JP2003215861A

JP2003215861A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003215861A
Application number: JP2002011273A
Authority: JP
Inventors: Motohiro Fujiwara; 基裕藤原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-01-21
Filing date: 2002-01-21
Publication date: 2003-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】高Ｄｕｔｙの画像を多量に連続で形成した場
合においても、良好な帯電を行い、良好な画像を得る。【解決手段】帯電補助粒子を現像剤中に含み、かつ、
帯電補助粒子を介在させた接触帯電方式において、高Ｄ
ｕｔｙの画像を多量に連続で形成した場合、主に非画像
域に現像される帯電補助粒子が、帯電部材にほとんど供
給されず、帯電不良が起こる。その前に、紙間を広げ、
紙間を存在する多量の帯電補助粒子を帯電部材に供給す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、静電
記録法、静電印刷法を利用した記録方法に用いられる現
像装置及び画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記画像形成装置においては、一
般に定期交換或いは補給しなければならない消耗品があ
り、その作業はサービスマン及びユーザーに行ってもら
うことにより機能を維持している。この定期交換が簡易
であって、その回数が少ないことが画像形成装置の品質
及びサービス上の目標になっていた。また、消耗品の再
利用は経済性、環境保全の面からも重要な課題であり、
消耗品の廃棄という行為はされない方が望ましい。

【０００３】近年の小型化・低コスト化・メンテナンス
フリー化の要請により、各ユニットの工程簡素化・長寿
命・高信頼性化が進められてきた。具体的事例を挙げる
と、ａ−Ｓｉ感光体の採用によるドラム無交換、潜像電
位の安定化であり、１成分トナーを用いたキャリア交換
の不要な現像器であり、定着オイルや定着クリーナの不
要な球形磁性トナー等が挙げられる。

【０００４】特に、感光体上の残留トナーをクリーニン
グすることによって得られた転写残トナーを貯蔵する廃
トナーユニットの交換をなくすとともに、トナーの補給
回数及びその消費を低減させるためにトナー再利用装置
を備えた画像形成装置（以下、リユース画像形成装置）
が種々提案されている。特にリユース画像形成装置とし
て、転写残トナーのクリーニングの役割を現像装置に持
たせ、クリーニングと同時に現像を行うという画像形成
装置（以下、クリーナレス画像形成装置）がある。この
クリーナレス画像形成装置は通常転写部材と帯電部材間
に設けている転写残トナーを除去する独立した専用のク
リーニング装置を具備していないのでスペース的利点が
大きく装置の大幅な小型化が可能になる。

【０００５】また現像器において少量ずつリユーストナ
ーを回収・混合していくため、リユース画像形成装置で
しばしば問題となるコンタミと呼ばれる急激に新トナー
とリユーストナーが混合されたときに起きるトナー帯電
不良起因の画像不良が発生しにくい。

【０００６】次に、電子写真装置や静電記録装置等に用
いられる画像形成方法において、電子写真感光体・静電
記録誘電体等の像担持体上に潜像を形成する方法につい
て説明する。

【０００７】電子写真法では、像担持体としての光導電
性物質を利用した感光体上を所要の極性・電位に一様に
帯電処理した後に、画像パターン露光を施すことにより
電気的潜像を形成する方法が一般的である。

【０００８】従来、像担持体を所要の極性・電位に一様
に帯電処理（除電処理も含む）する帯電装置としてはコ
ロナ帯電器（コロナ放電器）がよく使用されていた。

【０００９】近年では、像担持体等の被帯電体の帯電装
置として、コロナ帯電器に比べて低オゾン・低電力等の
利点があることから接触帯電装置が多く提案され、また
実用化されている。

【００１０】接触帯電装置は、像担持体等の被帯電体
に、ローラー型（帯電ローラー）、ファーブラシ型、磁
気ブラシ型、ブレード型等の導電性の帯電部材（接触帯
電部材・接触帯電器）を接触させ、この接触帯電部材に
所定の帯電バイアスを印加して被帯電体面を所定の極性
・電位に帯電させるものである。

【００１１】接触帯電の帯電機構（帯電のメカニズム、
帯電原理）には、放電帯電機構と、直接注入帯電機
構の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。

【００１２】放電帯電機構接触帯電部材と被帯電体との微小間隙に生じる放電現象
により被帯電体表面が帯電する機構である。

【００１３】放電帯電機構は接触帯電部材と被帯電体に
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
生成物を生じることが原理的に避けられないため、オゾ
ンなど活性イオンによる弊害は避けられない。

【００１４】直接注入帯電機構接触帯電部材から被帯電体に直接に電荷が注入されるこ
とで被帯電体表面が帯電する系である。直接帯電、ある
いは注入帯電、あるいは電荷注入帯電とも称される。よ
り詳しくは、中抵抗の接触帯電部材が被帯電体表面に接
触して、放電現象を介さずに、つまり放電を基本的に用
いないで被帯電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、被帯電体を印加電圧相当の電位
に帯電することができる。この帯電系はイオンの発生を
伴わないため放電生成物による弊害は生じない。しか
し、直接注入帯電であるため、接触帯電部材の被帯電体
への接触性が帯電性に大きく効いてくる。そこでより高
い頻度で被帯電体に接触する構成をとるため、接触帯電
部材はより密な接触点を持つ、被帯電体との速度差を多
く持つ等の構成が必要となる。

【００１５】そこで、帯電ムラを防止し安定した均一帯
電を行なうために、トナー母粒子に帯電補助粒子として
の導電性微粒子を外添し、クリーナレス系により、導電
性微粒子、および転写残トナーを接触帯電部材に送り、
導電性微粒子を帯電部材と像担持体との当接部あるいは
その近傍の帯電領域に逐次に供給し介在させることで、
帯電補助とし、帯電を安定させる方法が提案されてい
る。その時、転写残トナーは、現像装置によって回収さ
れ再度現像に使用される。

【００１６】以下で、詳細を説明する。

【００１７】まず、トナー母粒子及び導電性微粒子の挙
動を説明する。

【００１８】トナーに含有させた導電性微粒子は、現像
工程における像担持体側の静電潜像の現像時にトナー母
粒子とともに適当量が像担持体側に移行する。

【００１９】像担持体上のトナー画像は転写工程におい
て記録媒体側に転移する。像担持体上の導電性微粒子も
一部は記録媒体側に付着するが残りは像担持体上に付着
保持されて残留する。トナーと逆極性の転写バイアスを
印加して転写を行う場合には、トナーは記録媒体側に引
かれて積極的に転移するが、像担持体上の導電性微粒子
はトナーとの摩擦帯電によりトナーと逆極性の帯電量を
有するので記録媒体側には積極的には転移せず、一部は
記録媒体側に付着するものの残りは像担持体上に付着保
持されて残留する。なお、導電性微粒子の帯電量は、導
電性であるがゆえに非常に小さい。

【００２０】クリーナーを用いない画像形成方法では、
転写後の像担持体面に残存の転写残トナーおよび上記の
残存導電性微粒子は、像担持体と接触帯電部材の当接部
である帯電部に像担持体面の移動でそのまま持ち運ばれ
て接触帯電部材に付着・混入する。

【００２１】従って、像担持体と接触帯電部材との当接
部に導電性微粒子が介在した状態で像担持体の接触帯電
が行なわれる。

【００２２】この導電性微粒子の存在により、接触帯電
部材への転写残トナーの付着・混入による汚染にかかわ
らず、接触帯電部材の像担持体への緻密な接触性と接触
抵抗を維持できるため、該接触帯電部材による像担持体
の帯電を良好に行なわせることができる。

