JP2001142282A

JP2001142282A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001142282A
Application number: JP32269599A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Akafuji; 昌彦赤藤; Satohiko Baba; 聡彦馬場; Nobutaka Takeuchi; 信貴竹内; Hiroshi Yasutomi; 啓安富; Hirokatsu Suzuki; 宏克鈴木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2001-05-25
Anticipated expiration: 2019-11-12
Also published as: JP4112135B2

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気ブラシ帯電器を用いた画像形成装置にお
いて、オゾン等の発生がなく、しかも長期に亘って安定
して高画質の画像が得られるようにする。【解決手段】磁気ブラシ帯電器２のスリーブ２１上の
消耗した磁性粒子２３を、そのスリーブ２１とそれに近
接する磁性粒子回収部材２４との間の電位差により、磁
性粒子回収部材２４側に移動させ、それを回収磁性粒子
保管部２６で回収する。また、シャッタ２８を開いて、
磁性粒子収納部２７に充填している新しい磁性粒子２
３′を自重により落下させてスリーブ２１に補充する。
それにより、消耗した磁性粒子２３が新しい磁性粒子２
３′に交換されるので、磁気ブラシ帯電器２の寿命が延
びる。磁性粒子回収部材２４が回収する磁性粒子２３の
量と、磁性粒子収納部２７が補充する新しい磁性粒子２
３′の量は同じ量にするとよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、磁性粒子を磁石
の磁力により担持した帯電部材を使用して像担持体を注
入帯電する磁気ブラシ帯電器を備えた電子写真方式の画
像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置である複写
機，プリンタ，ファクシミリ等では、像担持体の表面に
静電潜像を形成するのに先立って、その像担持体をいろ
いろな方法で均一に帯電させている。その帯電方法で主
流となっているのは、コロナ放電を利用したものであ
る。しかしながら、このコロナ放電によるものは放電時
に多量のオゾンが発生すると共に、４〜１０ｋＶ程度の
高圧電源を必要とするという欠点があった。

【０００３】そこで、近年ではコロナ放電による帯電器
に代わる帯電装置として、帯電部材を感光体等の像担持
体の表面に接触させた状態で帯電を行う接触帯電式の帯
電装置が実用化されてきている。この接触帯電装置は、
導電性の部材でローラ状やブラシ状や、弾性ブレード状
にそれぞれ形成した帯電部材を像担持体の表面に接触さ
せ、その状態で帯電部材に電圧を印加することにより像
担持体を帯電させるものであり、低オゾン化と低電力化
が図れる（例えば特開昭５６−１４４４５３号公報，特
開平１−９３７６２号公報等参照）。

【０００４】その接触帯電装置における帯電部材として
は、特に導電性ローラ（帯電ローラ）を用いるローラ帯
電方式が、帯電の安定性という点から適している。その
ローラ帯電方式では、帯電部材を構成する導電性の弾性
ローラ部分を像担持体の表面に加圧当接させ、その状態
で帯電部材に電圧を印加することにより像担持体を帯電
する。

【０００５】ところで、帯電装置により帯電された帯電
面に静電潜像が形成される像担持体としては、暗所で静
電潜像（潜像電荷）を保持するために、一般にその表面
の体積抵抗率が、暗中にて１０^１２Ω・cm以上の比較的
高い抵抗率を有するものが用いられる。

【０００６】従来の接触帯電装置を用いた画像形成装置
でも、上述したような高抵抗の像担持体を用いることを
前提としており、現在の技術解明状態では帯電装置の導
電性部材と像担持体との微小ギャップの間で行われる放
電現象によって、かかる高抵抗の像担持体が均一帯電さ
れるものとされている。

【０００７】その根拠とするところは、像担持体と導電
性部材との間でオゾンが発生することであり、図７に示
すように帯電開始電圧Ｅが存在することである。その図
７に示した線図は、ローラ状やブラシ状に導電性部材で
形成した帯電部材に印加する電圧をゼロから漸次上げて
いった場合に、像担持体の帯電電位がどのように変化す
るかを示したものであり、ゼロからＥまでの間の電圧で
は像担持体がほとんど帯電されることがなく、印加電圧
がＥになると帯電電位が立ち上がるようになる。

【０００８】また、ローラ帯電方式に限らず接触式の帯
電装置において、抵抗値の低い帯電部材を使用した場合
には、ドラム上にキズやピンホールがあると帯電部材か
ら過大なリーク電流が流れ込み、周辺の帯電不良やピン
ホールの拡大，帯電部材の通電破壊が生じたりする。

【０００９】それを防止するためには、帯電部材の抵抗
値を１×１０^４Ω 程度以上にする必要があるが、１×
１０^７Ω 以上にすると抵抗値が高過ぎて、今度は帯電
に必要な電流を流すことができなくなる。したがって、
接触帯電部材の抵抗値は１×１０^４〜１×１０^７Ωの範
囲でなければならない。つまり、電子写真に必要とされ
る像担持体表面電位Ｖｄを得るためには、帯電ローラに
はＶｄ＋Ｅ以上のＤＣ電圧が必要となる。

【００１０】このようにして、ＤＣ電圧のみを接触帯電
部材に印加して帯電を行う方法をＤＣ帯電と称する。し
かし、このＤＣ帯電においては環境変動等によって接触
帯電部材の抵抗値が変動したり、像担持体が削れること
によって膜厚が変化すると帯電電位が立ち上がる電圧Ｅ
（図７参照）が変動したりするため、像担持体の電位を
所望の値にするのが難しかった。このように、上述した
いずれの帯電方法であっても、オゾンは少量ながら発生
すると共に、帯電開始電圧（Ｅ）の分のロスもあって帯
電ムラが生じやすいということがあった。

【００１１】そこで、このような帯電ムラを防止して帯
電の均一化を図るため、所望のＶdに相当するＤＣ電圧
に、２×Ｅ以上のピーク間電圧を持つＡＣ成分を重畳し
た電圧を接触帯電部材に印加するＡＣ帯電方式が提案さ
れている（例えば特開昭６３−１４９６６９号公報参
照）。

【００１２】このＡＣ帯電方式は、ＡＣによる電位のな
らし効果を目的としたものであり、被帯電体（像担持
体）の電位はＡＣ電位のピークの中央であるＶｄに収束
し、環境変動の如き外乱には影響されることがない。し
かしながら、このようなＡＣ成分重畳の帯電方式による
接触帯電装置であってもオゾンは発生する。

【００１３】オゾンが発生すると、従来より知られてい
るように、窒素酸化物（以下ＮＯｘと称する）などの放
電生成物が生成されるため、それが画像形成に悪影響を
与えるようになる。すなわち、帯電動作を開始させるこ
とにより放電が発生し、それによりＮＯｘが形成される
と、そのＮＯｘが空気中の水分と反応して硝酸が生成さ
れると共に、金属と反応して金属硝酸塩が生成される。

【００１４】その硝酸または硝酸塩が薄い膜になって像
担持体の表面に形成されると、高湿環境下では画像が流
れたような異常画像になる。これは硝酸や硝酸塩が吸湿
することで低抵抗となり、像担持体の表面の静電潜像が
壊れてしまうためである。

【００１５】そこで、このようなオゾンを発生させない
帯電方式として、像担持体へ電荷を直接注入する帯電方
式が、特開平６−３９２１号公報及び欧州特許出願公開
Ｎｏ.０６１５１７７号等に提案されている。この帯電
方式は、帯電ローラ，帯電ブラシ，帯電磁気ブラシ等の
接触式の帯電部材に電圧を印加し、表面に注入層を設け
た像担持体上のフロート電極に電荷を注入して接触注入
帯電を行う方法である。

