JP2007156198A

JP2007156198A - 画像形成装置

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Abstract

【課題】磁気ブラシ帯電器を構成する帯電キャリアの端部付着による、感光ドラム、現像装置、転写装置、クリーニング装置の損傷を防止する。
【解決手段】画像形成領域の幅方向の中心を基準として、磁気ブラシ帯電器の帯電スリーブの帯電キャリアコート領域端部ｃ２が、現像装置４の現像スリーブ内磁石端部ｂ２及び転写装置の中間転写体端部（転写部材端部）よりも外側に配置され、かつファーブラシ端部ｅ１よりも内側に配置され、ファーブラシ端部ｅ１のさらに外側にクリーニングブレード端部ｅ２が配置される。部材端部が配置されている、これにより、帯電キャリアコート領域端部ｃ２で発生して感光ドラム表面に付着した帯電キャリアが、現像装置、転写装置、クリーニング装置を損傷することを防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式、静電記録方式等の画像形成装置に関し、特に磁気ブラシ接触帯電を採用した画像形成装置に係る。

従来、電子写真方式又は静電記録方式の画像形成装置において、像担持体を帯電するための接触帯電方式の帯電器の一つとして磁性粒子を用いた磁気ブラシ方式の帯電器（磁気ブラシ帯電器）が知られている。そして、この磁気ブラシ方式をトナーにより静電潜像を現像する現像部材と感光ドラム上のトナー像が転写される中間転写体を用いたカラー画像形成装置にも採用が可能となっている。

この磁気ブラシ帯電器は、導電性の磁性粒子である帯電キャリアを直接、マグネットに、あるいはマグネットを内包する帯電スリーブ（磁性粒子担持体）上に磁気的に拘束させて、磁気ブラシ部を構成している。磁気ブラシ帯電器は、この磁気ブラシ部を停止又は回転させた状態で像担持体に接触させ、これに所定の帯電バイアスを印加することにより、像担持体表面を所定の極性・電位に一様に接触帯電させることができる。

磁気ブラシ帯電器は、電荷注入帯電方式で安定に帯電を行うことができ、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像担持体電位と同程度で十分である。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。

しかし、この磁気ブラシ帯電器には、帯電キャリアによる端部付着という問題がある。

磁気ブラシ帯電器の帯電スリーブ端部には、帯電キャリアでコートされたコート領域と、コートされていない非コート領域とがある。磁気ブラシ帯電器は、このコート領域と非コート領域との境界部において、コートされている磁性粒子量がすくなくなる。そのため、その領域の感光ドラム上の電位が低くなり、磁気ブラシ部と感光ドラムとの間の電位差が中央部に比べて大きくなる。その結果、この電位差により、端部では磁気ブラシ帯電器から像担持体表面に帯電キャリアが付着するという問題である。

そこで、帯電部材、現像部材、中間転写体のそれぞれの中央を基準としたときの端部の位置関係が、現像部材と中間転写体との端部が帯電部材の端部よりも外側にあると以下の問題が発生する。これは、中間転写体に換えて、中間転写体を用いない場合に像担持体に接触する転写部材についても同様のことが言える。

すなわち、帯電部材端部のキャリア付着が現像部材により回収されるとキャリアとトナー比率の変動による濃度変動が発生する。また、像担持体や中間転写体に付着すると導電性部材の押圧により、像担持体や中間転写体（転写部材）を損傷する問題が発生する。

このように、現像部材や中間転写体に回収されないように、特許文献１に記載されているように、現像部材の位置や転写部材の端部位置を帯電部材の端部位置よりも内側にするような構成が記載されている。また、端部のキャリア付着を回収するために、帯電部材の端部位置よりも外側に端部あるキャリア回収するための磁性粒子回収部材を設けている。

特開平０６−２３０６５０号公報

しかし、特許文献１の構成は、磁性粒子を磁石によりせき止めるものであり、端部のキャリア付着が多くなると、キャリアがすり抜ける場合がある。それを防止するために、クリーニング補助手段を回転させることで、キャリアが一箇所に集中することを防止できる。

しかし、回転を行うことでキャリアの集中を防止することはできるが、回転によりキャリアが飛散する場合も生ずる。そうすると、クリーニング補助部材とクリーニング部材との幅方向の位置が同じ場合だと、完全にキャリアを捕集することができず、感光ドラム上に残りつづける問題が発生する。

そこで、本発明は、像担持体にキャリアが付着しても他の部材への影響を小さくする。そして、回転によりキャリアを像担持体から回収する際に、回転によるキャリア飛散によるクリーニングの回収不良を防止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ものである。

