JP2000314993A

JP2000314993A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000314993A
Application number: JP11122180A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hashimoto; 浩一橋本; Fumimitsu Gomi; 史光五味; Yoshiyuki Komiya; 義行小宮; Atsushi Takeda; 篤志竹田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2000-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】接触帯電方式・クリーナーレスプロセスの転写
式画像形成装置について、高dutyの画像の連続作像時で
も帯電部材２Ａ中の混入現像剤量を一定以下に保たせ
て、安定した帯電、安定した良好な画像形成を継続して
行うことができるようにすること。【解決手段】画像比率を算出する手段と、回収現像剤を
帯電部材２Ａから吐き出させる場合に帯電部材に対して
印加する画像形成時とは異なる吐き出しバイアスを持
ち、吐き出しバイアスを帯電部材に印加する機会と時間
の少なくとも１つを画像比率の算出値により決定するこ
と。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接触帯電方式・ク
リーナーレスプロセスの転写式画像形成装置に関する。

【０００２】より詳しくは、電子写真感光体や静電記録
誘電体等の像担持体と、該像担持体に当接する帯電部材
を有し該帯電部材に帯電バイアスを印加することで像担
持体の帯電を行う接触方式の帯電装置（接触帯電装置、
直接帯電装置）と、該像担持体の帯電処理面に静電潜像
を形成する画像情報書き込み装置と、該静電潜像を現像
剤により顕像化する現像装置と、該像担持体表面の現像
剤像を被転写材に移動させる転写装置を具備し、転写装
置により被転写材に移動せずに像担持体表面に残留した
現像剤は前記帯電装置の像担持体に当接する帯電部材に
一旦回収させ、その回収現像剤を帯電部材から像担持体
に吐き出させて現像装置にて再回収させる、接触帯電方
式・クリーナーレスプロセスの複写機・プリンタ等の画
像形成装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】ａ）接触帯電電子写真方式や静電記録方式等の画像形成装置におい
て、電子写真感光体や静電記録誘電体等の像担持体、そ
の他の被帯電体を所定の極性・電位に帯電処理する帯電
手段としては、従来より一般にコロナ帯電器が使用され
てきた。

【０００４】これは像担持体（以下、感光体と記す）に
コロナ帯電器を非接触に対向配設して、コロナ帯電器か
ら放出されるコロナに感光体面をさらして感光体面を所
定の極性・電位に帯電させるものである。

【０００５】近年は、上記の非接触タイプのコロナ帯電
器による場合に比べて低オゾン・低電力等の利点を有す
ることから、前記のように、被帯電体としての感光体に
電圧（帯電バイアス）を印加した帯電部材（接触帯電部
材）を当接させて感光体面を所定の極性・電位に帯電さ
せる接触方式の帯電装置の実用化がなされてきている。

【０００６】特に、接触帯電部材として導電ローラ（帯
電ローラ）を用いたローラ帯電方式の装置が帯電の安定
性という点から好ましく用いられている。

【０００７】また、接触帯電部材として、磁性粒子を担
持体に磁気拘束させた磁気ブラシ部を具備させた磁気ブ
ラシ帯電部材（帯電磁気ブラシ、以下、磁気ブラシ帯電
器と記す）を用い、該磁気ブラシ帯電器の磁気ブラシ部
を感光体に接触させる磁気ブラシ帯電方式の装置も帯電
接触の安定性という点から好ましく用いられている。

【０００８】磁気ブラシ帯電器は、導電性の磁性粒子を
直接にマグネットに、あるいはマグネットを内包するス
リーブ上に磁気的に拘束させて磁気ブラシ部を形成具備
させたものであり、停止あるいは回転させて磁気ブラシ
部を感光体に接触させ、これに電圧を印加することによ
って感光体の帯電を開始させる。

【０００９】また、導電性の繊維をブラシ状に形成具備
させたもの（ファーブラシ帯電部材、帯電ファーブラ
シ）、導電性ゴムをブレード状にした導電ゴムブレード
（帯電ブレード）等も接触帯電部材として好ましく用い
られている。

【００１０】接触帯電の帯電機構（帯電のメカニズム、
帯電原理）にはコロナ帯電系と電荷注入帯電（直接帯
電）系の２種類の帯電機構が混在しており、どちらが支
配的であるかにより各々の特性が現れる。

【００１１】コロナ帯電系は、接触帯電部材と感光体と
の微小間隙に生じるコロナ放電現象による放電生成物で
感光体表面が帯電する系である。コロナ帯電は接触帯電
部材と感光体に一定の放電しきい値を有するため、帯電
電位より大きな電圧を接触帯電部材に印加する必要があ
る。また、コロナ帯電器に比べれば発生量は格段に少な
いけれども放電生成物を生じる。

【００１２】電荷注入帯電系は、接触帯電部材から感光
体に直接に電荷が注入されることで感光体表面が帯電す
る系である。より詳しくは、中抵抗の接触帯電部材が感
光体表面に接触して、放電現象を介さずに、つまり放電
を基本的に用いないで感光体表面に直接電荷注入を行う
ものである。よって、接触帯電部材への印加電圧が放電
閾値以下の印加電圧であっても、感光体を印加電圧相当
の電位に帯電することができる。この電荷注入帯電系は
イオンの発生を伴わない。

【００１３】しかし、電荷注入帯電であるため、接触帯
電部材の感光体への接触性が帯電性に大きく効いてく
る。そこで接触帯電部材はより密に構成し、また感光体
との速度差を多く持ち、より高い頻度で感光体に接触す
る構成をとる必要があり、この点において接触帯電部材
として特に磁気ブラシ帯電器は安定した帯電を行うこと
ができる。

【００１４】磁気ブラシ帯電器による電荷注入帯電は抵
抗とコンデンサーの直列回路と等価であると見ることが
できる。理想的な帯電プロセスでは感光体表面のある点
が磁気ブラシと接触している時間（帯電ニップ×感光体
の周速）にコンデンサーが充電され、感光体表面電位が
印加電圧とほぼ同値になる。

【００１５】導電性の接触帯電部材に電圧を印加し感光
体の表面にあるトラップ準位に電荷を注入して感光体の
接触帯電を行う方法がある。また、感光体として通常の
有機感光体上に導電性微粒子を分散させた表層（電荷注
入層）を有するものや、アモルファスシリコン感光体な
どを用いると、接触帯電部材に印加したバイアスのうち
の直流成分と略同等の帯電電位を被帯電体表面に得るこ
とが可能である（特開平６−３９２１号公報）。

【００１６】注入帯電方式は、環境依存性が少ないだけ
でなく、放電を用いないため、接触帯電部材に対する印
加電圧は感光体電位と同程度で十分であり、またオゾン
を発生しない利点があり、完全なオゾンレスかつ低電力
消費型帯電が可能となる。

【００１７】ｂ）クリーナーレスプロセス（トナーリサ
イクルプロセス）また近年、画像形成装置は小型化が進んできたが、帯電
・露光・現像・転写・定着・クリーニング等の作像プロ
セスの各手段・機器が夫々小型になるだけでは画像形成
装置の全体的な小型化には限界があった。

【００１８】また転写後の感光体上の転写残トナー（残
留現像剤）はクリーニング手段（クリーナー）によって
回収されて廃トナーとなるが、この廃トナーは環境保護
の面からも出ないことが好ましい。

【００１９】そこで、クリーナーを取りはずし、感光体
上の転写残トナーは現像手段によって「現像同時クリー
ニング」で感光体上から除去し現像手段に回収・再用す
る装置構成にした「クリーナーレスプロセス」の画像形
成装置も出現している。現像同時クリーニングとは、転
写後に感光体上に若干残留したトナーを次工程以後の現
像時にかぶり取りバイアス（現像手段に印加する直流電
圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位
差Ｖback）によって回収する方法である。この方法によ
れば、転写残トナーは現像手段に回収されて次工程以後
用いられているため、廃トナーをなくし、メンテンナン
スに手を煩わせることも少なくすることができる。また
クリーナーレスであることでスペース面での利点も大き
く、画像形成装置を大幅に小型化できるようになる。

