画像形成装置及び画像形成方法
【課題】 感光体として正帯電の単層型電子写真感光体を用いた場合であっても、条件が最適化された前帯電手段を用いて転写メモリを消去することで、優れた除電効果を発揮することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 単層型電子写真感光体の周囲に、帯電手段と、現像手段と、転写手段と、除電手段と、が順次配置された画像形成装置等において、帯電手段は、単層型電子写真感光体表面をプラス極性に帯電させる帯電手段であり、除電手段の上流側には、導電性部材を備えた前帯電手段が配置され、導電性部材が、単層型電子写真感光体の表面に対して接触させてあるとともに、導電性部材から注入される電流の電流密度Ｉb（μＡ／ｍ2）を７００（μＡ／ｍ2）以上の値とする。
【解決手段】 単層型電子写真感光体の周囲に、帯電手段と、現像手段と、転写手段と、除電手段と、が順次配置された画像形成装置等において、帯電手段は、単層型電子写真感光体表面をプラス極性に帯電させる帯電手段であり、除電手段の上流側には、導電性部材を備えた前帯電手段が配置され、導電性部材が、単層型電子写真感光体の表面に対して接触させてあるとともに、導電性部材から注入される電流の電流密度Ｉb（μＡ／ｍ2）を７００（μＡ／ｍ2）以上の値とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単層型電子写真感光体を用いた画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法に関し、特に正帯電の単層型電子写真感光体を用いた場合であっても、感光体表面の除電効果に優れた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、コピー等に用いられる画像形成装置は、電子写真感光体の周囲に、電子写真感光体を帯電させるための帯電手段と、この帯電した感光体表面を露光して潜像を形成する露光手段と、この潜像にトナーを転写させて現像する現像手段と、このトナーを記録紙に転写して画像化する転写手段と、転写後の感光体表面に残留する残留電位を消去する除電手段と、を順次配置した画像形成プロセスが採用されている。
また、このような画像形成プロセスにおいては、トナー像を記録紙に転写する際に、感光体表面の帯電極性とは逆の極性を印加して転写する反転現像方式が採用されている。
この反転現像方式を用いた場合には、転写後の感光体表面に、帯電極性と逆極性の電位が感光体表面に残留する、いわゆる転写メモリが発生する場合が見られる。
この転写メモリは、後の除電手段において消去されるが、繰り返し使用したような場合には、除電手段で十分除去しきれなかった僅かな転写メモリが感光体内部に蓄積され、画像特性を低下させるという問題が生じていた。
また、帯電手段に接触帯電方式を採用した場合には、非接触帯電方式に比べて全体構成が簡易であり、オゾン等の有害物質の発生もないことから、対環境性に優れてはいるものの、帯電飽和領域が十分得られないといった理由から、生産性に優れた単層型電子写真感光体に適用することが難しいという問題も見られた。
【０００３】
そこで、このような問題を解決するために、図６に示すように、反転現像方式を採用した画像形成装置であって、接触式一次帯電ローラ１０２と、現像手段１０４と、転写手段１０６と、前露光ランプ１０９と、を備えた画像形成装置１００において、帯電ローラ１０２の上流側に、帯電ローラ１０２と同極性に帯電する接触式前帯電ローラ１０８を備えることで、接触式一次帯電ローラと逆極性に帯電している感光体表面を、前帯電ローラにより同極性まで引き上げて、転写メモリを消去することができる画像形成装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開平６ー８３２４９号公報（特許請求の範囲、図１）
【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、この画像形成装置においては、前帯電ローラにおける帯電条件が十分考慮されていないことから、例えば、帯電ローラの形状や、材質が変化したような場合には、帯電ローラから感光体表面に流れる電流量が不足して、十分に転写メモリを消去することができない場合が見られた。
また、転写手段における印加条件によっては、転写メモリ電位が高くなり、前帯電手段を通過した後であっても、転写メモリが十分消去されずに感光体表面に残留し、画像特性を低下させる場合が見られた。
また、ここで用いられる帯電ローラは、マイナス極性を印加する負帯電型を採用した構成となっていることから、この画像形成装置を、より感光層内部に電荷が残留しやすい正帯電型に適用した場合には、十分に転写メモリを消去する効果が得られない場合が見られた。
【０００５】
そこで、本発明の発明者らは鋭意検討した結果、除電手段の上流側に、転写メモリ消去のための前帯電手段を備えた画像形成装置を用いるとともに、前帯電手段から注入される電流の電流密度を所定範囲内に規定することにより、転写メモリを消去して、帯電ムラの発生を抑制することができることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明の目的は、感光体として正帯電の単層型電子写真感光体を用いた場合であっても、条件が最適化された前帯電手段を用いて転写メモリを消去することで、優れた除電効果を発揮することができる画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、単層型電子写真感光体の周囲に、帯電手段と、現像手段と、転写手段と、除電手段と、が順次配置された画像形成装置において、帯電手段は、単層型電子写真感光体表面をプラス極性に帯電させる帯電手段であり、除電手段の上流側には、導電性部材を備えた前帯電手段が配置され、導電性部材が、単層型電子写真感光体の表面に対して接触させてあるとともに、導電性部材から注入される電流の電流密度Ｉb（μＡ／ｍ2）を７００（μＡ／ｍ2）以上の値とする画像形成装置が提供され、上述した問題を解決することができる。
すなわち、本発明の画像形成装置によれば、正帯電の単層型電子写真感光体を採用した画像形成装置において、転写メモリ消去のための前帯電手段を所定条件下で用いることにより、発生した転写メモリを消去して、優れた除電効果を発揮することができる。
【０００７】
また、本発明を構成するにあたり、導電性部材から注入される電流の電流密度をＩb（μＡ／ｍ2）とし、転写手段から注入される電流の電流密度をＩt（μＡ／ｍ2）とした場合に、｜Ｉb／Ｉt｜で表される値を２以上とすることが好ましい。
このように構成することにより、前帯電手段における印加条件を、転写メモリの残留電位に対応するように規定することができ、前帯電手段をより最適な条件下で動作させることができる。
【０００８】
また、本発明を構成するにあたり、転写手段から注入される電流の電流密度Ｉt（μＡ／ｍ2）の絶対値を３１６以上の値とした場合に、転写メモリ電位（Ｖ）の絶対値を８の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、転写手段における電流注入条件を、転写メモリの値に対応させて決定することができ、転写手段における条件の最適化が容易となる。
【０００９】
また、本発明を構成するにあたり、導電性部材に印加する印加電圧を、直流電圧で１１００（Ｖ）以上の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、導電性部材の抵抗値に関わらず、前帯電手段を通過した後の電子写真感光体の表面電位を下げ、優れた除電効果を発揮することができる。
【００１０】
また、本発明を構成するにあたり、導電性部材がブラシ状の導電性部材であることが好ましい。
このように構成することにより、感光体表面の摩耗を抑制したまま、導電性部材による摩擦帯電を効率的に実施することができる。
【００１１】
また、本発明を構成するにあたり、導電性部材を構成するブラシの原糸抵抗を１×１０10（Ω・ｃｍ）（＝１０(ｌｏｇΩ・ｃｍ))以下の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、導電性ブラシに印加する帯電電圧を所定範囲内に抑えることができ、導電性ブラシと感光体表面との接触部分近傍での異常放電を防止することができる。
