JP2009116233A - 画像形成装置および画像形成装置における像担持体の帯電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】転写後の残留トナーや帯電時の放電生成物等の異物を像担持体からより効果的に除去するとともに、像担持体を良好に帯電する。
【解決手段】転写後に感光体２に付着する残留トナーや放線生成物等の異物が第１帯電部材８により、異物の帯電位と同極性のバイアスで帯電される。第１帯電部材８で帯電された感光体２上の異物が、トナーの帯電位と逆極性のバイアスが印加される第２帯電部材９により捕集される。第２帯電部材９により捕集された異物は、バイアスが印加される回収ローラ１０により回収される。このとき、回収ローラ１０に印加されるバイアスを制御することにより、回収ローラ１０の通過後の第２帯電部材９には少なくとも研磨機能を有する一定量の外添剤が付着される。この外添剤が付着された第２帯電部材９で感光体２が帯電され、かつ感光体に堆積した異物が掻き削られる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、転写後に像担持体に残留する残留トナーを第１帯電部材で帯電し、帯電した残留トナーを、像担持体を帯電する第２帯電部材で回収する帯電装置、この帯電装置を備えた、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置からなる画像形成装置および画像形成装置における像担持体の帯電方法の技術分野に関する。

従来、画像形成装置において、静電潜像およびトナー像が形成される像担持体を帯電する２つの第１および第２帯電部材を組み合わせた帯電装置を備えた画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の画像形成装置では、第１帯電部材はブラシローラからなり、転写後の感光体に付着している正極性トナー、逆極性トナー、あるいは第２帯電部材である帯電ローラによる感光体の帯電時に感光体に付着した放電生成物等を除去することで、これらの異物が感光体の帯電ローラの表面に付着するのを防止している。これにより、長期にわたり感光体表面電位を安定させ、画像乱れのない画質が得られる。
特開２００４−１２５８２号公報。

しかしながら、この特許文献１に記載の画像形成装置では、第１帯電部材であるブラシローラは、前述の異物を感光体から一時的に捕獲するものである。このため、ブラシローラに捕獲された異物が多くなると、それらの異物を再び感光体に移して転写装置を介して除去するようになっている。このため、これらの異物が長期的には感光体の表面に堆積してしまう。転写後に感光体に付着する異物には、ブラシローラで捕獲されない異物もあり、感光体表面には異物が更に一層堆積するおそれがある。このため、第２帯電部材である帯電ローラによって感光体を良好に帯電することが難しく、帯電不良を生じるおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、転写後の残留トナーや帯電時の放電生成物等の異物を像担持体からより効果的に除去できるとともに、像担持体を良好に帯電することのできる帯電装置、画像形成装置および画像形成装置における像担持体の帯電方法を提供することである。

前述の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置および像担持体の帯電方法によれば、トナー母粒子に少なくとも研磨機能を有する外添剤が添加されたトナーで像担持体上の静電潜像が現像されたトナー像が形成される。この像担持体上のトナー像が転写媒体に転写される。像担持体上のトナー像の転写後、像担持体上に転写残りトナーや帯電時の放線生成物等の異物が残留する。これらの異物は、これらの異物の帯電位と同極性の電圧が印加される第１帯電部材によって帯電される。第１帯電部材によって帯電された、像担持体上の異物は、異物の帯電位と逆極性の電圧が印加される第２帯電部材によって捕集される。これにより、第２帯電部材に付着した転写残りトナーのうち、トナー母粒子および外添剤の一部が、制御されたバイアスが印加される回収部材によって回収され、また回収部材を通過後に、研磨機能を有するある一定量の外添剤が第２帯電部材に付着する。

その場合、回収部材に印加されるバイアスは、回収部材バイアス制御装置によって画像形成ユニット寿命情報または画像形成条件情報に基づいて制御される。
画像形成ユニット寿命情報としては、例えば像担持体寿命情報およびトナーカートリッジ情報等がある。また、像担持体寿命情報としては、例えば画像形成ユニットにおける印字枚数の情報等がある。すなわち、印字枚数が多くなってくると例えばブラシ毛のへたり等の第２帯電部材の経年劣化によりクリーニング性および帯電性が劣ってくる。このため、印字枚数が予め設定された設定印字枚数以上多くなってきたときは、回収ローラのバイアスは高めに設定するようにする。逆に、印字枚数が設定印字枚数より少ないときは、回収ローラのバイアスは低めに設定するようにする。このように画像形成ユニットにおける印字枚数の情報に基づいて回収ローラのバイアスを制御することにより、研磨機能を有するある一定量の外添剤が第２帯電部材に付着する。