【００１６】具体的には、特開平６−３９２１号公報に
は、電荷注入層として導電フィラーであるアンチモンド
ープで導電化したＳｎＯ_２粒子をアクリル樹脂に分散
したものを像担持体表面に塗工して用いることが可能で
あるとの記述がある。また、帯電装置に使用する帯電磁
気ブラシは、導電性磁性粒子をマグネットロールで磁気
拘束してブラシ状に形成した帯電部材であり、そのブラ
シ部分を像担持体に当接させた状態で帯電を行うもので
ある。このような帯電方式では、放電現象を用いないた
め、帯電に必要とされる電圧は所望する像担持体表面電
位分のみのＤＣ電圧であり、オゾンの発生もない。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに磁性粒子によるブラシ部分を像担持体に当接させた
状態で帯電を行う磁気ブラシ帯電器においては、磁性粒
子をコートしている膜が削れたり、転写残トナーが磁気
ブラシ帯電器のブラシ状に穂立ちした磁性粒子によって
回収された際に、トナーが磁性粒子の表面に付着して取
れなくなって、いわゆるスペントなどにより劣化してし
まうということがあった。

【００１８】このように磁性粒子が劣化してしまうと抵
抗が変化するため、像担持体への電荷注入帯電ができな
くなって像担持体の表面電位が下がってしまう。また、
磁性粒子の帯電特性が変化して、その磁性粒子が帯電し
てしまうため、像担持体に磁性粒子が付着してしまうよ
うにもなる。

【００１９】その磁性粒子が帯電時に像担持体に付着し
てしまったときには、像露光及び現像等の工程でトナー
画像にむらが生じて画質に荒れが生じたり、像担持体を
損傷させてしまったりするため、画像形成装置としての
機能を損なってしまうようになる。特に、近年では画像
形成装置の長寿命化が必須の課題となっているため、こ
のような寿命を短くしてしまう磁性粒子の劣化による帯
電不良や像担持体への付着の問題は、重要な課題であ
る。

【００２０】この発明は、上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、磁気ブラシ帯電器を用いた画像形成装置
において、オゾン等の有害ガスの発生を伴なうことなく
像担持体を所望の電位に帯電することができ、長期に亘
って常に安定して高画質の画像が得られるようにするこ
とを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、内側に設けた磁石の磁力により表面に磁
性粒子を担持する帯電部材を有する磁気ブラシ帯電器
と、その帯電器の帯電部材に電圧が印加されることによ
り注入帯電される像担持体と、その像担持体上に形成さ
れた潜像を現像してトナー像とする現像装置と、その像
担持体上に形成されたトナー像を転写材に転写する転写
部材と、帯電部材が担持している磁性粒子を回収する磁
性粒子回収手段と、新しい磁性粒子を帯電部材に補充す
る磁性粒子補充手段とを設けて画像形成装置を構成す
る。

【００２２】上記像担持体を、少なくとも導電性支持体
上に感光層を有し、その感光層上に表面保護層を有する
積層構成の電子写真用感光体とし、その表面保護層は水
素を含有するダイヤモンド状カーボン若しくは非晶質カ
ーボン構造にするとよい。

【００２３】また、上記いずれかの画像形成装置におい
て、磁性粒子回収手段は、帯電部材の近傍に配設した磁
性粒子回収部材と、その回収部材が回収した磁性粒子を
保管する回収磁性粒子保管部とを有し、磁性粒子回収部
材に電圧を印加する電圧印加手段を設けるとよい。さら
に、磁性粒子回収部材は、帯電部材の表面に穂立ち状態
に磁気拘束された磁性粒子の担持量を規制する規制部材
としての役割も兼ねるようにするとよい。

【００２４】また、上記回収磁性粒子保管部及び磁性粒
子収納部は、それぞれ磁気ブラシ帯電器に対して取り外
し可能に設けるとよい。さらに、上記いずれかの画像形
成装置において、磁性粒子補充手段は、帯電部材の近傍
に配設した磁性粒子収納部を有し、その収納部内に新し
い磁性粒子を保管しているようにするとよい。

【００２５】また、上記磁性粒子回収手段が回収する磁
性粒子の量と、磁性粒子補充手段が帯電部材に対して補
充する新しい磁性粒子の量とを同じ量にするとよい。さ
らに、現像装置は、像担持体上に形成された潜像を現像
してトナー像にすると同時にその像担持体上にトナー像
の転写材への転写後に残留した転写残トナーを回収して
クリーニングも行うようにするとよい。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１はこの発明による画像形成
装置の作像部付近を示す概略構成図、図２は同じくその
画像形成装置に設けられている像担持体である感光体ド
ラムを模式的に示す模式図、図３は同じくその画像形成
装置に設けられている磁気ブラシ帯電器を感光体ドラム
の一部と共に示す概略構成図である。

【００２７】この画像形成装置は、図１に作像部付近を
示すように、矢示Ａ方向に回転可能な像担持体である感
光体ドラム１の回りに、磁気ブラシ帯電器２と、露光装
置３と、現像装置４と、転写ローラ５と、除電ランプ６
等をそれぞれ配設している。

【００２８】感光体ドラム１は、例えば直径が３０ｍｍ
で、長さが３４０ｍｍに形成された電荷注入帯電性・負
極性・回転ドラム型の電子写真ＯＰＣ感光体であり、そ
れが矢示Ａ方向に１２５ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピー
ド（周速度）で回転駆動されるようになっており、磁気
ブラシ帯電器２の帯電部材であるスリーブ２１に電源１
０により電圧が印加されることにより注入帯電される。

【００２９】磁気ブラシ帯電器２は、上述したスリーブ
２１を備えており、そのスリーブ２１の内側には磁石で
あるマグネットロール２２を設けている。そして、その
マグネットロール２２の磁力によりスリーブ表面に磁性
粒子２３を担持する。

【００３０】露光装置３は、感光体ドラム１の帯電処理
された周面に対し目的とする画像情報に対応する露光Ｌ
ａ、すなわちレーザビーム走査露光、あるいは原稿画像
のスリット露光等を行うことにより、感光体ドラム１の
周面に露光画像情報に対応した静電潜像を形成する。

【００３１】現像装置４は、感光体ドラム１上に形成さ
れた静電潜像を現像してトナー像とする。転写部材であ
る転写ローラ５は、感光体ドラム１上に形成されたトナ
ー像を転写材Ｐに転写する。なお、感光体ドラム１，磁
気ブラシ帯電器２，現像装置４については、その詳しい
説明を後述する。

【００３２】この画像形成装置は、作像動作を開始させ
ると感光体ドラム１が矢示Ａ方向に回転し、その周面が
磁気ブラシ帯電器２により一様に帯電される。そして、
その帯電面に、所定のタイミングで露光装置３から照射
される露光Ｌａにより書き込みが行われ、そこに静電潜
像が形成される。その静電潜像は、感光体ドラム１が矢
示Ａ方向に回転することにより現像装置４の位置まで移
動されると、そこでスリーブ状の現像剤担持体４１によ
りトナーが付着されてトナー像（顕像）となる。

【００３３】一方、図示しない給紙装置から転写材Ｐが
給紙され、それがレジストローラ対８で一旦停止され
て、その転写材Ｐの先端と感光体ドラム１上の画像の先
端とが一致する正確なタイミングで、感光体ドラム１と
転写ローラ５との間の接触ニップ部へ搬送され、そこで
感光体ドラム１と転写ローラ５とにより挾持されて、図
１で左方へ搬送されていく。その際、感光体ドラム１上
のトナー像が転写材Ｐに転写される。