【００２０】また感光体の帯電装置が接触帯電装置の場
合には感光体に接触している接触帯電部材に転写残トナ
ーを一旦回収させ、それを再び感光体上に吐き出させ現
像装置で回収させる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】接触帯電方式・クリー
ナーレスプロセスの転写式画像形成装置においては、接
触帯電部材に一旦回収される転写残トナーの接触帯電部
材に対する付着・混入で該接触帯電部材の電気抵抗値が
変化することになる。

【００２２】例えば接触帯電部材が磁気ブラシ帯電器
（注入帯電器）であれば、磁気ブラシ部にトナーが混入
し、それの電気抵抗は次第に大きくなっていく。

【００２３】そのため、帯電ニップ通過中に十分な電荷
の移動が行われず、帯電ニップ通過後の感光体表面電位
は印加電圧より小さくなってしまう。以下、感光体表面
電位と印加電圧との電位差をΔＶとする。

【００２４】電位差ΔＶは磁気ブラシ部に混入したトナ
ーの量が多いほど大きくなり、その結果、現像部でのか
ぶり発生を引き起こすため、磁気ブラシ部へ混入してい
るトナー量を一定に保つ必要がある。

【００２５】磁気ブラシ帯電器に取り込まれたトナーが
磁気ブラシキャリア（磁性粒子、帯電キャリア）との接
触により感光体電位と同極の電荷を付与されている場
合、電位差ΔＶによって発生する電界により混入トナー
は磁気ブラシ中から感光体表面に吐き出される。

【００２６】特開平９−９６９４９号公報などに開示さ
れるように、この現象を利用した、非作像時（非画像形
成時）に帯電バイアスのＡＣ成分（交流成分）の振幅Ｖ
ｐｐを減少させたり、ＡＣ成分の印加を停止することで
電位差ΔＶを大きくし、積極的にトナーを吐き出させて
磁気ブラシの抵抗上昇を抑える方法が知られている。

【００２７】上述の非作像時の磁気ブラシからのトナ吐
き出しとしては、紙間時や作像動作終了後の後回転時な
どで行うことで、長期使用において磁気ブラシ中の混入
トナー量を一定以下に保つことが可能となる。

【００２８】しかし、画像比率（画像中の印字面積の割
合）の比較的高い画像（高dutyの画像）を連続で作像す
ると、紙間で感光体表面に吐き出されるトナー量よりも
画像１枚当たりに混入する転写残トナー量の方が多くな
り、短気的に磁気ブラシ中のトナー量が一定値を越えて
しまう場合が発生する。

【００２９】そこで本発明は、接触帯電方式・クリーナ
ーレスプロセスの転写式画像形成装置について、高duty
の画像の連続作像時でも帯電部材中の混入現像剤量を一
定以下に保たせて、安定した帯電、安定した良好な画像
形成を継続して行うことができるようにすることを目的
とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする画像形成装置である。

【００３１】（１）像担持体と、該像担持体に当接する
帯電部材を有し該帯電部材に帯電バイアスを印加するこ
とで像担持体の帯電を行う帯電装置と、該像担持体の帯
電処理面に静電潜像を形成する画像情報書き込み装置
と、該静電潜像を現像剤により顕像化する現像装置と、
該像担持体表面の現像剤像を被転写材に移動させる転写
装置を具備し、転写装置により被転写材に移動せずに像
担持体表面に残留した現像剤は前記帯電装置の像担持体
に当接する帯電部材に一旦回収させ、その回収現像剤を
帯電部材から像担持体に吐き出させて現像装置にて再回
収させる方式の画像形成装置において、画像比率を算出
する手段と、回収現像剤を帯電部材から吐き出させる場
合に帯電部材に対して印加する画像形成時とは異なる吐
き出しバイアスを持ち、吐き出しバイアスを帯電部材に
印加する機会と時間の少なくとも１つを画像比率の算出
値により決定することを特徴とする画像形成装置。

【００３２】（２）帯電部材が磁性粒子と磁性粒子担持
体からなることを特徴とする（１）に記載の画像形成装
置。

【００３３】（３）連続作像において画像比率を累積計
算して、その値が所定の閾値を上回った時に吐き出しバ
イアスを帯電部材に印加することを特徴とする（１）ま
たは（２）に記載の画像形成装置。

【００３４】（４）画像比率の算出を、主走査方向で複
数個に分割して行うことを特徴とする（１）ないし
（３）の何れか１つに記載の画像形成装置。

【００３５】（５）環境検知手段を有し、連続作像時の
画像比率算出値に対して、吐き出しバイアスを帯電部材
に印加する機会と時間の少なくとも１つを決定する所定
の閾値を該環境検知手段からの出力に依存させることを
特徴とする（１）ないし（４）の何れか１つに記載の画
像形成装置。

【００３６】（６）連続作像時の画像比率算出値に対し
て、吐き出しバイアスを帯電部材に印加する機会と時間
の少なくとも１つを決定する所定の閾値を通算作像枚
数、または通算トナー消費量の少なくとも１つに依存さ
せることを特徴とする（１）ないし（５）の何れか１つ
に記載の画像形成装置。

【００３７】（７）吐き出しバイアスのＡＣ成分の振幅
は、作像時の帯電印加バイアスのＡＣ成分の振幅よりも
小さいことを特徴とする（１）ないし（６）の何れか１
つに記載の画像形成装置。

【００３８】（８）像担持体が電子写真感光体であるこ
とを特徴とする（１）から（７）のいずれかに記載の画
像形成装置。

【００３９】（９）像担持体が電荷注入帯電性であるこ
とを特徴とする（１）ないし（８）の何れか１つに記載
の画像形成装置。

【００４０】（１０）像担持体が絶縁性のバインダー中
に導電性微粒子を分散させた電荷注入層を有する電子写
真感光体であることを特徴とする（１）ないし（９）の
何れか１つに記載の画像形成装置。

【００４１】（１１）像担持体の帯電処理面に静電潜像
を形成する画像情報書き込み装置が露光装置であること
を特徴とする（１）ないし（１０）の何れか１つに記載
の画像形成装置。

【００４２】〈作用〉画像比率算出手段（ビデオカウ
ンター）の算出値（積算値）が一定値を越える度に連続
作像途中に帯電部材からの混入現像剤の吐き出しを予め
決められたタイミングと時間で行わせることで、高duty
の画像の連続作像時でも帯電部材中の混入現像剤量を一
定以下に保たせて、安定した帯電、かぶりのない安定し
た良好な画像形成を継続して行うことが可能となる。

【００４３】帯電部材からの混入現像剤の吐き出しのタ
イミングを画像比率算出手段（ビデオカウンター）の算
出値を用いて決定することで、効率良く吐き出しを行え
る。

【００４４】画像比率算出手段の画像比率の算出を主走
査方向で複数個に分割（画像分割）して行うことで、よ
り正確で効率の良い、帯電部材からの混入現像剤の吐き
出しを行わせることができる。

【００４５】

【発明の実施の形態】〈第１の実施例〉（１）画像形成装置例（図１）図１は画像形成装置例の概略構成図である。本実施例の
画像形成装置は、転写式電子写真プロセス、電荷注入帯
電方式、クリーナーレスプロセスのレーザービームプリ
ンタである。

【００４６】１は像担持体としての回転ドラム型の電子
写真感光体（以下、感光体ドラムと記す）である。本実
施例の感光体ドラム１は負帯電性・電荷注入帯電性のＯ
ＰＣ感光体（有機光導電性感光体）であり、矢示の時計
方向ａに１５０ｍｍ／ｓｅｃ．のプロセススピード（周
速度）で回転駆動される。