【００２３】また、接触帯電部材に付着・混入した転写
残トナーは、帯電部材から像担持体へ印加される帯電バ
イアスによって、帯電バイアスと同極性に帯電を揃えら
れて接触帯電部材から徐々に像担持体上に吐き出され、
像担持体面の移動とともに現像部に至り、現像工程にお
いて現像同時クリーニング（回収）される。

【００２４】更に、画像形成が繰り返されることで、ト
ナーに含有させてある導電性微粒子が、現像部で像担持
体面に移行し該像担持面の移動により転写部を経て帯電
部に持ち運ばれて帯電部に逐次に導電性微粒子が供給さ
れ続けるため、帯電部において導電性微粒子が脱落等で
減少したり、劣化するなどしても、帯電性の低下が生じ
ることが防止されて良好な帯電性が安定して維持され
る。

【００２５】上記帯電方式を用いたクリーナレス画像形
成装置の概要を、図を用いて説明する。

【００２６】図５に上記のクリーナレス画像形成装置の
概略構成を示す。同図に示す画像形成装置は、像担持体
として感光ドラム１０１を有している。感光ドラム１０
１は表面に有機光半導体（ＯＰＣ）、アモルファスシリ
コン（ａ−Ｓｉ）等の光導電層を備えており、同図中の
時計周りに回転駆動される。この感光ドラム１０１の表
面を、ローラ接触帯電の一次帯電器１０２により、例え
ば−５００Ｖに一様帯電する。ついで、画像露光１０３
を行って、感光ドラム１０１上に静電潜像を形成する。
画像露光１０３には、たとえばアナログ露光や半導体レ
ーザあるいはＬＥＤアレイが用いられる。

【００２７】次に、現像器１０４により正規現像又は反
転現像して、静電潜像をトナー像として可視化する。こ
のトナー像は、その後、矢印方向（同図中の右方から左
方）に搬送される転写材１１１に、転写帯電器１０５に
より転写され、分離帯電器１０６によって感光ドラム１
０１表面から分離されて定着器１０７に搬送される。転
写材１１１は、ここでトナー像が加熱、加圧されて表面
に定着される。

【００２８】一方、転写時に転写材に転写されないで感
光ドラム１０１表面に残ったトナー（転写残トナー）
は、現像装置１０４で印加される現像バイアスによって
除去され回収される。そして、現像装置に回収された転
写残トナーは、再び現像器内で混合、帯電付与され現像
に供される。こういった構成によれば、転写部と現像部
の間にクリーナを設けて転写残トナーを廃棄することな
く、画像形成を行うことができる。

【００２９】次に、上記画像形成装置に好適に用いられ
るトナーの説明を行う。以下で詳細を説明するが、下記
トナーは、転写効率が優れているのが最大の理由であ
る。

【００３０】静電荷像現像用トナーの製造方法として
は、被転写材に定着させる為の結着樹脂、トナーとして
の色味を出させる各種着色剤、粒子に電荷を付与させる
為の荷電制御剤を原料とし、或いは特開昭５４−４２１
４１号公報及び特開昭５５−１８６５６号公報に示され
る様な所謂一成分現像法においては、これらに加えてト
ナー自身に搬送性等を付与する為の各種磁性材料が用い
られ、更に必要に応じて、例えば、離型剤及び流動性付
与剤等の他の添加剤加えて乾式混合し、しかる後、ロー
ルミル、エクストルーダー等の汎用混練装置にて溶融混
練し、冷却固化した後、混練物をジェット気流式粉砕
機、機械衝突式粉砕機等の各種粉砕装置により微細化
し、得られた粗粉砕物を各種風力分級機に導入して分級
を行うことにより、トナーとして必要な粒径に揃えられ
た分級品を得、更に、必要に応じて流動化剤や滑剤等を
外添し乾式混合して、画像形成に供するトナーとしてい
る。

【００３１】しかしながら、上記のジェット気流式粉砕
機は粉体原料を高圧気体とともに噴出して衝突部材の衝
突面に衝突させ、その衝撃によって粉砕するという構成
のため、粉砕されたトナーは、不定形で角張ったものと
なるとなるため、トナー粒子の比表面積は増大する。こ
れによりトナーの凝集性、付着性が大きくなる。この
為、感光体上よりトナー像を転写材に転写した場合、感
光体とトナー間に働く付着力が強くなり、転写効率を低
下させる。ゆえに、トナーを球形化する事で、トナーと
感光体との接触面積を減少させ、転写効率を向上させる
事が行われてきた。

【００３２】又、粒子径が違うトナーは帯電特性が異な
るため、混在すると、トナーの帯電量分布が広くなり、
均一な良好な画像が得にくいため、粒子径を一定にする
ことが行われてきた。

【００３３】シャープな粒度分布を得るために、粉砕さ
れたトナーを繰り返し分級することで達成できるが、実
際のトナー生産に対して、適応する事は難しい。

【００３４】上記を達成するためのトナー製造方法とし
て以下のような重合による製造方法が提案されている。

【００３５】重合による静電荷像現像用トナーを作製す
るには、一般に、重合性単量体中に磁性体、離型剤、可
塑剤、荷電制御剤、架橋剤、場合によって、着色剤等、
トナーとして必要な成分及びその他の添加剤、例えば重
合反応で生成する重合体の粘度を低下させるために入れ
る有機溶媒、高分子重合体分散剤等を適宜加えて、ホモ
ジナイザー、ボールミル、コロイドミル、超音波分散機
等の分散機によって均一に溶解、または分散し、単量体
系を得る。それを、分散安定剤を含有する水系媒体中に
懸濁する。

【００３６】この時、高速攪拌機もしくは超音波分散機
のような高速分散機を使用して、一気に所望のトナーサ
イズとする方が得られるトナーの粒径が均一になりやす
いため、そうすることが多い。また、重合開始剤添加の
時期としては、重合性単量体中に他の添加剤を添加する
と同時か、水系媒体中に懸濁する直前に混合するか、造
粒直後である。また、分散安定剤としては、界面活性剤
や有機・無機分散剤を使用する。特に、無機分散剤は有
害な超微粉を生じがたく、反応温度を変化させても安定
性が崩れがたく、洗浄も容易でトナーに悪影響を与えが
たいため、好ましく使用される。

【００３７】前記重合工程においては、重合温度は４０
℃以上、一般には５０〜９０℃である。これは、内部に
封じられるべき離型剤やワックスの類が、相分離によっ
て析出し内包化がより完全となるためである。

【００３８】さらにまた、単量体には可溶で得られる重
合体が、不溶な水系有機溶剤を用い、直接トナーを生成
するソープフリー重合方法に代表される乳化重合方法等
を用い、トナーを製造する方法や、乳化重合で得られた
ポリマー粒子等を会合凝集させる方法もある。

【００３９】そして、重合トナー粒子は、重合終了後、
ろ過、洗浄、乾燥を行い、無機微粉体を混合し、表面に
付着させることで、トナーを得る。製造工程に分級工程
を入れ、粗粉や微粉をカットすることもある。

【００４０】このようにして得られたトナーは、重量平
均径が小さく（１０μｍ以下（特に、８μｍ以下））、
かつ、シャープな粒度分布を有するトナーを効率良く生
成することができる。

【００４１】また、衝突による粉砕で得るトナーと異な
り、円形度を確保しやすく、以下の達成が可能である。

【００４２】下記式より求められる平均円形度が、０．
９７０以上０．９９５以下が可能である。かつ、モード
円形度として、０．９９以上が可能である。

【００４３】そのため、高効率転写、かつ微粒子化に対
しても良好な現像性を得ることができる。また、重合ト
ナーは高効率転写ゆえに、転写残トナーの発生が非常に
少なく、転写残トナーを再利用する系に非常に適してい
る。