本発明は、回転駆動される像担持体と、磁性粒子担持体と前記磁性粒子担持体に担持されて前記像担持体に接触する磁性粒子とを有する前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面に静電潜像を形成する画像情報書き込み手段と、前記像担持体上の静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、前記像担持体上のトナー像を被転写体に転写する転写部材と、前記像担持体表面に接触して転写残トナーを補助的にクリーニングする回転可能なクリーニング補助部材と前記像担持体の回転方向に沿っての前記クリーニング補助部材の下流側に配設されて前記像担持体表面に当接してクリーニング補助部材通過後の像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング部材とを有し、トナー像転写後に前記像担持体上に残ったトナーを除去するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、画像形成領域の幅方向の中心を基準として、前記帯電手段の前記磁性粒子担持体の磁性粒子担持領域端部が、前記現像手段の磁場発生部材端部及び転写手段の前記転写部材端部よりも外側に配置され、かつ前記クリーニング補助部材端部よりも内側に位置し、前記クリーニング補助部材端部のさらに外側に前記クリーニング部材端部が位置している、ことを特徴とする。

本発明によると、像担持体にキャリアが付着しても他の部材への影響を小さくしつつ、回転によりキャリアを像担持体から回収する際に、回転によるキャリア飛散によるクリーニングの回収不良を防止することができる。

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一の図面又は異なる図面において同一の符合を付したものは、同様の構成あるいは同様の作用をなすものであり、これらについては、適宜、重複説明を省略している。

＜実施の形態１＞
図２に、本発明を適用することができる画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真写真方式の画像形成装置であり、帯電手段として磁気ブラシ帯電器を備えている。同図はその概略構成を模式的に示す縦断面図である。

同図に示す画像形成装置は、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。）を備えている。感光ドラム１の周囲には、磁気ブラシ帯電器（帯電手段）２が配設されている。また、露光装置（画像情報書き込み手段）３、現像装置（現像手段）４、転写装置（転写手段）５(一次転写部材、中間転写体、二次転写部材を含む)、クリーニング装置（クリーニング手段）１４が配設されている。また、記録媒体としての記録材２４の搬送方向（矢印方向）に沿っての転写装置５ｃの下流側には、定着装置（定着手段）１７が配設されている。

感光ドラム１としては、通常用いられている有機感光体（ＯＰＣ感光体）等を用いることができる。望ましくは有機感光体上に、その抵抗率が１０^９〜１０^１４Ω・ｃｍの表面層を持つものや、アモルファスシリコン感光体などを用いると、電荷注入帯電を実現でき、オゾン発生の防止、及び消費電力の低減に効果がある。また、帯電性についても向上させることが可能となる。

本実施の形態では、感光ドラム１は、１５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって矢示Ｒ１方向（時計周り）に回転駆動される負帯電のＯＰＣ感光体である。感光ドラム１は、図３にその断面の一部を示すように、直径３０ｍｍのアルミニウム製のドラム基体１ａ上に５つの層、すなわち第１層〜第５層を内側（同図では下側）から順に設けたものである。

第１層は、下引き層１ｂであり、ドラム基体１ａの欠陥等をならすために設けられている厚さ約２０μｍの導電層である。

第２層は、正電荷注入防止層１ｃであり、ドラム基体１ａから注入された正電荷が感光ドラム１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す。正電荷注入防止層１ｃは、アミラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって１０^６Ω・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層は、電荷発生層１ｄである。この電荷発生層１ｄは、ジスアゾ系の顔料を樹脂に分散させた厚さ約０．３μｍの層であり、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層は、電荷輸送層１ｅである。この電荷輸送層１ｅは、ポリカーボネート樹脂にヒドラゾンを分散させたものであり、Ｐ型半導体である。したがって、感光ドラム１表面に帯電された負電荷はこの層を移動することができず、電荷発生層１ｄで発生した正電荷のみを感光ドラム１表面に輸送することができる。

第５層は、電荷注入層１ｆである。この電荷注入層１ｆは、絶縁性樹脂のバインダーにＳｎＯ_２粒子を分散させた材料の塗工層である。具体的には、絶縁性樹脂に光透過性の絶縁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）した粒径約０．０３μｍのＳｎＯ_２粒子を樹脂に対して７０重量パーセント分散させた材料の塗工層である。このように調合した塗工液をディッピング塗工法、スプレー塗工法、ロール塗工法、ビーム塗工法等の適当な塗工法にて厚さ約４μｍに塗工して電荷注入層１ｆとした。この際、感光ドラム１の軸に沿った方向の両端部に５ｍｍの感光層未塗工領域が存在している。電荷注入層１ｆの電気抵抗率は、充分な帯電性と画像流れを起こさない条件である１×１０^１０〜１×１０^１４Ω・ｃｍであり、本実施の形態では、表面の抵抗率が１×１０^１１Ω・ｃｍの感光ドラム１を用いた。

磁気ブラシ帯電器２は、この感光ドラム１の表面を所定の極性・電位に一様に帯電処理するためのものである。この磁気ブラシ帯電器２の帯電スリーブ（後述）に帯電バイアス印加電源Ｓ１から帯電バイアスとしてＤＣ電圧−７００Ｖが印加されて、感光ドラム１の外周面がほぼ−７００Ｖに一様に電荷注入帯電方式にて接触帯電される。