【００１２】
また、本発明を構成するにあたり、帯電手段を、接触帯電式の帯電手段とすることが好ましい。
このように構成することにより、より簡易な構成で、かつ対環境性にも優れた画像形成装置とすることができる。
【００１３】
また、本発明を構成するにあたり、帯電手段による単層型電子写真感光体の初期帯電電位を４００（Ｖ）以上の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、所望の画像特性を維持したまま、前帯電手段が転写メモリを消去して、優れた除電効果を発揮することができる。
【００１４】
また、本発明の別の態様は、単層型電子写真感光体の周囲に、帯電手段と、現像手段と、転写手段と、除電手段と、が順次配置された画像形成装置を用いた画像形成方法において、単層型電子写真感光体は、前記帯電手段によりプラス極性に帯電され、除電手段の上流側には、導電性部材を備えた前帯電手段が配置され、導電性部材を、単層型電子写真感光体の表面に対して接触させるとともに、導電性部材から注入される電流の電流密度Ｉb（μＡ／ｍ2）を７００（μＡ／ｍ2）以上の値とすることを特徴とする画像形成方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
［第１実施形態］
以下、本発明の画像形成装置に関する第１の実施形態を、適宜図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１６】
１．画像形成装置
（１）基本構成
図１に、本発明における画像形成装置の基本構成を示す。かかる画像形成装置１０は、ドラム型の単層型電子写真感光体（以下、感光体と称する場合がある。）１１を備えており、この感光体１１の周囲には、矢印Ａで示す回転方向に沿って、帯電手段１２と、感光体表面に潜像を形成するための露光手段１３と、この感光体表面に対してトナーを付着させて潜像現像する現像手段１４と、このトナーを記録紙２０上に転写するための転写手段１５と、感光体表面上の残留トナーを除去するクリーニング装置１７と、転写手段により生じた転写メモリを消去するための前帯電手段２と、感光体表面の残留電位を除去するための除電手段１８と、が順次配置されている。
また、帯電手段１２には、帯電印加電圧を印加するための電源１９が接続されている。この電源１９は、直流成分（ＤＣ）のみを印加することもでき、更には、この直流成分に交流成分（ＡＣ）を重畳させた重畳電圧とすることもできる。このとき、電源１９の極性を帯電手段１２側が正極になるように接続することで、かかる画像形成装置を正帯電型とすることができる。
また、転写手段１５には、電源２２が接続されている。この電源２２は、直流成分（ＤＣ）を印加することができる電源であって、その極性は転写手段側が負極になるように接続されている。このように接続することで、かかる画像形成装置を反転現像式の画像形成装置とすることができる。
また、この反転現像方式を採用した場合には、正極に帯電した感光体表面が逆チャージすることで、その表面に負電位の転写メモリが発生する。この転写メモリは、後の除電手段１８により消去されることとなるが、この除電手段により十分消去しきれなかった場合には、帯電手段１２による帯電均一性に影響を与え、帯電ムラとして画像特性を低下させる要因となる。
【００１７】
（２）前帯電手段
（２）−１ 基本的構成
次いで、転写メモリを消去する手段としての前帯電手段２について説明する。図１に示すように、前帯電手段２は、感光体１１表面と直接接触する導電性部材４と、この導電性部材に所定の電圧を印加する電源６とから構成されている。このとき、電源６は、導電性部材４側が正極になるように接続してあり、転写手段１５と逆極性が印加される構成となっている。
また、電源６は、その前帯電手段２の態様に合わせて、直流成分（ＤＣ）のみを印加することもでき、更には、帯電飽和領域を広げて安定的な帯電特性を得るために、この直流成分に交流成分（ＡＣ）を重畳させた重畳電圧とすることもできる。
【００１８】
（２）−２ 導電性部材
また、導電性部材４は、導電性を備えるとともに、感光体表面を帯電させることができるものであれば特に制限されるものではないが、ブラシ状の導電性部材である導電性ブラシとすることが好ましい。
この理由は、感光体表面の摩耗を防止しつつ、感光体表面との摩擦帯電を容易に行うことができるためである。
また、この導電性ブラシの材質としては、ポリアミド樹脂、ポリエステル等の、比較的柔らかい繊維材料に、カーボン等の導電性粒子を含有させた導電性繊維とすることが好ましい。
この理由は、導電性粒子の添加量を調整することで、容易にその導電特性を調整することができるとともに、感光体表面の摩耗も少なく、長寿命化に資することもできるためである。
また、この導電性ブラシの形状としては、例えば、棒状や、回転機構を備えた円筒形状とすることができ、更には、感光体表面の曲率に沿うように変形した湾曲状とすることもできる。これらの形状は、所望の帯電特性に合わせて適宜選択することができる。
【００１９】
また、この導電性部材は、可動式であることが好ましい。この理由は、例えば、電子写真感光体の動径方向に移動させた場合には、導電性部材と感光体表面との押圧力を調整することができ、帯電特性の制御が容易となるためである。
このとき、導電性部材の感光体表面に対する押圧力としては、０．１〜１００（ｋｇｆ／ｃｍ2）の範囲内の値とすることが好ましい。
また、この導電性部材を、着脱式とすることも好ましい。この理由は、部材交換を容易にするためである。更に、転写手段での印加電圧が小さい場合や、感光体として積層型感光体を用いた場合など、比較的転写メモリの発生が少ない構成へと仕様変更するような場合に、容易に対応できるためである。
【００２０】
（２）−３ 帯電特性
また、前帯電手段２において、電源６を用いて導電性部材４に所定の電圧を印加することにより、転写手段によって発生した転写メモリを消去することができる。
このとき、前帯電手段２に適用される印加条件としては、導電性部材４から感光体１１に流れる電流の電流密度（Ｉb）を７００（μＡ／ｍ2）以上の値とすることができる。
ここで、図２に、感光体として正帯電の単層型電子写真感光体を用いた場合の、導電性部材から注入される電流の電流密度（Ｉb）と、転写メモリ電位（Ｖt）と、の関係を表す特性図を示す。
この図２において、横軸は、導電性部材から注入される電流の電流密度（Ｉb）を表し、縦軸は、転写メモリ電位（Ｖt）を表している。
すなわち、縦軸においては、上側にいく程、前帯電手段により転写メモリが消去されていることを意味し、下側にいく程、前帯電手段による転写メモリの消去が不十分であることを意味している。
また、図２中の曲線（Ａ）〜（Ｄ）は、導電性部材として、それぞれ原糸抵抗の異なる導電性ブラシを用いたときの特性曲線である。より具体的には、順に１×１０12.5（Ω・ｃｍ）、１×１０10.5（Ω・ｃｍ）、１×１０8.5（Ω・ｃｍ）、１×１０6.5（Ω・ｃｍ）の時の曲線を表している。
また、本発明において、転写メモリ電位（Ｖt）とは、連続印刷を実施した場合の、現像位置における感光体表面の表面電位の変化量として定義される。
より具体的には、感光体を連続的に回転させて白紙画像を印刷した場合に、第１周目のときの現像位置における感光体表面の表面電位を（Ｖ1）とし、第３周目のときの現像位置における感光体表面の表面電位を（Ｖ3）とした場合に、（Ｖ1）−（Ｖ3）で表される値として定義される。
【００２１】
この図２から理解できるように、導電性ブラシの原糸抵抗の値に関わらず、電流密度（Ｉb）を高くするほど、残留している転写メモリ電位は小さくなり、特に、７００（μＡ／ｍ2）以上の範囲で、安定的に消去されると言える。
また逆に、この電流密度（Ｉb）を過度に高くした場合には、導電性ブラシと感光体表面との接触部分近傍において異常放電が起こり、帯電特性に不具合を生じさせる場合がある。
したがって、かかる電流密度（Ｉb）の範囲としては、７００〜２０００（μＡ／ｍ2）の範囲内の値とすることが好ましく、１０００〜１５００（μＡ／ｍ2）の範囲内の値とすることがより好ましい。