更に、トナーカートリッジ情報としては、例えばトナー残量の情報がある。すなわち、トナーカートリッジがトナー満タン等のトナ残量が予め設定された設定トナー量より多いときはトナー母粒子から遊離したあるいは遊離しやすい外添剤が多く存在するため、回収ローラのバイアスは高めに設定する。逆に、トナー消耗によりトナ残量が設定トナー量以下になったときは外添剤量が少なくなるため、回収ローラのバイアスは低めに設定する。このようにトナー残量の情報に基づいて回収ローラのバイアスを制御することにより、研磨機能を有するある一定量の外添剤が第２帯電部材に付着する。

一方、画像形成条件情報としては、例えばパッチ動作による現像バイアスの情報および印字濃度情報等がある。パッチ動作による現像バイアスの情報は、画像形成装置においてはパッチ動作により現像バイアスが決定されるが、この決定された現像バイアスの情報である。すなわち、現像バイアスが予め設定された設定現像バイアス以上の高めに設定されると外添剤は像担持体へ移動しやすくなるので、回収ローラのバイアスは高めに設定する。逆に、現像バイアスが設定現像バイアスより低めに設定されると外添剤は像担持体へ移動し難くなるので、回収ローラのバイアスは低めに設定する。このようにパッチ動作による現像バイアスの情報に基づいて回収ローラのバイアスを制御することにより、研磨機能を有するある一定量の外添剤が第２帯電部材に付着する。

また、印字濃度情報は、例えば今までの印字により累積した印字濃度の情報である。すなわち、今までの印字により累積した印字濃度が予め設定された設定印字濃度より大きいとトナーの量が多くなってきているので、回収ローラのバイアスは高バイアスに設定する。逆に、前述の印字濃度が設定印字濃度以下の小さいとトナーの量が少ないので、回収ローラのバイアスは低バイアスに設定する。このように印字濃度の情報に基づいて回収ローラのバイアスを制御することにより、研磨機能を有するある一定量の外添剤が第２帯電部材に付着する。

そして、これらの外添剤が付着された第２帯電部材によって像担持体が帯電される。このとき、第２帯電部材に付着しかつ研磨機能を有する外添剤が像担持体の表面の研磨の役目を果たすようになる。すなわち、研磨機能を有する外添剤が像担持体表面を摺擦することで、像担持体の表面に堆積する放電生成物や残留トナー等の異物が掻き削られるようになる。これにより、像担持体をより均一に帯電することができる。したがって、長期にわたって安定した良好な画質を実現することができる。

特に、トナー母粒子に帯電補助機能を有する外添剤を添加することで、回収部材を通過した第２帯電部材には、帯電補助機能を有するある一定量の外添剤も付着するようになる。これにより、像担持体をより均一に帯電することができ、長期にわたって安定した良好な画質を実現することができる。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に示す図である。

図１に示すように、この例の画像形成装置１は静電潜像およびトナー像が形成される像担持体である感光体２を備えている。感光体２の外周近傍には、感光体２を帯電する帯電装置３が配設されている。更に、感光体２の外周近傍には、この帯電装置３から感光体２の回転方向α（図１では、時計回り）に、順次、感光体２に静電潜像を書き込む露光装置４、感光体２の静電潜像をトナーで現像する現像装置５、および感光体２のトナー像を転写紙や中間転写媒体等の転写媒体６に転写する転写装置７が配設されている。その場合、転写後の感光体２上に付着する残留トナー等の異物を回収する専用の感光体クリーニング装置は備えていない。なお、この例の画像形成装置１は、図示しないが、従来一般的な画像形成装置と同様に定着装置、転写紙搬送装置、転写紙収容カセット、転写媒体６が中間転写媒体である場合には、中間転写媒体のトナー像を転写紙に転写する転写装置等が少なくとも設けられる。

この例の感光体２は感光体ドラムからなり、従来公知の感光体ドラムと同様に円筒状の金属素管の外周面に所定膜厚の感光層が形成されている。この感光体２における金属素管には、例えばアルミニウム等の導電性の管が用いられるとともに、感光層には、従来公知の有機感光体が使用される。もちろん、感光体２に感光体ドラム以外の他の感光体を用いることもできる。

この例の帯電装置３は、転写装置７より感光体２の回転方向αにこの感光体２に接触して配置された第１帯電部材８と、この第１帯電部材８より感光体２の回転方向αにこの感光体２に接触して配置された第２帯電部材９と、この第２帯電部材９に接触して所定量のトナーを回収する回収部材である回収ローラ１０と、この回収ローラ１０の回収トナーを除去する回収ローラクリーニングブレード１１とを備えている。