この磁気ブラシ帯電器２の詳細については後に述べる。

画像情報書き込み手段としての露光装置３は、本実施の形態の場合はレーザーダイオード、ポリゴンミラー（不図示）等を含むレーザービームスキャナである。露光装置３は、一様に帯電された感光ドラム１表面に、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ビームによる走査露光Ｌを行う。これにより、帯電後の感光ドラム１表面は、露光部分の電荷が除去されて目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。

この静電潜像は、現像装置４によりトナー像として現像される。現像装置４は、回転式の現像装置４Ａとこれとは独立した現像装置４Ｂとによって構成されている。回転式の現像装置４Ａは、回転自在なロータリ４ａとこのロータリ４ａに搭載された３色の現像器、すなわちそれぞれ現像剤としてイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の各色のトナーを収納した現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃとを有している。これら現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃは、現像に供される色の現像器が感光ドラム１に対向する現像位置に配置される。一方、独立の現像装置４Ｂは、ブラック（Ｋ）のトナーを収納して感光ドラム１に対して接離可能な現像器４Ｋであり、ブラックのトナーによる現像を行う際に感光ドラム１表面に近接される。

感光ドラム１上の順次に形成された各色の静電潜像は、各色の現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋによって順次に現像される。

また、画像形成装置１００には、被転写体としての中間転写ベルト（中間転写体）５aが複数のローラに掛け渡されて配設されている。中間転写ベルト５aは、感光ドラム１に対して所定の押圧力をもって圧接した状態に保持されており、感光ドラム１との間には一次転写部としての一次転写ニップ部Ｎ１が形成されている。中間転写ベルト５aは、駆動手段（不図示）により、矢印Ｒ１方向に感光ドラム１と若干異なる周速度を持って回転駆動されている。一次転写ニップ部Ｎ１では、中間転写ベルト５ａを介して一次転写手段としての一次転写ローラ５ｂが感光ドラム１に圧接されている。この一次転写ローラ５ｂに、一次転写バイアス印加電源（不図示）から感光ドラム１上のトナーの帯電極性（本実施の形態ではマイナス）とは逆極性（本実施の形態ではプラス）の一次転写バイアスが印加される。これにより、感光ドラム１に順次に形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト５a上に順次に一次転写されて重ね合わされる（合成される）。当然、中間転写ベルトの周長は、画像形成装置が搬送可能な記録材上に形成可能な画像の記録材の搬送方向の長さよりも長い。また、中間転写ベルトの長手方向の長さは、一次転写ローラ5ｂの長手方向の長さに比べて長い。

トナー像の一次転写後の感光ドラム１は、表面に残ったトナー（一次転写残トナー）がブレード方式のドラムクリーニング装置のクリーニングブレード（クリーニング部材）１４によって除去されて、次の画像形成に供される。

次いで、給紙カセット９から給紙ローラ１０によって、記録材２４が１枚づつ分離搬送され、レジストローラ対１１、転写ガイド１２を経て、二次転写部としての二次転写ニップ部Ｎ２に所定のタイミングで給送される。このタイミングに合わせて、二次転写ニップ部Ｎ２では、中間転写ベルト５ａに対して二次転写手段としての二次転写ローラ５ｃが転写ベルト７ａを介して当接される。そして、中間転写ベルト５ａ上に一次転写されて重ね合わされた複数色のトナー像のトナーと同極性（本実施の形態ではマイナス）の転写バイアスが、二次転写バイアス印加電源（不図示）から二次転写ローラ５ｃに印加される。これにより、二次転写ニップ部Ｎ２に対して給送された記録材２４の表面（中間転写ベルト５ａ側の面）に中間転写ベルト５ａ上のトナー像が一括して二次転写される。

二次転写ニップ部Ｎ２を通過する際に中間転写ベルト５ａ上からトナー像の転写を受けた記録材２４は、つづいて定着手段である定着器１５へ搬送される。記録材２４は、定着器１５において所定に加熱温調された定着ローラ１６と加圧ローラ１７とにより加熱・加圧されて、トナー像の定着処理を受け、画像形成物として画像形成装置１００の外部に出力される。

一方、二次転写終了後に中間転写ベルト５ａ上に残ったトナー（二次転写残トナー）は、ブレード方式のベルトクリーニング装置１８を用いて除去される。

なお、上述の画像形成装置１００を構成する各部材の動作や動作タイミング、印加電圧の大きさ等については、制御手段（不図示）によって制御されているものとする。

このクリーニング装置１４は、クリーニングブレード（クリーニング部材）１４ａとクリーニング補助部材１４ｂとスクレーパ１４ｃとクリーニング容器とを有している。クリーニング装置１４は、また、感光ドラム１の表面から除去した転写残トナー等を廃トナー収容部（不図示）に搬送して回収するためのトナー搬送スクリュー（不図示）が設けられている。