【００４４】本明細書における平均円形度は、粒子の形
状を定量的に表現する簡便な方法として用いたものであ
り、東亞医用電子製フロー式粒子像分析装置「ＦＰＩＡ
−１０００」を用いて測定を行い、３μｍ以上の円相当
径の粒子群について測定された各粒子の円形度（Ｃｉ）
を下式（１）によりそれぞれ求め、さらに下式（２）で
示すように測定された全粒子の円形度の総和を全粒子数
（ｍ）で除した値を平均円形度（＿Ｃ）と定義する。

【００４５】

【００４６】また、モード円形度は、円形度を０．４０
から１．００までを０．０１毎に６１分割し、測定した
粒子の円形度をそれぞれの円形度に応じて各分割範囲に
割り振り、円形度頻度分布において頻度値が最大となる
分割範囲の下限値である。

【００４７】なお、「ＦＰＩＡ−１０００」は、各粒子
の円形度を算出後、平均円形度及びモード円形度の算出
に当たって、粒子を得られた円形度によって、円形度
０．４０〜１．００を６１分割したクラスに分け、分割
点の中心値と頻度を用いて平均円形度及びモード円形度
の算出を行う算出法を用いている。しかしながら、この
算出法で算出される平均円形度及びモード円形度の各値
と、上述した各粒子の円形度を直接用いる算出式によっ
て算出される平均円形度及びモード円形度の各値との誤
差は、非常に少なく、実質的には無視出来る程度のもの
であり、本明細書においては、算出時間の短絡化や算出
演算式の簡略化の如きデータの取り扱い上の理由で、上
述した各粒子の円形度を直接用いる算出式の概念を利用
し、一部変更したこのような算出法を用いても良い。

【００４８】具体的な測定方法としては、界面活性剤を
約０．１ｍｇ溶解している水１０ｍｌに現像剤約５ｍｇ
を分散させて分散液を調整し、超音波（２０ＫＨｚ、５
０Ｗ）を分散液に５分間照射し、分散液濃度を５０００
〜２万個／μｌとして、前記装置により測定を行い、３
μｍ以上の円相当径の粒子群の平均円形度及びモード円
形度を求める。

【００４９】平均円形度とは、現像剤の凹凸の度合いの
指標であり、現像剤が完全な球形の場合１．００を示
し、現像剤の表面形状が複雑になるほど平均円形度は小
さな値となる。

【００５０】なお、本測定において３μｍ以上の円相当
径の粒子群についてのみ円形度を測定する理由は、３μ
ｍ未満の円相当径の粒子群にはトナー粒子とは独立して
存在する外部添加剤の粒子群も多数含まれるため、その
影響によりトナー粒子群についての円形度が正確に見積
もれないからである。

【００５１】

【発明が解決しようとする課題】上記で述べたように、
導電性微粒子を介在させた接触帯電方式では、放電生成
物の発生もなく、均一な帯電が可能であり非常に優れて
いる。一方で、その達成のために、導電性微粒子を常に
接触帯電部材に適切量だけ供給し、像担持体と接触帯電
部材の当接部及び近傍に介在させる必要がある。

【００５２】導電性微粒子は、トナーに外添されてお
り、現像工程により像担持体に移行し、転写工程で転写
材に転写されなかった一部の導電性微粒子が接触帯電部
材に供給される。

【００５３】導電性微粒子は、微小ではあるが、トナー
と逆極性に帯電しているがゆえに、非画像部、及び紙間
部の像担持体に移行する。画像比率（画像中の印字面積
の割合）が比較的高い画像（高ｄｕｔｙの画像）を作像
すると、非画像部が少ないゆえに、導電性微粒子はほと
んど像担持体に移行しない。また、紙間上の導電性微粒
子は転写材に転写されることがないため、帯電部材への
供給量のかなりを占める。ゆえに、高Ｄｕｔｙの画像を
連続で作像した時には導電性微粒子の像担持体への移行
量が非常に少なく、紙間も少ないため、帯電部材への供
給量が不足し、帯電ムラが発生した。

【００５４】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、導電性微粒子を介在させ
た接触帯電方式を用い、放電生成物の発生もなく、か
つ、均一な帯電を達成しつつ、高Ｄｕｔｙの画像を連続
で作像した場合においても、接触帯電部材に適切量だけ
導電性微粒子を供給することで、帯電ムラが無い良好な
画像を得ることができる画像形成装置を提供することで
ある。

【００５５】

【課題を解決するための手段】この発明は下記の構成を
備えることにより上記課題を解決できるものである。

【００５６】（１）像担持体表面を帯電する帯電手段
と、帯電後の該像担持体表面に潜像を形成する情報書き
込み手段と、該静電潜像を現像剤担持体に担持させた現
像剤によってトナー像として現像する現像手段と、該ト
ナー像を転写材上に転写する転写手段とを備え、該現像
手段が、トナー像を該転写材上に転写した後に該像担持
体に残留したトナーを回収するクリーニング工程を兼
ね、該トナーは、少なくとも結着樹脂、磁性体とを含有
するトナー粒子と無機微粉体から成り、該帯電手段は、
該像担持体と当接部を形成して接触する帯電部材に電圧
を印可することにより像担持体を帯電する工程であり、
該帯電手段において、該当接部に上記無機微粉体が介在
している画像形成装置において、該帯電手段上の該無機
微粉体の量を求める手段と、該転写手段を通過する転写
材と転写材との間隔を変更する手段と、該無機微粉体の
量に応じて、該転写材間隔を変更する手段を有すること
を特徴とする画像形成装置。

【００５７】（２）上記帯電手段上の無機微粉体の量を
求める手段は、画像比率を算出する手段からなることを
特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。

【００５８】（３）温湿度検出手段を有し、その結果に
よって、上記画像比率算出結果に応じた上記転写材間隔
の変更値を変更する手段を有することを特徴とする前記
（１）または（２）記載の画像形成装置。

【００５９】（４）上記無機微粉体は、１×１０⁹Ωｃ
ｍ以下であることを特徴とする前記（１）または（２）
記載の画像形成装置。

【００６０】（５）上記無機微粉体は、１×１０⁶Ωｃ
ｍ以下であることを特徴とする前記（１）乃至（４）何
れか記載の画像形成装置。

【００６１】（６）上記帯電工程において、少なくとも
帯電部材と像担持体の当接部および、又は近傍に、トナ
ー中に含有の上記無機微粉体が上記現像手段で像担持体
に付着し、転写工程の後も像担持体上に残留し運ばれて
介在していることを特徴とする前記（１）乃至（５）何
れか記載の画像形成装置。

【００６２】（７）上記トナーは、重合法によって作ら
れたことを特徴とする前記（１）乃至（６）何れか記載
の画像形成装置。

【００６３】（８）連続作像において、画像比率を累積
計算して、その値が所定のしきい値を上回った時に該転
写材間隔を変更することを特徴とする前記（１）乃至
（７）何れか記載の画像形成装置。

【００６４】従って、本発明によれば、導電性微粒子を
介在させた接触帯電方式を用い、放電生成物の発生もな
く、かつ、均一な帯電を達成しつつ、高Ｄｕｔｙの画像
を連続で作像した場合においても、接触帯電部材に適切
量だけ導電性微粒子を供給することで、帯電ムラが無い
良好な画像を得ることができる。