また、本発明において電流密度とは、電流値を１秒間当たりの印加面積で割ったものを意味している。すなわち、電流値Ｉ（Ａ）の電流が、軸長Ｌ（ｍｍ）、外周速度Ｄ（ｍｍ／ｓｅｃ）で回転している感光体へ流れている場合、電流密度は、Ｉ／（Ｌ×Ｄ）（μＡ／ｍ2）で表すことができる。
【００２２】
また、図３に、導電性部材への印加電圧（Ｖb）と、転写メモリ電位（Ｖt）と、の関係を表す特性図を示す。
この特性図において、横軸は、導電性部材への印加電圧（Ｖb）を表し、縦軸は、転写メモリ電位（Ｖt）を表している。
すなわち、図３は、図２における電流密度（Ｉb）を、特性曲線（Ａ）〜（Ｄ）のそれぞれの原糸抵抗の値を用いて電圧に換算したものに相当する。
この図３から理解できるように、導電性ブラシの原糸抵抗の値が高いほど、転写メモリを消去するために高い電圧を印加する必要があると言える。特に、同じ印加電圧で比較した場合には、導電性ブラシの原糸抵抗が１×１０11（Ω・ｃｍ）を超えると、転写メモリ電位の消去が著しく不十分になることが分かる。
したがって、この導電性ブラシの原糸抵抗を１×１０11（Ω・ｃｍ）以下とすることが好ましい。その一方で、導電性ブラシの原糸抵抗が過度に低くなった場合には、摩擦帯電が十分に為されずに、転写メモリを十分消去しきれない場合が生じるため、原糸抵抗の値の範囲としては、１×１０3〜１×１０10（Ω・ｃｍ）の範囲内の値とすることが好ましく、１×１０5〜１×１０9（Ω・ｃｍ）の範囲内の値とすることがより好ましい。
【００２３】
また、導電性部材への印加電圧（Ｖb）を直流電圧で１１００（Ｖ）以上の値とすることが好ましい。この理由は、図３に示すように、導電性部材の固有抵抗値に関わらず、転写メモリ電位（Ｖt）を下げることができるためである。
その一方で、かかる印加電圧（Ｖb）を過度に上げた場合には、導電性ブラシと感光体との間で異常放電が発生し、帯電特性に悪影響を与える場合がある。
したがって、かかる印加電圧（Ｖb）を、１１００〜３０００（Ｖ）の範囲内の値とすることが好ましく、１１００〜２０００（Ｖ）の範囲内の値とすることがより好ましい。
【００２４】
また、導電性部材から注入される電流の電流密度をＩb（μＡ／ｍ2）とし、転写手段から注入される電流の電流密度をＩt（μＡ／ｍ2）とした場合に、｜Ｉb／Ｉt｜で表される値を２以上とすることが好ましい。
ここで、図４に、導電性部材として所定の原糸抵抗を有する導電性ブラシを用いたときの、導電性部材から注入される電流の電流密度（Ｉb）と、転写メモリ電位（Ｖt）と、の関係を、転写手段１５から注入される電流の電流密度（Ｉt）毎に表した特性図を示す。また、図４中の曲線（Ｅ）〜（Ｇ）は、転写手段から注入される電流の電流密度（Ｉt）が、順に、−３９５（μＡ／ｍ2）、−３１６（μＡ／ｍ2）、−２３７（μＡ／ｍ2）のときの特性曲線を表している。
また、図５には、図４における横軸を、｜Ｉb／Ｉt｜に換算した特性図を示す。
これらの特性図から理解できるように、転写手段から注入される電流の電流密度（Ｉt）の絶対値が大きいほど、転写メモリ電位（Ｖt）は高く、更にいえば、｜Ｉb／Ｉt｜で表される値を２以上とした場合に、転写メモリ電位（Ｖt）は十分下がることが分かる。
すなわち、特性曲線（Ｅ）においては、導電性部材から注入される電流の電流密度（Ｉb）の絶対値が７９０以上のときに、転写メモリ電位が下がっている。また、特性曲線（Ｆ）においてはＩbの絶対値が６３２以上、特性曲線（Ｇ）においてはＩbの絶対値が４７４以上で、それぞれ転写メモリが十分消去されていることが分かる。
また逆に、この電流密度（Ｉb）を過度に高くした場合には、導電性ブラシと感光体表面との接触部分近傍において異常放電が起こり、帯電特性に不具合を生じさせる場合がある。
したがって、｜Ｉb／Ｉt｜で表される値を２．５〜８．０の範囲内の値とすることが好ましく、３．０〜６．０の範囲内の値とすることがより好ましい。
【００２５】
（３） 帯電手段
また、本発明において、感光体表面を所定電位に帯電させるための帯電手段を、接触帯電式の帯電手段とすることが好ましい。
この理由は、帯電手段として、コロナ帯電のような非接触帯電式を採用した場合に比べて、小型であるとともに、コロナ帯電の際に発生するオゾン等の有害物質を発生させることもなく、対環境性に優れているためである。
その一方で、感光体表面の摩耗や帯電均一性などの点で、非接触帯電式に及ばない点はあるが、本発明においては、前帯電手段を所定条件下で動作させるとともに、接触部材として所定の導電性部材を用いることにより、画像特性を低下させることなく、用いることができる。
また、この帯電手段による単層型電子写真感光体の初期帯電電位を４００（Ｖ）以上の値とすることが好ましい。
この理由は、初期帯電電位を所定値以上に上げることで、転写手段において発生する転写メモリ電位は上昇するものの、本発明における除電効果に優れた画像形成装置に適用することにより、画像ムラを抑制したまま、所望の画像濃度を得ることができる。
【００２６】
また、帯電手段において、感光体表面との接触部分の部材としては、導電性ゴム又は導電性スポンジを用いることが好ましい。
より具体的には、エピクロルヒドリンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）等の半導電性を有する極性ゴム（イオン導電系ゴム）や、ウレタンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム等にイオン導電剤を添加して半導電性を付与したイオン導電系ゴム等を用いる事ができる。このとき、体積固有抵抗としては、１×１０3〜１×１０10（Ω・ｃｍ）の範囲内の値とすることが好ましい。
【００２７】
［第２実施形態］
また、本発明の別の態様は、単層型電子写真感光体の周囲に、帯電手段と、現像手段と、転写手段と、除電手段と、が順次配置された画像形成装置を用いた画像形成方法において、感光体は、帯電手段によりプラス極性に帯電され、除電手段の上流側には、導電性部材を備えた前帯電手段が配置され、導電性部材を、感光体の表面に対して接触させるとともに、導電性部材から感光体表面に流れる電流の電流密度Ｉb（μＡ／ｍ2）を７００（μＡ／ｍ2）以上の値とすることを特徴とする画像形成方法である。
以下、第１の実施形態において既に説明した内容は省略し、第２の実施形態として、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００２８】
すなわち、第２の実施形態の画像形成方法を実施するにあたり、図１に示すような画像形成装置１０を好適に使用することができる。
ここで、図１は、画像形成装置の全体構成を示す概略図であり、以下、その動作について、順を追って説明する。
まず、画像形成装置１０の感光体１１を、矢印Ａで示す方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転させた後、その表面を帯電手段１２によって所定電位に帯電させる。
次いで、露光手段１３により、画像情報に応じて光変調されながら反射ミラー等を介して、感光体１１の表面を露光する。この露光により、感光体１１の表面に静電潜像が形成される。
次いで、この静電潜像に基づいて、現像手段１４により潜像現像が行われる。この現像手段１４の内部にはトナーが収納されており、このトナーが感光体１１表面の静電潜像に対応して付着することで、トナー像が形成される。
また、記録紙２０は、所定の転写搬送経路に沿って、感光体下部まで搬送される。このとき、感光体１１と転写手段１５との間に、所定の転写バイアスを印加することにより、記録材２０上にトナー像を転写することができる。
【００２９】
次いで、トナー像が転写された後の記録紙２０は、分離手段（図示せず）によって感光体１１表面から分離され、搬送ベルトによって定着器に搬送される。次いで、この定着器によって、加熱、加圧処理されて表面にトナー像が定着された後、排出ローラによって画像形成装置１０の外部に排出される。
一方、トナー像転写後の感光体１１はそのまま回転を続け、転写時に記録紙２０に転写されなかった残留トナー（付着物）が感光体１１の表面から、本発明のクリーニング装置１７によって除去される。また、感光体１１の表面に残留した電荷は、前帯電手段２により消去されるとともに、除電器１８からの除電光の照射によって完全に消去され、次の画像形成に供されることになる。