【００４７】２は感光体ドラム１の面を所定の極性・電
位に一様に帯電処理する接触帯電装置である。本実施例
では磁気ブラシ帯電装置であり、回転する感光体ドラム
１の面はこの磁気ブラシ帯電装置２によりほぼ−７００
ｖに電荷注入帯電方式で一様に帯電処理される。

【００４８】３は画像情報露光手段（露光装置）であ
り、本実施例ではレーザービームスキャナーである。こ
のレーザービームスキャナー３は、半導体レーザー、ポ
リゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有してなり、ＣＣＤ等
の光電変換素子を有する原稿読み取り装置、電子計算
機、ワードプロセッサー等の不図示のホスト装置から入
力する目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に
対応して変調されたレーザー光Ｌを射出して、回転感光
体ドラム１の一様帯電処理面をレーザー光走査露光す
る。このレーザー光走査露光により回転感光体ドラム１
の周面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成され
る。

【００４９】４は現像装置である。本実施例では、重合
法で作成した、転写残トナーの少ない高離型性球形非磁
性トナーと、磁性キャリアを混合した現像剤による２成
分接触現像方式の現像装置を用いている。そして回転感
光体ドラム１面の静電潜像をトナー像として反転現像さ
せている。

【００５０】５は感光体ドラム１の下側に配設した転写
装置であり、本実施例の該転写装置は転写ベルトタイプ
である。５ａは無端状の転写ベルト（例えば、膜厚７５
μｍのポリイミドのベルト）であり、駆動ローラ５ｂと
従動ローラ５ｃ間に懸回張設されていて、感光体ドラム
１の回転方向に順方向に感光体ドラム１の回転周速度と
ほぼ同じ周速度で回動される。５ｄは転写ベルト５ａの
内側に配設した導電性ブレードであり、転写ベルト５ａ
の上行側ベルト部分を感光体ドラム１の下面部分に加圧
して転写部位としての転写ニップ部Ｔを形成させてい
る。

【００５１】６は給紙カセットであり、紙などの被転写
材Ｐを積載収納させてある。給紙ローラ７の駆動により
給紙カセット６内に積載収納の被転写材Ｐが１枚分離給
紙され、搬送ローラ８等を含むシートパス９を通って所
定の制御タイミングにて回転感光体ドラム１と転写装置
５の転写ベルト５ａとの間の転写ニップ部Ｔに給送され
る。

【００５２】転写ニップ部Ｔに給送された被転写材Ｐは
回転感光体ドラム１と転写ベルト５ａの間を挟持搬送さ
れ、その間、導電性ブレード５ｄに転写バイアス印加電
源Ｅ５から所定の転写バイアスが印加されて、被転写材
Ｐの裏面からトナーと逆極性の帯電がなされる。これに
より、転写ニップ部Ｔを通る被転写材Ｐの表面側に回転
感光体ドラム１面側のトナー像が順次に静電転写されて
いく。

【００５３】転写ニップ部Ｔを通ってトナー像の転写を
受けた被転写材Ｐは回転感光体ドラム１面から順次に分
離されてシートパス１０を通って定着装置（例えば熱ロ
ーラ定着装置）１１に導入されてトナー像の定着処理を
受けてプリントアウトされる。

【００５４】本実施例のプリンタはクリーナーレスプロ
セスであり、転写ニップ部Ｔで被転写材Ｐに転写されず
に回転感光体ドラム１の表面に残ったトナーを除去する
専用のクリーナーは配設していないが、転写残トナー
は、後述するように、引き続く感光体ドラム１の回転で
磁気ブラシ帯電装置２の位置に至り、感光体ドラム１に
接触している接触帯電部材としての磁気ブラシ帯電器２
Ａの磁気ブラシ部に一時的に回収され、その回収トナー
が再び感光体ドラム１面に吐き出されて最終的に現像装
置４に回収され、感光体ドラム１は繰り返して作像に供
される。

【００５５】１２は転写装置５と磁気ブラシ帯電装置２
との間において感光体ドラム１面に当接させた導電性ブ
ラシである。この導電性ブラシ１２は、電源Ｅ６よりＡ
Ｃバイアス、または帯電と逆極性のＤＣバイアス、また
はＡＣバイアスを重畳した帯電と逆極性のＤＣバイアス
が印加され、磁気ブラシ帯電装置２による帯電直前の感
光ドラム表面電位をならすと同時に、転写残トナーを除
電、もしくは感光体ドラム１の帯電と逆極性に帯電し
て、磁気ブラシ帯電器２Ａの磁気ブラシ部でのトナー回
収を容易にする役目をしている。

【００５６】（２）プリンタの動作シーケンス（図２）図２は上記プリンタの動作シーケンス図である。

【００５７】ａ．前多回転工程プリンタの始動動作期間（起動動作期間、ウォーミング
期間）である。メイン電源スイッチ−オンにより、装置
のメインモータを駆動させて感光体ドラムを回転駆動さ
せ、所定のプロセス機器の準備動作を実行させる。

【００５８】ｂ．前回転工程プリント前動作を実行させる期間である。この前回転工
程は前多回転工程中にプリント信号が入力したときには
前多回転工程に引き続いて実行される。プリント信号の
入力がないときには前多回転工程の終了後にメインモー
タの駆動が一旦停止されて感光体ドラムの回転駆動が停
止され、プリンタはプリント信号が入力されるまでスタ
ンバイ（待機）状態に保たれる。プリント信号が入力す
ると前回転工程が実行される。

【００５９】ｃ．印字工程（画像形成工程、作像工程）所定の前回転工程が終了すると、引き続いて回転感光体
ドラムに対する作像プロセスが実行され、回転感光体ド
ラム面に形成されたトナー像の被転写材への転写、定着
手段によるトナー像の定着処理がなされて画像形成物が
プリントアウトされる。

【００６０】連続印字（連続プリント）モードの場合は
上記の印字工程が所定の設定プリント枚数ｎ分繰り返し
て実行される。

【００６１】ｄ．紙間工程連続印字モードにおいて、一の被転写材の後端部が転写
ニップ部を通過した後、次の被転写材の先端部が転写ニ
ップ部に到達するまでの間の、転写ニップ部における被
転写材の非通紙状態期間である。

【００６２】ｅ．後回転工程最後であるｎ枚目の印字工程が終了した後もしばらくの
間メインモータの駆動を継続させて感光体ドラムを回転
駆動させ、所定の後動作を実行させる期間である。

【００６３】ｆ．スタンバイ所定の後回転工程が終了すると、メインモータの駆動が
停止され感光体ドラムの回転駆動が停止され、プリンタ
は次のプリントスタート信号が入力するまでスタンバイ
状態に保たれる。

【００６４】１枚だけのプリントの場合は、そのプリン
ト終了後、プリンタは後回転工程を経てスタンバイ状態
になる。

【００６５】スタンバイ状態においてプリントスタート
信号が入力すると、プリンタは前回転工程に移行する。

【００６６】ｃの印字工程時が画像形成時であり、ａの
前多回転工程、ｂの前回転工程、ｄの紙間工程、ｅの後
回転工程が非画像形成時（非作像時）になる。

【００６７】（３）感光体ドラム１（図３）本実施例の感光体ドラム１は前述したように負帯電性・
電荷注入帯電性のＯＰＣ感光体であり、図３に層構成模
型図を示したように、φ３０ｍｍのアルミニウム製のド
ラム基体１ａ上に第１〜第５の機能層１ｂ〜１ｆを下か
ら順に設けたものである。

【００６８】第１層１ｂ；下引き層であり、アルミニウ
ムドラム基体１ａの欠陥などをならすため、またレーザ
ー露光の反射によるモアレの発生を防止するために設け
られている厚さ約２０μｍの導電層である。