【００６５】

【発明の実施の形態】（実施例１）以下、本発明の実施
例を図面に基づいて説明する。

【００６６】図１に本発明に係る画像形成装置の一例を
示す。なお、同図は、デジタル方式の複写機の概略構成
を示す縦断面図である。同図に示す複写機（以下「画像
形成装置」という。）は、像担持体としてドラム型の電
子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）２０１を
備えている。この感光ドラム２０１は、駆動手段（不図
示）によって矢印方向に回転駆動される。感光ドラム２
０１の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、一次
帯電手段である帯電ローラ２０２、露光手段２０３、現
像器（現像手段）２０４、転写帯電器（転写手段）２０
５、分離帯電器２０６が配設されている。さらに、転写
材２１１の搬送方向（矢印方向）の分離帯電器２０６の
下流側（同図中の左側）には、定着器２０７が配設され
ている。

【００６７】上述の感光ドラム２０１表面は、一次帯電
器２０２により一様帯電される。次いで、露光手段２０
３から発せられるレーザ光により、イメージ露光が行な
われ、レーザ光照射部分の電荷が除去されて静電潜像が
形成される。感光ドラム２０１上の静電潜像は、現像器
２０４の帯電したトナーによって現像される。現像され
た感光ドラム２０１上のトナー像は、矢印方向に搬送さ
れる転写材２１１に、転写帯電器２０５によって転写さ
れる。トナー像転写後の転写材２１１は、分離帯電器２
０６によって感光ドラム２０１表面から分離され、定着
器２０７に搬送される。転写材２１１は、ここで加熱、
加圧を受けて、表面にトナー像が定着される。

【００６８】本発明に係る画像形成装置では転写材に対
するトナー画像転写後の感光体面の転写残トナーを除去
する専用のクリーニング装置は具備させておらず、転写
材２１１に対するトナー画像転写後の感光体面は転写残
トナーを付着したまま一次帯電ローラ２０２との接触部
Ａに到達し、ここで帯電ローラ２０２の摺擦力と帯電バ
イアスにより転写残トナーが帯電ローラ２０２上に一時
的に取り込まれて回収される。これによって転写残トナ
ーパターンが掻き消されて、さらに転写残トナーは帯電
ローラ２０２表面の帯電粒子との摩擦帯電により帯電極
性が反転したトナー電荷を正規に揃えられて感光体上に
徐々に吐き出されていく事となる。吐き出されたトナー
は現像装置よって現像部に回収されて（現像同時クリー
ニング）、現像に再利用される。

【００６９】以上の各部材とプロセスについて以下に詳
細に記述する。

【００７０】［像担持体］図１中の部材２０１は像担持
体（被帯電体）としての回転ドラム型の電子写真感光体
である。本実施例の複写機は反転現像を用いており、感
光体２０１は直径３０ｍｍの負極性ａ−Ｓｉ感光体であ
り、矢印の方向に２１０ｍｍ／ｓｅｃの周速度をもって
回転駆動される。

【００７１】感光ドラム２０１は、その表面に負極帯電
性アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）で構成された感光
層を有する。さらにその最表面層にはａ−Ｓｉよりもさ
らに硬度の高いアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）の保護
膜を有している。ａ−Ｃの膜厚は表面層の磨耗量と電子
写真装置の寿命との関係から最適な膜厚が決定できる
が、一般的には０．０１μｍ〜１０μｍ、好適には０．
１μｍ〜１μｍの範囲が望ましい。表面層の膜厚が０．
０１μｍ以下だと機械的強度が損なわれ、１０μｍ以上
になると残留電位が高くなる場合がある。ａ−Ｓｉ感光
ドラムは帯電ローラなどの観光ドラムに当接する部材に
よる磨耗に対して有機感光ドラムよりも高い耐久性を示
し、消耗品交換の必要がほとんどないため、クリーナレ
スリユースシステムのフリーメンテナンス、廃棄物レス
というコンセプトと合致する。さらにドラム削れによる
削れ粉が少ないため、クリーナレスシステムの課題であ
る現像器内への異物混入という観点からも有利である。

【００７２】［帯電］図１中の部材２０２は感光体２０
１に所定の押圧力をもって接触させて配設した可撓性の
接触帯電部材としての導電性弾性ローラ（帯電ローラ）
である。Ａは感光体２０１と帯電ローラ２０２との帯電
ニップ部である。この帯電ローラ２０２には予めその外
周面に導電性微粒子Ｍをコートして担持させてあり、帯
電ニップ部Ａには帯電促進粒子（導電性微粒子）Ｍが存
在している。帯電ローラ２０２は、本実施例において
は、帯電ニップ部Ａにおいて感光体２０１の回転方向と
逆方向（カウンター）に１００％の周速で回転駆動さ
れ、感光体２０１の面に対して速度差を持って接触す
る。そしてこの帯電ローラ２０２に帯電バイアス電源か
ら所定の帯電バイアスが印加される。これにより回転感
光体２０１の外周面が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。本実施例では帯電ローラ
２０２には感光体２０１の外周面がほぼ−４００Ｖに一
様に帯電処理されるように、帯電バイアス電源から帯電
バイアスを印加する。

【００７３】クリーナレスシステムにおいては、転写残
トナーは帯電ローラが感光体とカウンター方向に回転す
ることで感光体上から一時的に掻き取られる。これによ
って転写残トナーパターンが掻き消されて、さらに転写
残トナーは帯電粒子との摩擦帯電により帯電極性が反転
したトナー電荷を正規に揃えられて感光体上に少しずつ
吐き出されていく事となる。

【００７４】帯電ローラ２０２、導電性微粒子Ｍ、注入
帯電等については以下に詳しく詳述する。

【００７５】（１）帯電ローラ本実施例における接触帯電部材としての帯電ローラ２０
２は芯金上にゴムあるいは発泡体の中抵抗層を形成する
ことにより作成される。

【００７６】中抵抗層は樹脂（例えばウレタン）、導電
性粒子（例えばカーボンブラック）、硫化剤、発泡剤等
により処方され、芯金の上にローラ状に形成した。その
後必要に応じて表面を研磨した。

【００７７】本実施例の帯電ローラ２０２のローラ抵抗
を測定したところ１００ｋΩであった。ローラ抵抗は、
帯電ローラ２０２の芯金に総圧１ｋｇの加重がかかるよ
うφ３０ｍｍのアルミ基体に帯電ローラ２０２を圧着し
た状態で、芯金とアルミ基体との間に１００Ｖを印加
し、計測した。

【００７８】ここで、接触帯電部材である帯電ローラ２
０２は電極として機能することが重要である。つまり、
弾性を持たせて被帯電体との十分な接触状態を得ると同
時に、移動する被帯電体を充電するに十分低い抵抗を有
する必要がある。一方では被帯電体にピンホールなどの
低耐圧欠陥部位が存在した場合に電圧のリークを防止す
る必要がある。被帯電体として電子写真用感光体を用い
た場合、十分な帯電性と耐リークを得るには１０^-1〜１
０⁹Ωの抵抗が望ましい。さらに、帯電ローラ２０２の
表面は導電性微粒子Ｍを保持できるようミクロな凹凸が
あるものが望ましい。帯電ローラ２０２の硬度は、硬度
が低すぎると形状が安定しないために被帯電体との接触
性が悪くなり、高すぎると被帯電体との間に帯電ニップ
部Ａを確保できないだけでなく、被帯電体表面へのミク
ロな接触性が悪くなるので、アスカーＣ硬度で２５度か
ら５０度が好ましい範囲である。帯電ローラ２０２の材
質としては、弾性発泡体に限定するものではなく、弾性
体の材料として、ＥＰＤＭ、ウレタン、ＮＢＲ、シリコ
ーンゴムや、ＩＲ等に抵抗調整のためにカーボンブラッ
クや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、ま
たこれらを発泡させたものがあげられる。また、特に導
電性物質を分散せずに、イオン導電性の材料を用いて抵
抗調整をすることも可能である。帯電ローラ２０２は被
帯電体としての感光体２０１に対して弾性に抗して所定
の押圧力で圧接させて配設し、本実施例では幅数ｍｍの
帯電ニップ部Ａを形成させてある。

