JP2004029361A

JP2004029361A - 画像形成装置

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Publication number: JP2004029361A
Application number: JP2002185254A
Authority: JP
Inventors: Makoto Nakamura; 中村　良; Hiroyuki Suzuki; 鈴木　啓之; Akira Inoue; 井上　亮
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】複数の帯電装置を用いてａ−Ｓｉ系感光体を帯電する画像形成装置において、帯電能ムラの発生を防止して、感光体表面を均一な帯電電位で帯電することができるようにする。
【解決手段】磁気ブラシ帯電器３０から感光体１に流れる電流Ｉ_２の絶対値の割合が、帯電装置２全体から感光体１に流れる全電流に対して２５（％）以下となるように、主帯電バイアス印加電源３２と補助帯電バイアス印加電源３３によって、磁気ブラシ帯電器３０と帯電ローラ３１にそれぞれ所定の帯電バイアスを印加することにより、帯電能ムラの発生を防止して、感光体１表面を均一な帯電電位で帯電することができる。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式などによって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスを利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、例えば図６に示すように、像担持体としての電子写真感光体（以下、感光体という）１０１の表面を帯電手段としてのコロナ帯電器１０２によって一様に帯電し、帯電された感光体１０１表面を露光装置１０３によって画像露光Ｌして静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置１０４の現像スリーブ１０４ａで現像してトナー像を形成し、このトナー像を転写ローラ１０５によって用紙などの転写材Ｐに転写することによって画像形成が行われる。
【０００３】
また、転写後に感光体表面に残った転写残トナーはクリーニングブレード１０６によって除去され、更に前露光ランプ１０７で感光体１０１を露光して画像露光の光メモリを除去し、次の画像形成に備える。
【０００４】
上記の画像形成装置に用いられる感光体としては、有機感光体やアモルファスシリコン系感光体（以下、「ａ−Ｓｉ系感光体」という）などがよく用いられているが、前記ａ−Ｓｉ系感光体は、表面硬度が高いこと、半導体レーザなどに高い感度を示すこと、繰返し使用による劣化がほとんど認められないことなどから、高速複写機やレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）などの電子写真用感光体として用いられている。
【０００５】
前記ａ−Ｓｉ系感光体を帯電する方法としては、コロナ放電を用いたコロナ帯電方式、導電性ローラを用い直接放電で帯電を行うローラ帯電方式、磁性粒子等により接触面積を充分に取り、電荷を感光体表面に直接注入することにより帯電を行う注入帯電方式などがある。
【０００６】
上記のコロナ帯電方式やローラ帯電方式は、放電を用いるために感光体表面に放電生成物が付着しやすく、加えてａ−Ｓｉ系感光体が非常に高い表面硬度を持ち、磨耗しにくく感光体表面に放電生成物が残存しやすいことから、高湿環境下等で水分の吸着等によって、静電潜像が形成された感光体表面上の電荷が面方向へ移動し、それに伴う画像流れ現象が発生し易い。
【０００７】
これに対して前記注入帯電方式は、感光体表面に接触した部分から直接電荷を注入する帯電方式であるため、前記の画像流れといった現象は発生しにくい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ａ−Ｓｉ系感光体は、その製造方法として、ガスを高周波やマイクロ波でプラズマ化して固体化しアルミシリンダー上に堆積させて成膜するため、プラズマが均一でないと周方向に膜厚ムラや組成ムラができてしまう。