【００６９】第２層１ｃ；正電荷注入防止層であり、ア
ルミニウムドラム基体１ａから注入された正電荷が感光
体表面に帯電された負電荷を打ち消すのを防止する役割
を果たし、アミラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンに
よって１０⁶ Ω・ｃｍ程度に抵抗調整された厚さ約１μ
ｍの中抵抗層である。

【００７０】第３層１ｄ；電荷発生層であり、ジスアゾ
系の顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層であ
り、レーザー露光を受けることによって正負の電荷対を
発生する。

【００７１】第４層１ｅ；電荷輸送層であり、ポリカー
ボネイト樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、Ｐ型
半導体である。従って、感光体表面に帯電された負電荷
はこの層を移動することはできず、電荷発生層１ｄで発
生した正電荷のみを感光体表面に輸送することができ
る。

【００７２】第５層１ｆ；電荷注入層であり、バインダ
ーとしての光硬化性のアクリル樹脂に光透過性の導電フ
ィラーであるアンチモンをドーピングして低抵抗化（導
電化）した粒径０．０３μｍの酸化錫ＳｎＯ₂ の超微粒
子１ｇを樹脂に対して７０重量パーセント分散した材料
の厚さ約３μｍの塗工層である。この電荷注入層１ｆの
電気抵抗値は、充分な帯電性と画像流れを起こさない条
件である１×１０¹⁰〜１×１０¹⁴Ω・ｃｍである必要が
ある。本実施例では表面抵抗が１×１０¹¹Ω・ｃｍの感
光体ドラムを用いた。

【００７３】（４）磁気ブラシ帯電装置２（図４〜図
６）図４は磁気ブラシ帯電装置２の拡大横断面模型図であ
る。本実施例の磁気ブラシ帯電装置２は、大きく分け
て、磁気ブラシ帯電部材（磁気ブラシ帯電器）２Ａ、該
磁気ブラシ帯電器２Ａと導電性磁性粒子（帯電キャリ
ア）２ｄを収容させた容器（ハウジング）２Ｂ、磁気ブ
ラシ帯電器２Ａに対する帯電バイアス印加電源Ｅ２等か
らなる。

【００７４】磁気ブラシ帯電器２Ａは本実施例のものは
スリーブ回転タイプであり、マグネットロール（磁石）
２ａと、このマグネットロールに外嵌させた非磁性ステ
ンレス製スリーブ（電極スリーブ、導電スリーブ、帯電
スリーブなどと称される）２ｂと、該スリーブ２ｂの外
周面にスリーブ内部のマグネットロール２ａの磁気力で
磁気拘束させて形成保持させた磁性粒子２ｄの磁気ブラ
シ部２ｃからなる。

【００７５】マグネットロール２ａは非回転の固定部材
であり、スリーブ２ｂはこのマグネットロール２ａの外
回りを矢示ｂの時計方向に不図示の駆動系により所定の
周速度、本実施例では２２５ｍｍ／ｓｅｃ．の周速で回
転駆動される。またスリーブ２ｂは感光体ドラム１に対
してスペーサコロ等の手段で５００μｍ程度の隙間を保
たせて対向させて配設してある。

【００７６】２ｅは容器２Ｂに取り付けた、非磁性ステ
ンレス製の磁気ブラシ層厚規制ブレードであり、スリー
ブ２ｂ表面とのギャップが９００μｍになるように配置
されている。

【００７７】容器２Ｂ内の磁性粒子２ｄはその一部がス
リーブ２ｂの外周面にスリーブ内部のマグネットロール
２ａの磁気力で磁気拘束されて磁気ブラシ部２ｃとして
保持される。磁気ブラシ部２ｃはスリーブ２ｂの回転駆
動に伴い、スリーブ２ｂと一緒にスリーブ２ｂと同方向
に回転する。このとき磁気ブラシ部２ｃの層厚はブレー
ド２ｅにより均一厚さに規制される。そしてその磁気ブ
ラシ部２ｃの規制層厚はスリーブ２ｂと感光体ドラム１
との対向隙間部の間隔より大きいから、磁気ブラシ部２
ｃはスリーブ２ｂと感光体ドラム１との対向部において
感光体ドラム１に対して所定幅のニップ部を形成して接
触する。この接触ニップ部が帯電ニップ部Ｎである。従
って、回転感光体ドラム１は帯電ニップ部Ｎにおいて磁
気ブラシ帯電器２Ａのスリーブ２ｂの回転に伴ない回転
する磁気ブラシ部２ｃで摺擦される。この場合、帯電ニ
ップ部Ｎにおいて感光体ドラム１の移動方向と磁気ブラ
シ部２ｃの移動方向は逆方向となり、相対移動速度は速
くなる。

【００７８】スリーブ２ｂと磁気ブラシ層厚規制ブレー
ド２ｅには電源Ｅ２から所定の帯電バイアスが印加され
る。

【００７９】而して、感光体ドラム１が回転駆動され、
磁気ブラシ帯電器２Ａのスリーブ２ｂが回転駆動され、
電源Ｅ２から所定の帯電バイアスが印加されることで、
回転感光体ドラム１の周面が本実施例の場合は電荷注入
帯電方式で所定の極性・電位に一様に接触帯電処理され
る。

【００８０】スリーブ２ｂ内に固定配置されているマグ
ネットロール２ａは、スリーブ２ｂと感光体ドラム１の
最近接位置ｃから感光体ドラム回転方向上流側１０°の
位置に約９００Ｇの磁極（主極）Ｎ１を配置してある。

【００８１】この主極Ｎ１は、スリーブ２ｂと感光体ド
ラム１の最近接位置ｃとの角度θを感光体ドラム回転方
向上流側２０°から下流側１０°の範囲に入るようにす
ることが望ましく、上流側１５°〜０°であればさらに
良い。それより下流だと主極位置に磁性粒子が引きつけ
られ、帯電ニップ部Ｎの感光体ドラム回転方向下流側に
磁性粒子の滞留が発生しやすくなり、また上流すぎる
と、帯電ニップ部Ｎを通過した磁性粒子の搬送性が悪く
なり、滞留が発生しやすくなる。

【００８２】また、帯電ニップ部Ｎに磁極がない場合に
は、磁性粒子に働くスリーブ２ｂへの拘束力が弱くな
り、磁性粒子が感光体ドラム１に付着しやすくなるのは
明らかである。

【００８３】ここで述べている帯電ニップ部Ｎは、帯電
時に磁気ブラシ部２ｃの磁性粒子が感光体ドラム１と接
触している領域を示す。

【００８４】帯電バイアスは電源Ｅ２によってスリーブ
２ｂと規制ブレード２ｅに印加される。本実施例ではＤ
Ｃ成分にＡＣ成分が重畳しているバイアスを用いてい
る。

【００８５】帯電ニップ部Ｎにおける、磁気ブラシ帯電
器２Ａの磁気ブラシ部２ｃによる感光体ドラム１面の摺
擦と、磁気ブラシ帯電器２Ａへの帯電バイアスの印加に
より、磁気ブラシ部２ｃを構成している帯電用磁性粒子
２ｄから電荷が感光体ドラム１上に与えられ、感光体ド
ラム１面が所定の極性・電位に一様に接触帯電される。
本例の場合は前述したように感光体ドラム１はその表面
に電荷注入層１ｆを具備させたものであるから、電荷注
入帯電により感光体ドラム１の帯電処理がなされる。即
ち、感光体ドラム１面が帯電バイアスＤＣ＋ＡＣのＤＣ
成分に対応した電位に帯電される。スリーブ２ｂは回転
速度が速いほど帯電均一性が良好になる傾向にある。

【００８６】磁気ブラシ帯電器２Ａによる感光体ドラム
１の電荷注入帯電は図５の等価回路に示すような、抵抗
ＲとコンデンサーＣの回路とみなすことが出来る。この
ような回路の場合、抵抗値をｒ、感光体の静電容量をＣ
ｐ、印加電圧をＶ₀ 、帯電時間（感光体ドラムのある点
が帯電ニップ部Ｎを通過する時間）をｔ₀ とすると、感
光体ドラムの表面電位Ｖｄは式（１）で表される。

