローラ５２，帯電バイアス電源５３，バネ５５に加えて、クリーニングフィルム５４を備えている。
【００８６】
帯電ローラ（吸着部）５２は、図示しない駆動系によって、図１に示した矢印Ｇ方向、つまり、感光体１の回転方向（Ｒ）と同方向に回転（アゲンスト回転）するように設定されている。
【００８７】
すなわち、帯電ローラ５２と感光体１とは、互いに異なる駆動系により、帯電領域５において、互いに対向する表面の移動方向が逆方向となるように設定されている。また、帯電ローラ５２は、上記したように、導電性素管５２ａと、その表面を覆う抵抗層５２ｂを備えており、さらに、抵抗層５２ｂより内側にマグネットを備えたマグネットローラとなっている。
【００８８】
そして、帯電ローラ５２は、導電性素管５２ａに印加される帯電バイアス電源５３の帯電バイアスを用いて、抵抗層５２ｂを介して感光体１表面を帯電（−６００Ｖ）させるとともに、感光体１に残留している異物を、電気的および磁気的に吸着する機能を有している。
【００８９】
帯電バイアス電源５３は、帯電ローラ５２に帯電バイアスを印加するものである。本実施形態の画像形成装置では、この帯電バイアスは、直流電圧（−６００Ｖ）に、交流電圧（ピーク間電圧１．８ＫＶｐｐ、周波数９００Ｈｚ）を重畳した重畳電圧（帯電重畳電圧）となっている。
【００９０】
クリーニングフィルム（清掃部，回収部材）５４は、帯電ローラ５２に当接するように設けられ、帯電ローラ５２に吸着された異物を掻き取ることで、帯電ローラ５２の表面を清掃するものである。
【００９１】
また、クリーニングフィルム５４は、掻き取った異物を現像装置２１の現像槽２２内に搬送（回収）する機能も有しており、クリーニングブレードとトナー搬送スクリューとを含んでいる。なお、このクリーニングフィルム５４の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートを使用できる。
【００９２】
次に、現像装置２１について説明する。
【００９３】
現像装置２１は、静電潜像を現像してトナー像を形成する機能に加えて、転写後に感光体１上に残留している異物のうち、マイナス帯電しているものを感光体１から除去・回収する機能を有している。
【００９４】
ここで、マイナス帯電している異物（負異物）とは、例えば、負残留トナー６１ａ（図１中、「−」にて示す）や紙粉６３等を挙げられる。
【００９５】
すなわち、現像装置２１は、これらの負異物（およびその凝集魂）を、現像ローラ２３の表面に吸着することで感光体１の表面から除去する、現像兼クリーニング装置である。
【００９６】
上記したように、現像装置２１は、現像槽２２、現像ローラ２３，層厚規制部材２４および現像バイアス電源２５を備えている。
【００９７】
現像ローラ２３は、図１に示すように、マグネットロール２３ａ、およびこれを覆うスリーブ２３ｂを備えている。そして、現像ローラ２３では、マグネットロール２３ａから発生する磁力により、スリーブ２３ｂの表面にトナー６１を磁気的に吸着するとともに、同じくスリーブ２３ｂの表面に、磁気ブラシ（図示せず）を形成できるように設定されている。
【００９８】
すなわち、現像ローラ２３は、現像領域４において感光体１にトナー６１を供給して静電潜像を現像する一方、現像領域４よりも矢印Ｒ方向上流側において、感光体１表面に残留している負異物を磁気ブラシで摺擦することで、感光体１表面から、静電的あるいは機械的に除去するようになっている。
【００９９】
なお、現像ローラ２３に吸着された負異物（特に、負残留トナー６１ａ）は、現像ローラ２３の回転に伴って、現像ローラ２３よりも奥に備えられている現像槽２２に戻される。その後、負残留トナー６１ａには、現像槽２２内において、現像槽２２に設けられた攪拌ローラ（図示せず）により、十分な攪拌帯電が与えられる。
【０１００】
次に、以上のような構成を備えた本実施形態の画像形成装置における画像形成プロセスについて簡単に説明する。
【０１０１】