【００３４】その転写材Ｐは、感光体ドラム１から分離
されて定着装置９へ搬送され、そこでトナー像が定着さ
れ、その後は装置本体の外部に設けられている排紙トレ
イ等に排出されるが、裏面にも画像を形成する両面画像
形成モードが選択されているときには、図示しない再給
紙手段により再び作像部に向けて再給紙される。そし
て、その後は、上記の作像工程が繰り返される。

【００３５】次に、感光体ドラム１について詳しく説明
する。感光体ドラム１は、一例を図２に直線的な形状と
して模式的に示すように機能分離型の感光感光体であ
り、導電性支持体である導電性基体１ａの上に複数の各
層が積層された構成になっている。すなわち、導電性基
体１ａの上に下引き層１ｅを介して電荷発生層１ｂが、
その上に電荷輸送層１ｃが、さらにその上に電荷注入層
を有する表面保護層１ｄがそれぞれ積層されている。

【００３６】そして、この例では、導電性基体１ａと電
荷発生層１ｂとの間に接着性の向上及びモアレのなどの
防止を目的とする下引き層１ｅを設けているが、この下
引き層１ｅを設けずに感光体ドラムを構成するようにし
てもよい。また、感光体ドラム１は、電荷発生層１ｂと
電荷輸送層１ｃとで感光層を構成している。なお、その
感光層は、単層型であっても積層型であってもよい。

【００３７】感光体ドラム１は、上述したように導電性
基体１ａの上に複数の各層を積層した構成になっている
が、その導電性基体１ａとしては、導電体を使用する
か、あるいは導電処理をした絶縁体を使用する。例え
ば、アルミニウム（Ａｌ），鉄（Ｆｅ），銅（Ｃｕ），
金（Ａｕ）などの金属や、それらの合金を使用する。

【００３８】あるいは、ポリエステル，ポリカーボネー
ト，ポリイミド，ガラス等の絶縁性基体上にアルミニウ
ム（Ａｌ），銀（Ａｇ），金（Ａｕ）等の金属あるいは
Ｉｎ _２Ｏ_３，酸化スズ(ＳｎＯ_２）等の導電材料の薄膜
を形成したものや、導電処理をした紙等も使用すること
ができる。なお、導電性基体１ａの形状は、特に制約は
ない。したがって、ドラム状の他に、板状やベルト状の
ものを使用するようにしてもよい。

【００３９】次に、積層型感光層について説明する。電
荷発生層１ｂは、電荷発生物質を主成分とする層であ
り、必要に応じてバインダー樹脂を用いることもある。
その電荷発生物質としては、無機系材料と有機系材料を
用いることができる。電荷発生層を形成する方法には、
例えば真空薄膜作製法と溶液分散系からのキャスティン
グ法とが挙げられる。

【００４０】前者の真空薄膜作製法には、真空蒸着法，
グロー放電重合法，イオンプレーティング法，スパッタ
リング法，反応性スパッタリング法，ＣＶＤ法等が用い
られ、そのいずれの方法を用いても、上述した無機系材
料や有機系材料を良好に形成することができる。

【００４１】また、後述のキャスティング法により電荷
発生層を形成するには、上述した無機系もしくは有機系
電荷発生物質を必要ならばバインダー樹脂と共に、テト
ラヒドロフラン，シクロヘキサノン，ジオキサン，ジク
ロロエタン，ブタノン等の溶媒を用いてボールミル，ア
トライタ，サンドミル等により分散し、その分散液を適
度に希釈して塗布することにより形成することができ
る。このようにして形成する電荷発生層１ｂの膜厚は、
０.０１〜５μｍ程度が適当であり、好ましくは０.０
５〜２μｍである。

【００４２】電荷輸送層１ｃは、帯電電荷を保持させ、
かつ露光により電荷発生層１ｂで発生分離した電荷を移
動させて保持していた帯電電荷と結合させることを目的
とする層である。したがって、帯電電荷を保持させる目
的があることから、電気抵抗が高いことが要求される。
また、この電荷輸送層１ｃは、保持していた帯電電荷で
高い表面電位を得るため、誘電率が小さく、且つ電荷移
動性がよいことが要求される。

【００４３】電荷輸送層１ｃは、これらの要件を満足さ
せるため、電荷輸送物質、及び必要に応じて用いられる
バインダー樹脂より構成される。すなわち、電荷輸送物
質及びバインダー樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散
し、それを形成しようとする場所に塗布して乾燥させる
ことにより形成する。また、必要に応じて上述した電荷
輸送物質やバインダー樹脂以外に、可塑剤，酸化防止
剤，レベリング剤等を適量添加したりする。

【００４４】電荷輸送物質としては、正孔輸送物質と電
子輸送物質とがある。電荷輸送層の膜厚は５〜１００μ
ｍ程度が適当である。また、その電荷輸送層の中に、ゴ
ム，プラスチック，油脂類などに用いられる他の酸化防
止剤や可塑剤を添加していてもかまわない。あるいは、
その電荷輸送層の中に、レベリング剤を添加するように
してもよい。

【００４５】そのレベリング剤としては、ジメチルシリ
コーンオイル，メチルフェニルシリコーンオイル等のシ
リコーンオイル類や、測鎖にパーフルオロアルキル基を
有するポリマーあるいはオリゴマーが使用され、その使
用量はバインダー樹脂１００重量部に対して０〜１重量
部が適当である。

【００４６】次に、感光層が単層構成の場合について述
べる。感光体ドラム１の感光層をキャスティング法で単
層感光層に形成する場合には、電荷発生物質と低分子な
らびに高分子電荷輸送物質を適当な溶剤に溶解ないし分
散し、これを塗布、乾燥することにより形成する。その
電荷発生物質ならびに電荷輸送物質としては、積層型の
感光層の説明の際に前述した各材料を用いることができ
る。

【００４７】また、必要に応じて可塑剤を添加するよう
にしてもよい。さらに、必要に応じて用いることのでき
るバインダー樹脂としては、先に電荷輸送層の説明の際
に挙げたバインダー樹脂をそのまま用いる他に、電荷発
生層の説明の際に挙げたバインダー樹脂を混合して用い
るようにしてもよい。なお、単層感光体の膜厚は、５〜
１００μｍ程度が適当である。そして、このようにして
形成した感光層の上に、表面保護層１ｄを更に形成す
る。

【００４８】その表面保護層１ｄは、例えば次のような
材料で形成する。すなわち、表面保護層１ｄは、複写機
の場合には複写枚数５０万枚程度の使用に耐え得る耐摩
耗性及び機械的強度を併せ持つように、樹脂の中に抵抗
制御剤を分散し塗布したもので形成する。あるいは、ａ
−Ｃ、ａ−Ｓｉ：Ｎなど気相製膜法で形成してもよい。

【００４９】次に、樹脂中に抵抗制御剤を分散させて表
面保護層１ｄを形成する場合について説明する。表面保
護層１ｄのバインダー樹脂としては、可視光に対して実
質上透明であって、電圧絶縁性，強度，接着性に優れた
ものが望ましい。