【００７９】（２）導電性微粒子Ｍについて本実施例では、導電性微粒子Ｍとして、一次粒子径０．
１〜０．３μｍの酸化亜鉛一次粒子を圧力により造粒し
て得られた粒子を風力分級して得られた、比抵抗が１０
⁶Ω・ｃｍ、体積平均粒径１．５μｍ、粒度分布におけ
る０．５μｍ以下が３５体積％、５μｍ以上が０個数％
の導電性酸化亜鉛粒子を用いた。帯電促進粒子は、一次
粒子の状態で存在するばかりでなく、二次粒子の凝集し
た状態で存在することもなんら問題はない。どのような
凝集状態であれ、凝集体として帯電促進粒子としての機
能が実現できればその形態は重要ではない。導電性微粒
子の体積平均粒子径は０．５〜１０μｍであることが好
ましく良い。導電性微粒子の平均粒子径が小さいと、現
像性の低下を防ぐために導電性微粒子のトナー全体に対
する含有量を小さく設定しなければならない。導電性微
粒子の平均粒子径が０．５μｍ未満では、導電性微粒子
の有効量を確保できず、帯電工程において、接触帯電部
材への絶縁性の転写残トナーへの付着・混入による帯電
阻害に打ち勝って像担持体の帯電を良好に行なわせるの
に十分な量の導電性微粒子を帯電部材と像担持体との当
接部或いはその近傍の帯電領域に介在させることができ
ず、帯電不良を生じ易くなる。この観点から、導電性微
粒子の平均粒子径は好ましくは０．８μｍ以上、更に好
ましくは１．１μｍ以上、５μｍ未満が良い。

【００８０】また、導電性微粒子の平均粒子径が１０μ
ｍよりも大きいと、帯電部材から脱落した導電性微粒子
は静電潜像を書き込む露光光を遮光或いは拡散し、静電
潜像の欠陥を生じ画像品位を低下させる。更に、導電性
微粒子の平均粒子径が大きいと、単位重量当りの粒子数
が減少するため、帯電部材からの導電性微粒子の脱落等
による減少、劣化を考慮して導電性微粒子を帯電部材と
像担持体との当接部或いはその近傍の帯電領域に逐次に
導電性微粒子が供給し続け介在させるために、また、接
触帯電部材が導電性微粒子を介して像担持体への緻密な
接触性を維持し良好な帯電性を安定して得るためには、
導電性微粒子のトナー全体に対する含有量を大きくしな
ければならない。しかし、導電性微粒子の含有量を大き
くしすぎると、特に高湿環境下でのトナー全体としての
帯電能、現像性を低下させ、画像濃度低下やトナー飛散
を生ずる。このような観点から、導電性微粒子の平均粒
子径は好ましくは５μｍ以下が良い。

【００８１】粒径は粒子が凝集体を構成している場合
は、その凝集体としての平均粒径として定義した。粒径
の測定には、光学あるいは電子顕微鏡による観察から、
１００個以上抽出し、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。

【００８２】導電性微粒子Ｍとして、抵抗値が、本実施
例では１×１０⁶Ω・ｃｍのものを用いた。導電性微粒
子の抵抗が、１０⁹Ω・ｃｍよりも大きいと導電性微粒
子を帯電部材と像担持体との当接部或いはその近傍の帯
電領域に介在させ、接触帯電部材の導電性微粒子を介し
ての像担持体への緻密な接触性を維持させても、良好な
帯電性を得るための帯電促進効果が得られない。望まし
くは、１０⁶Ω・ｃｍ以下である。

【００８３】導電性微粒子の帯電促進効果を十分に引き
出し、良好な帯電性を安定して得るためには、導電性微
粒子の抵抗が、接触帯電部材の表面部或いは像担持体と
の接触部の抵抗よりも小さいことが好ましい。

【００８４】一方、導電性微粒子の抵抗が、１０^-1Ω・
ｃｍ以上であることが、該微粉末が帯電し非画像部に現
像され帯電を促進するために好ましい。抵抗測定は、錠
剤法により測定し正規化して求めた。即ち、底面積２．
２６ｃｍ²の円筒内に約０．５ｇの粉体試料を入れ上下
電極に１５ｋｇの加圧を行うと同時に１００Ｖの電圧を
印加し抵抗値を計測し、その後正規化して比抵抗を算出
した。

【００８５】導電性微粒子のトナー全体に対する含有量
は、１〜１０重量％であることが好ましく良い。導電性
微粒子のトナー全体に対する含有量が１重量％よりも少
ないと、接触帯電部材への絶縁性の転写残トナーへの付
着・混入による帯電阻害に打ち勝って像担持体の帯電を
良好に行なわせるのに十分な量の導電性微粒子を、帯電
部材と像担持体との当接部或いはその近傍の帯電領域に
介在させることができず、帯電性が低下し帯電不良を生
じる。また、含有量が１０重量％よりも多い場合では、
現像同時クリーニングによって回収される導電性微粒子
が多くなりすぎることによる現像部でのトナーの帯電
能、現像性を低下させ、画像濃度低下やトナー飛散を生
ずる。導電性微粒子のトナー全体に対する含有量は、
１．５〜５重量％であることが好ましく良い。

【００８６】導電性微粒子Ｍは潜像露光時に妨げになら
ないよう、白色または透明に近いことが望ましく、よっ
て非磁性であることが好ましい。さらに、帯電促進粒子
が感光体上から転写材２１１に一部転写されてしまうこ
とを考えると無色、あるいは白色のものが望ましい。ま
た、粒径も現像剤の粒径に対して、１／２以下程度でな
いと画像露光を遮ることがあった。そのため導電性微粒
子Ｍの粒径は現像剤の粒径の１／２よりも小さいことが
望ましい。粒径の下限値としては、粒子として安定に得
られるものとして１０ｎｍが限界と考えられる。導電性
微粒子Ｍの材料としては、本実施例では酸化亜鉛を用い
たが、これに限るものではなく、その他、カーボンブラ
ック、グラファイトなどの炭素微粉末；銅、金、銀、ア
ルミニウム、ニッケルなどの金属微粉末；酸化亜鉛、酸
化チタン、酸化すず、酸化アルミニウム、酸化インジウ
ム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化バリウム、酸化
モリブデン、酸化鉄、酸化タングステンなどの金属酸化
物；硫化モリブデン、硫化カドミウム、チタン酸カリな
どの金属化合物、あるいはこれらの複合酸化物などが必
要に応じて粒度及び粒度分布を調整することで使用でき
る。これらの中でも酸化亜鉛、酸化すず、酸化チタン等
の無機酸化物微粒子が特に好ましい。

【００８７】また、導電性無機酸化物の抵抗値を制御す
る等の目的で、アンチモン、アルミニウムなどの元素を
ドープした金属酸化物、導電性材料を表面に有する微粒
子なども使用できる。例えば酸化スズ・アンチモンで表
面処理された酸化チタン微粒子、アンチモンでドープさ
れた酸化第二スズ微粒子、あるいは酸化第二スズ微粒子
などである。