【０００９】
また、帯電された感光体を露光装置で画像露光することによって、感光体上の電位は露光された部分（明部）の電位が減衰（低下）し、この電位減衰は、ａ−Ｓｉ系感光体を用いた場合、有機感光体に比べ暗部（非露光部）でも非常に大きく、更に画像露光の光メモリーによる電位減衰が増大するため、前周の光メモリーを消すための帯電前の前露光手段が必要となる。
【００１０】
このため、感光体の回転方向に沿って感光体上の帯電位置と現像位置との間での電位減衰は非常に大きくなり、１００〜２００Ｖ程度の電位減衰が生じる。更に、このとき上記したａ−Ｓｉ系感光体の膜厚ムラにより、感光体の周方向について１０〜２０Ｖ程度の電位ムラが発生する。
【００１１】
このような電位ムラが生じると、静電容量の大きなａ−Ｓｉ系感光体は有機感光体に比べてコントラストも小さいため影響をより受けてしまい、濃度ムラも顕著になってしまう。
【００１２】
このような問題点に対して、例えば複数回帯電を行うという方法が有効である。前述の光メモリによる暗部での電位減衰の増大は複数帯電を行うことにより、第１の帯電で光メモリを大幅に軽減できるため、第２の帯電を行った後には暗部での電位減衰を少なくすることが可能となる。これに伴い、電位ゴーストや電位ムラが大幅に良化される。
【００１３】
例えば複数の注入帯電器で帯電を行うと、電位ゴーストや電位ムラについては大きく改善されるが、電荷注入のための感光体との接触点を多く必要とするため、例えば磁気ブラシ帯電器の場合、磁性粒子担持体を感光体とカウンター方向に移動させ磁性粒子により摺擦を行うため、感光体表面の磨耗がし易くなる。
【００１４】
また、ａ−Ｓｉ系感光体は表面が非常に高硬度であるため、複数の磁気ブラシ帯電器を用いてもある程度の耐久性は得られるが、製法上感光体の生産コストが高いため、より高耐久であることが望まれる。これに対して、放電を用いたコロナ帯電器やローラ帯電器を用いた複数帯電系でａ−Ｓｉ系感光体の帯電を行うと、磨耗に対する耐久性は高いが前述の通り放電生成物の堆積により画像流れが発生しや易くなる。
【００１５】
また、ａ−Ｓｉ系感光体を用いた場合に、電位ゴースト及び電位ムラを軽減するために複数の帯電手段を有し、対磨耗性の向上と画像流れ防止を両立できる方法としては、前記の注入帯電方式とコロナ帯電方式またはローラ帯電方式のような摺擦の弱い方式を組み合わせる方法が有効である。
【００１６】
このように、注入帯電方式とコロナ帯電方式またはローラ帯電方式を組み合わせた場合には、コロナ帯電やローラ帯電によって生成された放電生成物を注入帯電器の摺擦によって除去できることと共に、磁性粒子担持体の磁性粒子コート量を減らして摺擦力を低減させることによって、感光体の磨耗量を注入帯電器が１つのみの場合に近いレベルにすることが可能である。
【００１７】
また、磁気ブラシ帯電器を複数用いた場合でも、磁性粒子コート量を減らして摺擦力を低減させることによって、実用に耐えうるドラム寿命を実現できる可能性がある。
【００１８】
しかしながら、磁性粒子コート量を減らして摺擦力を低減させると、それと同時に磁性粒子担持体の帯電能も低下し、場合によっては帯電能ムラが顕著に現れてしまう。更に、その他の帯電手段、例えばローラ帯電器に関しても、ローラ表面にトナーや埃などが付着した場合に帯電能ムラが生じてしまう。
【００１９】
特に、感光体の移動方向に対して最下段（最下流側）の帯電手段に帯電能ムラが生じると、感光体表面に一様な帯電を施すことが難しくなり、出力画像に大きな影響を及ぼしてしまう。
【００２０】
そこで本発明は、複数の帯電装置を用いてａ−Ｓｉ系感光体を帯電する画像形成装置において、帯電能ムラの発生を防止して、感光体表面を均一な帯電電位で帯電することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、移動自在な像担持体と、前記像担持体の移動方向に沿って複数配置され、電圧の印加により前記像担持体をそれぞれ帯電する帯電手段と、を備えた画像形成装置において、前記複数の帯電手段のうちの前記像担持体の移動方向に対して最下流側に位置する帯電手段から前記像担持体に流れる電流値の絶対値の割合が、前記複数の帯電手段全体から前記像担持体に流れる全電流値に対して２５（％）以下となるように、前記複数の帯電手段にそれぞれ印加する電圧印加条件を設定することを特徴としている。