従って、本発明の画像形成装置を用いることで、前帯電手段から感光体表面に流れる電流の電流密度を所定範囲内に規定することにより、転写メモリを消去して、優れた除電効果を発揮することができる。
【実施例】
【００３０】
［実施例１］
１．電子写真感光体の作成
電荷発生物質としてＸ型無金属フタロシアニン２．７重量部と、正孔輸送剤としてスチルベンアミン化合物５０重量部と、電子輸送剤としてアゾキノン系化合物３５重量部と、結着樹脂としてビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂であるパンライトＴＳ２０５０（帝人化成（株）製；平均分子量３００００）１００重量部と、テトラヒドロフラン７００重量部と、を攪拌容器内に収容した後、ボールミルで５０時間混合分散し、塗布液を作成した。次いで、得られた塗布液をアルマイト素管からなる導電性支持体上にディップコート法にて塗布した後、１３０℃、４５分間の条件で熱風乾燥し、膜厚３０μｍ、直径３０ｍｍの単層型電子写真感光体を得た。
【００３１】
２．導電性部材の作成
また、導電性部材として、導電性ナイロンブラシ（単糸繊度６．９Ｔ、長さ５ｍｍ、原糸抵抗１×１０8.5（Ω・ｃｍ））を用いた。
【００３２】
３．評価
（１）帯電評価
得られた感光体を、京セラミタ（株）製プリンタＫＭ１５００改造機に搭載するとともに、導電性部材を感光体表面に対してニップ幅５ｍｍ、毛先食い込み量０．５ｍｍとなるように圧接固定させた。
次いで、感光体を外周速度１１０（ｍｍ／ｓｅｃ）の周速で回転させた。更に、この感光体表面と導電性部材との間に１２００（Ｖ）の直流電圧を印加して、感光体表面を約４００（Ｖ）に帯電させた。
次いで、転写手段と感光体表面との間に直流電圧を印加させて、転写手段から注入される電流の電流密度（Ｉt）を、−２３７（μＡ／ｍ2）（電流値換算：−６（μＡ））、となるように調整した。
次いで、前帯電手段に２０００（Ｖ）の電圧を印加して、記録紙を通紙して印字させるとともに、転写メモリ電位を測定し、下記基準に準じて評価した。得られた結果を表１に示す。
【００３３】
また、電流密度（Ｉt）を−２３７（μＡ／ｍ2）の他に、−３１６（μＡ／ｍ2）（電流値換算で−８（μＡ））、−３９５（μＡ／ｍ2）（電流値換算で−１０（μＡ））と変更して、同様に表面電位測定を実施した。得られた結果を表１に示す。
◎：電流密度Ｉt（μＡ／ｍ2）の絶対値が３９５の場合に、転写メモリ電位（Ｖ）の絶対値が８以下の値である。
○：電流密度Ｉt（μＡ／ｍ2）の絶対値が３１６の場合に、転写メモリ電位（Ｖ）の絶対値が８以下の値である。
△：電流密度Ｉt（μＡ／ｍ2）の絶対値が２３７の場合に、転写メモリ電位（Ｖ）の絶対値が８以下の値である。
×：転写メモリ電位（Ｖ）の絶対値が８以上の値である。
【００３４】
［実施例２〜１０］
実施例２〜１０では、導電性ブラシへの印加電圧を１９００（Ｖ）〜１１００（Ｖ）に変更した以外は、実施例１と同様の条件で電子写真感光体及び導電性部材を作成して評価した。得られた結果を表１に示す。
【００３５】
［比較例１〜６］
比較例１〜６では、導電性ブラシへの印加電圧を１０００（Ｖ）〜５００（Ｖ）に変更した以外は、実施例１と同様の条件で電子写真感光体及び導電性部材を作成して評価した。得られた結果を表１に示す。
【００３６】
［比較例７］
比較例７では、導電性ブラシを接地して０（Ｖ）とした以外は、実施例１と同様の条件で電子写真感光体及び導電性部材を作成して評価した。得られた結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
表１に示す結果から理解されるように、実施例１〜１０においては、本発明に係る前帯電手段に適合する条件を用いたので、帯電特性及び画像評価において、良好な結果が得られた。
また、比較例１〜７においては、導電性部材から注入される電流の電流密度（Ｉb）が不足していることから、導電性部材通過後の感光体表面に、転写メモリが残留しており、その画像評価において不良が見られた。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係る画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法によれば、発生した転写メモリを、条件が最適化された前帯電手段を用いて消去することで、正帯電の単層型電子写真感光体を用いた場合であっても、優れた除電効果を発揮することができるようになった。
したがって、本発明の画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法は、画像形成装置の高画質化、低消費電力化及び小型化等に寄与することが期待される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の概略図である。
【図２】導電性部材から前記感光体表面に流れる電流の電流密度（Ｉb）と転写メモリ電位（Ｖt）との関係を示す特性図である。
【図３】導電性部材に印加した印加電圧（Ｖb）と転写メモリ電位（Ｖt）との関係を示す特性図である。
【図４】転写手段から感光体表面へ流れる電流の電流密度（Ｉt）と転写メモリ電位（Ｖt）との関係を示す特性図である。
【図５】電流密度の比｜Ｉb／Ｉt｜と転写メモリ電位（Ｖt）との関係を示す特性図である。
【図６】従来の画像形成装置の構成を説明するために供する図である。
【符号の説明】
【００４１】
２：前帯電手段、４：導電性部材、１０：画像形成装置、１１：電子写真感光体、１２：帯電手段、１３：露光手段、１４：現像手段、１５：転写手段、１７：クリーニング装置、２０：記録紙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単層型電子写真感光体を用いた画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法に関し、特に正帯電の単層型電子写真感光体を用いた場合であっても、感光体表面の除電効果に優れた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、コピー等に用いられる画像形成装置は、電子写真感光体の周囲に、電子写真感光体を帯電させるための帯電手段と、この帯電した感光体表面を露光して潜像を形成する露光手段と、この潜像にトナーを転写させて現像する現像手段と、このトナーを記録紙に転写して画像化する転写手段と、転写後の感光体表面に残留する残留電位を消去する除電手段と、を順次配置した画像形成プロセスが採用されている。
また、このような画像形成プロセスにおいては、トナー像を記録紙に転写する際に、感光体表面の帯電極性とは逆の極性を印加して転写する反転現像方式が採用されている。
この反転現像方式を用いた場合には、転写後の感光体表面に、帯電極性と逆極性の電位が感光体表面に残留する、いわゆる転写メモリが発生する場合が見られる。
この転写メモリは、後の除電手段において消去されるが、繰り返し使用したような場合には、除電手段で十分除去しきれなかった僅かな転写メモリが感光体内部に蓄積され、画像特性を低下させるという問題が生じていた。
また、帯電手段に接触帯電方式を採用した場合には、非接触帯電方式に比べて全体構成が簡易であり、オゾン等の有害物質の発生もないことから、対環境性に優れてはいるものの、帯電飽和領域が十分得られないといった理由から、生産性に優れた単層型電子写真感光体に適用することが難しいという問題も見られた。
【０００３】
そこで、このような問題を解決するために、図６に示すように、反転現像方式を採用した画像形成装置であって、接触式一次帯電ローラ１０２と、現像手段１０４と、転写手段１０６と、前露光ランプ１０９と、を備えた画像形成装置１００において、帯電ローラ１０２の上流側に、帯電ローラ１０２と同極性に帯電する接触式前帯電ローラ１０８を備えることで、接触式一次帯電ローラと逆極性に帯電している感光体表面を、前帯電ローラにより同極性まで引き上げて、転写メモリを消去することができる画像形成装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開平６ー８３２４９号公報（特許請求の範囲、図１）