本実施の形態のクリーニングブレード１４ａは、厚さ２ｍｍのウレタンゴムを、感光ドラム１の軸方向（母線方向）に沿って長い長方形状に形成したものである。クリーニングブレード１４ａは、一方の長辺がクリーニング容器１４ｄによって支持され、他方の長辺の一方のエッジが感光ドラム１表面に対してカウンタ方向に当接去れている。クリーニングブレード１４ａは、上述のエッジによって感光ドラム１の表面を摺擦し、これにより感光ドラム１表面に付着している転写残トナーやタルクや磁気ブラシ帯電器２の帯電キャリア（後述）電器２の磁性粒子等の異物を除去する。

クリーニング補助部材１４ｂとしては、ファーブラシや樹脂ローラやマグネットローラ等を使用することができる。本発明においては、感光ドラム１の表面に残留した帯電キャリアを、表面を傷つけることなく除去する必要があるため、マグネットローラやファーブラシが好ましい。なお、マグネットローラを使用する場合は、感光ドラム１表面から微小隙間をあけて非接触で配設する。本実施の形態では、ファーブラシを使用する場合について説明をする。

ファーブラシ１４ｂは、円筒状の回転体と、この回転体の外周面に植設された多数の毛体を有するブラシ部とを有しており、回転体の回転により、ブラシ部を感光ドラム１の表面に摺擦させ、転写残トナーなどに接触させている。これにより、感光ドラム１上の転写残トナーなどは、クリーニング容器１４ｄ内に叩き落とされたり、またブラシ部に付着したりする。ブラシ部に付着した転写残トナーなどは、スクレーパ１４ｃによって、クリーニング容器１４ｄ内に叩き落とされて回収される。本実施の形態においては、クリーニング補助部材１４ｂは、感光ドラム１表面に対して、毛体の侵入量が０．７ｍｍになるように配置され、感光ドラム１の周速に対して、周速比１２５％で時計回りに回転している。

ここで、本発明の目的を達成するのに適したファーブラシ１４ｂの回転方向と周速比について述べる。感光ドラム１とファーブラシ１４ｂとの接触部における両者の移動方向が同じ（順方向）である場合には、感光ドラム１とファーブラシ１４ｂとの間に帯電キャリア２ｃが挟まることなく回収できるため、ファーブラシ１４ｂの周速比はどの値でもよい。これに対し、感光ドラム１とファーブラシ１４ｂとの接触部における両者の移動方向が反対（逆方向）である場合には、感光ドラム１とファーブラシ１４ｂとの間に帯電キャリア２ｃが挟まり、感光ドラム１を傷つける可能性がある。このため、ファーブラシ１４ｂの周速比は感光ドラム１の回転速度とほぼ同等（９０〜１１０％）の方がよりよい。なお、上述の回転方向と周速比については、クリーニング補助部材として、上述のファーブラシ１４ｂ以外のもの、例えばマグネットローラを使用したときも同様である。

ファーブラシ１４ｂは、具体的には、図７に示すように、回転軸１４ｂａと、クリーニングブラシ毛体１４ｂｂと、クリーニングブラシ毛体１４ｂｂを基布１４ｂｃに植毛し、回転軸１４ｂａと基布１４ｂｃ等を接着した接着剤層１４ｂｄとを有している。なお、本実施の形態では、クリーニングブラシ毛体１４ｂｂとして、直毛で、太さが６Ｄ（デニール）、長さが５ｍｍ、密度が５０ｋＦのものを使用した。また、材質としては、例えば、ステンレス鋼、導電性レーヨン等の導電材料を使用することができるが、本実施の形態においては、ナイロンを使用した。

このクリーニング装置１４を具備することで、安定して、確実に感光ドラム１上の転写残トナー等を回収することができる。さらに、本発明での課題である端部付着による帯電キャリアをも確実に回収し、画像の高画質化や画像形成の高速・高安定化の実現が可能である。これらの点について以下に詳述する。

次に、図４を参照して、磁気ブラシ帯電器２の構成について説明する。

磁気ブラシ帯電器２は、図４に示すように、帯電スリーブ（磁性粒子担持体）２ａと、マグネットローラ２ｂと、帯電キャリア（磁性粒子）２ｃと、規制ブレード２ｄと、帯電キャリア収納容器２ｅとを有している。帯電スリーブ２ａは、回転自在の円筒状の非磁性材料（例えばステンレス）によって形成されている。帯電スリーブ２ａの内側には、これとは別体に、マグネットローラ２ｂが固定されている。帯電キャリア２ｃは、マグネットローラ２ｂによって磁気的に拘束されて帯電スリーブ２ａの表面に担持され、帯電スリーブ２ａの回転に伴って同方向に回転される。規制ブレード２ｄは、非磁性材料（例えば、ステンレス）によって形成されていて、帯電スリーブ２ａ表面に担持された帯電キャリア２ｃの層厚を規制して均一の厚さにコートする。なお、帯電キャリア２ｃは、帯電キャリア収納容器２ｅ内に収納されている。

