JP2006301495A

JP2006301495A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006301495A
Application number: JP2005126282A
Authority: JP
Inventors: Fumimitsu Gomi; 史光五味
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-04-25
Filing date: 2005-04-25
Publication date: 2006-11-02

Abstract

【課題】近年所望されつつある光沢度補正に用いられる透明トナー現像装置を有する画像形成装置において、出力画像の均一なグロスを維持しつつ、斯かる磁性粒子付着の弊害を防止すること。
【解決手段】被帯電体に対向した、磁性粒子と磁性粒子担持体から成る帯電部材を該被帯電体に当接させ、バイアス電圧を該帯電部材に印加することで被帯電体の帯電を行い、像露光手段によって像露光を行うことにより潜像を形成し、現像剤担持体に担持された少なくとも１つの有色現像剤によって該潜像を現像しトナー像を形成する現像手段と、形成された現像像を転写材に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、透明トナーを用いて現像する現像装置を有し、該透明トナー用現像装置が、感光体回転方向に対し、有色トナー用現像装置よりも上流に位置するよう構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、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磁性粒子から成る帯電部材を有し、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を被転写材に移動させる転写装置と、透明トナー用現像装置を有する複写機・プリンタ等の画像形成装置に関する。

（ａ）磁気ブラシ帯電
電子写真方式や静電記録方式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。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置して、コロナ帯電器から放出されるコロナに感光体面を晒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。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。特に、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。

又、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装置の安定性という点から好ましく用いられる。

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、或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、停止或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。

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（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われる。

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。コロナ帯電系は接触帯電部材と感光体に一定の放電閾値を有するため、帯電電位より大きな電圧を帯電部材に印加する必要がある。オゾン発生量は、コロナ帯電に比べて格段に少ないものの、放電生成物が発生する。

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。

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、又、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採る必要があり、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。

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或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。

導電性の接触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。又、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（電化注入層）を有するものや、アモルファスシリコン感光体等を用いると、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感光体表面に得ることが可能である（特許文献１）。

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、又、オゾンを発生しない利点があり、完全なオゾンレス且つ低電力消費型帯電が可能となる。
（ｂ）透明トナー
近年、カラー電子写真画像形成装置においては、印刷画像や銀円写真画像に近い良質な画像形成が求められており、画像の種類、使用目的によって異なるが、人物や風景等の写真原稿の場合は高光沢な画像が好まれている。この高光沢な画像を得るために、トナーの材質、定着条件等を選択することが多く提案されてきていた。

しかしながら、これらの方法によっても依然として、非画像部の光沢が制御できないこと及び画像部においてもトナーの量によって光沢度が変わってしまい、均一な光沢画像が得られない等の問題があった。そこで、カラートナーの他に無色透明なトナーを転写材に転写、定着する方法が提案されている。

特開平６−００３９２１号公報

上述の磁気ブラシ帯電は、オゾン発生を抑え、又、従来の接触帯電装置に比べて帯電器自身の汚染に対して格段に強いというメリットがある反面、磁気ブラシのハンドリングに困難性を有していた。即ち、帯電部材として用いられる導電性の磁性粒子は、磁力によって磁性粒子担持体に保持されるものの、長期の使用により現像材に含まれる外添剤等により次第に汚染され、抵抗値が上昇してくると十分な均一帯電が行えなくなり、不十分な帯電のまま感光体が磁性粒子のニップ下流を過ぎる際に、電荷注入された磁性粒子が印加バイアスと帯電電位の差により感光体へ付着するという現象が起こる。これは、帯電バイアスや磁性粒子の抵抗値、感光体の表面特性を選択することにより低減することが可能であるが、長期の使用により完全に防止できるものではなかった。

このように、磁性粒子が感光体に付着した場合、その磁性粒子が記録材上に転写されてしまい、不良画像を出力してしまったり、画像部においては磁性粒子のある部分で電流が流れてしまい、転写抜けが生じるという弊害がある。又、現像器に混入することにより、適正な現像が行えなくなるという弊害をもたらす。又、転写部においては、感光体と転写材の隙間に磁性粒子が存在することによりそのニップ圧により感光体に傷を発生させ、更に定着ローラ等を傷付けてしまう場合もある。

そこで、本発明は、近年所望されつつある光沢度補正に用いられる透明トナー現像装置を有する画像形成装置において、出力画像の均一なグロスを維持しつつ、斯かる磁性粒子付着の弊害を防止することを目的とする。