第１帯電部材８は帯電ブラシ部材であるブラシローラからなる。この第１帯電部材８はトナーの帯電位と同極性で放電開始電圧（Ｖｔｈ）以上のバイアス（直流電圧）を印加されることで、感光体２上に残留する転写残りトナーをブラシ毛８ａで帯電するようになっている。
また、第２帯電部材９も同様に帯電ブラシ部材であるブラシローラからなり、感光体２を帯電するものである。また、この第２帯電部材９はトナーの帯電位と逆極性のバイアス（直流電圧）が印加されることで、第１帯電部材８で帯電された感光体２上の転写残りトナーをブラシ毛９ａで捕集するようになっている。

更に、回収ローラ１０はバイアス（直流電圧）を印加される。そして、この回収ローラ１０に印加されるバイアスを制御することで、回収ローラ１０は第２帯電部材９のブラシ毛９ａに捕集されかつこれに付着した転写残りトナーのトナー母粒子および外添剤の一部を回収する。また、図２に示すように回収ローラ１０を通過した第２帯電部材９のブラシ毛９ａには、外添剤が付着する。そして、回収ローラ１０のバイアスの制御により、ある一定量の外添剤が第２帯電部材９のブラシ毛９ａに付着されるように、第２帯電部材９に付着する外添剤の量が制御される。これにより、研磨機能を有するある一定量の外添剤が、回収ローラ１０通過後の第２帯電部材９に付着するようになる。

回収ローラ１０に印加されるバイアスは、回収部材バイアス制御装置である回収ローラバイアス制御装置によって画像形成ユニット寿命情報または画像形成条件情報に基づいて制御される。

図３は、回収ローラのバイアス制御を行う装置の一例を模式的に示す図である。
図３に示すように、画像形成装置１は、回収ローラ１０のバイアス制御を行う回収ローラバイアス制御装置１２を備えている。この回収ローラバイアス制御装置１２は、印字濃度の判定装置１３からの、これまでの印字において累積した印字濃度の判定データに基づいて回収ローラ１０へのバイアスを設定する。そして、回収ローラバイアス制御装置１２は、設定したバイアスとなるように回収ローラ１０へバイアスを印加するバイアス印加装置１４を制御する。バイアス印加装置１４は、回収ローラバイアス制御装置１２が設定したバイアスを回収ローラ１０に印加する。

図４は、回収ローラのバイアス制御の一例のフローを示す図である。
ある一定量の外添剤を第２帯電部材９に付着させるための、回収ローラ１０のバイアス制御の一例について説明する。

この例の回収ローラ１０のバイアス制御では、印字濃度（Duty）に応じて設定された高低２つのバイアスが用いられる。そして、図４に示すように、ステップＳ１で画像データが画像形成装置１に転送されると、次いで、ステップＳ２で今までの印字における累積した印字濃度（Duty）が判定される。

次に、ステップＳ３で判定された今までの累積した印字濃度（Duty）が予め設定された設定印字濃度より大きいか否かが判断される。判定印字濃度（Duty）が設定印字濃度より大きいと判断されると、ステップＳ４で回収ローラ１０のバイアスが、高バイアスに設定される。累積した印字濃度（Duty）が設定印字濃度より大きいと、トナーの量が多くなってきているので、回収ローラ１０のバイアスを高バイアスにすることで、回収ローラ１０によって回収する外添剤の量が多くなる。これにより、回収ローラ１０通過後の第２帯電部材９のブラシ毛９ａに付着する外添剤の量が少なくなる。その後、ステップＳ５で転送されてきた画像データの印字がスタートする。

一方、ステップＳ３で累積した印字濃度（Duty）が設定印字濃度以下であると判断されると、ステップＳ６で回収ローラ１０のバイアスが、低バイアスに設定される。累積した印字濃度（Duty）が設定印字濃度以下であると、トナーの量が少なくなってきているので、回収ローラ１０のバイアスを低バイアスにすることで、回収ローラ１０によって回収する外添剤の量が少なくなる。これにより、回収ローラ１０通過後の第２帯電部材９のブラシ毛９ａに付着する外添剤の量が多くなる。その後、ステップＳ５に移行して、転送されてきた画像データの印字がスタートする。

このようにして、画像データの印字濃度（Duty）に応じて回収ローラ１０に印加するバアイスが制御される。これにより、回収ローラ１０の通過後の第２帯電部材９に、研磨機能を有する外添剤が常時一定量またはほぼ一定量付着するようになる。なお、回収ローラ１０のバイアス制御方法は、図４に示す例に限定されることはなく、種々の方法を採用することができる。