【００２２】
また、前記複数の帯電手段は、前記像担持体の移動方向に対して最下流側に位置する第１の帯電手段と、前記像担持体の移動方向に対して前記第１の帯電手段の上流側に配置した第２の帯電手段とを少なくも有しており、前記第１の帯電手段は、回転自在な接触帯電部材上に導電性微粉体を保持し、前記導電性微粉体を存在させて回転駆動される前記接触帯電部材を前記像担持体に当接させ、電圧の印加により前記像担持体を帯電する磁気ブラシ帯電器であり、前記第２の帯電手段は、前記像担持体に当接し電圧の印加により前記像担持体を帯電する回転自在な導電性ローラ部材であることを特徴としている。
【００２３】
また、前記複数の帯電手段は、前記像担持体の移動方向に対して最下流側に位置する第１の帯電手段と、前記像担持体の移動方向に対して前記第１の帯電手段の上流側に配置した第２の帯電手段とを少なくも有しており、前記第１の帯電手段及び前記第２の帯電手段は、回転自在な接触帯電部材上に導電性微粉体を保持し、前記導電性微粉体を存在させて回転駆動される前記接触帯電部材を前記像担持体に当接させ、電圧の印加により前記像担持体を帯電する磁気ブラシ帯電器であることを特徴としている。
【００２４】
また、前記像担持体は、アモルファスシリコン系感光体であることを特徴としている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００２６】
〈実施の形態１〉
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置（本実施の形態では複写機）を示す概略構成図である。
【００２７】
図１に示すように、本実施の形態の画像形成装置（複写機）５０は、電子写真プロセスを利用して画像形成を行うプリンタ部２０とリーダ部（画像読み取り部）２１で構成されている。
【００２８】
プリンタ部２０は、像担持体としての負帯電の感光体１を備えており、感光体１の周囲には、感光体１の回転方向に沿って帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写帯電ブレード５、クリーニング装置６、前露光ランプ７が設置されている。また、感光体１と転写ブレード５間に形成される転写ニップ部Ｎの転写材搬送方向の下流側には定着器１１が設置されている。
【００２９】
感光体１は、本実施の形態では負帯電のａ−Ｓｉ系感光体であり、所定の周速度（本実施の形態では３００ｍｍ／ｓｅｃ）で矢印方向（時計方向）に回転駆動される。
【００３０】
帯電装置２は、主帯電を行う注入帯電方式の磁気ブラシ帯電器３０と、補助帯電を行う接触帯電部材としての帯電ローラ３１とを有している（本発明の特徴である、磁気ブラシ帯電器３０と帯電ローラ３１の詳細な構成、及び感光体１に対する帯電バイアス印加制御については後述する）。
【００３１】
露光装置３は、本実施の形態ではレーザダイオード（半導体レーザ）、ポリゴンミラー等を含むレーザビームスキャナ（露光装置）であり、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光を出力し、このレーザ光で感光ドラム１表面の一様帯電面を画像露光Ｌする。この画像露光により感光ドラム１表面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００３２】
現像装置４は、表面にトナーが薄層状に塗布される現像スリーブ４ａを有しており、規制ブレード（不図示）によって層厚規制されたトナーは現像スリーブ４ａ表面に担持され、現像スリーブ４ａの回転に伴って、感光体１表面に対向する現像位置（現像部）に搬送される。
【００３３】
転写帯電ブレード５は、無端状の転写ベルト８を介して転写ニップ部Ｎで感光体１に当接している。転写帯電ブレード５に所定の転写バイアスが印加されることで、転写材Ｐの裏面からトナーと逆極性の帯電がなされ、感光体１表面のトナー像が転写材Ｐに転写されていく。
【００３４】
転写ベルト８は、駆動ローラ９と従動ローラ１０間に張架されており、駆動ローラ９の駆動によって感光体１の回転周速度と略同じ周速度で回転（移動）される。転写材Ｐは、転写ベルト８の上行側ベルト部分の上面に載って転写ニップ部Ｎに搬送される。
