JP3000684B2

JP3000684B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3000684B2
Application number: JP2413200A
Authority: JP
Inventors: 正彰高間; 純二町田; 彰仁池側
Original assignee: ミノルタ株式会社
Priority date: 1990-12-21
Filing date: 1990-12-21
Publication date: 2000-01-17
Anticipated expiration: 2015-01-17
Also published as: JPH04220666A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プリンター，複写機
等の電子写真技術を利用した画像形成装置に係り、特
に、像担持体の表面に帯電ブラシを接触させて像担持体
を所定の極性に帯電させ、このように帯電された像担持
体の表面に潜像形成手段により画像情報に応じた静電潜
像を形成し、静電潜像が形成された像担持体の表面に現
像装置からトナーを供給して、像担持体の表面に形成さ
れた静電潜像を顕像化させるようになった画像形成装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真技術を利用したプリンタ
ー，複写機等の画像形成装置においては、一般に像担持
体をコロナ放電法によって帯電させ、このように帯電さ
れた像担持体の表面に潜像形成手段により画像情報に応
じた静電潜像を形成し、静電潜像が形成された像担持体
の表面に現像装置からトナーを供給して、像担持体の表
面に形成された静電潜像を顕像化させるようにしてい
た。

【０００３】しかし、上記のように像担持体をコロナ放
電法によって帯電させるようにした場合、コロナ放電を
行った際に有害なオゾンを発生し、またコロナ放電を行
うために高圧電源が必要となり、装置全体としての製造
コストが高く付くという問題があった。

【０００４】そこで、近年においては、上記のように像
担持体を高圧電源を用いて帯電させるコロナ放電法の他
に、像担持体を低電圧で帯電させる方法が検討されるよ
うになった。そして、このように像担持体を低電圧で帯
電させる方法として、帯電ブラシを像担持体の表面に接
触させて像担持体を帯電させる方法が開発されるに至っ
た。

【０００５】しかし、帯電ブラシを像担持体の表面に接
触させて像担持体を帯電させる方法については未だ充分
な検討がなされておらず、像担持体に残留するトナーが
帯電ブラシに付着してたまり、像担持体の帯電に帯電む
らが生じたり、またこのように帯電ブラシに付着してた
まったトナーが像担持体にフィルミングされたりする等
の問題があり、一般化されていないのが現状である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記のよ
うに帯電ブラシを像担持体の表面に接触させて像担持体
を帯電させるようになった画像形成装置における上記の
ような問題を解決することを課題とするものである。

【０００７】すなわち、この発明は、上記のような画像
形成装置において、帯電ブラシを像担持体の表面に接触
させて像担持体を帯電させるにあたり、像担持体に残留
するトナーが帯電ブラシに付着してたまり、像担持体の
帯電に帯電むらが生じたり、帯電ブラシに付着してたま
ったトナーが像担持体にフィルミングされたりすること
がなく、像担持体を安定して帯電できるようになると共
に、良好な画像が安定して得られるようにすることを課
題とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は上
記のような課題を解決するため、帯電ブラシを像担持体
の表面に接触させて像担持体を帯電させるにあたり、像
担持体に残留するトナーが帯電ブラシに付着してたまっ
たり、像担持体の帯電に帯電むらが生じたりするのを抑
制するため鋭意研究を重ねたところ、像担持体を帯電さ
せるのに使用する帯電ブラシのブラシ密度や、現像装置
において使用するトナーの状態がこれらに影響を及ぼす
ということが分かり、この発明を完成するに至ったので
ある。

【０００９】すなわち、この発明においては、上記のよ
うな課題を解決するため、像担持体の表面に接触して像
担持体を所定の極性に帯電させる帯電ブラシと、このよ
うに帯電した像担持体の表面に画像情報に応じた静電潜
像を形成する潜像形成手段と、像担持体の表面に形成さ
れた上記静電潜像をトナーによって顕像化する現像装置
とを有する画像形成装置において、上記帯電ブラシとし
て、そのブラシ密度が５〜２０万本／ｉｎｃｈ² の帯電
ブラシを使用する一方、前記トナーとしては、特許請求
の範囲に記載した数式に示される形状係数ＳＦ−１の値
が１６０以下のトナーが全体のトナー粒子数に対して９
０％以上で、かつ形状係数ＳＦ−１の値が１７０以上の
トナーが全体の１％未満になったトナーを用いるように
したのである。

【００１０】ここで、帯電ブラシとして、上記のように
ブラシ密度が５〜２０万本／ｉｎｃｈ² のものを用いる
ようにしたのは、ブラシ密度が５万本／ｉｎｃｈ² 未満
の帯電ブラシを用いると、像担持体の帯電に帯電むらが
生じやすくなると共に、帯電を行うのに高電圧が必要と
なり、またブラシ密度が２０万本／ｉｎｃｈ² より多い
帯電ブラシを用いると、帯電むらは解消されるものの、
どのようなトナーを用いた場合であっても、繰り返して
画像形成を行うとトナーが帯電ブラシに付着してたま
り、そのたまりが無視できなくなる程多くなるためであ
る。