【００５０】具体的には、例えばポリスチレン，ＭＭ
Ａ，ｎ−ＢＭＡ，ポリアミド、ポリエスタル，ポリウレ
タン，ポリカーボネート，ポリビニルホルマール，シリ
コーン樹脂，ポリビニルアセタール，ポリビニルブチラ
ール，エチルセルロース，メラミン樹脂及びそれらの共
重合体や混合物等を用いる。

【００５１】また、それらの樹脂の中に分散させる抵抗
制御剤としては、例えば脂肪酸塩類，高級アルコール
類，硫酸エステル類，脂肪酸アミン類，第４級アンモニ
ウム塩類，アルキルピリジウム塩類，ポリオキシエチレ
ンアルキルエーテル類，ポリオキシエチレンアルキルエ
ステル類，ソルビタンアルキルエステル類，イミダゾリ
ン誘導体等のアニオン系，カチオン系，又はノニオン系
有機電解質が挙げられる。

【００５２】あるいは、金（Ａu），銀（Ａg），銅（Ｃ
u），ニッケル（Ｎi），アルミニウム（Ａl）等の金属
や，ＺnＯ，ＴiＯ_２，ＳnＯ_２，Ｉn_２Ｏ_３，Ｓb_２Ｏ
_３含有ＳnＯ_２，Ｉn_２Ｏ_３含有ＳnＯ_２等の金属酸
化物、さらにはＭgＦ_２，ＣaＦ _２，ＢiＦ_２，ＡlＦ_２，
ＳnＦ_２，ＳnＦ_４，ＴiＦ_４等の金属フッ化物も挙げら
れる。

【００５３】さらにまた、その抵抗制御剤としては、テ
トラインプロピルチタネート，テトラノルマルブチルチ
タネート，チタンアセチルアセトネート，チタンラクテ
ートエチルエステル等の有機チタン化合物及びそれらの
混合物等も挙げられる。なお、表面保護層１ｄの中に
は、接着性や平滑性等を向上させる目的で種々添加剤を
加えるようにしてもよい。

【００５４】一方、気相製膜法で表面保護層１ｄを形成
する場合には、膜を炭素や珪素を主成分とする気相製膜
法で高硬度の膜を作製する。その膜は、炭素、珪素を含
有するガスやターゲットを用いて、プラズマＣＶＤ法，
グロー放電分解法，光ＣＶＤ法，スパッタリング法等に
より製膜する。

【００５５】なお、その膜には、抵抗や光透過率の制御
を目的として、炭素，珪素以外のドーピング元素を添加
していてもよい。特に、その製膜法は限定されるもので
はないが、表面層として良好な特性を有する膜を形成す
る方法として、プラズマＣＶＤ法でありながらスパッタ
効果を伴わせつつ製膜させる方法（特開昭５８−４９６
０９号公報に記載有り）等が知られている。そのプラズ
マＣＶＤ法を利用した表面層の製膜法では、支持体を特
に加熱する必要がなく、約１５０℃以下の低温で被膜を
形成できるため、耐熱性の低い有機系感光層上に表面層
を形成する際にも、何ら支障がないというメリットがあ
る。

【００５６】なお、表面保護層１ｄの膜厚は１０μｍ以
下が好ましく、樹脂に抵抗制御剤を添加したものは強度
の点から２〜６μｍがより好ましい。また、ａ−ｃ、ａ
−Ｓｉ；Ｎ等の膜強度の高いものは、膜厚を０．５〜２
μｍにすることが好ましい。また、表面保護層１ｄの体
積抵抗率は、前述したように１０^１１Ω・cm以下に設定
するが、その抵抗率が低すぎると、感光体ドラム１に形
成される静電潜像が乱される恐れがあるので、この点に
ついて注意する必要がある。

【００５７】また、この実施の形態では表面保護層１ｄ
を、水素を含有するダイヤモンド状カーボン若しくは非
晶質カーボン構造を有するものにする。そして、その表
面保護層１ｄは、好ましくはＳＰ３軌道を有するダイア
モンドと類似のＣ−Ｃ結合を有する方が望ましい。な
お、この表面保護層１ｄは、ＳＰ２軌道を有するグラフ
ァイトと類似の構造を持つ膜でも構わないし、更に非晶
質性のものであってもよい。

【００５８】その表面保護層１ｄの添加物元素は、窒
素，フッ素，硼素，リン，塩素，臭素及び沃素が含有さ
れていることが望ましい。また。その表面保護層１ｄの
体積抵抗率は、１０^９〜１０^１２Ω・ｃｍであること
が望ましい。その表面保護層１ｄの膜厚は、０.５〜５
μｍであることが望ましい。また、その表面保護層１
ｄは、ヌープ硬度が４００ｋｇ／ｍｍ^２以上であるこ
とが望ましく、光透過率も露光される光の波長に対し
て、５０％以上であることが望ましい。

【００５９】この表面保護層１ｄを作製するときには、
炭化水素ガス（メタン，エタン，エチレン，アセチレン
等）を主材料として、Ｈ_２，アルゴン（Ａｒ）等のキャ
リアガスを用いる。更に、添加物元素を供給するガスと
しては、減圧下で気化できるもの、加熱することにより
気化できるガスを使用する。

【００６０】例えば、窒素を供給するガスとしてＮＨ_３
，Ｎ_２等を用い、フッ素を供給するガスとしてＣ_２Ｆ
_６，ＣＨ_３Ｆ等を用い、硼素を供給するガスとしては
Ｂ_２Ｈ_６等を用い、リンを供給するガスとしてはＰＨ_３
等を用い、塩素を供給するガスとしてはＣＨ_３Ｃｌ，
ＣＨ_２Ｃｌ_２，ＣＨＣｌ_３，ＣＣｌ_４等を用い、臭素を
供給するガスとしてはＣＨ_３Ｂｒ等を用い、沃素を供給
するガスとしては、ＣＨ_３Ｉ等を用いることができる。

【００６１】また、添加物元素を複数供給するガスとし
ては、ＮＦ_３，ＢＣｌ_３，ＢＢｒ，ＢＦ_３，ＰＦ_３，Ｐ
Ｃｌ_３等を用いる。上記のようなガスを用い、プラズ
マＣＶＤ法、グロー放電分解法、光ＣＶＤ法などやグラ
ファイト等をターゲットとしたスパッタリング法等によ
り表面保護層１ｄを形成する。特にその製膜法は限定さ
れるものではないが、表面保護層１ｄとして良好な特性
を有する炭素を主成分とする膜を形成する方法として、
プラズマＣＶＤ法でありながらスパッタ効果を伴わせつ
つ製膜させる方法（特開昭５８−４９６０９号公報参
照）等が知られている。

【００６２】プラズマＣＶＤ法を利用した炭素を主成分
とする表面層の製膜法では、支持体を特に加熱する必要
がなく、約１５０℃以下の低温で被膜を形成できるた
め、耐熱性の低い有機系感光層上に保護層を形成する際
にも、何ら支障がないというメリットがある。

【００６３】このように、感光体ドラム１の最表層に
は、電荷注入層の機能を持った水素を含有するダイヤモ
ンド状カーボン若しくは非晶質カーボン構造を有する表
面保護層１ｄを設ける。その電荷注入層は、いわゆるコ
ンデンサの電極的役割を果たすものであり、その電極に
対して、図１で説明した磁気ブラシ帯電器２の導電性の
接触帯電部材であるスリーブ２１を磁性粒子２３を介し
て当接させ、そこに電圧を印加すると、感光体ドラム１
の表面を電荷注入帯電することができる。