【００３５】
定着器１１は、ヒータ（不図示）を内蔵した定着ローラ１１ａと加圧ローラ１１ｂを有しており、定着器１１に搬送された転写材Ｐは、定着ローラ１１ａと加圧ローラ１１ｂ間の定着ニップ部で加熱、加圧されて、転写材Ｐの表面にトナー像が定着される。
【００３６】
次に、上記した本実施の形態の画像形成装置５０による画像形成動作について説明する。
【００３７】
この画像形成装置５０は、コピー開始信号が入力されると、感光体１は駆動装置（不図示）により矢印方向（時計方向）に３００ｍｍ／ｓｅｃの周速度で回転駆動され、前露光ランプ７で均一に除電を受けた後に、帯電バイアスが印加された帯電装置２の帯電ローラ３１と磁気ブラシ帯電器３０により表面が一様に負極性の所定電位に帯電される。
【００３８】
一方、リーダ部２１では、原稿照射用ランプ１２ａ、短焦点レンズアレイ１２ｂ、ＣＣＤセンサ１２ｃが一体の画像読み取りユニット１２を矢印方向に移動させて、原稿台１３上に載置した原稿Ｇを照射しながら走査することにより、その照明走査光の原稿面反射光が短焦点レンズアレイ１２ｂによって結像されてＣＣＤセンサ１２ｃに入射される。ＣＣＤセンサ１２ｃは、不図示のＣＣＤ受光部、転送部、出力部より構成されており、ＣＣＤ受光部において光信号が電荷信号に変えられ、転送部でクロックパルスに同期して順次出力部へ転送され、出力部において電荷信号を電圧信号に変換し、増幅、低インピーダンス化して出力する。得られたアナログ信号は周知の画像処理を行なわれデジタル信号（画像情報信号）に変換され、プリンタ部２０の露光装置３に送られる。
【００３９】
そして、露光装置３は、均一に負帯電された感光体１上に画像情報に対応した反転現像方式の画像露光を付与し、静電潜像を形成する。そして、現像装置４の現像スリーブ４ａから電荷を付与されたトナーが、静電潜像に応じた形で感光体１表面に供給され、トナー像として顕像化される。この場合のトナーは負帯電であり、現像方法としては、非接触のジャンピング現像法を用いている。
【００４０】
そして、カセット１４から給紙ローラ１５によって給紙される用紙などの転写材Ｐを、レジストローラ１６によって所定のタイミングで転写ベルト８上に搬送する。転写ベルト８上に搬送された転写材Ｐは転写ベルト８の移動によって転写ニップ部Ｎに搬送され、転写バイアス（トナーと逆極性）が印加された転写帯電ブレード５によってトナー像が転写される。
【００４１】
そして、トナー像が転写された転写材Ｐは、転写ベルト８の移動によって定着器１１に搬送され、定着器１１の定着ローラ１１ａと加圧ローラ１１ｂ間の定着ニップで定着した後に、搬送ローラ１７を介して外部のトレイ１８に排出される。そして、転写後に感光体１上に残留している転写残トナーなどはクリーニング装置６によって除去され、回収される。
【００４２】
次に、本実施の形態における帯電装置２の磁気ブラシ帯電器３０と帯電ローラ３１の詳細な構成について説明する。
【００４３】
図２に示すように、磁気ブラシ帯電器３０は、内部に固定マグネットローラ３０ｂが配置された回転自在の非磁性の帯電スリーブ３０ａ上に、磁性粒子規制部材３０ｃによって層厚規制された導電性磁性粒子３０ｄが磁界によってブラシ状に形成されおり、帯電スリーブ３０ａの回転にともない導電性磁性粒子３０ｄが搬送される。帯電スリーブ３０ａには、主帯電バイアス印加電源３２が接続されており、帯電スリーブ３０ａに所定の帯電バイアス（本実施の形態では直流電圧）を印加することにより、導電性磁性粒子３０ｄから電荷が感光体１上に与えられ、帯電電圧に対応した電位に近い値に帯電される。
【００４４】
また、帯電スリーブ３０ａは、感光体１との当接部に対して逆方向に移動するように矢印方向（時計方向）に回転駆動されており、感光体１の周速度３００ｍｍ／ｓｅｃに対し帯電スリーブ３０ａを周速度３６０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動させることで、感光体１表面が帯電バイアスの印加された導電性磁性粒子（磁気ブラシ層）３０ｄで摺擦され、感光体１表面が所望の電位に注入帯電方式で一様に帯電処理される。
【００４５】