【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、この画像形成装置においては、前帯電ローラにおける帯電条件が十分考慮されていないことから、例えば、帯電ローラの形状や、材質が変化したような場合には、帯電ローラから感光体表面に流れる電流量が不足して、十分に転写メモリを消去することができない場合が見られた。
また、転写手段における印加条件によっては、転写メモリ電位が高くなり、前帯電手段を通過した後であっても、転写メモリが十分消去されずに感光体表面に残留し、画像特性を低下させる場合が見られた。
また、ここで用いられる帯電ローラは、マイナス極性を印加する負帯電型を採用した構成となっていることから、この画像形成装置を、より感光層内部に電荷が残留しやすい正帯電型に適用した場合には、十分に転写メモリを消去する効果が得られない場合が見られた。
【０００５】
そこで、本発明の発明者らは鋭意検討した結果、除電手段の上流側に、転写メモリ消去のための前帯電手段を備えた画像形成装置を用いるとともに、前帯電手段から注入される電流の電流密度を所定範囲内に規定することにより、転写メモリを消去して、帯電ムラの発生を抑制することができることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明の目的は、感光体として正帯電の単層型電子写真感光体を用いた場合であっても、条件が最適化された前帯電手段を用いて転写メモリを消去することで、優れた除電効果を発揮することができる画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、単層型電子写真感光体の周囲に、帯電手段と、現像手段と、転写手段と、除電手段と、が順次配置された画像形成装置において、帯電手段は、単層型電子写真感光体表面をプラス極性に帯電させる帯電手段であり、除電手段の上流側には、導電性部材を備えた前帯電手段が配置され、導電性部材が、単層型電子写真感光体の表面に対して接触させてあるとともに、導電性部材から注入される電流の電流密度Ｉb（μＡ／ｍ2）を７００（μＡ／ｍ2）以上の値とする画像形成装置が提供され、上述した問題を解決することができる。
すなわち、本発明の画像形成装置によれば、正帯電の単層型電子写真感光体を採用した画像形成装置において、転写メモリ消去のための前帯電手段を所定条件下で用いることにより、発生した転写メモリを消去して、優れた除電効果を発揮することができる。
【０００７】
また、本発明を構成するにあたり、導電性部材から注入される電流の電流密度をＩb（μＡ／ｍ2）とし、転写手段から注入される電流の電流密度をＩt（μＡ／ｍ2）とした場合に、｜Ｉb／Ｉt｜で表される値を２以上とすることが好ましい。
このように構成することにより、前帯電手段における印加条件を、転写メモリの残留電位に対応するように規定することができ、前帯電手段をより最適な条件下で動作させることができる。
【０００８】
また、本発明を構成するにあたり、転写手段から注入される電流の電流密度Ｉt（μＡ／ｍ2）の絶対値を３１６以上の値とした場合に、転写メモリ電位（Ｖ）の絶対値を８の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、転写手段における電流注入条件を、転写メモリの値に対応させて決定することができ、転写手段における条件の最適化が容易となる。
【０００９】
また、本発明を構成するにあたり、導電性部材に印加する印加電圧を、直流電圧で１１００（Ｖ）以上の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、導電性部材の抵抗値に関わらず、前帯電手段を通過した後の電子写真感光体の表面電位を下げ、優れた除電効果を発揮することができる。
【００１０】
また、本発明を構成するにあたり、導電性部材がブラシ状の導電性部材であることが好ましい。
このように構成することにより、感光体表面の摩耗を抑制したまま、導電性部材による摩擦帯電を効率的に実施することができる。
【００１１】
また、本発明を構成するにあたり、導電性部材を構成するブラシの原糸抵抗を１×１０10（Ω・ｃｍ）（＝１０(ｌｏｇΩ・ｃｍ))以下の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、導電性ブラシに印加する帯電電圧を所定範囲内に抑えることができ、導電性ブラシと感光体表面との接触部分近傍での異常放電を防止することができる。
【００１２】
また、本発明を構成するにあたり、帯電手段を、接触帯電式の帯電手段とすることが好ましい。
このように構成することにより、より簡易な構成で、かつ対環境性にも優れた画像形成装置とすることができる。
【００１３】
また、本発明を構成するにあたり、帯電手段による単層型電子写真感光体の初期帯電電位を４００（Ｖ）以上の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、所望の画像特性を維持したまま、前帯電手段が転写メモリを消去して、優れた除電効果を発揮することができる。
【００１４】
また、本発明の別の態様は、単層型電子写真感光体の周囲に、帯電手段と、現像手段と、転写手段と、除電手段と、が順次配置された画像形成装置を用いた画像形成方法において、単層型電子写真感光体は、前記帯電手段によりプラス極性に帯電され、除電手段の上流側には、導電性部材を備えた前帯電手段が配置され、導電性部材を、単層型電子写真感光体の表面に対して接触させるとともに、導電性部材から注入される電流の電流密度Ｉb（μＡ／ｍ2）を７００（μＡ／ｍ2）以上の値とすることを特徴とする画像形成方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
［第１実施形態］
以下、本発明の画像形成装置に関する第１の実施形態を、適宜図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１６】
１．画像形成装置
（１）基本構成
図１に、本発明における画像形成装置の基本構成を示す。かかる画像形成装置１０は、ドラム型の単層型電子写真感光体（以下、感光体と称する場合がある。）１１を備えており、この感光体１１の周囲には、矢印Ａで示す回転方向に沿って、帯電手段１２と、感光体表面に潜像を形成するための露光手段１３と、この感光体表面に対してトナーを付着させて潜像現像する現像手段１４と、このトナーを記録紙２０上に転写するための転写手段１５と、感光体表面上の残留トナーを除去するクリーニング装置１７と、転写手段により生じた転写メモリを消去するための前帯電手段２と、感光体表面の残留電位を除去するための除電手段１８と、が順次配置されている。
また、帯電手段１２には、帯電印加電圧を印加するための電源１９が接続されている。この電源１９は、直流成分（ＤＣ）のみを印加することもでき、更には、この直流成分に交流成分（ＡＣ）を重畳させた重畳電圧とすることもできる。このとき、電源１９の極性を帯電手段１２側が正極になるように接続することで、かかる画像形成装置を正帯電型とすることができる。
また、転写手段１５には、電源２２が接続されている。この電源２２は、直流成分（ＤＣ）を印加することができる電源であって、その極性は転写手段側が負極になるように接続されている。このように接続することで、かかる画像形成装置を反転現像式の画像形成装置とすることができる。
また、この反転現像方式を採用した場合には、正極に帯電した感光体表面が逆チャージすることで、その表面に負電位の転写メモリが発生する。この転写メモリは、後の除電手段１８により消去されることとなるが、この除電手段により十分消去しきれなかった場合には、帯電手段１２による帯電均一性に影響を与え、帯電ムラとして画像特性を低下させる要因となる。
【００１７】
（２）前帯電手段
（２）−１ 基本的構成
次いで、転写メモリを消去する手段としての前帯電手段２について説明する。図１に示すように、前帯電手段２は、感光体１１表面と直接接触する導電性部材４と、この導電性部材に所定の電圧を印加する電源６とから構成されている。このとき、電源６は、導電性部材４側が正極になるように接続してあり、転写手段１５と逆極性が印加される構成となっている。