【００８７】Ｖｄ＝Ｖ₀ （１−exp （ｔ₀ ／（Ｃｐ・ｒ）））・・・・式（１）帯電バイアスＤＣ＋ＡＣにおいて、ＤＣ成分は必要とさ
れる感光体ドラム１の表面電位と同値、本実施例では−
７００ｖとした。

【００８８】画像形成時（作像時）におけるＡＣ成分
は、そのピーク間電圧Ｖｐｐは、１００ｖ以上２０００
ｖ以下、特に３００ｖ以上１２００ｖ以下が好ましい。
ピーク間電圧Ｖｐｐがそれ以下では、帯電均一性、電位
の立ち上がり性向上の効果が薄く、それ以上では、磁性
粒子の滞留や感光体ドラムへの付着が悪化する。

【００８９】周波数は１００Ｈｚ以上５０００Ｈｚ以
下、特に５００Ｈｚ以上２０００Ｈｚ以下が好ましい。
それ以下では、磁性粒子の感光体ドラムへの付着悪化
や、帯電均一性、電位の立ち上がり性向上の効果が薄く
なり、それ以上でも帯電均一性、電位の立ち上がり性向
上の効果が得られにくくなる。

【００９０】ＡＣ成分の波形は矩形波、三角波、ｓｉｎ
波などがよい。

【００９１】磁気ブラシ部２ｃを構成させる磁性粒子２
ｄは、本実施例では、燒結した強磁性体（フェライト）
を還元処理したものを用いたが、他に樹脂と強磁性体粉
を混練して粒子状に整形したもの、もしくはこれに抵抗
値調節のために導電性カーボン等を混ぜたものや、表面
処理を行ったものも同様に用いることができる。

【００９２】磁気ブラシ部２ｃの磁性粒子２ｄは感光体
ドラム表面のトラップ順位に電荷を良好に注入する役割
と、感光体ドラム上に生じたピンホールなどの欠陥に帯
電電流が集中してしまうことに起因して生じる帯電部材
及び感光体ドラムの通電破壊を防止する役割を兼ね備え
ていなければならない。

【００９３】従って、磁気ブラシ帯電器２Ａの抵抗値は
１×１０⁴ Ω〜１×１０⁹ Ωであることが好ましく、特
には１×１０⁴ Ω〜１×１０⁷ Ωであることが好まし
い。磁気ブラシ帯電器２Ａの抵抗値が１×１０⁴ Ω未満
ではピンホールリークが生じやすくなる傾向があり、１
×１０⁹ Ωを越えると良好な電荷の注入がしにくくなる
傾向にある。また、抵抗値を上記範囲内に制御するため
には、磁性粒子２ｄの体積抵抗値は１×１０⁴ Ω・ｃｍ
〜１×１０⁹ Ω・ｃｍであることが好ましく、特には１
×１０⁴ Ω・ｃｍ〜１×１０⁷ ・ｃｍであることが好ま
しい。

【００９４】本実施例で用いた磁気ブラシ帯電器２Ａの
抵抗値は、１×１０⁶ Ω・ｃｍであり、帯電バイアスの
ＤＣ成分として−７００ｖを印加することで、感光体ド
ラム１の表面電位も−７００ｖとなった。

【００９５】磁性粒子２ｄの体積抵抗値は図６に示す要
領で測定した。すなわち、セルＡに磁性粒子２ｄを充填
し、該充填磁性粒子２ｄに接するように主電極１７及び
上部電極１８を配し、該電極１７・１８間に定電圧電源
２２から電圧を印加し、そのとき流れる電流を電流計２
０で測定することにより求めた。１９は絶縁物、２１は
電圧計、２４はガイドリングを示す。

【００９６】その測定条件は、２３℃、６５％の環境
で、充填磁性粒子２ｄのセルとの接触面積Ｓ＝２ｃｍ
² 、厚みｄ＝１ｍｍ、上部電極１８の荷重１０ｋｇ、印
加電圧１００Ｖである。

【００９７】磁性粒子２ｄの平均粒径及び粒度分布測定
におけるピークは５〜１００μｍの範囲にあることが、
粒子表面の汚染による帯電劣化防止の観点から好まし
い。

【００９８】磁性粒子２ｄの平均粒径は、水平方向最大
弦長で示し、測定法は顕微鏡法により磁性粒子３００個
異常をランダムに選び、その径を実測して算術平均をと
る。

【００９９】（５）現像装置４（図７）静電潜像のトナー現像方法としては、一般に次のａ〜ｄ
の４種類に大別される。

【０１００】ａ．非磁性トナーについてはブレード等で
スリーブ上にコーティングし、磁性トナーは磁気力によ
ってコーティングして搬送し感光体に対して非接触状態
で現像する方法（１成分非接触現像）。

【０１０１】ｂ．上記のようにしてコーティングしたト
ナーを感光体に対して接触状態で現像する方法（１成分
接触現像）。

【０１０２】ｃ．トナー粒子に対して磁性のキャリアを
混合したものを現像剤として用いて磁気力によって搬送
し感光体に対して接触状態で現像する方法（２成分接触
現像）。

【０１０３】ｄ．上記の２成分現像剤を非接触状態にし
て現像する方法（２成分非接触現像）。

【０１０４】このなかで、画像の高画質化や高安定性の
面から、ｃの２成分接触現像法が多く用いられている。

【０１０５】図７は本実施例で用いた現像装置４の拡大
横断面模型図である。本実施例における現像装置４は、
重合法で作成した高離型性球形非磁性トナーと磁性キャ
リア（現像用磁性粒子、現像キャリア）を混合したもの
を現像剤として用い、該現像剤を現像剤担持体（現像部
材、現像器）に磁気力によって磁気ブラシ層として保持
させて現像部に搬送し感光体ドラム面に接触させて静電
潜像をトナー像として現像する２成分磁気ブラシ接触現
像方式の反転現像装置である。

【０１０６】４ａは現像容器、４ｂは現像剤担持体とし
ての現像スリーブ、４ｃはこの現像スリーブ４ｂ内に固
定配置された磁界発生手段としての磁石（マグネットロ
ーラ）、４ｄは現像スリーブ表面に現像剤の薄層を形成
するための現像剤層厚規制ブレード、４ｅは現像剤攪拌
搬送スクリュー、４ｆは現像容器４ａ内に収容した２成
分現像剤であり、上記のように非磁性トナーｔと現像キ
ャリアｃを混合したものである。

【０１０７】現像スリーブ４ｂは少なくとも現像時にお
いては、感光体ドラム１に対し最近接距離（隙間）が約
５００μｍになるように配置され、該現像スリーブ４ｂ
の外面に担持させた現像剤磁気ブラシ薄層４ｆ′が感光
体ドラム１の面に接触するように設定されている。この
現像剤磁気ブラシ薄層４ｆ′と感光体ドラム１の接触ニ
ップ部ｍが現像領域（現像部）である。

【０１０８】現像スリーブ４ｂは内部の固定磁石４ｃの
外回りを矢示の反時計方向に所定の回転速度で駆動さ
れ、現像容器４ａ内においてスリーブ外面に固定磁石４
ｃの磁力により現像剤４ｆ（ｔ＋ｃ）の磁気ブラシが形
成される。その現像剤磁気ブラシはスリーブ４ｂの回転
とともに搬送され、ブレード４ｄにより層厚規制を受け
て所定層厚の現像剤磁気ブラシ薄層４ｆ′として現像容
器外に持ち出されて現像部ｍへ搬送されて感光体ドラム
１面に接触し、引き続くスリーブ４ｂの回転で再び現像
容器４ａ内に戻し搬送される。