帯電スリーブ２ａは、帯電キャリア収納容器２ｅ内の長手方向に沿って支持されていて、回転自在である。帯電スリーブ２ａは、感光ドラム１と同じ回転方向（矢印Ｒ２方向）に１５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転駆動される。したがって、感光ドラム１表面と、帯電スリーブ２ａ表面とは、相互の対向部において、両表面は逆方向に移動する。規制ブレード２ｄは、帯電スリーブ２ａ表面とのギャップが９００μｍになるように配置されている。帯電キャリア収納容器２ｅ内の帯電キャリア２ｃは、その一部が帯電スリーブ２ａの外周面にマグネットローラ２ｂの磁気力で磁気拘束されて、磁気ブラシ２ｆとして保持される。

この磁気ブラシ２ｆは、帯電スリーブ２ａの矢印Ｒ２方向の回転に伴って同方向に回転する。このとき、磁気ブラシ２ｆの層厚は、規制ブレード２ｄにより均一厚さに規制される。この磁気ブラシ２ｆの規制層厚は、帯電スリーブ２ａと感光ドラム１との対向隙間部の間隔より大きい。このため、磁気ブラシ２ｆは帯電スリーブ２ａと感光ドラム１との対向部において、感光ドラム１に対して所定幅（本実施の形態では６ｍｍ程度）の接触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。

したがって、感光ドラム１は帯電ニップ部Ｎにおいて、帯電スリーブ２ａの回転に伴って回転する磁気ブラシ２ｆで摺擦される。この場合、帯電ニップ部Ｎにおいて、感光ドラム１表面の移動方向と磁気ブラシ２ｆの移動方向とは逆方向となり、相対移動速度が速くなる。また、帯電スリーブ２ａと規制ブレード２ｄには、帯電バイアス印加電源Ｓ１から所定の帯電バイアスが印加される。本実施の形態の場合は、ＤＣ成分にＡＣ成分が重畳された重畳バイアスである。そして、感光ドラム１及び帯電スリーブ２ａが回転駆動され、帯電バイアス印加電源Ｓ１から所定の帯電バイアスが印加されることで、感光ドラム１の表面が注入帯電により負極性の所定電位に一様に接触帯電処理される。

マグネットローラ２ｂは、帯電スリーブ２ａと感光ドラム１の最近接位置から感光ドラム１の回転方向上流１０°に約９００ガウスのＮ極（主極）を配置してある。この主極は、最近接位置との角度（θ）を感光ドラム１の回転方向上流２０°から下流１０°の範囲に入るようにすることが望ましく、好ましくは、感光ドラム１の回転方向上流１５°〜０°の範囲である。これよりも感光ドラム１の回転方向下流の場合には主極位置に帯電キャリア２ｃが引きつけられて、帯電ニップ部Ｎの感光ドラム１の回転方向下流側に帯電キャリア２ｃの滞留が発生しやすくなる。一方、上流過ぎると、帯電ニップ部Ｎを通過した帯電キャリア２ｃの搬送性が悪くなって、滞留が発生しやすくなる。また、帯電ニップ部Ｎに磁極がない場合には、帯電キャリア２ｃに働く帯電スリーブ２ｂへの拘束力が弱くなり、帯電キャリア２ｃが感光ドラム１に付着しやすくなるのは明らかである。帯電バイアス印加電源Ｓ１から帯電スリーブ２ａに印加される帯電バイアス（ＤＣバイアス＋ＡＣバイアス）のＤＣ成分は、必要とされる感光ドラム１の表面電位と同値、本実施の形態では−７００Ｖとした。

また、画像形成時（作像時）におけるＡＣ成分は、そのピーク間電圧Ｖｐｐが１００Ｖ以上２０００Ｖ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の向上の効果が薄く、それ以上では、帯電キャリア２ｃの滞留や感光ドラム１への付着が悪化する。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、帯電キャリア２ｃの感光ドラム１への付着悪化や、帯電均一性、電位の立ち上がり性の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の向上の効果が得られにくくなる。

そこで、本実施の形態においては、画像形成時（作像時）における帯電バイアスのＡＣ成分は、矩形波状でそのピーク間電圧Ｖｐｐが８００Ｖ、周波数は１０００Ｈｚとした。さらに、ＡＣ成分の波形は矩形波、三角波、ｓｉｎ波などがよい。

帯電キャリア２ｃとしては、平均粒径が１０〜１００μｍ、飽和磁化が２０〜２５０ｅｍｕ／ｃｍ^３、抵抗が１×１０^２〜１×１０^１０Ω・ｃｍのものが好ましい。感光ドラム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、１×１０^６Ω・ｃｍ以上のものを用いることがより好ましい。また、帯電性能をよくするにはできるだけ抵抗の小さいものを用いる方がよいので、本実施の形態では、平均粒径２５μｍ、飽和磁化２００ｅｍｕ／ｃｍ^３、抵抗が５×１０^６Ω・ｃｍの帯電キャリア２ｃを用いた。帯電キャリア２ｃの抵抗値は、底面積が２２８ｍｍ^２の金属セル内に帯電キャリア２ｃを２ｇ入れて約６４．７Ｎで加重し、１００Ｖの電圧を印加したときに流れる電流値から算出した。