また、電源６は、その前帯電手段２の態様に合わせて、直流成分（ＤＣ）のみを印加することもでき、更には、帯電飽和領域を広げて安定的な帯電特性を得るために、この直流成分に交流成分（ＡＣ）を重畳させた重畳電圧とすることもできる。
【００１８】
（２）−２ 導電性部材
また、導電性部材４は、導電性を備えるとともに、感光体表面を帯電させることができるものであれば特に制限されるものではないが、ブラシ状の導電性部材である導電性ブラシとすることが好ましい。
この理由は、感光体表面の摩耗を防止しつつ、感光体表面との摩擦帯電を容易に行うことができるためである。
また、この導電性ブラシの材質としては、ポリアミド樹脂、ポリエステル等の、比較的柔らかい繊維材料に、カーボン等の導電性粒子を含有させた導電性繊維とすることが好ましい。
この理由は、導電性粒子の添加量を調整することで、容易にその導電特性を調整することができるとともに、感光体表面の摩耗も少なく、長寿命化に資することもできるためである。
また、この導電性ブラシの形状としては、例えば、棒状や、回転機構を備えた円筒形状とすることができ、更には、感光体表面の曲率に沿うように変形した湾曲状とすることもできる。これらの形状は、所望の帯電特性に合わせて適宜選択することができる。
【００１９】
また、この導電性部材は、可動式であることが好ましい。この理由は、例えば、電子写真感光体の動径方向に移動させた場合には、導電性部材と感光体表面との押圧力を調整することができ、帯電特性の制御が容易となるためである。
このとき、導電性部材の感光体表面に対する押圧力としては、０．１〜１００（ｋｇｆ／ｃｍ2）の範囲内の値とすることが好ましい。
また、この導電性部材を、着脱式とすることも好ましい。この理由は、部材交換を容易にするためである。更に、転写手段での印加電圧が小さい場合や、感光体として積層型感光体を用いた場合など、比較的転写メモリの発生が少ない構成へと仕様変更するような場合に、容易に対応できるためである。
【００２０】
（２）−３ 帯電特性
また、前帯電手段２において、電源６を用いて導電性部材４に所定の電圧を印加することにより、転写手段によって発生した転写メモリを消去することができる。
このとき、前帯電手段２に適用される印加条件としては、導電性部材４から感光体１１に流れる電流の電流密度（Ｉb）を７００（μＡ／ｍ2）以上の値とすることができる。
ここで、図２に、感光体として正帯電の単層型電子写真感光体を用いた場合の、導電性部材から注入される電流の電流密度（Ｉb）と、転写メモリ電位（Ｖt）と、の関係を表す特性図を示す。
この図２において、横軸は、導電性部材から注入される電流の電流密度（Ｉb）を表し、縦軸は、転写メモリ電位（Ｖt）を表している。
すなわち、縦軸においては、上側にいく程、前帯電手段により転写メモリが消去されていることを意味し、下側にいく程、前帯電手段による転写メモリの消去が不十分であることを意味している。
また、図２中の曲線（Ａ）〜（Ｄ）は、導電性部材として、それぞれ原糸抵抗の異なる導電性ブラシを用いたときの特性曲線である。より具体的には、順に１×１０12.5（Ω・ｃｍ）、１×１０10.5（Ω・ｃｍ）、１×１０8.5（Ω・ｃｍ）、１×１０6.5（Ω・ｃｍ）の時の曲線を表している。
また、本発明において、転写メモリ電位（Ｖt）とは、連続印刷を実施した場合の、現像位置における感光体表面の表面電位の変化量として定義される。
より具体的には、感光体を連続的に回転させて白紙画像を印刷した場合に、第１周目のときの現像位置における感光体表面の表面電位を（Ｖ1）とし、第３周目のときの現像位置における感光体表面の表面電位を（Ｖ3）とした場合に、（Ｖ1）−（Ｖ3）で表される値として定義される。
【００２１】
この図２から理解できるように、導電性ブラシの原糸抵抗の値に関わらず、電流密度（Ｉb）を高くするほど、残留している転写メモリ電位は小さくなり、特に、７００（μＡ／ｍ2）以上の範囲で、安定的に消去されると言える。
また逆に、この電流密度（Ｉb）を過度に高くした場合には、導電性ブラシと感光体表面との接触部分近傍において異常放電が起こり、帯電特性に不具合を生じさせる場合がある。
したがって、かかる電流密度（Ｉb）の範囲としては、７００〜２０００（μＡ／ｍ2）の範囲内の値とすることが好ましく、１０００〜１５００（μＡ／ｍ2）の範囲内の値とすることがより好ましい。
また、本発明において電流密度とは、電流値を１秒間当たりの印加面積で割ったものを意味している。すなわち、電流値Ｉ（Ａ）の電流が、軸長Ｌ（ｍｍ）、外周速度Ｄ（ｍｍ／ｓｅｃ）で回転している感光体へ流れている場合、電流密度は、Ｉ／（Ｌ×Ｄ）（μＡ／ｍ2）で表すことができる。
【００２２】
また、図３に、導電性部材への印加電圧（Ｖb）と、転写メモリ電位（Ｖt）と、の関係を表す特性図を示す。
この特性図において、横軸は、導電性部材への印加電圧（Ｖb）を表し、縦軸は、転写メモリ電位（Ｖt）を表している。
すなわち、図３は、図２における電流密度（Ｉb）を、特性曲線（Ａ）〜（Ｄ）のそれぞれの原糸抵抗の値を用いて電圧に換算したものに相当する。
この図３から理解できるように、導電性ブラシの原糸抵抗の値が高いほど、転写メモリを消去するために高い電圧を印加する必要があると言える。特に、同じ印加電圧で比較した場合には、導電性ブラシの原糸抵抗が１×１０11（Ω・ｃｍ）を超えると、転写メモリ電位の消去が著しく不十分になることが分かる。
したがって、この導電性ブラシの原糸抵抗を１×１０11（Ω・ｃｍ）以下とすることが好ましい。その一方で、導電性ブラシの原糸抵抗が過度に低くなった場合には、摩擦帯電が十分に為されずに、転写メモリを十分消去しきれない場合が生じるため、原糸抵抗の値の範囲としては、１×１０3〜１×１０10（Ω・ｃｍ）の範囲内の値とすることが好ましく、１×１０5〜１×１０9（Ω・ｃｍ）の範囲内の値とすることがより好ましい。
【００２３】
また、導電性部材への印加電圧（Ｖb）を直流電圧で１１００（Ｖ）以上の値とすることが好ましい。この理由は、図３に示すように、導電性部材の固有抵抗値に関わらず、転写メモリ電位（Ｖt）を下げることができるためである。
その一方で、かかる印加電圧（Ｖb）を過度に上げた場合には、導電性ブラシと感光体との間で異常放電が発生し、帯電特性に悪影響を与える場合がある。
したがって、かかる印加電圧（Ｖb）を、１１００〜３０００（Ｖ）の範囲内の値とすることが好ましく、１１００〜２０００（Ｖ）の範囲内の値とすることがより好ましい。
【００２４】
また、導電性部材から注入される電流の電流密度をＩb（μＡ／ｍ2）とし、転写手段から注入される電流の電流密度をＩt（μＡ／ｍ2）とした場合に、｜Ｉb／Ｉt｜で表される値を２以上とすることが好ましい。
ここで、図４に、導電性部材として所定の原糸抵抗を有する導電性ブラシを用いたときの、導電性部材から注入される電流の電流密度（Ｉb）と、転写メモリ電位（Ｖt）と、の関係を、転写手段１５から注入される電流の電流密度（Ｉt）毎に表した特性図を示す。また、図４中の曲線（Ｅ）〜（Ｇ）は、転写手段から注入される電流の電流密度（Ｉt）が、順に、−３９５（μＡ／ｍ2）、−３１６（μＡ／ｍ2）、−２３７（μＡ／ｍ2）のときの特性曲線を表している。
また、図５には、図４における横軸を、｜Ｉb／Ｉt｜に換算した特性図を示す。
これらの特性図から理解できるように、転写手段から注入される電流の電流密度（Ｉt）の絶対値が大きいほど、転写メモリ電位（Ｖt）は高く、更にいえば、｜Ｉb／Ｉt｜で表される値を２以上とした場合に、転写メモリ電位（Ｖt）は十分下がることが分かる。
すなわち、特性曲線（Ｅ）においては、導電性部材から注入される電流の電流密度（Ｉb）の絶対値が７９０以上のときに、転写メモリ電位が下がっている。また、特性曲線（Ｆ）においてはＩbの絶対値が６３２以上、特性曲線（Ｇ）においてはＩbの絶対値が４７４以上で、それぞれ転写メモリが十分消去されていることが分かる。
また逆に、この電流密度（Ｉb）を過度に高くした場合には、導電性ブラシと感光体表面との接触部分近傍において異常放電が起こり、帯電特性に不具合を生じさせる場合がある。