【００６４】したがって、このような電荷注入層を設け
ていない場合には、感光体ドラムの表面には電極となり
うるものがないので、十分な電荷注入ができない。とこ
ろが、この感光体ドラム１のように、電荷注入層を感光
層の表面に設けることにより、その電荷注入層の下側に
位置する感光層面に均一なチャージシートを形成するこ
とができる。

【００６５】なお、電荷注入層は、磁気ブラシ帯電器２
により印加された電荷を速やかに感光層の表層に移動さ
せ、均一なチャージシートを形成する特性が要求され
る。その均一なチャージシートを形成させるためには、
電荷注入層及び接触式の磁気ブラシ帯電器２の双方が均
一な接触性を有すると共に、それらのニップ、接触抵抗
及び各部材の体積固有抵抗等が適正なものである必要が
ある。

【００６６】次に、磁気ブラシ帯電器２について、図３
を参照して詳しく説明する。磁気ブラシ帯電器２は、ア
ルミニウム，真鍮，ステンレス，導電性樹脂等の非磁性
体を円筒状に形成したスリーブ２１と、そのスリーブ２
１に内包したマグネットロール２２と、スリーブ２１上
に磁気拘束された磁性粒子２３と、電源１０とを備えて
いる。さらに、この磁気ブラシ帯電器２は、スリーブ２
１がマグネットロール２２の磁力により表面に担持して
いる磁性粒子２３を回収する磁性粒子回収手段と、新し
い磁性粒子２３′をスリーブ２１に補充する磁性粒子補
充手段も備えている。

【００６７】その磁性粒子回収手段としては、この実施
の形態ではスリーブ２１の近傍に回転可能に配設した磁
性粒子回収部材２４と、その磁性粒子回収部材２４が回
収した磁性粒子２３を保管する回収磁性粒子保管部２６
と、磁性粒子回収部材２４に電圧を印加する電圧印加手
段である電源１１とが機能する。

【００６８】なお、磁性粒子回収部材２４は、スリーブ
２１の表面に穂立ち状態に磁気拘束された磁性粒子２３
の担持量（スリーブ２１の周面からの高さ）を規制する
規制部材としての役割も兼ねている。また、磁性粒子補
充手段としては、スリーブ２１の上部近傍に配設した新
しい磁性粒子２３′を保管するための磁性粒子収納部２
７と、その磁性粒子収納部２７のＶ字状に傾斜した下部
に設けたシャッタ２８とが機能する。

【００６９】この磁気ブラシ帯電器２の磁気ブラシの磁
力の強さは、スリーブ２１の表面において４００〜１５
００ガウス、好ましくは６００〜１３００ガウスにする
とよい。また、この磁気ブラシ帯電器２に用いるマグネ
ットロール２２の磁極は、２極以上であることが好まし
い。

【００７０】この磁気ブラシ帯電器２のマグネットロー
ル２２の磁極の位置は、好ましくは磁気ブラシ帯電器２
の中心（スリーブ２１の中心）と感光体ドラム１の中心
（ドラム中心）を結ぶ位置から、磁気ブラシ帯電器２の
中心から感光体ドラム１の回転方向に２０°までの範囲
にする。

【００７１】そして、そのマグネットロール２２の磁極
の位置は、より好ましくは磁気ブラシ帯電器２の中心
（スリーブ２１の中心）と感光体ドラム１の中心（ドラ
ム中心）を結ぶ位置から、磁気ブラシ帯電器２の中心か
ら感光体ドラムの回転方向の１０°までの範囲に磁極の
ピークが向くように設定するのがよい。

【００７２】この磁気ブラシ帯電器２は、スリーブ２１
の表面と感光体ドラム１の表面との距離が０.６ｍｍに
なるよう、スリーブ２１の長手方向の端部を面板部材
（非図示）によって支持し、マグネットロール２２を固
定したままスリーブ２１を感光体ドラム１と同方向（図
３において矢示Ｂ方向）に回転するようにしている。そ
して、帯電時にはスリーブ２１に、電源１０から所望の
電圧を印加することで電荷注入層として機能する表面保
護層１ｄ（図２）に電荷を注入し、感光体ドラム１の表
面を最終的に磁気ブラシと同電位に帯電（充電）する。

【００７３】磁性粒子２３は、フェライト，マグネタイ
トの如き導電性金属の単一、あるいは混晶の種々の材料
が使用可能である。そして、一度焼結した帯電キャリア
を還元又は酸化処理し、後述する抵抗値に調節したもの
である。磁性粒子２３は、導電性及び磁性を有する微粒
子をバインダーポリマーと混練し、粒状に成型すること
によって得られた導電性及び磁性を有する微粒子がバイ
ンダーポリマー中に分散された粒子や、上記の導電性磁
性粒子を更に樹脂でコートする構成にしてもよい。その
ときは、コートした樹脂層の抵抗をカーボンの如き導電
剤の含有量を調整することで、磁性粒子２３の全体の抵
抗調整を行う。

【００７４】この磁気ブラシ帯電器２では、磁性粒子２
３の平均粒径は１〜１００μｍ（好ましくは５〜５０μ
ｍ）のものが使用可能であり、その粒径のものは帯電性
と粒子の保持の両立という点て優れている。なお、上記
磁性粒子２３の平均粒径は、光学顕微鏡または走査型電
子顕微鏡により磁性粒子をランダムに１００個以上抽出
し、その水平方向最大弦長をもって体積粒度分布を算出
し、その５０(％)平均粒径をもって決定した。また、そ
の磁性粒子２３の体積抵抗値は、１０^１０Ωｃｍ以下の
ものを使用するが、好ましくは、１０^６〜１０^９Ωｃｍ
のものを使用するとよい。

【００７５】すなわち、磁性粒子２３の体積抵抗値が１
０^１０Ωｃｍを超えると、帯電に必要な電流を流すこと
ができなくなるため、帯電不良が生じて画質が劣化す
る。また、この実施の形態では、磁性粒子２３の体積抵
抗値は、底面積２２８ｍｍ ^２の筒状の容器に磁性粒子
２３を２ｇ充填して加圧し、上下から１００Ｖの電圧を
印加して、この系に流れる電流から算出して正規化した
もので定義した。なお、磁気ブラシの構成は、スリーブ
２１を用いずに、直接マグネットロール２２に磁性粒子
２３を担持させて帯電を行うようにすることも可能であ
る。

【００７６】磁性粒子２３の磁気特性は飽和磁化が、好
ましくは３０（Ａｍ^２／ｋｇ）以上、より好ましくは４
０〜３００（Ａｍ^２／ｋｇ）が適し、保持力と残留磁化
については特に制限するものではない。磁化測定は、振
動磁力計ＶＳＭ−３Ｓ−１５(東英工業製)により、５Ｋ
エルステッド下において行ない、その磁化量を飽和磁化
とした。

【００７７】次に、現像装置４について詳しく説明す
る。図１に示したように、現像装置４にはスリーブ状の
現像剤担持体４１が、感光体ドラム１に近接して設けら
れており、その現像剤担持体４１と感光体ドラム１との
対向部分に現像領域が形成されるようになっている。そ
の現像剤担持体４１は、アルミニウム，真鍮，ステンレ
ス，導電性樹脂などの非磁性体を円筒状に形成したもの
であり、図示を省略している回転駆動機構により矢印Ｃ
方向に回転されるようになっている。

【００７８】なお、この実施の形態では、現像剤担持体
４１の外径は１６ｍｍであり、その線速度は３１２.５
ｍｍ／ｓｅｃであり、感光体ドラム１のドラム径は前
述したように３０ｍｍで、その線速度は１２５ｍｍ／ｓ
ｅｃに設定している。