被帯電体に対向した、磁性粒子と磁性粒子担持体から成る帯電部材を該被帯電体に当接させ、バイアス電圧を該帯電部材に印加することで被帯電体の帯電を行い、像露光手段によって像露光を行うことにより潜像を形成し、現像剤担持体に担持された少なくとも１つの有色現像剤によって該潜像を現像しトナー像を形成する現像手段と、形成された現像像を転写材に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、透明トナーを用いて現像する現像装置を有し、該透明トナー用現像装置が、感光体回転方向に対し、有色トナー用現像装置よりも上流に位置することにより、上記弊害を除去できる。

前記透明トナー用現像剤の磁性粒子が、前記帯電部材に用いる磁性粒子と同一であれば尚効果的である。

前記透明トナー用現像装置において、現像剤担持体と被帯電体の最近接距離が、有色トナー用現像装置の現像剤担持体と被帯電体の最近接距離よりも狭くすることが好ましい。

前記透明トナー用現像装置の現像剤担持体に内包されるマグネットローラの、感光体対向部における磁力を、有色トナー用現像装置の現像剤担持体に内包されるマグネットローラの感光体対向部における磁力よりも大きくすることで、より高い効果が得られる。

前記複数の有色トナー用現像装置が、ロータリー回転装置により順次感光体に対向して現像する装置であっても良い。

タンデム式電子写真画像形成装置で、各色のユニットに透明トナー用現像装置を有する構成も可能である。

前記帯電方式が、表面に電荷注入層を有する感光体に電圧を印加した導電性部材を当接させて帯電を行う接触帯電方式である場合にも十分な効果が得られる。

本発明によれば、透明トナー用現像装置が、感光体回転方向に対し、有色トナー用現像装置よりも上流に位置するようにしたため、近年所望されつつある光沢度補正に用いられる透明トナー現像装置を有する画像形成装置において、出力画像の均一なグロスを維持しつつ、斯かる磁性粒子付着の弊害を防止することができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。

＜実施の形態１＞
（１）画像形成装置例（図１）
図１は画像形成装置の概略構成図を示す。

本実施の形態に係る画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用、電荷注入帯電方式のレーザービームプリンターである。

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、「感光ドラム」と記す）である。本実施の形態の感光ドラム１は、負帯電性・電荷注入帯電性のＯＰＣ感光体（有機光導電性感光体）であり、矢示の時計方向にａに１５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で回転駆動される。

２は感光ドラム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。本実施の形態では、磁気ブラシ帯電装置であり、回転する感光ドラム１の面はこの磁気ブラシ帯電装置２によりほぼ−７００Ｖに電荷注入帯電方式で一様に帯電処理される。

３は画像情報露光手段（露光装置）であり、本実施の形態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レンズ等を有して成り、ＣＣＤ等の光電変換素子を有する原稿読み取り装置、電気計算機、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像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。

４（４Ｔ〜４Ｋ）は現像装置である。本実施の形態では、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。

５は感光ドラム１の下側に配置した中間転写装置であり、本実施の形態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７５μｍ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ドラム１の回転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Ｔ１を形成させている。上記５つの現像装置によりがドラム上に１色ずつ画像が書き込まれ、順次中間転写ベルトに重ねて転写される。
６は給紙カセットであり、紙等の被転写材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枚分離給しされ、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。

転写ニップ部Ｔ２に給送された被転写材Ｐは、中間転写体５ａと第２転写ローラ５ｅの間を挟持搬送され、そのタイミングに併せて離間していた第２転写ローラが転写ニップ部Ｔ２を形成するように中間転写体５ａに接し、その間、第２転写ローラ５ｅに第２転写バイアス印加電源Ｅ６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、第２転写ニップ部Ｔを通る被転写材Ｐの表面側に回転感光ドラム１面側のトナー像が静電転写されていく。

第２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。

７は転写ニップ部Ｔ１で中間転写体ａ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クリーナーである。

８は転写ニップ部Ｔ２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クリーナーである。
（２）感光体ドラム
本実施の形態の感光体ドラム１は、前述したように負帯電性・電荷注入性のＯＰＣ感光体であり、φ３０ｍｍのアルミニウム製のドラム基体上に第１〜第５の機能層を下から順に設けたものである。

第１層：下引き層であり、アルミニウムドラム基体の欠陥等をならすため、又、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。