【００１１】そして、このような帯電ブラシとしては、
通常、人工繊維内に導電部材を分散させたものを用いる
ようにし、人工繊維としては、ナイロン，アクリル，レ
ーヨン，ポリカーボネート，ポリエステル等で構成され
た繊維を使用する一方、導電部材としては、カーボンブ
ラック，金属粉等を用いるようにする。

【００１２】また、上記の帯電ブラシにおいては、通
常、上記繊維の太さが１〜２０デニール、ブラシの毛の
長さが１〜１０ｍｍ、繊維の抵抗値が１０² 〜１０⁹ Ω
ｃｍであり、像担持体の移動方向において像担持体と接
触する幅が２〜２０ｍｍ程度のものを用いるようにす
る。

【００１３】そして、このような帯電ブラシを像担持体
の表面に接触させて像担持体を帯電させるにあたって
は、像担持体の表面に対して、この帯電ブラシにおける
ブラシの圧接量（押し付け量）を０．２〜５ｍｍ程度に
し、この帯電ブラシに±７００〜１５００Ｖの直流電圧
を印加しながら、像担持体を移動させて所定の極性に帯
電させるようにする。また、このようにして像担持体を
帯電させる場合、像担持体の帯電が充分に行われるよう
にするため、像担持体の移動速度を帯電ブラシに対して
５〜６０ｍｍ／ｓｅｃにすることが好ましい。

【００１４】このようにして像担持体を帯電ブラシによ
って帯電させた後は、この像担持体の表面に潜像形成手
段によって画像情報に応じた静電潜像を形成し、このよ
うに静電潜像が形成された像担持体の表面に、現像装置
からトナーを供給してその表面に形成された静電潜像を
顕像化させるようにする。

【００１５】ここで、現像装置から像担持体の表面に供
給するトナーとしては、前記の数式に示される形状係数
ＳＦ−１の値が１６０以下のトナーが全体のトナー粒子
数に対し９０％以上で、かつ１７０以上のトナーが全体
の１％未満になったトナーを使用するようにした。これ
は、形状係数ＳＦ−１の値が１６０以下のトナーが全体
の９０％未満であると、上記のように帯電ブラシのブラ
シ密度が５〜２０万本／ｉｎｃｈ² である場合にトナー
がこの帯電ブラシを通過しにくく、画像形成を繰り返し
て行うと、帯電ブラシにトナーがたまるようになる。ま
た、形状係数ＳＦ−１の値が１６０以下のトナーが９０
％以上であっても、形状係数ＳＦ−１の値が１７０以上
となると、上記のようなブラシ密度の帯電ブラシをほと
んど通過することができず、その含有量は１％未満でな
ければ、上記の場合と同様に、画像形成を繰り返して行
うと、帯電ブラシにトナーがたまるようになる。なお、
本発明においては、上記形状係数ＳＦ−１の値をイメー
ジアナライザー（日本レギュレータ社製，ルーゼックス
５０００）を用いて測定するようにし、この値が１００
に近づく程、トナーの形状が真球に近くなる。

【００１６】また、この発明において使用するトナー
は、上記の条件を満たすものであればどのような方法で
製造したものであってもよく、例えば、混練，粉砕，分
級の工程を経て製造したトナー、トナー成分を溶媒に溶
解あるいは分散させた溶液を噴霧させたり水系媒体中に
分散させて製造したトナー、懸濁重合法によって製造し
たトナー、懸濁重合法等で得られた粒子を芯材としてカ
プセル構成を持たせるように処理したトナー等を使用す
ることができる。

【００１７】また、上記のトナーに使用するバインダー
樹脂も、公知のバインダー樹脂であればどのようなもの
であってもよく、例えば、ポリスチレン、スチレンアク
リル共重合体、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリエチ
レン，ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリア
ミド樹脂、マレイン酸樹脂、あるいはこれらの変性樹脂
などの公知の樹脂を挙げることができ、これらを単独又
は２種以上混合させて用いるようにしてもよい。また、
上記のトナーに使用する着色剤としては、例えば、カー
ボンブラック、フタロシアニン系、キサンテン系の有機
顔料，有機染料等を用いることができる。

【００１８】さらに、上記のトナーにおいては、必要に
応じてニグロシン染料、トリフェニルメタン系染料等の
荷電制御剤、シリカ，酸化チタン，フッ化ビニリデン，
ポリプロピレン，ポリエチレン等の公知の流動化剤を配
合させることも可能であり、これらの流動化剤を添加す
ると、上記の帯電ブラシにおけるトナーのたまりはさら
に軽減されるようになる。但し、これらの流動化剤を添
加させる場合、その添加量が少ないと効果が弱く、トナ
ーの流動性が向上しない一方、その添加量が多すぎる
と、トナーの摩擦帯電が不安定になってトナーの帯電量
が安定しなくなるため、通常は流動化剤を０．０１〜１
０重量％、好ましくは０．１〜５重量％の範囲で添加さ
せるようにする。

【００１９】また、上記トナーの粒径が小さすぎると、
トナーの充分な帯電が行われなくなると共に、トナー同
志の凝集力あるいはブラシに対する付着力が強くなり、
トナーが帯電ブラシに付着してたまりやすくなる一方、
その粒径が大きすぎると、細線やハーフトーンのきめ等
の再現性が悪く、高品位な画質が得られなくなると共
に、上記の場合と同様にトナーが帯電ブラシに付着して
たまりやすくなるため、一般にはその体積平均粒径が２
〜２０μｍ程度のものを用いるようにし、好ましくは、
体積平均粒径が３〜８μｍのものを用いるようにする。