すなわち、画像形成ユニット寿命情報としては、例えば感光体寿命情報およびトナーカートリッジ情報等がある。また、感光体寿命情報としては、例えば画像形成ユニットである感光体ユニットにおける印字枚数の情報等がある。感光体ユニットは装置本体に着脱可能に設けられるが、これに限定されることはない。印字枚数が多くなってくると例えばブラシ毛のへたり等の第２帯電部材９の経年劣化によりクリーニング性および帯電性が劣ってくる。このため、印字枚数が予め設定された設定印字枚数以上多くなってきたときは、回収ローラ１０のバイアスは予め設定された設定回収ローラバイアス以上の高めに設定するようにする。逆に、印字枚数が設定印字枚数より少ないときは、回収ローラ１０のバイアスは設定回収ローラバイアスより低めに設定するようにする。このように感光体ユニットにおける印字枚数の情報に基づいて回収ローラ１０のバイアスを制御することにより、研磨機能を有するある一定量の外添剤が第２帯電部材９に付着する。

更に、トナーカートリッジ情報としては、例えばトナー残量の情報がある。すなわち、トナーカートリッジがトナー満タン等のトナ残量が予め設定された設定トナー量より多いときはトナー母粒子から遊離したあるいは遊離しやすい外添剤が多く存在するため、回収ローラ１０のバイアスは予め設定された設定回収ローラバイアス以上の高めに設定する。逆に、トナー消耗によりトナ残量が設定トナー量以下になったときは外添剤量が少なくなるため、回収ローラ１０のバイアスは設定回収ローラバイアスより低めに設定する。このようにトナー残量の情報に基づいて回収ローラ１０のバイアスを制御することにより、研磨機能を有するある一定量の外添剤が第２帯電部材９に付着する。

一方、画像形成条件情報としては、例えばパッチ動作による現像バイアスの情報および印字濃度情報等がある。パッチ動作による現像バイアスの情報は、画像形成装置１においてはパッチ動作により現像バイアスが決定されるが、この決定された現像バイアスの情報である。すなわち、現像バイアスが予め設定された設定現像バイアス以上の高めに設定されると外添剤は感光体２へ移動しやすくなるので、回収ローラ１０のバイアスは予め設定された設定回収ローラバイアス以上の高めに設定する。逆に、現像バイアスが設定現像バイアスより低めに設定されると外添剤は感光体２へ移動し難くなるので、回収ローラ１０のバイアスは設定回収ローラバイアスより低めに設定する。このようにパッチ動作による現像バイアスの情報に基づいて回収ローラ１０のバイアスを制御することにより、研磨機能を有するある一定量の外添剤が第２帯電部材９に付着する。
更に、回収ローラクリーニングブレード１１は、回収された回収ローラ１０上の転写残りトナーを回収ローラ１０から除去して回収ローラ１０をクリーニングするようになっている。

露光装置４は、例えばレーザ光等の光を感光体２に照射することでこの感光体２に静電潜像を書き込むものである。
現像装置５はトナー母粒子に少なくとも帯電補助機能および研磨機能をそれぞれ有する外添剤が添加されたトナーを用いている。その場合、トナー母粒子には、例えばポリエステルやスチレンアクリル等の従来公知のトナー物質を用いることができる。また、帯電補助機能を有する外添剤にも、例えばシリカやチタニア等の従来公知の帯電制御剤を用いることができる。更に、研磨機能を有する外添剤には、例えば酸化セリウム、チタン酸ストロンチウム、あるいはアルミナ等の従来公知の外添剤を用いることができる。その場合、研磨機能を有する外添剤の粒子は、例えば図５（ａ）に示すように角張ったキュービック状の形状、図５（ｂ）に示すように針状の形状、あるいは図５（ｃ）に示すように円形度の低い（円形度は９０以下が望ましい）形状にされる。もちろん、研磨機能を有する外添剤の粒子は、研磨可能な形状であれば他の形状にすることもできる。
そして、現像ローラ上に所定の層厚に規制されたトナーを、この現像ローラによって感光体２の方へ搬送し、かつ搬送したトナーで感光体２上の静電潜像を現像して感光体２上にトナー像を形成するものである。

転写装置７は、例えば転写ローラで感光体２上のトナー像を転写紙や中間転写媒体等の転写媒体６に転写するものである。そして、画像形成装置１は、トナー像が転写媒体６である転写紙に転写される場合には、転写紙上のトナー像を図示しない定着装置によって定着し、この転写紙に画像を形成する。また、トナー像が転写媒体６である中間転写媒体に転写される場合には、中間転写媒体上のトナー像を更に転写装置で転写紙に転写した後、転写紙上のトナー像を図示しない定着装置で定着し、転写紙に画像を形成する。

このように構成されたこの例の画像形成装置１によれば、感光体２上のトナー像が転写装置７によって転写媒体６に転写された後、感光体２上に転写残りトナーが残留する。また、転写後の感光体２上には、帯電時の放電生成物も付着している。これらの転写残りトナーや放電生成物等の異物は、この異物（つまり、トナー）の帯電位と同極性の電圧が印加される第１帯電部材８のブラシローラが回転することによって帯電される。第１帯電部材８によって帯電された、感光体２上の異物は、トナーの帯電位と逆極性の電圧が印加される第２帯電部材９のブラシローラが回転することによって捕集される。これにより、第２帯電部材９のブラシ毛９ａに付着した異物のうち、トナー母粒子、外添剤の一部、放電生成物等の異物は、制御されたバイアスが印加される回収ローラ１０が回転することによって回収され、またある一定量の外添剤は第２帯電部材９のブラシ毛９ａに付着する。こうして、帯電補助機能を有する外添剤および研磨機能を有する外添剤が第２帯電部材９のブラシ毛９ａにそれぞれ常に一定量付着するようになる。