したがって、｜Ｉb／Ｉt｜で表される値を２．５〜８．０の範囲内の値とすることが好ましく、３．０〜６．０の範囲内の値とすることがより好ましい。
【００２５】
（３） 帯電手段
また、本発明において、感光体表面を所定電位に帯電させるための帯電手段を、接触帯電式の帯電手段とすることが好ましい。
この理由は、帯電手段として、コロナ帯電のような非接触帯電式を採用した場合に比べて、小型であるとともに、コロナ帯電の際に発生するオゾン等の有害物質を発生させることもなく、対環境性に優れているためである。
その一方で、感光体表面の摩耗や帯電均一性などの点で、非接触帯電式に及ばない点はあるが、本発明においては、前帯電手段を所定条件下で動作させるとともに、接触部材として所定の導電性部材を用いることにより、画像特性を低下させることなく、用いることができる。
また、この帯電手段による単層型電子写真感光体の初期帯電電位を４００（Ｖ）以上の値とすることが好ましい。
この理由は、初期帯電電位を所定値以上に上げることで、転写手段において発生する転写メモリ電位は上昇するものの、本発明における除電効果に優れた画像形成装置に適用することにより、画像ムラを抑制したまま、所望の画像濃度を得ることができる。
【００２６】
また、帯電手段において、感光体表面との接触部分の部材としては、導電性ゴム又は導電性スポンジを用いることが好ましい。
より具体的には、エピクロルヒドリンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）等の半導電性を有する極性ゴム（イオン導電系ゴム）や、ウレタンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム等にイオン導電剤を添加して半導電性を付与したイオン導電系ゴム等を用いる事ができる。このとき、体積固有抵抗としては、１×１０3〜１×１０10（Ω・ｃｍ）の範囲内の値とすることが好ましい。
【００２７】
［第２実施形態］
また、本発明の別の態様は、単層型電子写真感光体の周囲に、帯電手段と、現像手段と、転写手段と、除電手段と、が順次配置された画像形成装置を用いた画像形成方法において、感光体は、帯電手段によりプラス極性に帯電され、除電手段の上流側には、導電性部材を備えた前帯電手段が配置され、導電性部材を、感光体の表面に対して接触させるとともに、導電性部材から感光体表面に流れる電流の電流密度Ｉb（μＡ／ｍ2）を７００（μＡ／ｍ2）以上の値とすることを特徴とする画像形成方法である。
以下、第１の実施形態において既に説明した内容は省略し、第２の実施形態として、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００２８】
すなわち、第２の実施形態の画像形成方法を実施するにあたり、図１に示すような画像形成装置１０を好適に使用することができる。
ここで、図１は、画像形成装置の全体構成を示す概略図であり、以下、その動作について、順を追って説明する。
まず、画像形成装置１０の感光体１１を、矢印Ａで示す方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転させた後、その表面を帯電手段１２によって所定電位に帯電させる。
次いで、露光手段１３により、画像情報に応じて光変調されながら反射ミラー等を介して、感光体１１の表面を露光する。この露光により、感光体１１の表面に静電潜像が形成される。
次いで、この静電潜像に基づいて、現像手段１４により潜像現像が行われる。この現像手段１４の内部にはトナーが収納されており、このトナーが感光体１１表面の静電潜像に対応して付着することで、トナー像が形成される。
また、記録紙２０は、所定の転写搬送経路に沿って、感光体下部まで搬送される。このとき、感光体１１と転写手段１５との間に、所定の転写バイアスを印加することにより、記録材２０上にトナー像を転写することができる。
【００２９】
次いで、トナー像が転写された後の記録紙２０は、分離手段（図示せず）によって感光体１１表面から分離され、搬送ベルトによって定着器に搬送される。次いで、この定着器によって、加熱、加圧処理されて表面にトナー像が定着された後、排出ローラによって画像形成装置１０の外部に排出される。
一方、トナー像転写後の感光体１１はそのまま回転を続け、転写時に記録紙２０に転写されなかった残留トナー（付着物）が感光体１１の表面から、本発明のクリーニング装置１７によって除去される。また、感光体１１の表面に残留した電荷は、前帯電手段２により消去されるとともに、除電器１８からの除電光の照射によって完全に消去され、次の画像形成に供されることになる。
従って、本発明の画像形成装置を用いることで、前帯電手段から感光体表面に流れる電流の電流密度を所定範囲内に規定することにより、転写メモリを消去して、優れた除電効果を発揮することができる。
【実施例】
【００３０】
［実施例１］
１．電子写真感光体の作成
電荷発生物質としてＸ型無金属フタロシアニン２．７重量部と、正孔輸送剤としてスチルベンアミン化合物５０重量部と、電子輸送剤としてアゾキノン系化合物３５重量部と、結着樹脂としてビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂であるパンライトＴＳ２０５０（帝人化成（株）製；平均分子量３００００）１００重量部と、テトラヒドロフラン７００重量部と、を攪拌容器内に収容した後、ボールミルで５０時間混合分散し、塗布液を作成した。次いで、得られた塗布液をアルマイト素管からなる導電性支持体上にディップコート法にて塗布した後、１３０℃、４５分間の条件で熱風乾燥し、膜厚３０μｍ、直径３０ｍｍの単層型電子写真感光体を得た。
【００３１】
２．導電性部材の作成
また、導電性部材として、導電性ナイロンブラシ（単糸繊度６．９Ｔ、長さ５ｍｍ、原糸抵抗１×１０8.5（Ω・ｃｍ））を用いた。
【００３２】
３．評価
（１）帯電評価
得られた感光体を、京セラミタ（株）製プリンタＫＭ１５００改造機に搭載するとともに、導電性部材を感光体表面に対してニップ幅５ｍｍ、毛先食い込み量０．５ｍｍとなるように圧接固定させた。
次いで、感光体を外周速度１１０（ｍｍ／ｓｅｃ）の周速で回転させた。更に、この感光体表面と導電性部材との間に１２００（Ｖ）の直流電圧を印加して、感光体表面を約４００（Ｖ）に帯電させた。
次いで、転写手段と感光体表面との間に直流電圧を印加させて、転写手段から注入される電流の電流密度（Ｉt）を、−２３７（μＡ／ｍ2）（電流値換算：−６（μＡ））、となるように調整した。
次いで、前帯電手段に２０００（Ｖ）の電圧を印加して、記録紙を通紙して印字させるとともに、転写メモリ電位を測定し、下記基準に準じて評価した。得られた結果を表１に示す。
【００３３】
また、電流密度（Ｉt）を−２３７（μＡ／ｍ2）の他に、−３１６（μＡ／ｍ2）（電流値換算で−８（μＡ））、−３９５（μＡ／ｍ2）（電流値換算で−１０（μＡ））と変更して、同様に表面電位測定を実施した。得られた結果を表１に示す。
◎：電流密度Ｉt（μＡ／ｍ2）の絶対値が３９５の場合に、転写メモリ電位（Ｖ）の絶対値が８以下の値である。
○：電流密度Ｉt（μＡ／ｍ2）の絶対値が３１６の場合に、転写メモリ電位（Ｖ）の絶対値が８以下の値である。
△：電流密度Ｉt（μＡ／ｍ2）の絶対値が２３７の場合に、転写メモリ電位（Ｖ）の絶対値が８以下の値である。
×：転写メモリ電位（Ｖ）の絶対値が８以上の値である。
【００３４】
［実施例２〜１０］
実施例２〜１０では、導電性ブラシへの印加電圧を１９００（Ｖ）〜１１００（Ｖ）に変更した以外は、実施例１と同様の条件で電子写真感光体及び導電性部材を作成して評価した。得られた結果を表１に示す。
【００３５】
［比較例１〜６］
比較例１〜６では、導電性ブラシへの印加電圧を１０００（Ｖ）〜５００（Ｖ）に変更した以外は、実施例１と同様の条件で電子写真感光体及び導電性部材を作成して評価した。得られた結果を表１に示す。
【００３６】
［比較例７］
比較例７では、導電性ブラシを接地して０（Ｖ）とした以外は、実施例１と同様の条件で電子写真感光体及び導電性部材を作成して評価した。得られた結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