磁気ブラシ帯電器３０は、磁性粒子規制部材３０ｃと帯電スリーブ３０ａの間隔を狭めることによって帯電スリーブ３０ａ上の導電性磁性粒子３０ｄのコート量を減らすことにより、摺擦力を減らし感光体１の寿命を延ばすことができ、更に、導電性磁性粒子３０ｄと感光体１との接触点が減少するために磁気ブラシ帯電器３０の帯電能が多少低下するが、帯電能の低下分は帯電ローラ３１による感光体１の帯電により補うことができる。
【００４６】
導電性磁性粒子３０ｄとしては、平均粒径が１０〜１００μｍ、飽和磁化が２０〜２５０ｅｍｕ／ｃｍ^３、抵抗が１０^２〜１０^１０Ω・ｃｍのものが好ましく、感光体１にピンホールのような絶縁の欠陥が存在することを考慮すると１０^６Ω・ｃｍ以上のものを用いることが好ましい。また、帯電性能を良くするにはできるだけ抵抗の小さいものを用いる方が良いが、本実施の形態では導電性磁性粒子３０ｄとして、フェライト表面を酸化、還元処理して抵抗調整を行い、平均粒径が２５μｍ、飽和磁化が２００ｅｍｕ／ｃｍ^３、抵抗が５×１０^６Ω・ｃｍのものを用いた。
【００４７】
帯電ローラ３１は、感光体１の回転方向に対して磁気ブラシ帯電器３０の上流側に配置されている。帯電ローラ３１は、導電性の芯金３１ａ上に弾性体層３１ｂと表面層３１ｃを形成して構成されている。帯電ローラ３１は、芯金３１ａの両端部が付勢部材（不図示）によって感光体１に向けて付勢されており、感光体１表面に対して所定の押圧力を持って圧接され、感光体１との間に帯状の帯電ニップ部を形成している。また、帯電ローラ３１は駆動機構をもたず、感光体１の加点駆動にともなって矢印方向（反時計方向）に従動回転する。
【００４８】
帯電ローラ３１の芯金３１ａとしては、鉄、アルミニウム、ステンレスなどを用いることができる。弾性体層３１ｂとしては、ウレタン、シリコンゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンの３元共重合体）などのソリッド又は発泡ソリッド弾性体に、カーボンや、ＴｉＯ_２、ＺｎＯなどの金属酸化物を加え、体積抵抗率１０^４〜１０^１３Ω・ｃｍとしたものを用いることができる。また、表面層３１ｃとしては、トレジン（商品名）のようなナイロン系の樹脂又は、ポリエチレン、ポリエステル、フッ素樹脂、ポリプロピレンなどを導電化した合成樹脂皮膜を用いることができる。
【００４９】
表面層３１ｃの抵抗値は、内側の弾性体層３１ｂの抵抗より大きい値であることが望ましい。それにより、感光体１の表面にピンホールがあっても、電流が集中して流れ込むことを抑制することができる。本実施の形態では、アルミニウム製の芯金３１ａ上にウレタンにカーボンを分散し抵抗調整された弾性体層３１ｂと、ナイロン系樹脂を導電化した合成樹脂皮膜の表面層３１ｃを設けた帯電ローラ３１を用いた。
【００５０】
帯電ローラ３１の芯金３１ａには、補助帯電バイアス印加電源３３が接続されており、芯金３１ａに所定の帯電電圧（直流電圧に交流電圧を重畳したバイアス）を印加することにより、帯電ローラ３１から電荷が感光体１上に与えられて帯電される。
【００５１】
次に、上記した本実施の形態における画像形成装置５０において、帯電装置２の磁気ブラシ帯電器３０と帯電ローラ３１にそれぞれ帯電バイアスを印加した際に、磁気ブラシ帯電器（帯電スリーブ３０ａ、導電性磁性粒子３０ｄ）３０と帯電ローラ３１から感光体１にそれぞれ流れる電流値と出力画像の画質との関係について評価実験を行った。この評価実験において、磁気ブラシ帯電器３０の帯電スリーブ３０ａに主帯電バイアス印加電源３２から−５５０Ｖの直流電圧を印加し、帯電ローラ３１の芯金３１ａに補助帯電バイアス印加電源３３から直流電圧（−５５０Ｖ〜−１２００Ｖ）に交流電圧（ピーク間電圧１．２ｋＶ、周波数１．０ｋＶに固定）を重畳した帯電バイアスを印加した。
【００５２】
この結果を図３に示す。また、この評価実験において、本実施の形態に対する比較のために、磁気ブラシ帯電器３０だけを有し、帯電ローラ３１を有していない構成の比較用画像形成装置における、磁気ブラシ帯電器３０から感光体１に流れる電流値と出力画像の画質との関係についても調べた。
【００５３】
図３における出力画像の画質評価において、◎はムラのない良好な画像、○はムラの少ない良好な画像、△はムラが多く良好ではない画像を表しており、ここでは、評価○以上を実用ラインとする。