【００８８】（３）注入帯電について像担持体である感光体２０１と接触帯電部材である帯電
ローラ２０２との帯電ニップ部Ａに導電性微粒子Ｍを介
在させることで、該粒子Ｍの滑剤効果により、摩擦抵抗
が大きくてそのままでは感光体２０１に対して速度差を
持たせて接触させることが困難であった帯電ローラであ
っても、それを感光体２０１面に対して無理なく容易に
効果的に速度差を持たせて接触させた状態にすることが
可能となると共に、該帯電ローラ２０２が該粒子Ｍを介
して感光体２０１面に密に接触してより高い頻度で感光
体２０１面に接触する構成となる。

【００８９】帯電ローラ２０２と感光体２０１との間に
十分な速度差を設けることにより、帯電ローラ２０２と
感光体２０１の帯電ニップ部において導電性微粒子Ｍが
感光体２０１に接触する機会を格段に増加させ、高い接
触性を得ることができ、帯電ローラ２０２と感光体２０
１の帯電ニップ部Ａに存在する導電性微粒子Ｍが感光体
２０１表面を隙間なく摺擦することで感光体２０１に電
荷を直接注入できるようになり、帯電ローラ２０２によ
る感光体２０１の接触帯電は導電性微粒子Ｍの介存によ
り注入帯電機構が支配的となる。

【００９０】速度差を設ける構成としては、帯電ローラ
２０２を回転駆動あるいは固定して感光体２０１と速度
差を設けることになる。好ましくは、帯電ローラ２０２
を回転駆動し、さらに、その回転方向は感光体２０１表
面の移動方向とは逆方向に回転するように構成すること
が望ましい。

【００９１】従って、従来のローラ帯電等では得られな
かった高い帯電効率が得られ、帯電ローラ２０２に印加
した電圧とほぼ同等の帯電電位を感光体２０１に与える
ことができる。かくして、接触帯電部材として帯電ロー
ラ２０２を用いた場合でも、該帯電ローラ２０２に対す
る帯電に必要な印加バイアスは感光体２０１に必要な帯
電電位相当の電圧で十分であり、放電現象を用いない安
定かつ安全な接触帯電方式ないし装置を実現することが
できる。

【００９２】また、帯電ニップ部Ａや帯電ローラ２０２
の表面に導電性微粒子Ｍを予め担持させておくことで、
プリンタ使用の全くの初期より上記の直接帯電性能を支
障なく発揮させることができる。

【００９３】（４）帯電ニップ部Ａや帯電ローラ２０２
に対する導電性微粒子Ｍの補給最初に、感光体２０１と帯電ローラ２０２との帯電ニッ
プ部Ａに十分量の導電性微粒子Ｍを介在させても、ある
いは帯電ローラ２０２に十分量の導電性微粒子Ｍを塗布
しておいても、装置の使用に伴い導電性微粒子Ｍが帯電
ニップ部Ａや帯電ローラ２０２から減少したり、導電性
微粒子Ｍが劣化したりすることで、帯電性の低下が生じ
る。そのため、帯電性の低下が生じた際には、帯電ニッ
プ部Ａや帯電ローラ２０２に対して導電性微粒子Ｍを補
給する必要がある。

【００９４】帯電ローラ２０２の面に導電性微粒子Ｍを
供給する帯電促進粒子供給手段を設けてもよいが、構成
の簡易化のため、本実施例では、現像器２０４内に供給
することによって、感光体表面を介して導電性微粒子Ｍ
を補給している。導電性微粒子Ｍは現像装置内ではトナ
ーに対する帯電補助剤としての外添剤であり、帯電部で
の帯電粒子であって、現像部でバイアスが印加されて感
光体へ供給し、帯電ローラへ到達するものである。

【００９５】［露光］２０３はレーザーダイオード・ポ
リゴンミラー等を含むレーザービームスキャナ（露光装
置）である。このレーザービームスキャナ２０３は目的
の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して強
度変調されたレーザー光を出力し、該レーザー光でもっ
て上記回転感光体２０１の一様帯電面を走査露光Ｌす
る。この走査露光Ｌにより回転感光体２０１の面に目的
の画像情報に対応した静電潜像が形成される。

【００９６】静電潜像形成手段に用いる光源は、ＬＥＤ
アレイであっても良く、この場合は、目的の画像情報に
対応する位置のＬＥＤを点灯し、感光体２０１の面に静
電潜像を形成する。

【００９７】また、本実施例の複写機では、露光手段は
静電潜像形成手段に用いる光源のみであり、除電光は設
けていない。

【００９８】上述の感光ドラム２０１表面は、一次帯電
ローラ２０２により−４００Ｖに一様帯電される。次い
で、露光手段２１０の半導体レーザから発せられる波長
６８０ｎｍのレーザ光により、６００ｄｐｉ（ｄｏｔ／
ｉｎｃｈ）でイメージ露光が行なわれ、レーザ光照射部
分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。

【００９９】［現像］２０４は現像器である。回転感光
体２０１に形成された静電潜像は、現像器２０４により
トナー像として現像される。

【０１００】図１に示すように、現像器２０２は、表面
にトナーが薄層状に塗布される現像ローラ２０８と現像
器２０４内のトナーを攪拌するとともに現像ローラ２０
８向けて移動させる攪拌部材と、現像ローラ２０８表面
に塗布されたトナーの層厚を規制する規制ブレード２０
９とを有している。現像ローラ２０８と規制ブレード２
０９との間のギャップは、２００μｍに設定されてい
る。現像ローラの表面はバインダーであるフェノール樹
脂と、ピグメントであるカーボンおよびグラファイトか
らなる樹脂によりコートされており、その組成重量比
は、（バインダー：ピグメント＝２．５：１．０）であ
る。

【０１０１】現像ローラ２０８表面に塗布され、現像ロ
ーラ表面のコート樹脂と摩擦帯電しながら規制ブレード
２０９によってローラ塗布量を約１．０ｍｇ／ｃｍ²層
厚規制されたトナーは、現像ローラ２０８の表面に担持
され、その矢印方向の回転に伴って、感光ドラム２０１
表面に対向する現像位置に搬送される。現像位置におけ
る現像ローラ２０８と感光ドラム２０１との間にはギャ
ップ（以下ＳＤギャップ）を有しており、非接触現像で
あるジャンピング現像方式とした。ＳＤギャップは現像
ローラ軸に回転可能に支持された不図示の感光ドラム突
き当てコロによって、１８０〜３００μｍに設定されて
いる。

【０１０２】本発明の画像形成方法においては、現像ス
リーブに印加される交番バイアス電圧の絶対値が５００
Ｖ以上、好ましくは像担持体へのリークを考慮して、５
００〜１，５００Ｖとするのがよい。但し、このリーク
は、現像スリーブと像担持体との間隙の設定により変動
する。又、本発明において、交番バイアス周波数は、
１，０００〜５，０００Ｈｚの範囲とすることが好まし
い。即ち、交番バイアス周波数が１，０００Ｈｚ未満に
なると、得られる画像の階調性はよくなるものの、地カ
ブリを解消するのが困難となる。これは、トナーの往復
運動回数が少ない低周波数領域では、非画像部において
も現像剤バイアス電界による像担持体へのトナーの押し
つけ力が強くなり過ぎるので、逆現像側バイアス電界に
よるトナーの剥ぎ取り力によっても、非画像部に付着し
たトナーを完全には除去できないためであると考えられ
る。一方、周波数が５，０００Ｈｚを超えると、トナー
が像担持体に充分接触しないうちに、逆現像側のバイア
ス電界が印加されることになるので、現像性が低下す
る。つまり、トナー自身が高周波数電界に応答できなく
なる。本発明者の検討によれば、本発明においては、交
番バイアス電界の周波数を１，５００Ｈｚ〜３，０００
Ｈｚとすると、最適な画像性を示すことが確認された。