まず、感光体１の表面を、帯電装置５１によって均一に帯電させる。次に、均一帯電された感光体１の表面を、ＬＳＵ１１のレーザ光源１１ａから照射されるレーザ光１２によって露光する。この露光は、外部入力された画像データに基づいてレーザ光１２を変調しながら、主走査方向に１ライン単位で順次的に行われる。これにより、感光体１上に静電潜像が形成される（露光工程）。
【０１０２】
次に、感光体１の回転に伴って静電潜像が現像領域４を通過する際に、現像装置２１（現像ローラ２３）によって、この潜像にトナー６１を供給する。これにより、トナー６１が静電潜像の露光部分に静電吸着し、静電潜像がトナー像として可視像化（トナー像化）される（現像工程）。
【０１０３】
そして、感光体１上のトナー像を、感光体１と転写装置３１とのニップ部（転写領域）を通過する際に、給紙カセット（図示せず）から給紙されたシートＰに転写する（転写工程）。
【０１０４】
その後、シートＰを定着装置（図示せず）に搬送し、ここでトナー像をシートＰに定着させ、永久可視像化する。そして、定着済みのシートＰを、排出ローラにより排出トレイ上に排出する（ともに図示せず）。
【０１０５】
また、転写領域においてシートＰに転写されずに感光体１上に残留した残留トナー等の残留物は、導電性ブラシ４２により攪乱（攪拌）されてほぐされる一方、導電性ブラシ４２により、転写バイアスと同極性のプラスの攪乱電圧（直流）が印加される。
【０１０６】
その後、感光体１上のプラス帯電した残留物、特に、正残留トナー６１ｂおよびキャリア６２を、帯電ローラ５２によって、帯電領域５よりも矢印Ｒ方向上流側で、磁気的あるいは静電的に吸着されてクリーニングする。そして、帯電ローラ５２に吸着された残留物を、クリーニングフィルム５４により帯電ローラ５２から除去し、現像槽２２内に戻す（第１クリーニング工程）。
【０１０７】
また、帯電領域５を通過した後にも感光体１上に残留しているマイナス帯電の残留物（負残留トナー６１ａ）を、現像領域４よりも矢印Ｒ方向の上流側で、現像ローラ２３に形成された磁気ブラシによる摺擦によって、静電的あるいは機械的に除去し、現像槽２２内に戻す（第２クリーニング工程）。
【０１０８】
そして、残留物の除去された感光体１を、帯電ローラ５２によって再度均一帯電し、次の印刷のために、露光工程、現像工程、転写工程、第１・第２クリーニング工程を繰り返す。
【０１０９】
本実施形態の画像形成装置では、以上のように、上記各構成を用いて画像形成を行うものであるが、上述したように、導電性ブラシ４２には、画像領域と対向するタイミングで、交流電圧（交番電圧）が印加されている。
【０１１０】
これにより、画像領域の残留トナー６１が正負どちらの極性であっても、導電性ブラシ４２に付着することを防止できるため、導電性ブラシ４２に対する残留トナー６１の付着に起因する画質低下を予防できる。
【０１１１】
すなわち、本実施形態の画像形成装置の感光体１の表面においては、転写領域までは、ほぼ全てのトナー６１がマイナス帯電している。そして、転写領域を越えて感光体１に残留した場合、＋２ｋＶの転写バイアスのために、残留トナーの帯電量はブロードな分布となっており、全体（平均値）としてプラス帯電となる。このとき、残留トナーは、若干の負残留トナー６１ａと、大半を占める正残留トナー６１ｂとが混在した状態となっている。
【０１１２】
例えば、正残留トナー６１ｂについて、導電性ブラシ４２に対して、交流波形における正の電圧が印加されているタイミングで導電性ブラシ４２と画像領域とが面する場合には、両者は反発し合うために正残留トナー６１ｂが導電性ブラシ４２に付着することを防止できる。
【０１１３】
一方、正残留トナー６１ｂについて、導電性ブラシ４２に負の電圧が印加されているタイミングで導電性ブラシ４２と画像領域とが面する場合には、両者は逆極性に帯電しているため一旦は引き合うことになる。しかし、すぐに交流波形における次の正の電圧が印加されるため、引き付けた正残留トナー６１ｂと導電性ブラシ４２とが同極性となって互いに反発し合い、結果として、導電性ブラシ４２に正残留トナー６１ｂが付着することを防止できる。