【００５４】
図３において、Ｃローラー（電圧、電流）は帯電ローラ（電圧、電流）３１を意味しており、また、磁気ブラシ電流（磁気ブラシ帯電器３０から感光体１に流れる電流）の符号は、印加直流電圧に対して電流が順方向に流れるときを正、逆方向に流れるときを負とする。即ち、正の符号（図では正（＋）の符号は省略）の電流は帯電を、負（−）の符号の電流は除電を意味している。
【００５５】
また、図３において、｜Ｉ_２／（Ｉ_１＋Ｉ_２）｜×１００は、磁気ブラシ帯電器３０から感光体１に流れる電流Ｉ_２に対する、帯電装置２全体から感光体１に流れる全電流（帯電ローラ３１を流れる電流（Ｃローラー電流）Ｉ_１＋磁気ブラシ帯電器３０から感光体１に流れる電流（磁気ブラシ電流Ｉ_２）の割合（％）の絶対値を表している。
【００５６】
なお、電流（Ｉ_１、Ｉ_２）の割合の絶対値をとったのは、磁気ブラシ帯電器３０によって流れる電流（磁気ブラシ電流Ｉ_２）は帯電方向でも除電方向でもよく、重要なのは磁気ブラシ帯電器３０を流れる電流の大きさが小さいことだからである。
【００５７】
図３に示す評価結果から明らかなように、｜Ｉ_２／（Ｉ_１＋Ｉ_２）｜×１００が約２５（％）以下のときに、画質レベル◎と判断される極めて良好な出力画像が得られた。
【００５８】
耐久に伴う画質劣化を考慮すると、画質レベル◎、即ち｜Ｉ_２／（Ｉ_１＋Ｉ_２）｜×１００が約２５（％）以下となるような初期設定にすることが望ましい。
【００５９】
図３に示す評価結果から明らかなように、磁気ブラシ帯電器３０の直前において、帯電ローラ３１による帯電によって感光体１表面の電位が磁気ブラシ帯電器３０への印加電圧とほぼ同等の値まで帯電されていると、磁気ブラシ帯電器３０によって感光体１表面の電位がさらに均一化されることにより、帯電ムラが防止されて良好な画像が得られる。
【００６０】
これは、磁気ブラシ帯電器３０による最終帯電時において、感光体１表面の電位と磁気ブラシ帯電器３０への印加電圧との電位差が小さい、即ち、感光体１表面を所定の電位に帯電するのに要する時間が、感光体１と磁気ブラシ帯電器３０間の帯電ニップ部（当接部）の通過時間に比べて充分に小さく、感光体１表面が所定の電位に収束されることで説明できる。
【００６１】
〈実施の形態２〉
図４は、本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の帯電装置２ａを示す概略構成図であり、図２に示した実施の形態１と同一機能を有する部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。なお、画像形成装置の帯電装置２ａ以外の構成は、図１に示した画像形成装置と同様の構成である。
【００６２】
実施の形態１の帯電装置２では、主帯電を行う磁気ブラシ帯電器３０と補助帯電を行う帯電ローラ３１を有していたが、本実施の形態の帯電装置２ａでは、図４に示すように、帯電ローラの替わりに注入帯電方式の磁気ブラシ帯電器３６を有している。磁気ブラシ帯電器３６は、感光体１の回転方向に対して磁気ブラシ帯電器３０の上流側に位置している。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００６３】
磁気ブラシ帯電器３６は、磁気ブラシ帯電器３０と同様に、内部に固定マグネットローラ３６ｂが配置された回転自在の非磁性の帯電スリーブ３６ａ上に、磁性粒子規制部材３６ｃによって層厚規制された導電性磁性粒子３６ｄが磁界によってブラシ状に形成されおり、帯電スリーブ３６ａの回転にともない導電性磁性粒子３６ｄが搬送される。
【００６４】
帯電スリーブ３６ａには、補助帯電バイアス印加電源３３が接続されており、帯電スリーブ３６ａに所定の帯電バイアス（本実施の形態では直流電圧）を印加することにより、導電性磁性粒子３６ｄから電荷が感光体１上に与えられ、帯電電圧に対応した電位に近い値に帯電される。
【００６５】