したがって、一定量の外添剤がブラシ毛９ａに常に付着した第２帯電部材９により、感光体２が帯電される。このとき、ブラシ毛９ａに常に付着した一定量の外添剤のうち、帯電補助機能を有する外添剤が帯電補助剤の役目をすることから、感光体２を均一に帯電することができる。また前述の一定量の外添剤のうち、研磨機能を有する外添剤が、帯電時の放電により感光体２に付着する放電生成物等の異物を掻き削る研磨剤の役目をすることから、異物の感光体２への堆積を効果的に防止することができる。その結果、この例の画像形成装置１では、長期にわたって安定した良好な画質を実現することができる。

また、回収ローラ１０上に付着して回収されたトナー母粒子および外添剤は、回収ローラクリーニングブレード１１で除去される。これにより、回収ローラ１０は長期にわたって第２帯電部材９に付着するトナー母粒子および外添剤の一部を効果的に回収することができる。

なお、本発明の画像形成装置１に用いられる外添剤は、必ずしも帯電補助機能を有する外添剤を用いる必要はなく、研磨機能を有する外添剤が用いられさえすればよい。トナーの良好な帯電性を求められる場合等には、必要に応じて帯電補助機能を有する外添剤を用いることができる。

図６は、本発明に係る画像形成装置の実施の形態の他の例を模式的に示す図である。
前述の図１に示す例では、帯電装置３の第１帯電部材８に、回転するブラシローラが用いられているが、図６に示すように、この例の画像形成装置では帯電装置３の第１帯電部材８に、固定のブラシが用いられている。
この例の画像形成装置１の他の構成は、前述の例と同じである。また、この例の画像形成装置１の作用効果は、前述の例と実質的に同じである。

次に、本発明の画像形成装置の実施例および比較例の実験について説明する。実験は４個の実施例と９個の比較例について行った。実験に使用した画像形成装置は、セイコーエプソン製レーザープリンタＬＰ−９０００Ｃを用いた。ＬＰ−９０００Ｃ用感光体ユニットの帯電部を、第１帯電部材８としての帯電ブラシ、第２帯電部材としての帯電ブラシ、および金属ローラからなる回収ローラが取り付けられるように改造した。また、ＬＰ−９０００Ｃ用感光体ユニットの感光体クリーニングブレードを外した。第１帯電部材８には表１に示すブラシ（１）を用い、また、第２帯電部材９には、表１に示す２種類のブラシ（１）および（２）（それぞれ第２帯電部材（１）および（２））を用いた。これらのブラシ（１）および（２）はいずれも東英産業（株）製のブラシである。

表１に示すように、ブラシ（１）は、材料が６ナイロンであり、繊度が２２０Ｔ／９６Ｆであり、密度が１２０kf/inch²であり、原糸抵抗が７.１LogΩであり、パイル長が５mmであり、形状が長さ３００mm、幅５mm、高さ５mmである。また、ブラシ（２）は、材料が６ナイロンであり、繊度が３３０Ｔ／４８Ｆであり、密度が８０kf/inch²であり、原糸抵抗が９.３LogΩであり、パイル長が５mmであり、形状が長さ３００mm、幅５mm、高さ５mmである。

第１帯電部材８には、−１２００Ｖの電圧を印加するとともに、第２帯電部材９には＋２００Ｖの電圧を印加した。
使用したトナーのトナー母粒子は、表２に示す２種類の母粒子（１）および（２）を用いた。

表２に示すように、母粒子（１）は、材質がポリエステルであり、重合法で製造した。この重合法によるトナー母粒子の製造は、従来周知の方法を用いかつ本発明の特徴部分でないので、詳細な説明は省略する。また、母粒子（２）は、材質がスチレンアクリルであり、粉砕法で製造した。この粉砕法によるトナー母粒子の製造も、従来周知の方法を用いかつ本発明の特徴部分でないので、詳細な説明は省略する。