第２層：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１μｍの中抵抗層である。

第３層：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。

第４層：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。

第５層：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 の超微粒子を樹脂に対して７０重量パーセント分散した材料の約３μｍの塗工層である。この電化注入層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。本実施の形態では、表面抵抗が１×１０¹¹Ω・ｃｍの感光ドラムを用いた。
（３）磁気ブラシ帯電装置（図１及び図２）
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。本実施の形態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）１４を収容させた容器（ハウジング）２、磁気ブラシ帯電器２Ａに対する帯電バイアス印加電源Ｅ４等から成る。

磁気ブラシ帯電器２Ａは、本実施の形態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）１２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、帯電スリーブ等と称される）１３と、該スリーブ１３の外周面にスリーブ内部のマグネットロール１２の磁気力で磁気拘束させて形成保持させた磁性粒子１４の磁気ブラシ部から成る。マグネットロール１２は、非回転の固定部材であり、スリーブ１３は、このマグネットロール１２の外回りを矢印ｂの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。

又、スリーブ１３は、感光対ドラム１に対してスペーサーコロ等の手段で５００μｍ程度の隙間を保たせて配設してある。２ｅは容器２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。容器２Ｂ内の磁性粒子１４は、その一部がスリーブ１３の外周面にスリーブ内部のマグネットロール１２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２は、スリーブの回転駆動に伴い、スリーブ１３と一緒にスリーブ１３と同方向に回転する。このとき、磁気ブラシ部の層厚は、ブレード１５により均一厚さに規制させる。そして、その磁気ブラシ部の規制層厚は、スリーブ１３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、磁気ブラシ部はスリーブ１３と感光対ドラム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１３の回転に伴い回転する磁気ブラシ部で摺擦される。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の移動方向は逆方向となり、相対移動速度は速くなる。スリーブ１３と磁気ブラシ層厚規制ブレード１５には電源Ｅ４から所定の帯電バイアスが印加される。

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１３が回転駆動され、電源Ｅ４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注入帯電方式で所定の極製・電位に一様に接触帯電処理される。スリーブ１３内に固定配置されているマグネットロール１２は、スリーブ１３と感光体ドラム１の最近接位置ｃとの角度θを感光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°であれば更に良い。それより下流だと主極位置に磁性粒子が引き付けられ、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易くなり、又、上流過ぎると、帯電ニップＮを通過した磁性粒子の搬送性が悪くなり、滞留が発生し易くなる。

又、帯電ニップ部Ｎに磁極が無い場合は、磁性粒子に働くスリーブ１３への拘束力が弱くなり、磁性粒子が感光体ドラム１に付着し易くなるのは明らかである。ここで述べている帯電ニップ部Ｎは、帯電時に磁性ブラシ部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。本実施の形態では、上流側１０°の位置に約９００Ｇの磁極を配置した。

磁気ブラシ部を構成させる磁性粒子１４は、本実施の形態では、焼結した強磁性体（フェライト）を還元処理を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成形したもの、若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。磁気ブラシ部の磁性粒子１４は、感光体ドラム表面のトラップ準位に電荷を良好に注入する役割と、感光体上ドラム上に生じたピンホール等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。

従って、磁気ブラシ帯電器２Ａの電気抵抗値は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の電気抵抗値が１×１０⁴ Ω未満ではピンホールリークが生じ易くなる傾向があり、１×１０⁹ Ωを超えると良好な電荷の注入がしにくくなる傾向にある。又、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であることが望ましく、特には１×１０⁴ Ω・ｃｍ〜１×１０⁷ Ω・ｃｍであることがより好ましい。

本実施の形態で用いた磁気ブラシ帯電器２Ａの電気抵抗値は、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。

磁性粒子１４の体積抵抗値は、図４に略図を示す装置で測定した。即ち、セルＡに磁性体粒子２ｄを充填し、該充填磁性体粒子１４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２０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。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＝２ｃｍ２
、厚みｄ＝１ｍｍ、上部電極１８の荷重１０ｋｇ、印加電圧１００Ｖである磁性粒子１４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及び磁性粒子の感光体ドラム１表面への付着防止の観点から好ましい。磁性粒子１４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個以上をランダムに選び、その径を実測して算術平均をとる。

帯電バイアスは電源Ｅ２によってスリーブ１３と規制ブレード１５に印加される。本実施の形態では、ＤＣ成分にＡＣ成分が重畳しているバイアスを用いている。

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、磁気ブラシ部を構成している帯電用事製粒子１４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。本実施の形態の場合は、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１３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。