また、帯電スリーブ３６ａも帯電スリーブ３０ａと同様に、感光体１との当接部に対して逆方向に移動するように矢印方向（時計方向）に回転駆動されており、感光体１の周速度３００ｍｍ／ｓｅｃに対し帯電スリーブ３６ａを周速度３６０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動させることで、感光体１表面が帯電バイアスの印加された導電性磁性粒子（磁気ブラシ層）３６ｄで摺擦され、感光体１表面が所望の電位に注入帯電方式で一様に帯電処理される。
【００６６】
次に、本実施の形態１と同様に、帯電装置２ａの磁気ブラシ帯電器３０と磁気ブラシ帯電器３６にそれぞれ帯電バイアスを印加した際に、磁気ブラシ帯電器３０と磁気ブラシ帯電器３６から感光体１にそれぞれ流れる電流値と出力画像の画質との関係について評価実験を行った。この評価実験において、磁気ブラシ帯電器３０の帯電スリーブ３０ａに主帯電バイアス印加電源３２から−５５０Ｖの直流電圧を印加し、磁気ブラシ帯電器３６の帯電スリーブ３６ａに補助帯電バイアス印加電源３３から直流電圧（−２００Ｖ〜−１０００Ｖ）を印加した。
【００６７】
この結果を図５に示す。また、この評価実験において、本実施の形態に対する比較のために、磁気ブラシ帯電器３０だけを有し、磁気ブラシ帯電器３６を有していない構成の比較用画像形成装置における、磁気ブラシ帯電器３０から感光体１に流れる電流値と出力画像の画質との関係についても調べた。
【００６８】
図５における出力画像の画質評価において、◎はムラのない良好な画像、○はムラの少ない良好な画像、△はムラが多く良好ではない画像を表しており、ここでは、評価○以上を実用ラインとする。
【００６９】
図５において、第一磁気ブラシ（電圧、電流）は磁気ブラシ帯電器３６の電圧、電流Ｉ_１を意味しており、また、第二磁気ブラシ電流（磁気ブラシ帯電器３０の電流）Ｉ_２から感光体１に流れる電流の符号は、印加直流電圧に対して電流が順方向に流れるときを正、逆方向に流れるときを負とする。即ち、正の符号（図では正（＋）の符号は省略）の電流は帯電を、負（−）の符号の電流は除電を意味している。
【００７０】
また、図５において、｜Ｉ_２／（Ｉ_１＋Ｉ_２）｜×１００は、磁気ブラシ帯電器３０から感光体１に流れる電流Ｉ_２に対する、帯電装置２ａ全体から感光体１に流れる全電流（磁気ブラシ帯電器３６を流れる電流（第一磁気ブラシ電流）Ｉ_１＋磁気ブラシ帯電器３０から感光体１に流れる電流（第二磁気ブラシ電流Ｉ_２）の割合（％）の絶対値を表している。なお、電流（Ｉ_１、Ｉ_２）の割合の絶対値をとったのは、磁気ブラシ帯電器３０によって流れる電流（磁気ブラシ電流Ｉ_２）は帯電方向でも除電方向でもよく、重要なのは磁気ブラシ帯電器３０を流れる電流の大きさが小さいことだからである。
【００７１】
図５に示す評価結果から明らかなように、｜Ｉ_２／（Ｉ_１＋Ｉ_２）｜×１００が約２５（％）以下のときに、画質レベル◎と判断される極めて良好な出力画像が得られた。
【００７２】
耐久に伴う画質劣化を考慮すると、画質レベル◎、即ち｜Ｉ_２／（Ｉ_１＋Ｉ_２）｜×１００が約２５（％）以下となるような初期設定にすることが望ましい。
【００７３】
図５に示す評価結果から明らかなように、磁気ブラシ帯電器３０の直前において、磁気ブラシ帯電器３６による帯電によって感光体１表面の電位が磁気ブラシ帯電器３０への印加電圧とほぼ同等の値まで帯電されていると、磁気ブラシ帯電器３０によって感光体１表面の電位がさらに均一化されることにより、帯電ムラが防止されて良好な画像が得られる。
【００７４】
これは、磁気ブラシ帯電器３０による最終帯電時において、感光体１表面の電位と磁気ブラシ帯電器３０への印加電圧との電位差が小さい、即ち、感光体１表面を所定の電位に帯電するのに要する時間が、感光体１と磁気ブラシ帯電器３０間の帯電ニップ部（当接部）の通過時間に比べて充分に小さく、感光体１表面が所定の電位に収束されることで説明できる。
【００７５】