【００２０】さらに、上記トナー中に粒径が２０μｍ以
上のトナーが１％以上含まれると、形成される画像のき
めが悪くなると共に、帯電ブラシにおけるトナーのたま
りも著しく多くなり、また粒径が１μｍ以下のトナーが
１％以上含まれると、トナーの帯電が充分に行われず、
トナー飛散やかぶり等が発生すると共に、帯電ブラシに
対するトナーの付着が多くなるため、好ましくは、粒径
が２０μｍ以上のトナーが１％未満であり、かつ粒径が
１μｍ以下のトナーが１％未満のものを用いるようにす
る。

【００２１】また、上記のようなトナーを像担持体に供
給する現像装置は、トナーのみ使用した一成分現像方式
のものであっても、またトナーにキャリアを加えた二成
分現像方式のものであってもよい。

【００２２】特に、現像装置としては、トナーを保持す
る現像スリーブ等の現像剤担持体を像担持体の表面に接
触させて、トナーを像担持体に供給するようになった一
成分接触現像方式のものや、現像剤担持体と像担持体と
を非接触の状態で保ち、両者の間に交番電界を印加し、
トナーを現像剤担持体と像担持体との間で飛翔させて像
担持体に供給するようになった所謂ジャンピング方式の
ものを使用することが好ましい。すなわち、これらの現
像装置においては、静電潜像が形成されていない像担持
体の箇所に付着したトナーが、現像剤担持体側に引き付
けられて現像剤担持体に回収されるようになり、像担持
体上に残留するトナーの量が少なくなって、帯電ブラシ
にたまるトナーの量も少なくなるからである。このた
め、これらの現像装置を用いた場合には、像担持体の表
面をクリーニング装置によってクリーニングする必要も
少なくなる。

【００２３】

【作用】この発明に係る画像形成装置においては、上記
のように帯電ブラシとして、ブラシ密度が５〜２０万本
／ｉｎｃｈ² の帯電ブラシを用い、この帯電ブラシを像
担持体の表面に接触させて、像担持体を所定の極性に帯
電させるようにする。

【００２４】そして、このように帯電された像担持体の
表面に潜像形成手段によって画像情報に応じた静電潜像
を形成し、静電潜像が形成された像担持体の表面に、現
像装置から下記の数式に示される形状係数ＳＦ−１の値
が１６０以下のトナーが全体のトナー粒子数に対して９
０％以上で、かつ形状係数ＳＦ−１の値が７０以上のト
ナーが全体の１％未満になったトナーを供給し、像担持
体の表面に形成された静電潜像を顕像化させるようにす
る。［形状係数ＳＦ−１］＝（最大長² ／面積）×π／４×１００（式中、面積とは粉体の投影面積の平均値を示し、最大
長とは粉体の投影像における最大長の平均値を示す。）

【００２５】このようにして画像形成を行うと、像担持
体に残留するトナーが帯電ブラシに付着してたまるとい
うことがなく、帯電ブラシによって像担持体が均一に帯
電されるようになり、また帯電ブラシにたまったトナー
が像担持体にフィルミングされるということもなくな
る。

【００２６】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て具体的に説明すると共に、比較例を挙げ、この発明の
実施例に係る画像形成装置が優れていることを明らかに
する。

【００２７】（実施例１）この実施例の画像形成装置に
おいては、下記のようにして製造したトナーを用いるよ
うにした。

【００２８】先ず、溶媒であるジクロロメタン６６３重
量部に、スチレン−アクリル樹脂１００重量部と、カー
ボンブラック（三洋化成工業株式会社製，ＭＡ＃８）８
重量部と、荷電制御剤（オリエント化学工業株式会社
製，Ｅ−８４）３重量部とを加えて充分に混合させた樹
脂溶液を、界面活性剤としてアラビアゴムを含む濃度５
重量％のアラビアゴム水溶液中に加え、これらを撹拌機
（特殊機化工業株式会社製，Ｔ．Ｋホモミクサー）によ
り４０００ｒｐｍで２０分間撹拌させてエマルジョン分
散液を調製した。そして、この分散液を５０℃に昇温さ
せ、これを撹拌しながら８時間で有機溶媒のジクロロメ
タンを蒸発させた後、上記の分散液を濾過し、得られた
粒子を５リットルの蒸留水で水洗した後、この粒子を乾
燥させて体積平均粒径が４μｍになったトナーを製造し
た。

【００２９】このようにして製造したトナーの形状係数
ＳＦ−１をイメージアナライザ（日本レギュレータ社
製，ルーゼックス５０００）を用いて測定したところ、
形状係数ＳＦ−１の値が１６０以下のトナーが１００％
で、具体的には形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１２０
の範囲内に全てのトナーが含まれており、形状係数ＳＦ
−１の値が１７０以上のトナーは存在していなかった。
なお、以下に示す各実施例及び各比較例において使用す
るトナーについても、上記のイメージアナライザを用い
て形状係数ＳＦ−１の値を測定した。