使用したトナーの外添剤は、表３に示す３種類の外添剤（１）ないし（３）を用いた。

表３に示すように、外添剤（１）は、シリカ（ＲＸ２００）および酸化セリウムの２つの材料を用い、トナー母粒子に対してシリカ（ＲＸ２００）を１重量％添加し、またトナー母粒子に対して酸化セリウムを１重量％添加した。このときの酸化セリウムの帯電量は比較的高く４０μＣ／ｇである。また、外添剤（２）は、シリカ（ＲＹ５０）およびチタン酸ストロンチウムの２つの材料を用い、トナー母粒子に対してシリカ（ＲＹ５０）を１重量％添加し、またトナー母粒子に対してチタン酸ストロンチウムを１重量％添加した。このときのチタン酸ストロンチウムの帯電量は比較的高く６０μＣ／ｇである。更に、外添剤（３）は、シリカ（ＲＸ２００）、チタニア（Ｔ８０５）、およびアルミナの３つの材料を用い、シリカ（ＲＸ２００）をトナー母粒子に対して０.５重量％添加し、またチタニア（Ｔ８０５）をトナー母粒子に対して０.５重量％添加し、更にアルミナをトナー母粒子に対して１重量％添加した。このときのアルミナの帯電量は比較的低く１５μＣ／ｇである。

実験に用いた画像形成装置１の他の構成は、レーザープリンタＬＰ−９０００Ｃと同じであるとともに、回収ローラ１０のバイアスを制御しつつ、レーザープリンタＬＰ−９０００Ｃにおける画像形成制御に基づいて実験を行った。実験は、全面５％濃度印字パターンを１００枚とこれに続く白ベタを１００枚とを交互に印字し、１０００枚まで連続して印字した。その後、ハーフトーン画像を印字してこのハーフトーン画像を目視で確認し、感光体２の状態を判定した。評価は、ハーフトーン画像が良好な画質であると判定したものを、良（○）であると評価し、ハーフトーン画像が良好な画質でないと判定したものを不良（×）であると評価した。

各実施例および各比較例において使用した、第２帯電部材９のブラシ、トナー母粒子および外添剤の組合せ、回収ローラの印加電圧（バイアス）を、表４に示す。また、悪各実施例および各比較例における判定の結果（評価）も表４に示す。

表４に示すように、実施例１では、第２帯電部材９がブラシ（１）であり、トナー母粒子が母粒子（１）であり、外添剤が外添剤（１）であり、全面５％濃度印字パターンの印字時での回収ローラの印加電圧が＋５００Ｖであり、白ベタ印字時での回収ローラの印加電圧が＋４００Ｖである。評価は、ハーフトーン画像が良好な画質であると判定され、良（○）であった。実施例２では、第２帯電部材９がブラシ（１）であり、トナー母粒子が母粒子（１）であり、外添剤が外添剤（２）であり、全面５％濃度印字パターンの印字時での回収ローラの印加電圧が＋４００Ｖであり、白ベタ印字時での回収ローラの印加電圧が＋３００Ｖである。評価は、ハーフトーン画像が良好な画質であると判定され、良（○）であった。

実施例３では、第２帯電部材９がブラシ（２）であり、トナー母粒子が母粒子（１）であり、外添剤が外添剤（１）であり、全面５％濃度印字パターンの印字時での回収ローラの印加電圧が＋５５０Ｖであり、白ベタ印字時での回収ローラの印加電圧が＋５００Ｖである。評価は、ハーフトーン画像が良好な画質であると判定され、良（○）であった。実施例４では、第２帯電部材９がブラシ（２）であり、トナー母粒子が母粒子（２）であり、外添剤が外添剤（２）であり、全面５％濃度印字パターンの印字時での回収ローラの印加電圧が＋５００Ｖであり、白ベタ印字時での回収ローラの印加電圧が＋４５０Ｖである。評価は、ハーフトーン画像が良好な画質であると判定され、良（○）であった。

比較例１では、第２帯電部材９がブラシ（１）であり、トナー母粒子が母粒子（１）であり、外添剤が外添剤（１）であり、全面５％濃度印字パターンの印字時での回収ローラの印加電圧が＋５００Ｖであり、白ベタ印字時での回収ローラの印加電圧も＋５００Ｖである。評価は、ハーフトーン画像に濃度むらがあり良好な画質でないと判定され、不良（×）であった。比較例２では、第２帯電部材９がブラシ（１）であり、トナー母粒子が母粒子（１）であり、外添剤が外添剤（１）であり、全面５％濃度印字パターンの印字時での回収ローラの印加電圧が＋４００Ｖであり、白ベタ印字時での回収ローラの印加電圧が＋４００Ｖである。評価は、ハーフトーン画像に濃度むらがあり良好な画質でないと判定され、不良（×）であった。