また、帯電キャリア２ｃとしては、樹脂中に磁性材料としてマグネタイトを分散させ、導電化及び抵抗調整のためにカーボンブラックを分散させて形成した樹脂キャリアを用いることができる。またはフェライト等のマグネタイト単体表面を酸化、還元処理して抵抗調整を行ったもの、またはフェライト等のマグネタイト単体表面樹脂でコーティングし、抵抗調整を行ったもの等を用いることができる。

次に、本発明に係る帯電キャリア２ｃの端部付着とその対策について説明する。

通常、帯電キャリア２ｃの端部付着に関して、何も対策を施していない場合、図５（ａ）に示すように、領域部分Ｘと領域部分Ｙとができる。このうち領域部分Ｘは、磁気ブラシ帯電器２において帯電スリーブ２ａが帯電キャリア２ｃでコートされた領域部分である。領域部分Ｙは、領域部分Ｘよりも帯電スリーブ端部側の、帯電キャリア２ｃでコートされていない領域部分である。図５（ａ）中の下部に示すように、これら領域部分Ｘ，Ｙの境界部において感光ドラム電位が急激に変化する。このため、その電位差により領域部分Ｘ，Ｙの境界部において磁気ブラシ帯電器２から感光ドラム１表面への帯電キャリア付着が生じる。

そこで、本実施の形態においては、磁気ブラシ帯電器２は、感光ドラム１に対する帯電キャリア２ｃの端部付着が発生したとしても、その帯電キャリア２ｃで現像装置４や転写装置５がダメージを受けないようにした。さらに、感光ドラム１やクリーニング装置１４もダメージを受けないようにした。このように、ダメージを防止するため、図１に示すように構成した。すなわち、磁気ブラシ帯電器２、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置１４等のそれぞれの構成部材の幅関係（通紙方向に直交する方向の寸法関係）を図１に示すように設定した。

図１は、本実施の形態の画像形成装置における、帯電、露光、現像、転写、クリーニング等を行う各装置の長手方向端部位置を示したものである。数字については画像の中心（画像形成領域の中心）からの距離（単位ｍｍ）を表している。

画像を書き込むための露光領域端部（露光装置３の端部）ａ１（１６０．５ｍｍ）よりも、現像剤を供給するための現像スリーブ４ｂの現像剤コート領域端部ｂ１（１６１．５ｍｍ）が外側にある。その現像剤を担持するために現像スリーブ内磁石（マグネットローラ）端部ｂ２（１６３ｍｍ）は、現像スリーブ４ｂの現像剤コート領域端部ｂ１よりも外側である必要がある。

磁気ブラシ帯電器２の磁気ブラシ２ｆの帯電キャリア２ｃが、帯電スリーブ２ａのコート領域端部で感光ドラム１へ付着する可能性があるのは、帯電キャリアコート領域端部ｃ２（１７２．６５ｍｍ）である。したがって、帯電キャリアコート領域端部ｃ２が現像スリーブ４ｂの現像スリーブ内磁石端部ｂ２よりも外側に位置するようにすることで、感光ドラム１の端部付着帯電キャリアの現像スリーブ４ｂヘの付着を防止し、現像装置４へのダメージを防ぐ。

転写装置５のうちの、感光ドラム１へ押圧されている一次転写ローラ５ｂ端部ｄ１（１６３．５ｍｍ）を、帯電スリーブ上の帯電キャリアコート領域端部ｃ２よりも内側にする。これにより、感光ドラム表面に付着した端部付着キャリア２ｃが、転写ニップ部Ｔに挟まることによって感光ドラム１や転写装置５を傷つけることを防止する。また、中間転写ベルトの端部ｄ２（１６４．５ｍｍ）は、前記に示した通り、一次転写ローラ５ｂの端部ｄ１のみを規定していれば、中間転写ベルトや感光ドラムなどに傷つくことがないため、一般的な状態である一次転写ローラ５ｂよりも長ければ良い。ただし、最も本発明の効果を得るには、中間転写ベルトの端部ｄ２が帯電スリーブ上の帯電キャリアコート領域端部ｃ２よりも内側にすることが望ましい。なぜなら、端部付着キャリア２ｃが中間転写ベルト上に付着することないため、ベルトクリーニング装置１８のブレードや中間転写ベルトを傷つけることがないからである。これにより、感光ドラム１に付着した帯電キャリア２ｃは、現像装置４や転写装置５、感光ドラム１などを傷つけることなく、クリーニング装置１４に達する。

ここで、感光ドラム１に当接、又は近接している装置や部材等の端部が、帯電スリーブ２ａ上の帯電キャリアコート領域端部ｃ２より内側であることは、上記のことから自明である。