【０１０９】現像スリーブ４ｂには現像バイアス印加電
源Ｅ４によりＤＣ成分とＡＣ成分を重畳した所定の現像
バイアスが印加される。本実施例での現像特性は、感光
体ドラム１の帯電電位（−７００ｖ）と現像バイアスの
ＤＣ成分値の差が２００ｖ以下であるとカブリが生じ、
３５０ｖ以上であると現像キャリアｃの感光体ドラム１
への付着が生じたので、現像バイアスのＤＣ成分は−４
００ｖとした。

【０１１０】現像容器４ａ内の現像剤４ｆ（ｔ＋ｃ）の
トナー濃度（現像キャリアｃとの混合割合）はトナー分
が静電潜像の現像に消費されて逐次減少していく。現像
容器４ａ内の現像剤４ｆのトナー濃度は不図示の検知手
段により検知されて所定の許容下限濃度まで低下すると
トナー補給部４ｇから現像容器４ａ内の現像剤４ｆにト
ナーｔの補給がなされて現像容器４ａ内の現像剤４ｆの
トナー濃度を常に所定の許容範囲内に保つようにトナー
補給制御される。

【０１１１】（６）クリーナーレスプロセス本実施例のプリンタはクリーナーレスプロセスであり、
転写ニップ部Ｔで被転写材Ｐに転写されずに回転感光体
ドラム１の表面に残ったトナーを除去する専用のクリー
ナーは配設していないが、転写残トナーは引き続く感光
体ドラム１の回転で磁気ブラシ帯電装置２の位置に至
り、感光体ドラム１に接触している接触帯電部材として
の磁気ブラシ帯電器２Ａの磁気ブラシ部に一時的に回収
され、その回収トナーが再び感光体ドラム１面に吐き出
されて最終的に現像装置４に回収され、感光体ドラム１
は繰り返して作像に供される。

【０１１２】感光体ドラム１上の転写残トナーは転写時
の剥離放電等により、極性が正のものと負のものが混在
していることが多い。本実施例においては、転写装置５
と磁気ブラシ帯電装置２との間において感光体ドラム１
面に当接させて導電性ブラシ１２を配設し、この導電性
ブラシ１２に電源Ｅ６よりＡＣバイアス、または帯電と
逆極性のＤＣバイアス、またはＡＣバイアスを重畳した
帯電と逆極性のＤＣバイアスを印加したことで、転写残
トナーはこの導電性ブラシ１２により除電もしくは感光
体ドラム１の帯電と逆極性の正に帯電して、磁気ブラシ
帯電器２Ａの磁気ブラシ部で容易に回収される。

【０１１３】導電性ブラシ１２の位置を通過した転写残
トナーの磁気ブラシ帯電器２Ａの磁気ブラシ部２ｃへの
取り込みは、磁気ブラシ帯電器２ＡにＡＣ成分を印加す
ることで、磁気ブラシ帯電器２Ａ−感光体ドラム１間の
振動電界効果によってより効果的に行なわせることがで
きる。

【０１１４】そして、磁気ブラシ部２ｃ内に取り込まれ
た転写残トナーは極性が全て負に帯電されて感光体ドラ
ム１上に吐き出される。極性が負に揃えられて感光体ド
ラム１上に吐き出された転写残トナーは、現像部ｍに至
って現像装置４の現像器４ｂにより現像時のかぶり取り
電界によって現像同時クリーニングでに回収される。

【０１１５】この転写残トナーの現像同時回収は、回転
方向の画像領域が、感光体ドラム１の周長よりも長い場
合には、その他の帯電、露光、現像、転写といった画像
形成工程と同時進行で行われる。

【０１１６】これにより転写残トナーは現像装置４内に
回収されて次工程以後も用いられるため、廃トナーをな
くすことができる。またスペースの面での利点も大き
く、画像形成装置の大幅に小型化が可能となる。

【０１１７】現像剤のトナーｔとして重合法で作成した
高離型性球形トナーを用いることで、転写残トナーの発
生量を少なくすることができるし、また磁気ブラシ帯電
器２Ａから吐き出されたトナーの現像装置４への回収性
を向上させることができる。２成分接触現像方式の現像
装置４を用いることでも磁気ブラシ帯電器２Ａから吐き
出されたトナーの現像装置４への回収性を向上させてい
る。

【０１１８】磁気ブラシ部２ｃから感光体ドラム１へ吐
き出されたトナーはきわめて均一な散布状態にあり、ま
たその量も少量であるため、次の像露光過程に実質的に
悪影響を及ぼすことはない。また転写残トナーパターン
に起因するゴースト像の発生もない。

【０１１９】ここで、通常、トナーは電気抵抗が比較的
高いから、磁気ブラシ帯電器２Ａの磁気ブラシ部２ｃに
そのようなトナー粒子が混入することは磁気ブラシ部２
ｃの抵抗を上昇させて帯電能を低下させる因子であり、
混入トナー量が比較的多い場合は、非作像時に大量のト
ナーを吐き出させることで良好な帯電を維持することが
できる。

【０１２０】そこで本実施例においては、非作像時であ
る紙間工程の期間に転写ニップ部Ｔを通過する回転感光
体ドラム１の領域がその前に帯電ニップ部を通過する
間、また非作像時である後回転工程の期間は、磁気ブラ
シ帯電器２Ａに印加する帯電バイアスのＡＣ成分の印加
を停止させることで感光体表面と印加電圧との電位差Δ
Ｖを大きくして、磁気ブラシ帯電器２Ａの磁気ブラシ部
２ｃ中から大量のトナーを積極的に吐き出させて長期に
おいて磁気ブラシ部２ｃ中の混入トナー量を一定以下に
保たせ磁気ブラシの電気抵抗上昇を抑えるようにしてい
る。

【０１２１】（７）画像比率（duty）とトナー混入量
（図８）しかし、前述したように、画像比率（画像中の印字面積
の割合）の比較的高い画像（高dutyの画像）を連続で作
像すると、紙間で感光体表面に吐き出されるトナー量よ
りも画像１枚当たりに混入する転写残トナー量の方が多
くなり、短気的に磁気ブラシ中のトナー量が一定値を越
えてしまう場合が発生する。

【０１２２】本発明は、上記のような接触帯電方式・ク
リーナーレスプロセスの転写式画像形成装置について、
高dutyの画像の連続作像時でも帯電部材中の混入現像剤
量を一定以下に保たせて、安定した帯電、安定した良好
な画像形成を継続して行うことができるようにするもの
であり、画像比率を算出する手段と、回収現像剤を帯電
部材から吐き出させる場合に帯電部材に対して印加する
画像形成時とは異なる吐き出しバイアスを持ち、吐き出
しバイアスを帯電部材に印加する機会と時間の少なくと
も１つを画像比率の算出値により決定することを特徴と
している。。

【０１２３】上記において吐き出しバイアスは、帯電部
材に対して印加する帯電バイアスのＡＣ成分の振幅Ｖｐ
ｐを減少させたバイアス、ＡＣ成分を停止させたバイア
スなど、像担持体表面と印加電圧との電位差ΔＶを大き
くするバイアスである。

【０１２４】以下具体的に説明する。上記の画像形成装
置を用いて、画像比率の異なる画像を連続して作像した
ときの、磁気ブラシ部２ｃのトナー混入量の変化を測定
した。

【０１２５】上記の磁気ブラシ帯電器２Ａは帯電バイア
スのＡＣ成分の印加を停止してトナーの積極的な吐き出
しを行った場合、磁気ブラシ部２ｃのトナー混入量は約
１％まで低下するため、予め磁気ブラシ部２ｃには１％
のトナーを混入させておいた。

【０１２６】画像は、Ａ４サイズに対して１０％、３０
％、５０％、７０％、１００％の比率となる横帯（主走
査方向）を用いて、各々を連続作像し、１００枚ごとに
磁気ブラシ部２ｃから磁性粒子を３ｇ採集し、トナー混
入量の測定を行った。