また、上述した各実施の形態では、磁気ブラシ帯電器３０、３６に直流電圧を印加するのみであったが、交番電圧を重畳することによって感光体１表面を所定の電位に収束するのに要する時間は短くなるため、帯電工程はより有利になる。この際においても、印加帯電バイアスは、上述した各実施の形態と同様にして最終帯電時の直流電流がなるべく小さくなるように決定すれば良い。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数の帯電手段のうちの像担持体の移動方向に対して最下流側に位置する帯電手段から像担持体に流れる電流値の絶対値の割合（％）が、複数の帯電手段全体から像担持体に流れる全電流値に対して２５（％）以下となるように、複数の帯電手段にそれぞれ印加する電圧印加条件を設定することにより、帯電能ムラの発生を防止して、像担持体表面を均一な帯電電位で帯電することが可能となり、良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１、２に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【図２】本発明の実施の形態１における帯電装置の構成を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における磁気ブラシ帯電器と帯電ローラにそれぞれ帯電バイアスを印加した際に、磁気ブラシ帯電器と帯電ローラから感光体にそれぞれ流れる電流値と出力画像の画質との関係についての評価結果を示す図。
【図４】本発明の実施の形態２における帯電装置の構成を示す図。
【図５】本発明の実施の形態２における各磁気ブラシ帯電器にそれぞれ帯電バイアスを印加した際に、各磁気ブラシ帯電器から感光体にそれぞれ流れる電流値と出力画像の画質との関係についての評価結果を示す図。
【図６】従来例における画像形成装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
１　　　　感光体（像担持体）
２、２ａ　　　　帯電装置（帯電手段）
３　　　　露光装置
４　　　　現像装置
４ａ　　　現像スリーブ
５　　　　転写帯電ブレード
６　　　　クリーニング装置
７　　　　前露光ランプ
１１　　　定着器
２０　　　プリンタ部
２１　　　リーダ部
３０、３６　　　　磁気ブラシ帯電器
３０ａ、３６ａ　　　　帯電スリーブ
３０ｄ、３６ｄ　　　　導電性磁性粒子（導電性磁性粒体）
３１　　　　帯電ローラ（導電性ローラ部材）
３２　　　主帯電バイアス印加電源
３３　　　補助帯電バイアス印加電源
３４、３５　　　　電流計（電流検知手段）
５０　　　画像形成装置

Claims

移動自在な像担持体と、前記像担持体の移動方向に沿って複数配置され、電圧の印加により前記像担持体をそれぞれ帯電する帯電手段と、を備えた画像形成装置において、
前記複数の帯電手段のうちの前記像担持体の移動方向に対して最下流側に位置する帯電手段から前記像担持体に流れる電流値の絶対値の割合が、前記複数の帯電手段全体から前記像担持体に流れる全電流値に対して２５（％）以下となるように、前記複数の帯電手段にそれぞれ印加する電圧印加条件を設定する、
ことを特徴とする画像形成装置。
前記複数の帯電手段は、前記像担持体の移動方向に対して最下流側に位置する第１の帯電手段と、前記像担持体の移動方向に対して前記第１の帯電手段の上流側に配置した第２の帯電手段とを少なくも有しており、
前記第１の帯電手段は、回転自在な接触帯電部材上に導電性微粉体を保持し、前記導電性微粉体を存在させて回転駆動される前記接触帯電部材を前記像担持体に当接させ、電圧の印加により前記像担持体を帯電する磁気ブラシ帯電器であり、前記第２の帯電手段は、前記像担持体に当接し電圧の印加により前記像担持体を帯電する回転自在な導電性ローラ部材である、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記複数の帯電手段は、前記像担持体の移動方向に対して最下流側に位置する第１の帯電手段と、前記像担持体の移動方向に対して前記第１の帯電手段の上流側に配置した第２の帯電手段とを少なくも有しており、
前記第１の帯電手段及び前記第２の帯電手段は、回転自在な接触帯電部材上に導電性微粉体を保持し、前記導電性微粉体を存在させて回転駆動される前記接触帯電部材を前記像担持体に当接させ、電圧の印加により前記像担持体を帯電する磁気ブラシ帯電器である、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記像担持体は、アモルファスシリコン系感光体である、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。