【０１１４】
これは、負残留トナー６１ａについても同様である。
【０１１５】
これにより、図２に示すように、導電性ブラシ４２に残留トナー６１ａ・６１ｂが蓄積して、画質劣化が生じることを防止することができる。
【０１１６】
さらに、導電性ブラシ４２に対しては、電源４３が、導電性ブラシ４２にプラスの攪乱重畳電圧を印加することで、残留トナー（および他の異物）を正帯電側にシフトさせ、感光体１における正残留トナー６１ｂを増加させて、帯電ローラ５２による異物吸着効率を向上させるようになっている。
【０１１７】
すなわち、導電性ブラシ４２が画像領域に対して接触する際には、導電性ブラシ４２に対して飛散してくる残留トナー６１ａ・６１ｂを寄せ付けないように、周波数５００Ｈｚの交流成分を印加している。
【０１１８】
さらに、ＤＣバイアス（正）の印加により、導電性ブラシ４２に印加される電圧値が瞬間的に正側に大きくなるので、図３に示すように、残留トナー６１ｂを正側に調整して、感光体１の表面に戻すことができる。
【０１１９】
ここで、導電性ブラシ４２に対して印加される交流成分の周波数と導電性ブラシ４２へのトナー付着量との関係について、プロセス速度１３０ｍｍ／ｓ、直流成分０Ｖ、ＡＣ電圧の振幅：１ｋＶｐｐとして、実験を行った結果を図４に示す。
【０１２０】
実験の結果、図４に示すように、交流成分の周波数が８００Ｈｚ以下であれば、導電性ブラシ４２へのトナーの付着量を約０．２０ｇ以下に抑えることができることが分かった。
【０１２１】
また、上記交流成分と併せて印加される直流成分と導電性ブラシ４２へのトナー付着量との関係について、ＡＣ成分の振幅：１ｋＶｐｐ、２５０Ｈｚで実験を行った結果を図５に示す。
【０１２２】
実験の結果、図５に示すように、直流成分を約＋３００Ｖに設定すると、ブラシへのトナー付着量を、最も少ない０．１ｇ以下に抑えることできた。
【０１２３】
よって、上記＋３００Ｖを中心とする＋２００〜＋４００Ｖの範囲に設定された直流電圧を導電性ブラシ４２に対して印加することで、導電性ブラシ４２へのトナーの付着量を抑えることができる。
【０１２４】
また、本実施形態の画像形成装置においては、上記交流成分および／または直流電圧の印加は、導電性ブラシ４２に感光体１の画像領域が接触しているタイミングとなっている。
【０１２５】
すなわち、導電性ブラシ４２に対して交流成分を含んだ電圧を印加すると、導電性ブラシ４２が感光体１の画像領域と接触する際に、該画像領域に付着していた残留トナーが、導電性ブラシ４２に対して付着することを防止できる。
【０１２６】
なお、本発明は、電子写真プロセスを用い、転写領域と帯電領域との間に導電性の撹乱部材（ブラシ）を設けた画像形成装置において、導電性部材に印加される電圧が交流成分を含んでいることを特徴とする画像形成装置と表現することもできる。
【０１２７】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置は、以上のように、トナー像を記録用紙に転写後、上記像担持体表面に残留したトナーを撹乱する導電性の撹乱部材と、上記撹乱部材が上記像担持体表面におけるトナー画像が形成された画像領域と対向する状態において、上記撹乱部材に対して交流成分を含む電圧を印加する制御手段とを備えている構成である。
【０１２８】
それゆえ、導電性の撹乱部材に対して、交流成分を含む電圧が印加されるため、印字動作中に撹乱ブラシにトナーが付着することを防止して、上記撹乱部材の経時劣化に起因する画像劣化の発生を防止できるという効果を奏する。
【０１２９】
また、撹乱部材に付着したトナーを除去するための特別なクリーニングシーケンスを設けることなく、撹乱部材に対するトナーの付着を防止することができる。
【０１３０】
上記撹乱部材に印加される電圧の交流成分の周波数Ｆ（Ｈｚ）は、プロセス速度１３０ｍｍ／ｓの条件下において、以下の関係式（１）を満たすことがより好ましい。
【０１３１】
Ｆ≦８００  ・・・・・（１）