【００３０】また、像担持体を帯電させる帯電ブラシ２
としては、第３図に示すような東英産業株式会社製のＲ
ＥＣＢ６−９（商品名）を用いるようにした。なお、
この帯電ブラシ２においては、レイヨンからなる繊維に
カーボンブラックを１８重量％分散させた材料を使用
し、ブラシの毛の長さが５ｍｍ，ブラシの太さが約２０
μｍ，ブラシ密度が１０万本／ｉｎｃｈ² ，繊維の抵抗
値が１０⁶ 〜１０⁸ Ωｃｍになったブラシ部２１を構成
し、このブラシ部２１を両面テープ２２によってアルミ
ニウム板２３に取り付けると共に、このブラシ部２１の
一部がアルミニウム板２３と接するようにし、このアル
ミニウム板２３を通してブラシ部２１に電圧を印加でき
るようにした。

【００３１】（実施例２）この実施例の画像形成装置に
おいては、下記のようにして製造したトナーを用いるよ
うにした。

【００３２】ここでは、スチレン−アクリル樹脂微粒子
（単分散で粒径５．５μｍ）１００重量部と、カーボン
ブラック（三洋化成工業株式会社製，ＭＡ＃８）８重量
部と、粒径０．１５μｍのＰＭＭＡ樹脂粒子（綜研化学
株式会社製，ＭＰ−１４５１）１５重量部と、荷電制御
剤（オリエント化学工業株式会社製，Ｅ−８４）４重量
部とを充分に混合し、その混合粉体をハイブリダイゼー
ションシステム（株式会社奈良機械製作所製）により８
０ｍ／ｓｅｃで５分間処理して体積平均粒径が６μｍに
なったトナーを製造した。

【００３３】なお、このようにして製造したトナーにお
いては、形状係数ＳＦ−１の値が１６０以下のトナーが
９６％で、具体的には形状係数ＳＦ−１の値が１１０〜
１４０の範囲内に全トナーの９０％が存在しており、形
状係数ＳＦ−１の値が１７０以上のトナーは存在してい
なかった。

【００３４】また、像担持体を帯電させる帯電ブラシ２
としては、上記実施例１と同じ東英産業株式会社製のＲ
ＥＣＢ６−９（商品名）を用いるようにした。（実施
例３）この実施例の画像形成装置においては、下記のよ
うにして製造したトナーを用いるようにした。

【００３５】ここでは、スチレン−アクリル樹脂１００
重量部と、カーボンブラック（三洋化成工業株式会社
製，ＭＡ＃８）８重量部と、荷電制御剤（オリエント化
学工業株式会社製，Ｅ−８４）３重量部とを充分に混合
した後、これらを混練し、この混練物を冷却させた後、
これを粉砕，分級し、さらにこれをバイブリダイゼーシ
ョンシステム（奈良機械株式会社製）により９０ｍ／ｓ
ｅｃで５分間球形化処理して体積平均粒径が５μｍにな
ったトナーを製造した。

【００３６】なお、このようにして製造したトナーにお
いては、形状係数ＳＦ−１の値が１６０以下のトナーが
９２％で、具体的には形状係数ＳＦ−１の値が１４０〜
１６０の範囲内に全トナーの９０％が存在しており、形
状係数ＳＦ−１の値が１７０以上のトナーは０．６％含
まれているだけであった。

【００３７】また、像担持体を帯電させる帯電ブラシ２
としては、上記実施例１と同じ東英産業株式会社製のＲ
ＥＣＢ６−９（商品名）を用いるようにした。

【００３８】（実施例４）この実施例の画像形成装置に
おいては、トナーとして、上記実施例１の場合とほぼ同
様にして製造したトナーであって、上記撹拌機の回転数
を遅くすることにより、その体積平均粒径が１０μｍに
なったトナーを用いるようにした。なお、このトナーに
おいては、形状係数ＳＦ−１の値が１６０以下のトナー
が１００％で、具体的には形状係数ＳＦ−１の値が１０
０〜１２０の範囲内に全てのトナーが存在しており、形
状係数ＳＦ−１の値が１７０以上のトナーは存在してい
なかった。

【００３９】また、像担持体を帯電させる帯電ブラシ２
としては、上記実施例１と同じ東英産業株式会社製のＲ
ＥＣＢ６−９（商品名）を用いるようにした。

【００４０】（実施例５）この実施例の画像形成装置に
おいては、下記のようにして製造したトナーを用いるよ
うにした。

【００４１】ここでは、樹脂成分であるスチレン６０重
量部，ｎ−ブチルメタクリレート３５重量部及びメタク
リル酸５重量部と、重合開始剤である２，２−アゾビス
−（２，４−ジメチルバレロニトリル）０．５重量部
と、カーボンブラック（三洋化成工業株式会社製，ＭＡ
＃８）８重量部と、荷電制御剤（オリエト化学工業株式
会社製，Ｅ−８４）３重量部とをサンドスターラーによ
り充分に混合して重合性組成物を調製した。そして、こ
の重合性組成物を、界面活性剤としてアラビアゴムを含
む濃度３重量％のアラビアゴム水溶液中に加え、撹拌機
（特殊機化工業株式会社製，Ｔ．Ｋホモミクサー）によ
り５０００ｒｐｍで撹拌しながら、６０℃の温度で６時
間重合反応を行い、さらにこれを８０℃に昇温させて懸
濁重合反応を行い、反応終了後、反応系を冷却して５〜
６回水洗し、これを濾過し乾燥させて体積平均粒径が２
μｍであるトナーを製造した。