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３の等価回路に示すような、抵抗ＲとコンデンサーＣの直列回路と見なすことができる。このような回路の場合、抵抗値をｒ、感光体の静電容量をＣｐ、印加電圧をＶ０、帯電時間（感光体ドラム表面の或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）で表わされる。

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、本実施の形態では−７００Ｖとした。

画像形成時（作像時）におけるＡＣ成分は、そのピーク間電圧が小さい場合、帯電均一性、電位の立ち上がり向上の効果が薄く、大き過ぎる場合では、磁性粒子の滞留や感光体ドラムへの付着レベルが悪化する。又、そのＶppの上下限は、通紙耐久継続時には、転写残トナーの混入量や、磁性粒子の劣化状態、或は外部の環境次第で変化する。即ち、トナー混入量が多い場合や、長期に渡る通紙耐久により磁性粒子にトナーや外添剤が付着して劣化した場合、外部環境が低湿度である場合、磁性粒子の抵抗値が上昇しているため、適正な帯電を行うためにはＶppを大きくし、電流量を増やすことが必要となる。

しかしながら、Ｖppを大きくした場合の弊害として考えられる磁性粒子の感光体への付着レベルは逆に抵抗値が大きいほど減少する傾向にある。これは磁性粒子に注入される電荷量が大きいほど印加バイアスと感光体との電位差の影響を受け易く、より付着され易くなるためである。つまり、電流量に依存して、適正なACバイアス振幅は上下限ともに同じ方向へシフトする。従って、逆に抵抗値が低い場合は磁性粒子の付着は増加する傾向にあるが、その分Ｖppを小さ目に設定しても帯電には十分な電流量が得られる。

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。ＡＣの波形は矩形波、三角波、ｓｉｎ波等が良い。
（４）現像装置４（図５）
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。

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）。

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）。

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煮よって搬送し感光対煮対して接触状態で現像する方法（２成分接触現像）。

ｄ．上記の２成分現像を剤を非接触状態にして現像する方法（２成分非接触現像）。

この中で、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。

本実施の形態における現像装置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。

図５は本実施の形態における有色トナー用現像装置の構成を表す図である。有色トナーとは、透明トナーを除いたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーであり、透明トナー用現像器４Ｔについては構成をことにするため、後述する。

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は現像剤容器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。

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４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。

現像スリーブ４ｂは、内部の固定磁石４ｃの外回りを矢印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４ｃ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の回転と共に搬送され、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４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。

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。本実施の形態での現像特性は、感光体ドラム１の帯電電位と現像バイアスのＤＣ成分値の差が２００Ｖ以下であるとかぶりが生じ、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。

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消費されていく。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。

次に、ドラム回転方向最上流に位置する透明トナー用現像装置について説明する。

基本的な構成は、有色トナーと同一であるが、本実施の形態においては、現像スリーブと感光体の最近接ギャップを３００μｍとし、又、有色トナー用現像装置における現像スリーブに内包するマグネットの主極、即ちドラム対向部の磁力が９００Ｇであるのに対し、１０５０Ｇのものを用いている。このため、磁気ブラシ帯電装置から感光体に付着してニップ部分に到達してくる帯電用磁性粒子は本透明トナー用現像装置に回収され易くなっている。

ここで、図６は、透明トナーの現像コントラスト特性を示す図である。図６（Ａ）は、電位コントラストに対する現像トナー量、図６（Ｂ）は、坪量８０ｇのコピー用普通紙における現像トナー量に対するグロスを示しており、図６（８）中（１），（２）はそれぞれ長期使用の前後を想定し、（１）は初期剤、（２）は帯電用磁性粒子が１０％混入したものである。これは、フルカラー画像１枚間欠通紙目標２００Ｋ枚において、１５０Ｋ枚以降急激に帯電用磁性粒子の感光体付着量が増加し、２００ｇの現像剤に２０ｇの帯電用磁性粒子が混入していたことによる。

図６（Ａ）において、トナーの現像量は、回収した帯電用キャリアの影響により（２）の特性は初期の（１）に比して大きくγ特性が高い状態になっている。これは、帯電用に調整された磁性粒子は現像剤としては不適切であり、トナーに電荷を十分に付与できず、全体としてトナーの平均帯電量が低下していることによる。２成分ブローオフ法による電荷量は、初期は２５μＣ／ｇだったトナーが、１７μＣ／ｇと低下している。このため、トナーの現像量は、或る現像コントラストを境に急激に立ち上がる特性を示す。