この場合、上述のように帯電スリーブ２ａの帯電キャリアコート領域端部ｃ２で感光ドラム１に付着した帯電キャリア２ｃがクリーニング装置１４のクリーニングブレード１４ａと感光ドラム１との間に挟まることがある。このことが原因で、感光ドラム１はもちろんのこと、クリーニングブレード１４ａをも傷つける可能性がある。

これを防止するため、ファーブラシ端部ｅ１（１７５ｍｍ）は帯電スリーブ２ａの帯電キャリアコート領域端部ｃ２よりも外側に位置することが望ましく、クリーニングブレード端部ｅ２（１８０ｍｍ）より内側にすればよい。

これにより、感光ドラム１の端部に付着した帯電キャリア２ｃのうちの大部分を、ファーブラシ１４ｂで回収し、回収しきれなかった微小かつ微量な端部付着の帯電キャリア２ｃをクリーニングブレード１４ａで掻き取ることができる。このため、感光ドラム１やクリーニングブレード１４ａを傷つけることなく、確実に感光ドラム１上のこのような帯電キャリア２ｃを回収することが可能となった。

＜実施の形態２＞
次に、本実施の形態の磁気ブラシ帯電器２に対して、感光ドラム１に対する帯電キャリア２ｃの端部付着を防止する。このために図５（ｂ）の模式図と同様に、帯電キャリアコート領域の端部近傍の帯電スリーブ表面に絶縁処理部２ｇ（帯電スリーブ２ａと帯電キャリア２ｃとを電気的に絶縁する部材）を施した場合について述べる。

絶縁処理部２ｇを施すことにより、帯電スリーブ２ａの領域部分Ｘと領域部分Ｙとでの感光ドラム１の表面電位をなだらかにして、帯電キャリア２ｃの付着を防止することができる。ここで、領域部分Ｘとは、帯電スリーブ２ａのうちの、帯電キャリア２ｃでコートされた領域部分であり、領域部分Ｙとは、帯電スリーブ２ａのうちの、領域部分Ｘよりも帯電スリーブ端部側の、帯電キャリア２ｃでコートされていない領域部分をいう。

しかし、前述したように、この場合でも、上述の絶縁処理部２ｇが破れた場合や、帯電キャリア２ｃの電気抵抗増加による横方向への電流が減少すると、再びキャリア付着が発生する可能性が出てくる。

そこで、本実施の形態では、仮に感光ドラム１に対する帯電キャリア２ｃの端部付着が発生した場合であっても、その帯電キャリア２ｃで現像装置４や転写装置５がダメージを受けることがないようにした。さらに、感光ドラム１やクリーニング装置１４についてもダメージを受けることがないようにした。こうするために、磁気ブラシ帯電器２、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置１４を構成する各部材の幅関係（通紙方向に直交する方向の寸法関係）を図６に示すように設定した。

図６は、本実施の形態の画像形成装置における、帯電、露光、現像、転写、クリーニング等の各装置の長手方向端部位置を示したものである。数字については画像の中心（画像形成領域の中心）からの距離（単位ｍｍ）を表している。

画像を書き込むための露光装置３の露光領域端部ａ１（１６０．５ｍｍ）よりも、現像剤を供給するための現像スリーブ４ａの現像剤コート領域端部ｂ１（１６１．５ｍｍ）が外側にある。その現像剤を担持するために現像スリーブ内磁石（マグネットローラ）端部ｂ２（１６３ｍｍ）は現像スリーブ４ａの現像剤コート領域端部ｂ１よりも外側である必要がある。

磁気ブラシ帯電器２の磁気ブラシ２ｆの帯電キャリア２ｃが帯電スリーブ２ａのコート領域端部で感光ドラム１へ付着する可能性がある領域がある。このような領域は、帯電スリーブ２ａの導電領域端部ｃ１（１６５．６５ｍｍ）から帯電キャリアコート領域端部ｃ２（１７２．６５ｍｍ）までの領域である。そこで、帯電スリーブ２ａの導電領域端部ｃ１と帯電キャリアコート領域端部ｃ２は現像スリーブ４ａの現像スリーブ内磁石端部ｂ２よりも外側に位置するようにする。これにより、感光ドラム１の端部付着帯電キャリアの現像スリーブ４ａヘの付着を防止し、現像へのダメージを防ぐ。

ここで、帯電スリーブ２ａの導電領域端部ｃ１よりも帯電キャリアコート領域端部ｃ２が外側でなければならないことは自明である。

この転写装置５の転写帯電器５ｂである一次転写ローラ５ｂ端部ｄ１（１６３．５ｍｍ）を、帯電スリーブ２ａ上の導電領域端部ｃ１よりも内側に位置するようにする。これにより、感光ドラム表面に付着した帯電キャリア２ｃが、転写ニップ部Ｔに挟まることによって、感光ドラム１や転写装置５を傷つけることを防止する。また、中間転写ベルトの端部ｄ２（１６４．５ｍｍ）は、前記に示した通り、一次転写ローラ5ｂの端部ｄ1のみを規定していれば、中間転写ベルトや感光ドラムなどに傷つくことがないため、一般的な状態である一次転写ローラ５ｂよりも長ければ良い。ただし、最も本発明の効果を得るには、中間転写ベルトの端部ｄ２が帯電スリーブ２ａ上の導電領域端部ｃ１よりも内側にすることが望ましい。なぜなら、端部付着キャリア２ｃが中間転写ベルト上に付着することがないため、ベルトクリーニング装置１８のブレードを傷つけることがないからである。これにより、感光ドラム１に付着した帯電キャリア２ｃは、現像装置４や転写装置５、感光ドラム１などを傷つけることなく、クリーニング装置１４に達する。