比較例３では、第２帯電部材９がブラシ（１）であり、トナー母粒子が母粒子（１）であり、外添剤が外添剤（１）であり、全面５％濃度印字パターンの印字時での回収ローラの印加電圧が＋３００Ｖであり、白ベタ印字時での回収ローラの印加電圧も＋３００Ｖである。評価は、ハーフトーン画像にかぶりが生じ、良好な画質でないと判定され、不良（×）であった。比較例４では、第２帯電部材９がブラシ（１）であり、トナー母粒子が母粒子（１）であり、外添剤が外添剤（３）であり、全面５％濃度印字パターンの印字時での回収ローラの印加電圧が＋６００Ｖであり、白ベタ印字時での回収ローラの印加電圧が＋５００Ｖである。評価は、ハーフトーン画像にすじが生じ、良好な画質でないと判定され、不良（×）であった。

比較例５では、第２帯電部材９がブラシ（１）であり、トナー母粒子が母粒子（１）であり、外添剤は添加しなく、全面５％濃度印字パターンの印字時での回収ローラの印加電圧が＋５００Ｖであり、白ベタ印字時での回収ローラの印加電圧も＋４００Ｖである。評価は、ハーフトーン画像にすじが生じ、良好な画質でないと判定され、不良（×）であった。比較例６では、第２帯電部材９がブラシ（１）であり、トナー母粒子が母粒子（２）であり、外添剤が外添剤（２）であり、全面５％濃度印字パターンの印字時での回収ローラの印加電圧が＋５００Ｖであり、白ベタ印字時での回収ローラの印加電圧が＋５００Ｖである。評価は、評価は、ハーフトーン画像に濃度むらがあり、良好な画質でないと判定され、不良（×）であった。

比較例７では、第２帯電部材９がブラシ（２）であり、トナー母粒子が母粒子（１）であり、外添剤が外添剤（２）であり、全面５％濃度印字パターンの印字時での回収ローラの印加電圧が＋５５０Ｖであり、白ベタ印字時での回収ローラの印加電圧も＋５５０Ｖである。評価は、ハーフトーン画像に濃度むらがあり、良好な画質でないと判定され、不良（×）であった。

比較例８では、第２帯電部材９がブラシ（１）であり、トナー母粒子が母粒子（１）であり、外添剤が外添剤（１）であり、全面５％濃度印字パターンの印字時での回収ローラの印加電圧が＋５００Ｖであり、白ベタ印字時での回収ローラの印加電圧も＋６００Ｖである。評価は、ハーフトーン画像に濃度むらがあり、良好な画質でないと判定され、不良（×）であった。比較例９では、第２帯電部材９がブラシ（１）であり、トナー母粒子が母粒子（１）であり、外添剤が外添剤（２）であり、全面５％濃度印字パターンの印字時での回収ローラの印加電圧が＋４００Ｖであり、白ベタ印字時での回収ローラの印加電圧も＋４５０Ｖである。評価は、ハーフトーン画像に濃度むらがあり、良好な画質でないと判定され、不良（×）であった。

以上の実験結果から、全面５％濃度印字パターンの印字時では印字濃度が高いことから、回収ローラ１０のバイアスを高くし、また白ベタ印字時では印字濃度が低いことから、回収ローラ１０のバイアスを低くすることで、良好な画質が得られる。

また、比較例４のように全面５％濃度印字パターンの印字時より白ベタ印字時での回収ローラ１０のバイアスを低くしても、良好な画質が得られない場合があることがわかった。これは、比較例４では、研磨機能を有する外添剤として添加したアルミナの帯電量が１５μＣ／ｇと比較的低いために効果的に帯電が行われないためであると考えられる。このように研磨機能を有する外添剤は、酸化セリウムやチタン酸ストロンチウムのように帯電量が比較的高い方が回収ローラ１０のバイアス制御を効果的に行うことができ、またアルミナのように帯電量が比較的低いと回収ローラ１０のバイアス制御を効果的に行うことができないことが確認された。

更に、比較例５のように研磨機能を有する外添剤および帯電補助機能を有する外添剤を添加しない場合にも、全面５％濃度印字パターンの印字時より白ベタ印字時での回収ローラ１０のバイアスを低くしても、良好な画質が得られない場合があることがわかった。
更に、比較例８および９のように、白ベタ印字時での回収ローラ１０のバイアスを全面５％濃度印字パターンの印字時での回収ローラ１０のバイアス以上に設定すると、良好な画質が得られないことが確認された。
これにより、本発明に係る帯電装置３、画像形成装置１および像担持体の帯電方法は、所期の効果を得ることができることを確認することができた。

なお、本発明は、前述の実施の形態の各例に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲で種々変更が可能である。

本発明にかかる画像形成装置の実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に示す図である。 第２帯電部材のブラシ毛に外添剤が付着している状態を顕微鏡で拡大して示す図である。 回収ローラのバイアス制御を行う装置の一例を模式的に示す図である。 回収ローラのバイアス制御の一例のフローを示す図である。 （ａ）ないし（ｃ）は、研磨機能を有する外添剤の粒子は、種々の形状を顕微鏡で拡大して示す図である。 本発明にかかる画像形成装置の実施の形態の他の例を模式的にかつ部分的に示す図である。