表１に示す結果から理解されるように、実施例１〜１０においては、本発明に係る前帯電手段に適合する条件を用いたので、帯電特性及び画像評価において、良好な結果が得られた。
また、比較例１〜７においては、導電性部材から注入される電流の電流密度（Ｉb）が不足していることから、導電性部材通過後の感光体表面に、転写メモリが残留しており、その画像評価において不良が見られた。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係る画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法によれば、発生した転写メモリを、条件が最適化された前帯電手段を用いて消去することで、正帯電の単層型電子写真感光体を用いた場合であっても、優れた除電効果を発揮することができるようになった。
したがって、本発明の画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法は、画像形成装置の高画質化、低消費電力化及び小型化等に寄与することが期待される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の概略図である。
【図２】導電性部材から前記感光体表面に流れる電流の電流密度（Ｉb）と転写メモリ電位（Ｖt）との関係を示す特性図である。
【図３】導電性部材に印加した印加電圧（Ｖb）と転写メモリ電位（Ｖt）との関係を示す特性図である。
【図４】転写手段から感光体表面へ流れる電流の電流密度（Ｉt）と転写メモリ電位（Ｖt）との関係を示す特性図である。
【図５】電流密度の比｜Ｉb／Ｉt｜と転写メモリ電位（Ｖt）との関係を示す特性図である。
【図６】従来の画像形成装置の構成を説明するために供する図である。
【符号の説明】
【００４１】
２：前帯電手段、４：導電性部材、１０：画像形成装置、１１：電子写真感光体、１２：帯電手段、１３：露光手段、１４：現像手段、１５：転写手段、１７：クリーニング装置、２０：記録紙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単層型電子写真感光体の周囲に、帯電手段と、現像手段と、転写手段と、除電手段と、が順次配置された画像形成装置において、
前記帯電手段は、前記単層型電子写真感光体表面をプラス極性に帯電させる帯電手段であり、
前記除電手段の上流側には、導電性部材を備えた前帯電手段が配置され、
前記導電性部材が、前記単層型電子写真感光体の表面に対して接触させてあるとともに、前記導電性部材から注入される電流の電流密度Ｉb（μＡ／ｍ2）を７００（μＡ／ｍ2）以上の値とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記導電性部材から注入される電流の電流密度をＩb（μＡ／ｍ2）とし、前記転写手段から注入される電流の電流密度をＩt（μＡ／ｍ2）とした場合に、｜Ｉb／Ｉt｜で表される値を２以上とす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】
前記転写手段から注入される電流の電流密度Ｉt（μＡ／ｍ2）の絶対値を３１６以上の値とした場合に、転写メモリ電位（Ｖ）の絶対値を８以下の値とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記導電性部材に印加する印加電圧を、直流電圧で１１００（Ｖ）以上の値とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記導電性部材が、ブラシ状の導電性部材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記導電性部材を構成するブラシの原糸抵抗を１×１０10（Ω・ｃｍ）以下の値とすることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記帯電手段を、接触帯電式の帯電手段とすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記帯電手段による前記単層型電子写真感光体の初期帯電電位を４００（Ｖ）以上の値とすることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
単層型電子写真感光体の周囲に、帯電手段と、現像手段と、転写手段と、除電手段と、が順次配置された画像形成装置を用いた画像形成方法において、
前記単層型電子写真感光体は、前記帯電手段によりプラス極性に帯電され、
前記除電手段の上流側には、導電性部材を備えた前帯電手段が配置され、
前記導電性部材を、前記単層型電子写真感光体の表面に対して接触させるとともに、前記導電性部材から注入される電流の電流密度Ｉb（μＡ／ｍ2）を７００（μＡ／ｍ2）以上の値とすることを特徴とする画像形成方法。
【請求項１】
単層型電子写真感光体の周囲に、帯電手段と、現像手段と、転写手段と、除電手段と、が順次配置された画像形成装置において、
前記帯電手段は、前記単層型電子写真感光体表面をプラス極性に帯電させる帯電手段であり、
前記除電手段の上流側には、導電性部材を備えた前帯電手段が配置され、
前記導電性部材が、前記単層型電子写真感光体の表面に対して接触させてあるとともに、前記導電性部材から注入される電流の電流密度Ｉb（μＡ／ｍ2）を７００（μＡ／ｍ2）以上の値とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記導電性部材から注入される電流の電流密度をＩb（μＡ／ｍ2）とし、前記転写手段から注入される電流の電流密度をＩt（μＡ／ｍ2）とした場合に、｜Ｉb／Ｉt｜で表される値を２以上とす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】
前記転写手段から注入される電流の電流密度Ｉt（μＡ／ｍ2）の絶対値を３１６以上の値とした場合に、転写メモリ電位（Ｖ）の絶対値を８以下の値とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記導電性部材に印加する印加電圧を、直流電圧で１１００（Ｖ）以上の値とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記導電性部材が、ブラシ状の導電性部材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記導電性部材を構成するブラシの原糸抵抗を１×１０10（Ω・ｃｍ）以下の値とすることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記帯電手段を、接触帯電式の帯電手段とすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記帯電手段による前記単層型電子写真感光体の初期帯電電位を４００（Ｖ）以上の値とすることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
単層型電子写真感光体の周囲に、帯電手段と、現像手段と、転写手段と、除電手段と、が順次配置された画像形成装置を用いた画像形成方法において、
前記単層型電子写真感光体は、前記帯電手段によりプラス極性に帯電され、
前記除電手段の上流側には、導電性部材を備えた前帯電手段が配置され、
前記導電性部材を、前記単層型電子写真感光体の表面に対して接触させるとともに、前記導電性部材から注入される電流の電流密度Ｉb（μＡ／ｍ2）を７００（μＡ／ｍ2）以上の値とすることを特徴とする画像形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−９４２２２（Ｐ２００７−９４２２２Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８５８６９（Ｐ２００５−２８５８６９）
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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