【００４２】なお、このようにして製造したトナーにお
いては、形状係数ＳＦ−１の値が１６０以下のトナーが
１００％で、具体的には形状係数ＳＦ−１の値が１００
〜１２０の範囲内に全てのトナーが含まれており、形状
係数ＳＦ−１の値が１７０以上のトナーは存在していな
かった。

【００４３】また、像担持体を帯電させる帯電ブラシ２
としては、上記実施例１と同じ東英産業株式会社製のＲ
ＥＣＢ６−９（商品名）を用いるようにした。

【００４４】（比較例１）この比較例の画像形成装置に
おいては、トナーとして、上記実施例３の場合とほぼ同
様にして製造したトナーであり、球形化の処理条件をか
えて形状係数ＳＦ−１の値が１６０以下のトナーが９０
％、形状係数ＳＦ−１の値が１７０以上のトナーが３％
であり、その体積平均粒径が６μｍであるトナーを用い
るようにした。

【００４５】また、像担持体を帯電させる帯電ブラシ２
としては、上記実施例１と同じ東英産業株式会社製のＲ
ＥＣＢ６−９（商品名）を用いるようにした。

【００４６】（比較例２）この比較例の画像形成装置に
おいては、トナーとして、上記実施例３の場合とほぼ同
様にして製造したトナーであり、球形化の処理条件をか
えて形状係数ＳＦ−１の値が１６０以下のトナーが８０
％、形状係数ＳＦ−１の値が１７０以上のトナーが０．
５％であり、その体積平均粒径が５μｍであるトナーを
用いるようにした。

【００４７】また、像担持体を帯電させる帯電ブラシ２
としては、上記実施例１と同じ東英産業株式会社製のＲ
ＥＣＢ６−９（商品名）を用いるようにした。

【００４８】（比較例３）この比較例の画像形成装置に
おいては、下記のようにして製造したトナーを用いるよ
うにした。

【００４９】ここでは、スチレン−アクリル樹脂１００
重量部と、カーボンブラック（三洋化成工業株式会社
製，ＭＡ＃８）８重量部と、荷電制御剤（オリエント化
学工業株式会社製，Ｅ−８４）３重量部とを充分に混合
した後、これらを混練し、この混練物を冷却させた後、
これを粉砕し分級して体積平均粒径が４μｍになったト
ナーを製造した。

【００５０】なお、このようにして製造したトナーにお
いては、形状係数ＳＦ−１の値が１６０以下のトナーが
２２％で、形状係数ＳＦ−１の値が１７０以上のトナー
が６５％存在していた。

【００５１】また、像担持体を帯電させる帯電ブラシ２
としては、上記実施例１と同じ東英産業株式会社製のＲ
ＥＣＢ６−９（商品名）を用いるようにした。

【００５２】（比較例４）この比較例の画像形成装置に
おいては、トナーとして、上記比較例１の場合とほぼ同
様にして製造したトナーであり、その粉砕，分級条件を
変え、その体積平均粒径が２５μｍになったトナーを用
いるようにした。なお、このトナーにおいては、形状係
数ＳＦ−１の値が１６０以下のトナーが１８％で、１７
０以上のトナーが７０％存在していた。

【００５３】また、像担持体を帯電させる帯電ブラシ２
としては、上記実施例１と同じ東英産業株式会社製のＲ
ＥＣＢ６−９（商品名）を用いるようにした。

【００５４】（比較例５）この比較例の画像形成装置に
おいては、上記実施例１の場合と同一のトナーを用いる
一方、帯電ブラシ２としては、そのブラシ密度が４万本
／ｉｎｃｈ² になったものを用いるようにした。

【００５５】（比較例６）この比較例の画像形成装置に
おいては、上記実施例１の場合と同一のトナーを用いる
一方、帯電ブラシ２としては、そのブラシ密度が２４万
本／ｉｎｃｈ² になったものを用いるようにした。

【００５６】そして、上記実施例１〜５及び比較例１〜
６の各画像形成装置においては、第１図に示すように、
給紙カセット７内に収容された転写紙（図示せず）をロ
ーラ７１によって給紙カセット７内から送り出し、この
ように送り出された転写紙をローラ７２，７３によって
像担持体１である円筒状の感光体１と転写チャージャー
６との間に導くようにした。

【００５７】一方、上記感光体１はその接線方向の移動
速度が３．５ｃｍ／ｓｅｃになるようにして図中に矢印
で示す方向に回転させると共に、この感光体１の表面に
上記の各帯電ブラシ２のブラシ部２１を接触させ、この
帯電ブラシ２によって感光体１を帯電させるようにし
た。