【００７９】したがって、現像剤担持体４１の線速度の
感光体ドラム１の線速度に対する線速度比は２.５にな
っている。また感光体ドラム１と現像剤担持体４１との
間隔である現像ギャップは、０.６ｍｍに設定してい
る。なお、この現像ギャップは、現像剤粒径の３０倍以
下に設定するとよい。それより現像ギャップを広くする
と、画像濃度が出ない画像となる。また、上述したスリ
ーブ線速比は、１.１以上であれば画像濃度が十分に得
られる。

【００８０】現像剤担持体４１内には、図４に明示する
ように、その現像剤担持体４１の周面に現像剤を穂立ち
させるように磁界を形成する磁石ローラ体４３が固定状
態で設けられており、現像剤を構成するキャリアは、そ
の磁石ローラ体４３から発せられる磁力線に沿うように
して現像剤担持体４１上にチェーン状に穂立ちされると
共に、このチェーン状に穂立ちされたキャリアに対して
帯電トナーが付着されて磁気ブラシが構成される。

【００８１】その磁気ブラシは、現像剤担持体４１の矢
示Ｃ方向への回転移送に伴って同方向に移送される。磁
石ローラ体４３は、複数の磁極を備えている。すなわ
ち、現像領域部分に現像剤を穂立ちさせる現像主磁極Ｐ
１と、現像剤担持体４１上に現像剤を汲み上げるための
磁極Ｐ５と、現像剤担持体４１上に現像剤を汲み上げら
れた現像剤を現像領域まで搬送させる磁極Ｐ６と、現像
後の領域で現像剤を搬送させる磁極Ｐ２及びＰ３を備え
ている。

【００８２】これら各磁極Ｐ１，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ２及び
Ｐ３は、現像剤担持体４１の半径方向に向けてそれぞれ
配置されている。この磁石ローラ体４３は、６極の磁石
によって構成されているが、現像剤の汲み上げ性や黒ベ
タ画像追従性を向上させるために、Ｐ３極からドクタブ
レード４５の間に磁極を更に増やして８極以上で構成す
るようにしてもよい。

【００８３】なお、この実施の形態では、現像剤担持体
４１上で８５ｍＴ以上の磁力を有する磁石を用いている
が、６０ｍＴ以上の磁力を有すれば、キャリア付着など
の異常画像の発生が無いことも既に確認している。実際
に現像に寄与する磁極は主磁力である磁極Ｐ１であり、
その磁極Ｐ１により感光体ドラム１上の潜像をトナー像
に現像する。

【００８４】現像領域に対して、現像剤の搬送方向（図
４で反時計回り方向）上流側には、現像剤によるチェー
ン穂の穂高さ、すなわち現像剤の量を規制するドクタブ
レード４５が設置されている。そして、そのドクタブレ
ード４５と現像剤担持体４１の外面との間隔であるドク
タギャップを０.５５ｍｍに設定している。

【００８５】さらに、現像剤担持体４１の後方には、図
１に示したように現像ケーシング４６内の現像剤を撹拌
しながらその現像剤を現像剤担持体４１側に汲み上げる
前スクリュウ４７が設けられている。また、現像ケーシ
ング４６内には、その長手方向の前後に開口部を持つ仕
切り板４８を境にして、後スクリュウ４９も設けられて
いる。

【００８６】さらに、現像ケーシング４６の後端部に
は、新規トナーを蓄えたトナーカートリッジ１２が着脱
自在に装着されている。そのトナーカートリッジ１２に
より供給されるトナーは後スクリュウ４９に供給され、
それが後スクリュウ４９の回転により、図１で奥側に搬
送され、現像剤と混合撹拌される。

【００８７】その混合撹拌された現像剤は、仕切り板４
８の開口部より前スクリュウ４７に供給される。さら
に、その前スクリュウに４７に供給された現像剤は、前
スクリュウ４７の回転により図１で手前側に搬送され
る。このとき、現像剤担持体４１に磁界によって現像剤
が供給され、その現像剤が現像剤担持体４１上で搬送さ
れる。

【００８８】すなわち、現像剤担持体４１に、現像ケー
シング４６内に蓄えられた現像剤が撹拌・帯電された上
で図４に示した磁極Ｐ５により汲み上げられる。その現
像剤担持体４１上に汲み上げられた現像剤は、磁極Ｐ６
により現像領域まで搬送され、現像主極Ｐ１によって現
像領域部分に現像剤が穂立ちされる。そして、残った現
像剤は、図１で手前側に搬送され、仕切り板４８の開口
部より後スクリュウ４９に供給され循環する。

【００８９】ところで、この実施の形態による現像装置
４は、感光体ドラム１上に形成された静電潜像を現像し
てトナー像にすると同時に、トナー像の転写材Ｐへの転
写後に感光体ドラム１上に残留した転写残トナーを回収
することによりクリーニングも行う。すなわち、この実
施の形態による画像形成装置は、専用の転写残トナーを
回収するクリーニング装置を持たないクリーナレスであ
り、現像同時クリーニングの画像形成装置である。

【００９０】画像形成装置では、転写工程において転写
装置の種類、あるいは転写部材に印加する電圧や電流に
よってトナーの帯電特性が変化することがある。したが
って、転写後の感光体ドラム１に残留する転写残トナー
は、その多くが現像時とは反転した極性に帯電してい
る。

【００９１】この実施の形態による画像形成装置では、
現像時のトナーはマイナス帯電であるため、トナー像の
転写後に感光体ドラム１上に存在する多くの転写残トナ
ーはプラス帯電になっている。ところが、この画像形成
装置は、感光体ドラム１を磁気ブラシ帯電器２がマイナ
スに帯電するために、逆極性に帯電したトナーを含む感
光体ドラム１上の転写残トナーは、磁気ブラシ帯電器２
を通過することにより一様に正規のマイナスに帯電され
る。

【００９２】そして、その磁気ブラシ帯電器２から吐き
出されて極性が制御（マイナス帯電）されたトナーは、
感光体ドラム１の矢示Ａ方向への回転により現像装置４
の位置に到達する。なお、この実施の形態では、感光体
ドラム１の帯電電位が−９００Ｖに、露光後電位が−１
５０Ｖになるように制御する。また、現像剤担持体４１
には−６００Ｖの直流電圧を印加することにより現像を
行なう。したがって、感光体ドラム１の未露光部(非画
像部)のトナーは現像剤担持体４１上に回収され、感光
体ドラム１の露光部(画像部)のトナーはそのままの状態
で動かないで、現像剤担持体４１上のトナーにより現像
される。

【００９３】なお、使用するトナーとしては、転写残ト
ナーの量を少なくすることができる球形のトナーが適
す。そして、このような球形のトナーは、流動性に優れ
ており、トナー間、あるいはトナーと感光体ドラム１と
の間の離型性も優れているため、転写効率が高い。

【００９４】次に、磁気ブラシ帯電器２内の磁性粒子２
３の回収方法について説明する。図３に示したように、
磁気ブラシ帯電器２のフレーム２９内には、前述したよ
うにスリーブ２１に近接させて磁性粒子２３を回収する
ための磁性粒子回収部材２４を配置している。この磁性
粒子回収部材２４は、例えばアルミニウム，真鍮，ステ
ンレス，導電性樹脂などの非磁性体を円筒状に形成して
なる回転スリーブであり、それが図３の矢示Ｅ方向に回
転するようになっている。