それゆえ、プロセス速度１３０ｍｍ／ｓの条件下で撹乱部剤に印加する電圧の交流成分の周波数を変えて実験した結果に基づいて、８００Ｈｚ以下の周波数に設定することで、撹乱部材に対するトナーの付着量を低減して、画質劣化が生じることをより確実に防止できるという効果を奏する。
【０１３２】
上記撹乱部材には、転写バイアス電圧と同極性の直流成分がさらに印加されることがより好ましい。
【０１３３】
それゆえ、撹乱部材によってトナーの帯電量が一方の極性に調整されるため、より効率的に帯電ローラにおける残留トナーの回収効率を高めることができるという効果を奏する。
【０１３４】
上記直流成分は、上記交流成分が振幅：１ｋＶｐｐ，周波数：２５０Ｈｚの条件下において、＋２００〜＋４００Ｖの範囲の電圧であることがより好ましい。
【０１３５】
それゆえ、撹乱部材に印加される重畳電圧として約３００Ｖの直流電圧を中心とする上記範囲に設定することにより、撹乱部材へ付着したトナーをより効率よく帯電ローラで回収することができるという効果を奏する。
【０１３６】
本発明の画像形成方法は、以上のように、トナー像を記録用紙に転写後、上記像担持体表面に残留したトナーを撹乱する導電性の撹乱部材が、上記像担持体表面におけるトナー画像が形成された画像領域と対向する際には、上記撹乱部材に対して交流成分を含む電圧を印加する方法である。
【０１３７】
それゆえ、導電性の撹乱部材に対して、交流成分を含む電圧が印加されるため、印字動作中に撹乱ブラシにトナーが付着することを防止して、上記撹乱部材の経時劣化に起因する画像劣化の発生を防止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置および画像形成方法の一実施形態にかかる画像形成装置の内部構造を示す断面図である。
【図２】図１の画像形成装置において、導電性ブラシにトナーが付着した場合を示す断面図である。
【図３】図２の画像形成装置において、導電性ブラシに直流成分を印加した場合を示す断面図である。
【図４】図１の画像形成装置において、導電性ブラシに印加する交流成分の周波数を変えて導電性ブラシに付着するトナー量を測定した実験結果を示すグラフである。
【図５】図１の画像形成装置において、導電性ブラシに印加する直流成分の電圧値を変えて導電性ブラシに付着するトナー量を測定した実験結果を示すグラフである。
【図６】（ａ）は、導電性ブラシがトナーで汚染されていない状態で形成された画像であり、（ｂ）は、導電性ブラシがトナーで汚染された状態で形成された画像を示す図である。
【符号の説明】
１      感光体（像担持体）
２      導電性素管
４      現像領域
５      帯電領域
１１    ＬＳＵ
１１ａ  レーザ光源
１２    レーザ光
２１    現像装置
２２    現像槽
２３    現像ローラ（吸着部）
２３ａ  マグネットロール
２３ｂ  スリーブ
２４    層厚規制部材
２５    現像バイアス電源
３１    転写装置（転写部）
３２    転写ローラ（転写部）
３３    転写バイアス電源
４１    異物攪乱装置
４２    導電性ブラシ（攪乱部材）
４３    電源
４４    筐体
５１    帯電装置
５２    帯電ローラ（吸着部）
５２ａ  導電性素管
５２ｂ  抵抗層
５３    帯電バイアス電源
５４    クリーニングフィルム
５５    バネ
６０    現像剤
６１    トナー
６１ａ  負残留トナー（残留異物）
６１ｂ  正残留トナー（残留異物）
６２    キャリア（残留異物）
６３    紙粉（残留異物）
Ｂ  現像ギャップ
Ｃ  帯電ギャップ
Ｐ  シート
【図１】
2004245898.tif 000003
【図２】
2004245898.tif 000004
【図３】
2004245898.tif 000005
【図４】
2004245898.tif 000006
【図５】
2004245898.tif 000007
【図６】
2004245898.tif 000008