【００５８】ここで、上記の各帯電ブラシ２を感光体１
の表面に接触させて感光体１を帯電させるにあたって
は、帯電ブラシ２の短辺側の幅を１０ｍｍにし、この短
辺側を感光体１の移動方向に沿わせて、帯電ブラシ２の
ブラシ部２１を感光体１の表面に接触させるようにする
と共に、このブラシ部２１を上記感光体１の表面に圧接
量が１．０ｍｍになるようにして押し付け、帯電ブラシ
２のブラシ部２１に上記アルミニウム板２３を通して電
源（図示せず）から−１．１ｋＶの直流電圧を印加し、
それぞれ感光体１の表面電位が−６００Ｖになるように
した。

【００５９】そして、上記のように帯電された感光体１
の表面に潜像形成手段３によって静電潜像を形成するに
あたっては、潜像形成手段３として一般に使用されてい
る半導体レーザーを光源として用いた光学系３を使用
し、この光学系３から画像情報に基づいてレーザー光を
上記のように帯電された感光体１の表面に照射して、感
光体１の表面に静電潜像を形成するようにした。なお、
レーザー光が照射された感光体１の表面においては、そ
の電位が約−５０Ｖに低下するようにレーザー光の出力
を調整した。

【００６０】次いで、このように静電潜像が形成された
感光体１の表面に、現像装置４から上記の各トナー５を
供給して、感光体１の表面に形成された静電潜像を顕像
化させるようにした。

【００６１】ここで、上記の現像装置４においては、上
記の各トナー５をそれぞれトナー収容槽４１内に収容さ
せ、このトナー収容槽４１内に設けられたアジテーター
４２を回転させて上記トナー５を撹拌させると共に、こ
のトナー５を上記感光体１側に位置するトナー供給部４
３に送り込み、このように送り込まれたトナー５を、送
りローラ４４によって駆動ローラ４５の外周を覆うよう
にして設けられたスリーブ状の現像剤担持体４６に供給
するようにした。

【００６２】また、上記のように駆動ローラ４５の外周
を覆うようにして現像剤担持体４６を設けるにあたって
は、この現像剤担持体４６として、駆動ローラ４５の外
径より少し長い径を有するスリーブ状に形成された薄い
可撓性のもの用いるようにした。

【００６３】そして、この現像剤担持体４６が駆動ロー
ラ４５を外周を覆うように配すると共に、この現像剤担
持体４６が上記感光体１と対面する現像領域以外の部分
においては、この現像剤担持体４６を駆動ローラ４５の
外周面に圧接させ、駆動ローラ４５の回転に伴ってこの
現像剤担持体４６が回転されるようにする一方、現像剤
担持体４６が感光体１と対面する現像領域においては、
この現像剤担持体４６が駆動ローラ４５から感光体１側
に突出し、このように突出した現像剤担持体４６のたる
み部分が感光体１の表面に柔らかく接触するようにし
た。

【００６４】そして、駆動ローラ４５を感光体１の回転
方向と逆方向に回転させて、トナー５が供給された上記
現像剤担持体４６を回転させ、現像剤担持体４６に供給
されたトナー５を感光体１側に搬送させると共に、その
途中の段階で、この現像剤担持体４６の表面に規制ブレ
ード４７を圧接させ、この規制ブレード４７により現像
剤担持体４６の表面に供給されたトナー５を摩擦帯電さ
せると共に、この現像剤担持体４６によって搬送される
トナー５の量を規制するようにした。なお、この現像装
置４においては、上記規制ブレード４７の圧接力を調整
し、各実施例及び比較例におけるトナー５を約２０μＣ
／ｇに帯電させると共に、現像剤担持体４６におけるト
ナー５の付着量が約０．６ｍｇ／ｃｍ² になるようにし
た。

【００６５】このようにして現像剤担持体４６の表面に
供給されたトナー５を摩擦帯電させると共にその量を規
制した後は、この現像剤担持体４６によって帯電された
トナー５を感光体１と対面する現像領域に導き、この現
像領域において、上記のように現像剤担持体４６のたる
み部分を感光体１の表面に柔らかく接触させ、帯電され
たトナー５を現像剤担持体４６から感光体１の表面に供
給し、感光体１の表面に形成された静電潜像をトナー５
によって顕像化させるようにした。

【００６６】なお、現像剤担持体４６から感光体１の表
面にトナー５を供給するにあたっては、電源（図示せ
ず）から現像剤担持体４６に−２５０Ｖのバイアス電圧
を印加して反転現像を行い、上記のようにレーザー光が
照射されて表面電位が−５０Ｖに低下した感光体１の静
電潜像部分にトナー５を供給し、静電潜像をトナー５に
よって顕像化させるようにした。

【００６７】その後は、上記のように静電潜像部分にト
ナー５が供給されて表面にトナー像が形成された感光体
１を回転させ、感光体１の表面に形成されたトナー像を
転写チャージャー６によって転写紙に転写させ、このよ
うにトナー像が転写された転写紙を定着ローラ８に導
き、この定着ローラ８により転写されたトナー像を転写
紙上に熱あるいは圧力により定着させるようにした。

【００６８】そして、このようにトナー像を転写紙上に
定着させた後は、この転写紙を排出ローラ８１により排
出部８２に排出させて、画像形成処理を完了させるよう
にした。