【０１２７】混入トナー量の測定は、界面活性剤を用い
て磁性粒子からトナーのみを洗い流し、その作業前後の
重量差から算出した。

【０１２８】その結果を図８に示す。画像比率が高いほ
ど、混入トナー量は速く増加し、かつ、飽和する値も大
きくなっている。

【０１２９】本実施例で用いた磁気ブラシ帯電器２Ａで
は、磁気ブラシ部２ｃへのトナー混入量が３．５％を上
回ると良好な帯電が行えなくなるため、その前に作像を
中断して磁気ブラシ帯電器２Ａに印加する帯電バイアス
のＡＣ成分の印加を停止してトナーの積極的な大量吐き
出しを行い、磁気ブラシ部２ｃへのトナー混入量を下げ
なければならない。

【０１３０】図８より、各画像比率の原稿においてトナ
ー混入量が３．５％を上回ると思われる作像枚数を算出
すると、１０％：８６０枚、３０％：２８０枚、５０
％：１７０枚、１００％：８０枚、となっている。

【０１３１】この結果より、積算画像比率（画像比率×
枚数）＞８０００％となった時にトナー混入量が３．５
％を超えていることをが分る。

【０１３２】よって、不図示の制御回路部の画像比率算
出手段により、露光装置３のレーザー発光時間などから
算出される画像比率を連続作像時に積算していき、その
値が８０００％を超える前、例えば７５００％を越えた
時に、シーケンス制御回路により、作像動作を一旦中断
（作像１サイクル単位での中断：感光ドラム１の回転は
オン、露光装置３はオフ、その他の機器２・４・１２等
はオン）させ、磁気ブラシ帯電器２Ａに印加する帯電バ
イアスのＡＣ成分の印加を所定の時間停止させることで
トナーの積極的な大量吐き出しを行なわせて磁気ブラシ
部２ｃへの混入トナー量を約１％まで減少させること
で、良好な帯電を引き続き行うことが可能となる。

【０１３３】トナー吐き出しを所定の時間行なって混入
トナー量が約１％になった後は、シーケンス制御回路に
より、積算値をリセットし、作像動作を再開させ、それ
からの積算画像比率が５５００％を超える度に、作像動
作を一旦中断させ、磁気ブラシ帯電器２Ａに印加する帯
電バイアスのＡＣ成分の印加を停止してトナーの積極的
な大量吐き出しを行なわせることで、常に混入トナー量
を３．５％以下に保つことができる。

【０１３４】また、トナー混入量が少ないほど、混入ト
ナーの吐き出しに必要な時間は短くなるので、積算画像
比率が７５００％よりも少ない値（例えば、３０００
％）を越えた時に、作像動作を一旦中断して磁気ブラシ
帯電器２Ａに印加する帯電バイアスのＡＣ成分の印加を
停止してトナーの積極的な吐き出しを行なうと、混入ト
ナー吐き出し動作１回当たりの作像中断時間が短くな
り、その結果、混入トナー吐き出し動作が入った連続作
像のトータル時間を短くすることが可能となる。

【０１３５】〈第２の実施例〉本実施例では、画像とし
て２０％の縦帯（副走査方向）が中央にあるものを用い
て、第１の実施例と同様の実験を行った。

【０１３６】この場合、磁気ブラシ帯電器２Ａのスラス
ト方向の中央部にとっては１００％の画像比率となる。
よって、第１の実施例の通りに積算画像比率（画像比率
×枚数）が８０００％となる８０枚まで連続作像を行う
と、磁気ブラシ部２ｃの中央部のトナー混入量が３．５
％を上回ってしまう。

【０１３７】そこで、画像比率の積算を主走査方向に１
０分割して独立に行い、ある領域で積算画像比率が８０
００％を超える前に、作像を中断して磁気ブラシ帯電器
２Ａに印加する帯電バイアスのＡＣ成分の印加を停止し
てトナーの積極的な大量吐き出しを行なわせることで、
磁気ブラシ部２ｃの中央部への混入トナー量を約１％ま
で減少させる。

【０１３８】このとき、両端部のトナー混入量は約１％
のままなので、トナー吐き出し後は磁気ブラシ部２ｃの
全領域において混入トナー量を約１％となり、良好な帯
電を引き続き行うことが可能となる。

【０１３９】〈第３の実施例〉本実施例では、第１の実
施例の実験を低湿環境下（２３℃、５％Ｒｈ）で行っ
た。この場合、磁性粒子や感光体ドラムの電気抵抗が若
干増加するため、感光体ドラムの帯電電位が下がり、ト
ナー混入量の飽和値が低くなる。しかし、トナー混入許
容量が２．５％となるため、トナー吐き出しを行う頻度
を増やさなければならない。

【０１４０】各画像比率において、混入トナー量が２．
５％となる枚数は、１０％：６６０枚、３０％：２１０
枚、５０％：１３０枚、１００％：６０枚、となってい
る。よって、この環境下では、積算画像比率（画像比率
×枚数）が６０００％を超えると混入トナー量が２．５
％を超えることから、積算画像比率＞５５００％となっ
た時に作像を一旦中断し、磁気ブラシ帯電器２Ａに印加
する帯電バイアスのＡＣ成分の印加を停止してトナーの
積極的な大量吐き出しを行うことで、磁気ブラシ部２ｃ
への混入トナー量を約１％まで減少させて、良好な帯電
を引き続き行うことが可能となる。

【０１４１】よって、画像形成装置に温湿度を検知する
手段（環境検知手段）を設けておき、その出力より作像
を中断してトナーの積極的な大量吐き出しを行う積算画
像比率の閾値を変化させることで、各環境における適正
量のトナー吐き出しを行うことができる。

【０１４２】〈第４の実施例〉本実施例では、第１の実
施例の実験を、画像比率３０％で５万枚作像した磁気ブ
ラシ帯電器で行った。

【０１４３】この場合、磁性粒子にトナー成分が徐々に
付着して電気抵抗値が増加するため、第３の実施例と同
様に、磁気ブラシ部２ｃへのトナー混入許容量が３．０
％となる。

【０１４４】各画像比率において、混入トナー量が３．
０％となる枚数は、１０％：５２０枚、３０％：１６０
枚、５０％：１００枚、１００％：５０枚、となってい
るので、積算画像比率（画像比率×枚数）が５０００％
を超えると混入トナー量が２．５％を超えることから、
積算画像比率＞４５００％となった時に、作像を一旦中
断し、磁気ブラシ帯電器２Ａに印加する帯電バイアスの
ＡＣ成分の印加を停止してトナーの積極的な大量吐き出
しを行うことで、磁気ブラシ部２ｃへの混入トナー量を
約１％まで減少させることで、良好な帯電を引き続き行
うことが可能となる。

【０１４５】このトナー吐き出しを行う積算画像比率の
閾値は耐久枚数によって変化させることで、適正な吐き
出しを行うことが可能となる。

【０１４６】また、磁性粒子へのトナー成分の付着量は
磁性ブラシ部に入ってきた総トナー量に依存するため、
通算トナー消費量によって積算画像比率の閾値を変化さ
せても、同様の効果が得られる。

【０１４７】〈その他〉１）接触帯電部材としての磁気ブラシ帯電器２Ａは、ス
リーブ回転タイプに限らず、マグネットロールが回転す
るものや、マグネットロールの表面を必要に応じて給電
用電極として導電性処理して、該マグネットロールの外
周面に直接に導電性磁性粒子を磁気拘束させて磁気ブラ
シ部を形成させ、マグネットロールを回転させる構成の
もの等にすることもできる。回転しないタイプの磁気ブ
ラシ帯電部材とすることもできる。

【０１４８】また接触帯電部材は、ファーブラシ帯電部
材や、導電性ゴムや導電性スポンジを用いた帯電ローラ
等であってもよいし、この場合も回転しない構成のもの
であってもよい。