【０１０３】上記の理由を考慮し、現像時の現像バイア
スとしては、２０００Ｈｚ、ピーク間電圧８００Ｖｐｐ
の交流電圧に、−２５０Ｖの直流電圧を重畳させた重畳
バイアスを現像ローラ２０８に印加する。これにより、
感光ドラム２０１表面の静電潜像は反転現像されトナー
が付着されてトナー像として可視化される。

【０１０４】［転写］２０５は接触転写手段としての中
抵抗の転写ローラーであり、感光体２０１に所定に圧接
させて転写ニップ部を形成させてある。この転写ニップ
部に不図示の給紙部から所定のタイミングで被記録体と
しての転写材２１１が給紙され、かつ転写ローラ２０５
に所定の転写バイアス電圧が印加されることで、感光体
２０１側の現像剤像が転写ニップ部に給紙された転写材
２１１の面に、静電気力と押圧力にて順次に転写されて
いく。

【０１０５】［定着］２０７は熱定着方式等の定着装置
である。感光体２０１側の現像剤像の転写を受けた転写
材２１１は回転感光体２０１の面から分離されてこの定
着装置２０７に導入され、定着ローラの熱と圧力により
現像剤像の定着を受けて画像形成物（プリント、コピ
ー）として装置外へ排出される。

【０１０６】本実施例のトナーは、下記の工程により作
られたものを用いた。

【０１０７】イオン交換水７０９ｇに０．１Ｍ−Ｎａ₃
ＰＯ₄水溶液４５１ｇを投入し６０℃に加温後、１．０
Ｍ−ＣａＣｌ₂水溶液６７．７ｇを徐々に添加してＣａ₃
（ＰＯ ₄）₂を含む水系媒体を得る。次に、スチレン８０部ｎ−ブチルアクリレート２０部不飽和ポリエステル樹脂２部飽和ポリエステル樹脂３部負荷電性制御剤（モノアゾ染料系のＦｅ化合物）１部表面処理疎水化磁性体９０部上記処方をアトライター（三井三池加工機（株））を用
いて均一に分散混合する。

【０１０８】この単量体組成物を６０℃に加温し、そこ
にベヘニン酸ベヘニルを主体とするエステルワックス
（ＤＳＣにおける吸熱ピークの極大値７２℃）６部を添
加混合溶解し、これに重合開始剤２，２′−アゾビス
（２，４−ジメチルバレロニトリル）５ｇを溶解した。

【０１０９】次に、前記水系媒体中に上記重合性単量体
系を投入し、６０℃、Ｎ₂雰囲気下において、ＴＫ式ホ
モミキサー（特殊機化工業（株））にて１０，０００ｒ
ｐｍで１５分間攪拌し、造粒した。その後、パドル攪拌
翼で攪拌しつつ、６０℃で６時間反応させた。その後、
液温を８０℃とし更に４時間攪拌した。

【０１１０】反応終了後、８０℃で２時間蒸留を行い、
その後、懸濁液を冷却し、塩酸を加えて、Ｃａ₃（Ｐ
Ｏ₄）₂を溶解し、ろ過、水洗、乾燥して、重量平均粒径
６．５μｍの未外添トナーを得た。

【０１１１】このトナー１００部と、一次粒径８ｎｍの
シリカにヘキサメチルジシラザンで表面処理し、表面処
理後のＢＥＴ値が２５０ｍ²／ｇの疎水性シリカ微粉体
１．２部、および帯電促進粒子としての酸化亜鉛微粉体
１．５部とをヘンシェルミキサー（三井三池加工機
（株））で混合し、トナーを得た。

【０１１２】上記のようにして得たトナーは、平均円形
度が０．９８５、モード平均度が１．００、７９．６ｋ
Ａ／ｍ（１０００エルステッド）下における飽和磁化が
２８Ａｍ²／ｋｇであった。

【０１１３】ここで、上記（４）帯電ニップ部Ａや帯電
ローラ２０２に対する導電性微粒子Ｍの補給について更
に説明する。

【０１１４】通常、トナーは電気抵抗が比較的高いか
ら、帯電ニップ部Ａにそのようなトナー粒子が混入する
ことは帯電ローラ２０２の抵抗を上昇させて帯電能を低
下させる因子である。その際には導電性微粒子を多量に
供給することで、帯電ローラ２０２の抵抗、特に帯電ニ
ップ部Ａを下げる必要がある。そうすることで良好な帯
電を維持できる。

【０１１５】前述のように導電性微粒子はトナーと弱逆
極帯電量を有すので、非画像部や紙間に対応する像担持
体上に多く存在する。また、特に紙間における導電性微
粒子は、転写材に転写されないため、帯電ローラ２０２
に多量に供給される。

【０１１６】そこで、本実施例では、高ｄｕｔｙの画像
を連続で作像した場合には、紙間を広げることで導電性
微粒子の現像器２０２から感光ドラム２０１への移行量
を増やすことで、適切量だけ導電性微粒子を帯電ローラ
２０２に供給することを可能とした。

【０１１７】以下で、上記の画像形成装置、およびトナ
ーを用いて、画像比率の異なる画像を連続して作像した
ときの、帯電ローラ２０２上に存在する導電性微粒子の
量、および、感光ドラム２０１の電位を測定した。帯電
ローラ２０２上に存在する導電性微粒子の量について
は、帯電ローラ２０２の反射濃度で定義する。本実施例
において、導電性微粒子は、白色であり、帯電ローラ２
０２は黒色である。そのため、導電性微粒子が帯電ロー
ラ２０２に塗布されている場合には、白色、つまり反射
濃度は低くなり、導電性微粒子が不足し、帯電ローラ２
０２が露出してくると黒くなり、反射濃度は高くなる。

【０１１８】帯電ローラ２０２には、あらかじめ３００
ｍｇの導電性微粒子を塗布しておいた。その際の帯電ロ
ーラ２０２の反射濃度は０．０５であった。

【０１１９】帯電ローラ２０２に塗布する導電性微粒子
の量を変化させた時の、帯電ローラ２０２の反射濃度と
感光ドラム２０１の帯電電位の関係を調べた。それを図
２に示す。それによると、帯電ローラ２０２の反射濃度
が０．２以下では良好な帯電特性を示すが、それ以上で
は、帯電不良が起こる事が分かる。

【０１２０】図３に、Ａ４サイズに対して、１０％、３
０％、５０％、１００％の比率となる横帯の画像を用い
て、各々を連続作像し、１００枚毎に帯電ローラ２０２
の反射濃度の測定結果を示す。

【０１２１】画像比率が高いほど導電性微粒子の量は速
く減少し、それに応じて、感光ドラム２０１上の電位も
減少していく。

【０１２２】感光ドラム２０１上の電位の減少から、導
電性微粒子の量としては、帯電ローラ２０２の反射濃度
が０．２以下が必要であることが分かる。０．２を上回
る前に、導電性微粒子を帯電ローラ２０２に供給しなく
てはならない。

【０１２３】図３より、各画像比率の原稿において、帯
電ローラ２０２の反射濃度が０．２を上回る作像枚数を
算出すると、１０％：１１００枚、３０％：３６０枚、
５０％：２２０枚、１００％：１００枚となっている。