【００６９】一方、上記のようにトナー像を転写紙に転
写させた後の感光体１については、その表面に残留する
トナー５をクリーニング装置５０によって感光体１の表
面から除去し、次の画像形成処理に備えるようにした。
なお、このクリーニング装置９においては、弾性体から
なるクリーニングブレード９１をスプリング９２によっ
て感光体１側に付勢し、このクリーニングブレード９１
の端部を感光体１の表面に圧接させて、感光体１の表面
に残留するトナー５をこのクリーニングブレード９１に
よって除去するようにした。

【００７０】次に、上記実施例１〜５及び比較例１〜６
の各画像形成装置に対して耐刷試験を実施した。なお、
この耐刷試験においては、Ａ４用紙を縦通しにして、紙
面に対する黒の比率が５％になった画像を形成し、上記
帯電ブラシ２にトナー５が付着して画像に及ぼす影響を
調べた。

【００７１】この結果、実施例１〜３の各画像形成装置
においては、１００００枚の耐刷試験を行った時点にお
いても、帯電ブラシ２にトナー５がたまって画像に影響
を及ぼすということがなく、良好な画像を安定して形成
することができた。また、実施例４，５の各画像形成装
置の場合、５０００枚の耐刷試験を行った時点において
は帯電ブラシ２にトナー５がたまって画像に影響を及ぼ
すということがなく、良好な画像を安定して形成するこ
とができたが、１００００枚の耐刷試験時では帯電ブラ
シ２に若干のトナー５のたまりあるいは付着が観察され
た。

【００７２】これに対し、比較例１，２の各画像形成装
置においてはそれぞれ５０００枚の耐刷試験時おいて、
比較例３の画像形成装置においては３０００枚の耐刷試
験時において、比較例４の画像形成装置においては２０
００枚の耐刷試験時において、それぞれ帯電ブラシ２に
トナー５がたまり、形成された画像の白紙部が汚れたり
する等、画像に悪影響が発生し、良好な画像を安定して
形成することができなかった。

【００７３】また、比較例５の画像形成装置において
は、初期画像から帯電むらに起因する画像不良が観察さ
れ、比較例６の画像形成装置においては、３０００枚の
耐刷試験時において帯電ブラシ２にトナー５がたまって
画像不良が生じた。

【００７４】また、上記実施例１〜５の各画像形成装置
においては、第２図に示すように、感光体１の表面に残
留するトナー５を除去する上記クリーニング装置９をな
くした場合においても、感光体１の表面に付着している
トナー５が静電的に現像剤担持体４５側に引き付けられ
て、現像剤担持体５に回収されるようになり、転写後に
おいて感光体１の表面に付着しているトナー５をクリー
ニング装置９によって除去しなくとも、トナー５が帯電
ブラシ２に付着してたまるということが少なく、良好な
画像を安定して形成することができた。

【００７５】なお、上記のように感光体１の表面に付着
しているトナー５を現像剤担持体４６に回収させるにあ
たっては、その回収が充分に行われるようにするため、
感光体１の表面と接触する現像剤担持体４６のたるみ部
分のニップ幅をある程度広くするほうがよく、これらの
実施例のものにおいては、そのニップ幅を２ｍｍ以上に
することが好ましかった。

【００７６】（実施例６）この実施例の画像形成装置に
おいては、トナーとして上記実施例５で使用したトナー
と同じものを用いるようにすると共に、帯電ブラシ２と
しては、上記実施例１と同じ東英産業株式会社製のＲＥ
ＣＢ６−９（商品名）を用いるようにした。

【００７７】ここで、この実施例の画像形成装置におい
ても、上記実施例１〜５の場合と同様に、感光体１の表
面に帯電ブラシ２を接触させ、この帯電ブラシ２によっ
て感光体１を帯電させると共に、このように帯電された
感光体１の表面に半導体レーザーを用いた光学系３から
画像情報に基づく露光を行い、感光体１の表面に静電潜
像を形成するようにした。

【００７８】そして、このように静電潜像が形成された
感光体１の表面にトナー５を供給して、感光体１の表面
に形成された静電潜像を顕像化させるにあたり、この実
施例の画像形成装置においては、第４図に示す現像装置
４を用いるようにした。

【００７９】ここで、この現像装置４においては、上記
トナー５をトナー収容槽４１内に収容させ、このトナー
５を、感光体１と対向するようにして設けられた円筒状
の現像剤担持体４６に供給するようにした。なお、現像
剤担持体４６を感光体１と対向するように設けるにあた
っては、現像剤担持体４６と感光体１とが最も近接する
箇所における間隔が２００μｍになるようにした。

【００８０】そして、上記のようにトナー５が供給され
た現像剤担持体４６を感光体１と逆方向に回転させて、
現像剤担持体４６に供給されたトナー５を感光体１側に
搬送させると共に、その途中の段階で、規制ブレード４
７により現像剤担持体４６に供給されたトナー５の塗布
厚を約７０μｍに規制すると共に、トナー５を摩擦帯電
させて、トナー５に負電荷を付与するようにした。