【０１４９】２）像担持体としての感光体は表面抵抗が
１０⁹ 〜１０¹⁴Ω・ｃｍの低抵抗層を持つことが、電荷
注入帯電を実現でき、オゾンの発生防止の面から望まし
いが、上記以外の有機感光体等でもよい。即ち接触帯電
は、実施例の電荷注入帯電方式に限らず、放電現象が支
配的な接触帯電系であっても良い。

【０１５０】３）現像装置は２成分現像法についてのみ
述べたが、他の現像方法でもよい。好ましくは、現像剤
を感光体に対して接触させて潜像を現像する１成分接触
現像や２成分接触現像がより現像剤の同時回収効果を高
めるのに効果がある。

【０１５１】また、現像剤中のトナー粒子として重合ト
ナーを用いた場合には、上記の１成分接触現像や２成分
接触現像はもちろん１成分非接触現像や２成分非接触現
像など他の現像方法においても充分な回収効果が得られ
る。

【０１５２】現像装置は反転現像方式でも、正規現像方
式でもよい。

【０１５３】４）ＡＣ（交番電圧、交流電圧）の波形と
しては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能であ
る。また、直流電源を周期的にオン／オフすることによ
って形成された矩形はあっても良い。このように交番電
圧の波形としては周期的にその電圧値が変化するような
バイアスが使用できる。

【０１５４】５）画像形成装置の作像プロセスは実施例
に限らず任意である。また必要に応じて他の補助プロセ
ス機器を加えてもよい。

【０１５５】静電潜像形成のための画像露光手段として
は、実施形態例の様にデジタル的な潜像を形成するレー
ザー走査露光手段に限定されるものではなく、通常のア
ナログ的な画像露光やＬＥＤなどの他の発光素子でも構
わないし、蛍光燈等の発光素子と液晶シャッター等の組
み合わせによるものなど、画像情報に対応した静電潜像
を形成できるものであるなら構わない。

【０１５６】像担持体は静電記録誘電体等であっても良
い。この場合は、該誘電体面を所定の極性・電位に一様
に一次帯電した後、除電針ヘッド、電子銃等の除電手段
で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込み形成す
る。

【０１５７】６）像担持体からトナー画像の転写を受け
る被転写材は転写ドラム等の中間転写体であってもよ
い。

【０１５８】７）転写手段は、実施形態例の転写ベルト
装置に限らず、コロナ放電転写、ローラ転写、ブレード
転写など任意である。

【０１５９】８）実施例の画像形成装置は白黒画像形成
についてのものであるが、イエロー、マゼンタ、シア
ン、ブラックの各色に対して感光体、帯電装置、現像装
置、露光装置を設け、各感光体上のトナー像をベルトま
たは筒状の被転写材保持体の被転写材に順次転写するこ
とで、フルカラー画像を得ることができる。

【０１６０】すなわち、転写ドラムや転写ベルト等の中
間転写体などを用いて、単色画像形成ばかりでなく、多
重転写等により多色やフルカラー画像を形成する画像形
成装置にも適用できる。

【０１６１】９）像担持体１、帯電装置２、現像装置４
等の任意のプロセス機器を画像形成装置本体に対して一
括して着脱交換自在なプロセスカートリッジ着脱式の装
置構成にすることもできる。

【０１６２】１０）像担持体としての電子写真感光体や
静電記録誘電体を回動ベルト型にし、これに帯電・静電
潜像形成・現像の工程手段により画像情報に対応したト
ナー像を形成させ、そのトナー像形成部を閲読表示部に
位置させて画像表示させ、像担持体は繰り返して表示画
像の形成に使用する画像表示装置もある。本発明におい
て画像形成装置にはこのような画像表示装置も含む。

【０１６３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、接
触帯電方式・クリーナーレスプロセスの転写式画像形成
装置について、高dutyの画像の連続作像時でも帯電部材
中の混入現像剤量を一定以下に保たせて、安定した帯
電、かぶりのない安定した良好な画像形成を継続して行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例における画像形成装置例の概略
構成図

【図２】画像形成装置の動作シーケンス図

【図３】感光体の層構成模型図

【図４】磁気ブラシ帯電装置の拡大横断面模型図

【図５】帯電回路の等価回路図

【図６】磁性粒子（帯電キャリア）の電気抵抗値（体
積抵抗値）の測定要領説明図

【図７】現像装置の拡大横断面模型図

【図８】作像枚数に対する磁気ブラシに混入している
トナー量の変化量を示す図

【符号の説明】

１像担持体（感光体ドラム）２帯電装置３レーザービームスキャナー（露光装置）４現像装置５転写装置６給紙カセット１１定着装置

フロントページの続き (72)発明者小宮義行東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者竹田篤志東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H003 BB11 CC04 EE11 2H027 DA46 DE07 ED03 EE02 EF11 EF12 ZA07 2H077 AA37 AB02 AB14 AD02 AD06 AD13 AD36 DA10 EA03 GA03 GA17 9A001 HH34 JJ35 KK31 KK42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、該像担持体に当接する帯電
部材を有し該帯電部材に帯電バイアスを印加することで
像担持体の帯電を行う帯電装置と、該像担持体の帯電処
理面に静電潜像を形成する画像情報書き込み装置と、該
静電潜像を現像剤により顕像化する現像装置と、該像担
持体表面の現像剤像を被転写材に移動させる転写装置を
具備し、転写装置により被転写材に移動せずに像担持体
表面に残留した現像剤は前記帯電装置の像担持体に当接
する帯電部材に一旦回収させ、その回収現像剤を帯電部
材から像担持体に吐き出させて現像装置にて再回収させ
る方式の画像形成装置において、画像比率を算出する手段と、回収現像剤を帯電部材から
吐き出させる場合に帯電部材に対して印加する画像形成
時とは異なる吐き出しバイアスを持ち、吐き出しバイア
スを帯電部材に印加する機会と時間の少なくとも１つを
画像比率の算出値により決定することを特徴とする画像
形成装置。
【請求項２】帯電部材が磁性粒子と磁性粒子担持体か
らな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】連続作像において画像比率を累積計算し
て、その値が所定の閾値を上回った時に吐き出しバイア
スを帯電部材に印加す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】画像比率の算出を、主走査方向で複数個
に分割して行うことを特徴とする請求項１ないし３の何
れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項５】環境検知手段を有し、連続作像時の画像
比率算出値に対して、吐き出しバイアスを帯電部材に印
加する機会と時間の少なくとも１つを決定する所定の閾
値を該環境検知手段からの出力に依存させることを特徴
とする請求項１ないし４の何れか１つに記載の画像形成
装置。
【請求項６】連続作像時の画像比率算出値に対して、
吐き出しバイアスを帯電部材に印加する機会と時間の少
なくとも１つを決定する所定の閾値を通算作像枚数、ま
たは通算トナー消費量の少なくとも１つに依存させるこ
とを特徴とする請求項１ないし５の何れか１つに記載の
画像形成装置。
【請求項７】吐き出しバイアスのＡＣ成分の振幅は、
作像時の帯電印加バイアスのＡＣ成分の振幅よりも小さ
いことを特徴とする請求項１ないし６の何れか１つに記
載の画像形成装置。
【請求項８】像担持体が電子写真感光体であることを
特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の画像形成
装置。
【請求項９】像担持体が電荷注入帯電性であることを
特徴とする請求項１ないし８の何れか１つに記載の画像
形成装置。
【請求項１０】像担持体が絶縁性のバインダー中に導
電性微粒子を分散させた電荷注入層を有する電子写真感
光体であることを特徴とする請求項１ないし９の何れか
１つに記載の画像形成装置。
【請求項１１】像担持体の帯電処理面に静電潜像を形
成する画像情報書き込み装置が露光装置であることを特
徴とする請求項１ないし１０の何れか１つに記載の画像
形成装置。