符号の説明

１…画像形成装置、２…感光体、３…帯電装置、４…露光装置、５…現像装置、６…転写媒体、７…転写装置、８…第１帯電部材、９…第２帯電部材、１０…回収ローラ、１１…回収ローラクリーニングブレード、１２…回収ローラのバイアス制御装置、１３…印字濃度の判定装置、１４…回収ローラへのバイアス印加装置

Claims (9)

1. トナー母粒子に少なくとも研磨機能を有する外添剤が添加されたトナーのトナー像が転写された後の像担持体に接触しかつトナーの帯電位と同極性のバイアスが印加される第１帯電部材と、前記第１帯電部材より前記像担持体移動方向に配置されかつ前記像担持体に接触するとともに前記トナーの帯電位と逆極性が印加される第２帯電部材と、バイアスが印加されかつ前記第２帯電部材に接触して前記第２帯電部材に付着するトナーを回収する回収部材と、画像形成ユニット寿命情報または画像形成条件情報に基づいて前記回収部材に印加されるバイアスを制御する回収部材バイアス制御装置とを少なくとも備えていることを特徴とする帯電装置。
2. トナー母粒子に少なくとも研磨機能を有する外添剤と帯電補助機能を有する外添剤とが添加されたトナーのトナー像が形成される像担持体に接触しかつトナーの帯電位と同極性のバイアスが印加される第１帯電部材と、前記第１帯電部材より前記像担持体移動方向に配置されかつ前記像担持体に接触するとともに前記トナーの帯電位と逆極性が印加される第２帯電部材と、バイアスが印加されかつ前記第２帯電部材に接触して前記第２帯電部材に付着するトナーを回収する回収部材と、前記回収部材に印加されるバイアスを制御する回収部材バイアス制御装置とを少なくとも備えていることを特徴とする帯電装置。
3. 前記第１および第２帯電部材に、ともに帯電ブラシ部材が用いられていることを特徴とする請求項１または２記載の帯電装置。
4. 少なくとも前記第２帯電部材の帯電ブラシ部材がブラシローラであることを特徴とする請求項３記載の帯電装置。
5. 前記回収部材は回収ローラであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１記載の帯電装置。
6. 静電潜像およびトナー像が形成される像担持体と、この像担持体を帯電する帯電装置と、前記像担持体に露光により静電潜像を書き込む露光装置と、前記像担持体上の静電潜像を、トナー母粒子に少なくとも帯電補助機能を有する外添剤が添加されたトナーで現像して前記像担持体にトナー像を形成する現像装置と、前記像担持体上のトナー像を転写媒体に転写する転写装置とを少なくとも備え、
   前記帯電装置は、請求項１ないし４のいずれか１記載の帯電装置であることを特徴とする画像形成装置。
7. トナー母粒子に少なくとも研磨機能を有する外添剤と帯電補助機能を有する外添剤とが添加されたトナーで像担持体にトナー像を形成し、前記像担持体に形成されたトナー像の転写後に像担持体に付着する残留トナーを、前記トナーの帯電位と同極性のバイアスが印加される第１帯電部材により帯電し、前記第１帯電部材で帯電された像担持体上の転写残りトナーを、前記トナーの帯電位と逆極性のバイアスが印加される第２帯電部材により捕集し、前記第２帯電部材により捕集されたトナーを、バイアスが印加される回収部材により回収し、回収部材に印加されるバイアスを制御することにより、回収部材の通過後の前記第２帯電部材に付着する前記外添剤の量を制御し、この制御された量の外添剤が付着された第２帯電部材で前記像担持体を帯電することを特徴とする画像形成装置における像担持体の帯電方法。
8. トナー母粒子に少なくとも帯電補助機能を有する外添剤が添加されたトナーで像担持体にトナー像を形成し、前記像担持体に形成されたトナー像の転写後に像担持体に付着する残留トナーを、前記トナーの帯電位と同極性のバイアスが印加される第１帯電部材により帯電し、前記第１帯電部材で帯電された像担持体上の転写残りトナーを、前記トナーの帯電位と逆極性のバイアスが印加される第２帯電部材により捕集し、前記第２帯電部材により捕集されたトナーを、バイアスが印加される回収部材により回収し、回収部材に印加されるバイアスを制御することにより、回収部材の通過後の前記第２帯電部材に付着する前記外添剤の量を制御し、この制御された量の外添剤が付着された第２帯電部材で前記像担持体を帯電することを特徴とする画像形成装置における像担持体の帯電方法。
9. 前記回収部材に印加されるバイアスを、印字される画像データの印字濃度に基づいて制御することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置における像担持体の帯電方法。

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