【００８１】このようにして摩擦帯電されたトナー５を
現像剤担持体４６により感光体１と対面する箇所に導い
た後は、電源４８から上記現像剤担持体４６と上記感光
体１との間に振幅４００Ｖ（８００Ｖｐｐ）の交番電圧
と直流電圧２００Ｖとを重畳させた電圧を印加させて、
現像剤担持体４６における帯電されたトナー５を現像剤
担持体４６と感光体１との間で飛翔させ、感光体１に形
成された静電潜像の箇所にトナー５を付与し、感光体１
の表面に形成された潜像を顕像化させるようにした。

【００８２】その後は、上記実施例１〜５の場合と同様
に、感光体１の表面に形成されたトナー像を転写チャー
ジャー６によって転写紙に転写させ、このようにトナー
像が転写された転写紙を定着ローラ８に導き、この定着
ローラ８により転写されたトナー像を転写紙上に熱ある
いは圧力により定着させて画像形成を行う一方、転写後
における感光体１の表面に残留するトナー５をクリーニ
ング装置９によって除去するようにし、前記のような操
作を繰り返して行うようにした。

【００８３】そして、この実施例の画像形成装置につい
ても、上記実施例１〜５の場合と同様にして耐刷試験を
行い、帯電ブラシ２にトナー５が付着して画像に及ぼす
影響を調べた。

【００８４】この結果、この実施例６の画像形成装置に
おいても、５０００枚の耐刷試験を行った時点では、帯
電ブラシ２にトナー５がたまって画像に影響を及ぼすと
いうことがなく、良好な画像を安定して形成することが
できた。

【００８５】なお、この実施例の画像形成装置において
も、上記実施例１〜５の画像形成装置の場合と同様に、
感光体１の表面に付着しているトナー５が静電的に現像
剤担持体４６側に引き付けられて現像剤担持体５に回収
されるようになり、転写後における感光体１の表面に付
着しているトナー５をクリーニング装置９によって除去
しなくとも、トナー５が帯電ブラシ２に付着してたまる
ということが少なく、良好な画像を安定して形成するこ
とができた。

【００８６】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明に係る画
像形成装置においては、像担持体を所定の極性に帯電さ
せるにあたり、ブラシ密度が５〜２０万本／ｉｎｃｈ²
の帯電ブラシを像担持体の表面に接触させて像担持体を
帯電させるようにすると共に、このように帯電された像
担持体の表面に潜像形成手段により画像情報に応じた静
電潜像を形成した後、現像装置からトナーを供給して像
担持体の表面に形成された静電潜像を顕像化させるにあ
たり、そのトナーとして、前記の数式に示される形状係
数ＳＦ−１の値が１６０以下のトナーが全体のトナー粒
子数に対して９０％以上で、かつ形状係数ＳＦ−１の値
が１７０以上のトナーが全体の１％未満になったものを
用いるようにしたため、何度も繰り返して画像形成を行
った場合であっても、像担持体に残留するトナーが帯電
ブラシに付着してたまるということがなく、像担持体の
帯電に帯電むらが生じたり、また帯電ブラシに付着して
たまったトナーが像担持体にフィルミングされたりする
ということがなかった。

【００８７】この結果、この発明に係る画像形成装置に
おいては、帯電ブラシを像担持体の表面に接触させて像
担持体を帯電させる場合においても、良好な画像形成が
安定して行えるようになった。

【００８８】また、この発明に係る画像形成装置におい
ては、上記のように像担持体に残留するトナーが帯電ブ
ラシに付着してたまるということが少なくなるため、像
担持体に残留するトナーを除去するクリーニング装置を
あえて設ける必要も少なく、装置の小型化が図れるよう
になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１〜５及び比較例１〜６における画像形
成装置の概略断面図である。

【図２】実施例１〜５の画像形成装置においてクリーニ
ング装置を除去した状態を示した概略断面図である。

【図３】画像形成装置において使用した帯電ブラシの分
解斜視図である。

【図４】実施例６の画像形成装置において使用した現像
装置の概略断面図である。

【符号の説明】

１像担持体（感光体）２帯電ブラシ３画像形成手段（光学系）４現像装置５トナー

フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−220588（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−23266（ＪＰ，Ａ) 特開平４−204661（ＪＰ，Ａ) 特開平４−204662（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 G03G 9/08 G03G 15/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体の表面に接触して像担持体を所
定の極性に帯電させる帯電ブラシと、このように帯電し
た像担持体の表面に画像情報に応じた静電潜像を形成す
る潜像形成手段と、像担持体の表面に形成された上記静
電潜像をトナーによって顕像化する現像装置とを有する
画像形成装置において、上記帯電ブラシとして、そのブ
ラシ密度が５〜２０万本／ｉｎｃｈ² の帯電ブラシを使
用する一方、前記トナーとして、下記の数式に示される
形状係数ＳＦ−１の値が１６０以下のトナーが全体のト
ナー粒子数に対して９０％以上で、かつ形状係数ＳＦ−
１の値が１７０以上のトナーが全体の１％未満になった
トナーを使用したことを特徴とする画像形成装置。［形状係数ＳＦ−１］＝（最大長² ／面積）×π／４×１００（式中、面積とは粉体の投影面積の平均値を示し、最大
長とは粉体の投影像における最大長の平均値を示す。）