従って、これが有色トナーであった場合には、出力濃度に敏感に影響するため、コントラスト電位が十分に制御できず、所望の濃度の出力画像が得られなくなる場合が想定できる。これが、有色トナー用現像器に帯電用磁性粒子が混入された場合の不都合である。

しかしながら、透明トナーは非画像部に光沢をもたらすこと及び画像部における光沢度をより均一化することに用いることを目的としている。即ち、透明トナーは或る程度グロスを一定にできれば良い。グロスは、定着温度等の条件にも左右されるが、本実施の形態に用いた構成では、図６（Ｂ）のようにトナー量０．５５ｍｇ／ｃｍ² 〜１．５ｍｇ／ｃｍ² において、ほぼ等しいグロス値を示す特性を持つ。

従って、非画像部及び有色トナーが低濃度である領域について透明トナーを０．５５ｍｇ／ｃｍ² 〜０．８ｍｇ／ｃｍ² 載せておくことにより均一グロス画像が得られることになる。つまり、図６（Ａ）中、矢印３の範囲のコントラスト電位を維持することにより、帯電磁性粒子の混入による弊害は、表面化することなく維持できることになる。

以上の構成により、磁気ブラシ帯電装置を用いた画像形成装置において、均一なグロスを維持し、且つ、色味も安定した画像を長期に亘って提供することができる。

尚、本発明においては、図７に示すような、有色トナー用現像装置がロータリー回転により１色ずつ感光体に対向し、現像する構成や、図８に示すような、タンデム式の構成で、各有色トナーのユニットに透明トナー用現像装置を有し、必要に応じて透明トナー現像量を各ユニットで制御する構成等においても有効であることは言うまでもない。

又、透明トー用現像装置が、帯電用磁性粒子を回収し易い構成であれば、如何なる構成も可能であり、又、透明トナー用の現像剤のみ、キャリアを帯電用磁性粒子と同一とするような構成も考えられる。感光体も、注入帯電器用ＯＰＣドラムに限られず、アモルファスシリコンや他の構成、組成を有する如何なるＯＰＣドラムも代替可能である。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。本発明の実施の形態に係る画像形成装置の帯電装置の概略構成図である。帯電回路の等価回路図である。磁性粒子（帯電キャリア）の電気抵抗値（体積抵抗値）の測定要領説明図である。本発明の実施の形態で用いた現像装置の概略構成図である。本発明の実施の形態におけるグロスとトナー載り量の関係を示す図である。本発明の実施の形態の他の構成例を示す概略図である。本発明の実施の形態の他の構成例を示す概略図である。

符号の説明

１感光ドラム
２接触帯電装置
３露光装置
４現像装置
５中間転写装置
６給紙カセット
７，８クリーナー
１０シートパス
１２マグネットロール
１３スリーブ
１４磁性粒子
１５磁気ブラシ層厚規制ブレード

Claims

被帯電体に対向した、磁性粒子と磁性粒子担持体から成る帯電部材を該被帯電体に当接させ、バイアス電圧を該帯電部材に印加することで被帯電体の帯電を行い、像露光手段によって像露光を行うことにより潜像を形成し、現像剤担持体に担持された少なくとも１つの有色現像剤によって該潜像を現像しトナー像を形成する現像手段と、形成された現像像を転写材に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
透明トナーを用いて現像する現像装置を有し、該透明トナー用現像装置が、感光体回転方向に対し、有色トナー用現像装置よりも上流に位置することを特徴とする画像形成装置。
前記透明トナー用現像剤の磁性粒子が、前記帯電部材に用いる磁性粒子と同一であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記透明トナー用現像装置において、現像剤担持体と被帯電体の最近接距離が、有色トナー用現像装置の現像剤担持体と被帯電体の最近接距離よりも狭いことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
前記透明トナー用現像装置の現像剤担持体に内包されるマグネットローラの、感光体対向部における磁力が、有色トナー用現像装置の現像剤担持体に内包されるマグネットローラの感光体対向部における磁力よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
前記複数の有色トナー用現像装置が、ロータリー回転装置により順次感光体に対向して現像することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置。
タンデム式電子写真画像形成装置で、各色のユニットに透明トナー用現像装置を有することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の画像形成装置。
前記帯電方式が、表面に電荷注入層を有する感光体に電圧を印加した導電性部材を当接させて帯電を行う接触帯電方式であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の画像形成装置。
透明トナー用現像装置で、帯電用磁性粒子を回収することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の画像形成装置。