【００９５】その磁性粒子回収部材２４は、スリーブ２
１との間隙が一定の距離になるように設けてあり、その
磁性粒子回収部材２４には電源１１から電圧が印加され
るようになっている。そして、スリーブ２１と磁性粒子
回収部材２４との間の電位差により、帯電しているスリ
ーブ２１の表面に穂立ちした状態にある磁性粒子２３を
磁性粒子回収部材２４側に移動させる。

【００９６】そのとき、磁性粒子２３はマグネットロー
ル２２により磁力を受けるため、スリーブ２１上の磁性
粒子２３を磁性粒子回収部材２４側に移動させるために
は、そのマグネットロール２２による磁力以上の静電的
な力が必要となる。そこで、この実施の形態では、スリ
ーブ２１と磁性粒子回収部材２４との間隙を０.６ｍｍ
にし、スリーブ２１に０Ｖの電圧を印加すると共に、磁
性粒子回収部材２４に−６００Ｖ以下の電圧を印加する
ようにしている。

【００９７】すなわち、実験により、スリーブ２１と磁
性粒子回収部材２４との間で６００Ｖ以上の電位差にな
るようにすれば、スリーブ２１上の磁性粒子２３が磁性
粒子回収部材２４側に移動することを確認したので、そ
のような電位差になるように、スリーブ２１と磁性粒子
回収部材２４とにそれぞれ電圧を印加する。このように
して、上記の電圧をそれぞれ印加しながら、スリーブ２
１と磁性粒子回収部材２４を回転させることによって、
スリーブ２１上の磁性粒子２３を磁性粒子回収部材２４
側に逐次移動させることができる。

【００９８】その磁性粒子回収部材２４の周面には、ク
リーニングブレード２５が当接するように設けてあり、
磁性粒子回収部材２４の回転時にクリーニングブレード
２５により、磁性粒子回収部材２４の周面に付着した磁
性粒子２３が掻き落とされるようになっている。そし
て、そのクリーニングブレード２５により掻き落とされ
た磁性粒子２３は、回収磁性粒子保管部２６に回収され
て保管される。

【００９９】なお、この磁気ブラシ帯電器２では、磁性
粒子回収部材２４が磁性粒子２３を回収する動作を行う
とき以外は、その磁性粒子回収部材２４に電源１１から
電圧を印加しない。そして、磁性粒子回収部材２４の回
転も停止させている。したがって、この磁性粒子回収部
材２４は、磁性粒子２３を回収する動作を停止している
ときには、スリーブ２１の表面に穂立ちした磁性粒子２
３の量を規制（穂立ち高さの規制）する規制部材として
機能する。

【０１００】次に、新しい磁性粒子２３′をスリーブ２
１に補充する方法について説明する。磁気ブラシ帯電器
２内には、前述したように新しい磁性粒子２３′を保管
しておく磁性粒子収納部２７を設けている。そして、そ
の磁性粒子収納部２７の下部に設けているシャッタ２８
を開くことにより、磁性粒子収納部２７内の磁性粒子２
３′が、その自重により落下してスリーブ２１に補充さ
れるようになっている。

【０１０１】そして、この画像形成装置では、磁性粒子
回収部材２４が回収する磁性粒子２３の量と、磁性粒子
収納部２７からスリーブ２１に対して補充する新しい磁
性粒子２３′の量とが同じ量になるようにしている。

【０１０２】その磁性粒子２３の磁性粒子回収部材２４
による回収と、新しい磁性粒子２３′のスリーブ２１へ
の補充動作を行うタイミングは、感光体ドラム１の表面
電位を図５に示すセンサ１５で読み取り、その読み取っ
た帯電電位が所定の値よりも下がったと判断したときに
画像形成の動作、つまり感光体ドラム１を帯電するとき
以外のときに行う。すなわち、そのときに磁性粒子回収
部材２４を回転させる回収部材駆動系１７を駆動させる
と共に、電源１１を磁性粒子回収部材２４に所定の電圧
を印加するように制御する。

【０１０３】また、回収磁性粒子保管部２６内にはセン
サ１６を設けており、そのセンサ１６からの信号によ
り、回収磁性粒子保管部２６内に回収された磁性粒子２
３の量を判断できるようにしている。そして、その回収
した磁性粒子２３の回収量と同じ量の新しい磁性粒子２
３′を、磁性粒子収納部２７からスリーブ２１に対して
補充するようにシャッタ２８の開閉を制御する。

【０１０４】このようにして、劣化した磁性粒子２３と
フレッシュな磁性粒子２３′が入れ替わる。なお、感光
体ドラム１の表面電位を検知せずに、予め決めた設定回
数に画像出力回数が達する度に、上述した磁性粒子２３
の回収と補充の動作を行うように制御してもよい。

【０１０５】そして、上述した磁性粒子２３の回収及び
新しい磁性粒子２３′の補充の制御は、全て制御装置５
０が行う。その制御装置５０は、各種判断及び処理機能
を有する中央処理装置（ＣＰＵ）と、各処理プログラム
及び固定データを格納したＲＯＭと、処理データを格納
するデータメモリであるＲＡＭと、入出力回路(Ｉ/Ｏ）
とからなるマイクロコンピュータを備えている。そし
て、この制御装置５０は、上記の磁性粒子の交換の制御
の他に、この画像形成装置全体の動作も制御する。

【０１０６】図６は回収磁性粒子保管部と磁性粒子収納
部を磁気ブラシ帯電器のフレームに対して独立して取り
外し可能にした画像形成装置の磁気ブラシ帯電器の実施
の形態を示す概略図であり、図３と対応する部分には同
一の符号を付してある。この画像形成装置では、回収磁
性粒子保管部２６′と磁性粒子収納部２７′を、磁気ブ
ラシ帯電器２′のフレーム６９に対してそれぞれが独立
して図６の矢印方向に取り外しができるようにしてい
る。

【０１０７】したがって、回収磁性粒子保管部２６′内
に回収した磁性粒子２３が満杯になったことをセンサ１
５（図５）が検知したときには、それを空の新しい回収
磁性粒子保管部（回収容器）２６′と交換すれば、引き
続き画像形成動作を続行させることができる。

【０１０８】同様に、磁性粒子収納部２７′内の新しい
磁性粒子２３′をセンサ１６（図５）が検知しなくなっ
たときには、磁性粒子２３′が充填されている新しい磁
性粒子収納部２７′と交換すれば、引き続き画像形成動
作を続行させることができる。このように、上述した各
実施の形態による画像形成装置によれば、磁気ブラシ帯
電器２，２′において劣化した磁性粒子２３は自動的に
回収磁性粒子保管部２６，２６′に回収され、スリーブ
２１には磁性粒子収納部２７，２７′から新しい磁性粒
子２３′が、その回収された量と同量だけ補充されるの
で、磁気ブラシ帯電器２，２′の寿命が感光体ドラム１
以上の寿命になる。

【０１０９】したがって、オゾンを発生させない電荷注
入型の帯電を用いて長期に亘って画像形成動作を行って
も、それにより劣化した磁性粒子２３を回収して、その
代わりに新しい磁性粒子２３′を補充するので、常に安
定した状態で感光体ドラム１を帯電させることができ
る。

【０１１０】また、現像装置４が、感光体ドラム１上の
転写残トナーを回収してクリーニングもするので、従来
のブレード状のクリーニング部材を感光体ドラムの表面
に摺接させて転写残トナーを掻き取るタイプのクリーニ
ング装置を設けている場合に比べて感光体ドラム１を削
ることがないので、それだけ長期に亘って高品質で安定
した画像が得られる。