ここで、感光ドラム１に当接、又は近接している装置や部材等の端部が、帯電スリーブ２ａ上の導電領域端部ｃ１より内側であることは、上記のことから自明である。

この場合、上述のように帯電スリーブ２ａの帯電キャリアコート領域端部ｃ２で感光ドラム１に付着した帯電キャリア２ｃがクリーニング装置１４のクリーニングブレード１４ａと感光ドラム１との間に挟まることがある。そして、これにより、感光ドラム１はもちろんのこと、クリーニングブレード１４ａをも傷つける可能性がある。

これを防止するため、ファーブラシ端部ｅ１（１７５ｍｍ）は帯電スリーブ２ａの帯電キャリアコート領域端部ｃ２よりも外側が望ましく、クリーニングブレード端部ｅ２（１８０ｍｍ）より内側にすればよい。

これにより、感光ドラム１に付着した大部分の端部付着の帯電キャリア２ｃをファーブラシ１４ｂで回収し、回収しきれなかった微小かつ微量な端部付着の帯電キャリア２ｃをクリーニングブレード１４ａで掻き取ることができる。このため、感光ドラム１やクリーニングブレード１４ａを傷つけることなく、確実に感光ドラム上のこのような帯電キャリア２ｃを回収することが可能となった。

本実施の形態では、１ドラム方式のカラー画像形成装置であったが、複数の像担持体が並べて配列しているタンデム式のカラー画像形成装置に対しても本発明の構成を用いても同様の効果を得ることができる。

以上のように本願発明により、像担持体にキャリアが付着しても他の部材への影響を小さくしつつ、回転によりキャリアを像担持体から回収する際に、回転によるキャリア飛散によるクリーニングの回収不良を防止することができる。

実施の形態１における各部品の端部位置を示す図である。画像形成装置の概略構成を模式的に示す図である。感光ドラムの層構成を説明する縦断面図である。磁気ブラシ帯電器の構成を示す縦断面図である。（ａ）は帯電キャリアの端部付着を説明する図であり、（ｂ）は帯電キャリアの端部付着を防止するための構成を説明する図である。実施の形態２における各部品の端部位置を示す図である。ファーブラシの中心を通る平面で切った断面を示す図である。

符号の説明

１感光ドラム（像担持体）
２磁気ブラシ帯電器（帯電手段）
２ａ帯電スリーブ（磁性粒子担持体）
２ｃ帯電キャリア（磁性粒子）
２ｇ絶縁処理部（絶縁部材）
３露光装置（画像情報書き込み手段）
４現像装置（現像手段）
４ａ現像スリーブ（現像剤担持体）
４ｂマグネットローラ（磁場発生部材）
５転写装置（転写手段）
５ｂ転写ローラ（転写部材）
１４クリーニング装置（クリーニング手段）
１４ａクリーニングブレード（クリーニング部材）
１４ｂクリーニング補助部材

Claims

回転駆動される像担持体と、磁性粒子担持体と前記磁性粒子担持体に担持されて前記像担持体に接触する磁性粒子とを有する前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面に静電潜像を形成する画像情報書き込み手段と、前記像担持体上の静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、前記像担持体上のトナー像を被転写体に転写する転写部材と、前記像担持体表面に接触して転写残トナーを補助的にクリーニングする回転可能なクリーニング補助部材と前記像担持体の回転方向に沿っての前記クリーニング補助部材の下流側に配設されて前記像担持体表面に当接してクリーニング補助部材通過後の像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング部材とを有し、トナー像転写後に前記像担持体上に残ったトナーを除去するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、
画像形成領域の幅方向の中心を基準として、前記帯電手段の前記磁性粒子担持体の磁性粒子担持領域端部が、前記現像手段の磁場発生部材端部及び転写手段の前記転写部材端部よりも外側に配置され、かつ前記クリーニング補助部材端部よりも内側に位置し、
前記クリーニング補助部材端部のさらに外側に前記クリーニング部材端部が位置している、
ことを特徴とする画像形成装置。
前記被転写体は中間転写体であり、画像形成領域の幅方向の中心を基準としての前記中間転写体の端部の位置は、磁性粒子担持領域端部よりも内側に位置している、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記磁性粒子担持体の非画像領域で前記磁性粒子を担持する領域の端部の前記磁性粒子との境界面は絶縁の処理を行っている、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記クリーニング補助部材は、ファーブラシである、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。