【０１２４】この結果より、積算画像比率（画像比率×
枚数）＞１００００％となった時に帯電不良となること
が分かる。

【０１２５】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２０３のレーザー発光時間等か
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１００００％を超える前、例えば、９０００％を
越えた時にシーケンス制御回路により、通紙タイミング
を１／２とする。そうすることで、紙間を大幅に増大す
ることが出来、帯電ローラ２０２に積極的に導電性微粒
子を供給でき、良好な帯電性が確保できる。

【０１２６】紙間を変えた場合の画像比率の異なる画像
を連続して作像したときの、帯電ローラ２０２の反射濃
度を測定した結果を図４に示す。

【０１２７】図４に示すように、積算画像比率が９００
０％を超えた時に、通紙タイミングを１／２（スループ
ットを１／２）とし、紙間を大幅に増大させることで、
帯電ローラ２０２の反射濃度が０．２を超えることな
く、つまり、導電性微粒子が適量以上帯電ローラ２０２
上に存在し、良好な帯電が確保できた。

【０１２８】（実施例２）本実施例は、積算画像比率が
９０００％を超えて紙間を広げた後、積算画像比率に応
じて、再度、紙間を狭めて、スループットダウンの抑制
を達成した例である。

【０１２９】紙間を広げた際の、帯電ローラ２０２上の
反射濃度の減少量は、図４から見て分かるように、画像
比率の逆数に比例している。紙間を広げてから、１０
％：２２０枚、３０％：６００枚、５０％：１０５０
枚、１００％：２４００枚で、帯電ローラ２０２上の反
射濃度が０．１となる。本実施例でいえば、紙間を広げ
てから、画像比率×２００枚までは、紙間を広げて通紙
し、それ以降は再度紙間を通常の状態に戻す。もちろ
ん、それ以降は、再度、画像比率を積算していき、帯電
ローラ２０２上の反射濃度が０．２を越えそうな積算画
像比率になったら、再度、紙間を広げる。以降はそれを
繰り返す。

【０１３０】上記例は、説明を簡略化するために、同じ
画像比率を通紙した場合を説明したが、異なる画像を連
続通紙した場合でも本発明は適用できる。その際には、
画像比率としては、平均値を用いればよい。

【０１３１】紙間を広げる量については、上記説明のよ
うに、大幅に広げてもいいが、画像比率の積算値に応じ
て、徐々に広げていってもよい。紙間を詰める際も同様
である。そうすることで、良好な帯電はもちろん、スル
ープットダウンの抑制が可能である。

【０１３２】（実施例３）本実施例では、第一の実施例
の実験を高湿環境下（３０℃、８０％ＲＨ）で行った。
この場合、トナーや帯電補助粒子の抵抗が下がるため、
感光ドラム２０１に移行する帯電補助粒子の量が減る。
よって、この環境下では、積算画像比率が通常環境より
も低い時に紙間を広げる必要がある。

【０１３３】よって、画像形成装置に温湿度を検知する
手段を設けておき、その出力により積算画像比率の閾値
を変える。そうすることで、各環境において適正な帯電
を行うことができる。また、紙間を戻す場合や徐々に広
げたり、戻したりする際にも、温湿度センサーの結果を
用いると精度が上がり、望ましい。

【０１３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、導電性
微粒子を介在させた接触帯電方式を用い、放電生成物の
発生もなく、かつ、均一な帯電を達成しつつ、高Ｄｕｔ
ｙの画像を連続で作像した場合においても、紙間を制御
することで接触帯電部材に適切量だけ導電性微粒子を供
給することで、帯電ムラが無い良好な画像を得ることが
でき、さらに大幅なスループットダウンも抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクリーナレスシステムを表す概略断
面図である。

【図２】帯電ローラ２０２上の帯電補助粒子の量と感
光ドラム２０１の帯電電位との相関を示す図である。

【図３】画像比率を変えた時の、連続通紙時の帯電ロ
ーラ２０２上の帯電補助粒子の量の推移を示す図であ
る。

【図４】積算画像比率によって、紙間を変化させた際
の、連続通紙時の帯電ローラ２０２上の帯電補助粒子の
量の推移を示す図である。

【図５】従来のクリーナレスシステムの例を表す概略
断面図である。

【符号の説明】

１０１、２０１感光体（感光ドラム）１０２、２０２帯電ローラ１０３、２０３露光装置１０４、２０４現像装置１０５、２０５転写部材１０６、２０６分離部材１０７、２０７定着装置２０８現像ローラ２０９トナー規制ブレード１１１、２１１転写媒体Ｍ導電性微粒子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 21/14 Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７Ｌ 21/00 ３７２Ｆターム(参考） 2H005 AA08 AB06 CB13 2H027 DA13 DA14 DB01 DE07 EA18 EC06 ED16 EE01 2H077 AA37 AB01 AC16 AD06 AD13 AD18 AD36 BA07 EA16 FA13 2H200 FA01 FA02 GA23 GA34 GA46 GA57 GB22 GB25 GB37 HA02 HA03 HA28 HA29 HA30 HB12 HB17 HB23 HB43 HB45 HB46 HB47 HB48 JA02 LA19 LA29 MA03 MA08 MA11 MA12 MA14 MB04 MB06 MC02 MC06 NA02 PA10 PA11 PA22 PB27 PB28 PB29 PB40

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯
電後の該像担持体表面に潜像を形成する情報書き込み手
段と、該静電潜像を現像剤担持体に担持させた現像剤に
よってトナー像として現像する現像手段と、該トナー像
を転写材上に転写する転写手段とを備え、該現像手段
が、トナー像を該転写材上に転写した後に該像担持体に
残留したトナーを回収するクリーニング工程を兼ね、該
トナーは、少なくとも結着樹脂、磁性体とを含有するト
ナー粒子と無機微粉体から成り、該帯電手段は、該像担
持体と当接部を形成して接触する帯電部材に電圧を印可
することにより像担持体を帯電する工程であり、該帯電
手段において、該当接部に上記無機微粉体が介在してい
る画像形成装置において、該帯電手段上の該無機微粉体
の量を求める手段と、該転写手段を通過する転写材と転
写材との間隔を変更する手段と、該無機微粉体の量に応
じて、該転写材間隔を変更する手段を有することを特徴
とする画像形成装置。
【請求項２】上記帯電手段上の無機微粉体の量を求め
る手段は、画像比率を算出する手段からなることを特徴
とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】温湿度検出手段を有し、その結果によっ
て、上記画像比率算出結果に応じた上記転写材間隔の変
更値を変更する手段を有することを特徴とする請求項１
または２記載の画像形成装置。
【請求項４】上記無機微粉体は、１×１０⁹Ωｃｍ以
下であることを特徴とする請求項１または２記載の画像
形成装置。
【請求項５】上記無機微粉体は、１×１０⁶Ωｃｍ以
下であることを特徴とする請求項１乃至４何れか記載の
画像形成装置。
【請求項６】上記帯電工程において、少なくとも帯電
部材と像担持体の当接部および、又は近傍に、トナー中
に含有の上記無機微粉体が上記現像手段で像担持体に付
着し、転写工程の後も像担持体上に残留し運ばれて介在
していることを特徴とする請求項１乃至５何れか記載の
画像形成装置。
【請求項７】上記トナーは、重合法によって作られた
ことを特徴とする請求項１乃至６何れか記載の画像形成
装置。
【請求項８】連続作像において、画像比率を累積計算
して、その値が所定のしきい値を上回った時に該転写材
間隔を変更することを特徴とする請求項１乃至７何れか
記載の画像形成装置。