【０１１１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、次に記載する効果を奏する。請求項１の画像形成装
置によれば、磁気ブラシ帯電器で使用した磁性粒子が劣
化することにより帯電特性が低下しても、その劣化した
磁性粒子を磁性粒子回収手段で回収して、その代わりに
新しい磁性粒子を磁性粒子補充手段により補充すること
ができるので、長期に亘って安定した帯電特性が得られ
る。また、磁気ブラシ帯電器の寿命を、像担持体の寿命
と同じか、それ以上にすることができる。

【０１１２】請求項２の画像形成装置によれば、像担持
体の表面保護層は水素を含有するダイヤモンド状カーボ
ン若しくは非晶質カーボン構造であるので、耐摩耗性及
び画像特性が向上し、良好な注入帯電ができる。

【０１１３】請求項３の画像形成装置によれば、帯電部
材と磁性粒子回収部材との間の電位差により、帯電した
帯電部材上の磁性粒子を確実に磁性粒子回収部材に移動
させて回収することができる。

【０１１４】請求項４の画像形成装置によれば、磁性粒
子回収部材は帯電部材の表面に穂立ちした状態にある磁
性粒子の量を規制する規制部材の役割も兼ねるので、穂
立ちの高さを均一にすることができるため、像担持体へ
の良好な注入帯電ができる。

【０１１５】請求項５の画像形成装置によれば、劣化し
て回収した磁性粒子が回収磁性粒子保管部内に満タンに
なっても、それを取り外して新しい空の状態の回収磁性
粒子保管部に交換すれば、多量の磁性粒子の回収及び保
管ができる。したがって、画像形成装置を長期に亘って
使用することができる。

【０１１６】請求項６の画像形成装置によれば、劣化し
た磁性粒子を磁性粒子回収手段により回収することによ
り帯電部材が担持する磁性粒子の量が減少しても、そこ
には磁性粒子収納部内に貯留している新しい磁性粒子を
補充することができるので、良好な帯電動作を長期に亘
って継続することができる。

【０１１７】請求項７の画像形成装置によれば、磁性粒
子収納部に保管している新しい磁性粒子が総べて供給し
尽くすことにより無くなっても、それを取り外してそこ
に新たに磁性粒子を充満状態に収納した新しい磁性粒子
収納部を取り付けることで、画像形成装置を長期に亘っ
て使用することができる。

【０１１８】請求項８の画像形成装置によれば、磁性粒
子回収手段が回収した磁性粒子の量と、磁性粒子補充手
段が帯電部材に対して補充する新しい磁性粒子の量とが
同じ量であるため、常に安定した帯電ができる。

【０１１９】請求項９の画像形成装置によれば、像担持
体上の転写残トナーをクリーニングする専用のクリーニ
ング装置を必要としないため、その分だけ装置を小型化
できると共にコストダウンが図れる。また、エコロジー
の観点でみると、転写残トナーを現像装置で回収して再
利用するので、トナーの有効活用が図れると共に、廃ト
ナーが発生しない環境面に優れたシステムにすることが
できる。

【０１２０】さらに、従来の画像形成装置に見られるよ
うに、像担持体の表面にクリーニングブレード等のクリ
ーニング部材を摺接させて像担持体上の転写残トナーを
掻き取るようなことをしないので、像担持体の表面を削
ることがないため像担持体の寿命を延ばすことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による画像形成装置の作像部付近を示
す概略構成図である。

【図２】同じくその画像形成装置に設けられている像担
持体である感光体ドラムを模式的に示す模式図である。

【図３】同じくその画像形成装置に設けられている磁気
ブラシ帯電器を感光体ドラムの一部と共に示す概略構成
図である。

【図４】図１の画像形成装置が有する現像装置に設けら
れている磁石ローラ体を説明するための概略図である。

【図５】図１の画像形成装置の制御系を示すブロック図
である。

【図６】回収磁性粒子保管部と磁性粒子収納部を磁気ブ
ラシ帯電器のフレームに対して独立して取り外し可能に
した画像形成装置の磁気ブラシ帯電器の実施の形態を示
す概略図である。

【図７】帯電装置における帯電開始電圧を説明するため
の線図である。

【符号の説明】

１：感光体ドラム（像担持体）１ａ：導電性基体（導電性支持体）１ｂ：電荷発生層（感光層）１ｃ：電荷輸送層（感光層）１ｄ：表面保護層２，２′：磁気ブラシ帯電器４：現像装置５：転写ローラ（転写部材）１１：電源（電圧印加手段）２１：スリーブ（帯電部材）２２：マグネットロール（磁石）２３，２３′：磁性粒子２４：磁性粒子回収部材２６，２６′：回収磁性粒子保管部２７，２７′：磁性粒子収納部Ｐ：転写材

フロントページの続き (72)発明者竹内信貴東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者安富啓東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者鈴木宏克東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2H003 AA12 BB11 CC04 EE00 2H077 AA02 AA12 AA37 AB02 AB13 AC02 AD06 AD13 AD18 AD31 AD35 BA03 BA07 EA03 FA25 GA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内側に設けた磁石の磁力により表面に磁
性粒子を担持する帯電部材を有する磁気ブラシ帯電器
と、該帯電器の前記帯電部材に電圧が印加されることに
より注入帯電される像担持体と、該像担持体上に形成さ
れた潜像を現像してトナー像とする現像装置と、その像
担持体上に形成されたトナー像を転写材に転写する転写
部材と、前記帯電部材が担持している磁性粒子を回収す
る磁性粒子回収手段と、新しい磁性粒子を前記帯電部材
に補充する磁性粒子補充手段とを設けたことを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２】前記像担持体は、少なくとも導電性支持
体上に感光層を有し、その感光層上に表面保護層を有す
る積層構成の電子写真用感光体であり、前記表面保護層
は水素を含有するダイヤモンド状カーボン若しくは非晶
質カーボン構造であることを特徴とする請求項１記載の
画像形成装置。
【請求項３】請求項１又は２記載の画像形成装置にお
いて、前記磁性粒子回収手段は、前記帯電部材の近傍に
配設した磁性粒子回収部材と、該回収部材が回収した磁
性粒子を保管する回収磁性粒子保管部とを有し、前記磁
性粒子回収部材に電圧を印加する電圧印加手段を設けた
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】前記磁性粒子回収部材は、前記帯電部材
の表面に穂立ち状態に磁気拘束された磁性粒子の担持量
を規制する規制部材としての役割も兼ねることを特徴と
する請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】前記回収磁性粒子保管部は、前記磁気ブ
ラシ帯電器に対して取り外し可能に設けられていること
を特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれか一項に記載の
画像形成装置において、前記磁性粒子補充手段は、帯電
部材の近傍に配設した磁性粒子収納部を有し、該収納部
内に新しい磁性粒子を保管していることを特徴とする画
像形成装置。
【請求項７】前記磁性粒子収納部は、前記磁気ブラシ
帯電器に対して取り外し可能に設けられていることを特
徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】前記磁性粒子回収手段が回収する磁性粒
子の量と、前記磁性粒子補充手段が前記帯電部材に対し
て補充する新しい磁性粒子の量とを同じ量にしたことを
特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像
形成装置。
【請求項９】前記現像装置は、前記像担持体上に形成
された潜像を現像してトナー像にすると同時に該像担持
体上にトナー像の転写材への転写後に残留した転写残ト
ナーを回収してクリーニングも行うことを特徴とする請
求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像形成装置。