JP3134826B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP3134826B2 JP09282996A JP28299697A JP3134826B2 JP 3134826 B2 JP3134826 B2 JP 3134826B2 JP 09282996 A JP09282996 A JP 09282996A JP 28299697 A JP28299697 A JP 28299697A JP 3134826 B2 JP3134826 B2 JP 3134826B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ブラシ接触帯
電方式、転写方式、現像同時クリーニングを行なうクリ
ーナーレスシステムの画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子写真感光体や静電記録誘電体等の被
帯電体（像担持体）を帯電する帯電手段と、被帯電体の
帯電処理面に静電潜像を形成する画像情報書き込み手段
と、静電潜像を現像剤によって現像しトナー像を形成す
る現像手段と、トナー像を転写材に転写する転写手段を
含む作像プロセス手段にて画像形成がなされ、トナー像
を転写させた転写材は像定着させて画像形成物（コピ
ー、プリント等）として出力させ、被帯電体は繰り返し
て作像に供する転写方式の画像形成装置は従来から広く
実用されている。
【０００３】１）接触帯電装置 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、従来よりコロナ帯電器が広く利用されてきた。
これは被帯電体にコロナ帯電器を非接触に対向配設し
て、コロナ帯電器から放出されるコロナに被帯電体面を
さらして被帯電体面を所定の極性・電位に帯電させるも
のである。
【０００４】近時は、非接触タイプの上記コロナ帯電器
による場合に比べて低オゾン・低電力等の利点を有する
ことから接触タイプの帯電装置（接触帯電装置）が実用
化されている。これは、被帯電体に電圧を印加した接触
帯電部材を当接させて被帯電体面を所定の極性・電位に
帯電させるものである。
【０００５】特には、磁気ブラシ方式の接触帯電装置
（磁気ブラシ接触帯電装置）は、担持体に導電性の磁性
粒子を磁気拘束させて構成させた磁気ブラシ部を被帯電
体に接触させた磁気ブラシ帯電部材を有し、該帯電部材
にバイアス電圧を印加することで被帯電体を帯電するも
のであり、帯電接触の安定性という点から好ましく用い
られている。
【０００６】磁気ブラシ帯電部材は、導電性の磁性粒子
を担持体としてのマグネットに直接に、あるいはマグネ
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、停止あるいは回転
させて磁気ブラシ部を被帯電体に接触させ、電圧を印加
することによって被帯電体の帯電が開始される。
【０００７】また、導電性の繊維をブラシ状に形成具備
させたもの（ファーブラシ帯電部材）、あるいは導電性
ゴムをロール状にした導電ゴムローラ（帯電ローラ）も
接触帯電部材として好ましく用いられている。
【０００８】特に、このような接触帯電部材を用い、被
帯電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（電荷注入層）を有するものや、アモルファ
スシリコン感光体などを用いると、接触帯電部材に印加
したバイアスのうちの直流成分とほぼ同等の帯電電位を
被帯電体表面に得ることが可能である（特開平６−３９
２１号公報）。
【０００９】このような帯電方法（電荷の直接注入によ
る被帯電体の帯電）のことを「注入帯電」と称する。
【００１０】この注入帯電を用いれば、被帯電体の帯電
が、コロナ帯電器を用いて行われるような放電現象を利
用しないので、完全なオゾンレスかつ低電力消費型帯電
が可能となり、注目されてきている。
【００１１】２）現像装置 静電潜像を現像剤によって現像しトナー像を形成する現
像手段は、一般に次のａ〜ｄの４種類の方式に大別され
る。
【００１２】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
で現像する方式（１成分非接触現像方式） 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式（１成分接触現像方
式） 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によって搬送し感光体に対
して接触状態で現像する方式（２成分接触現像方式） ｄ．上記の２成分現像剤を非接触状態にして現像する方
式（２成分非接触現像方式） ２成分現像剤を用いる現像装置においては、現像剤中の
トナー分が静電潜像の現像に逐次に消費されていき、ト
ナー補充がされないままであれば現像剤のトナー濃度
（現像剤濃度、トナー粒子と磁性キャリアの混合比、Ｔ
／Ｃ比）が所定の濃度から逐次に低下していき出力され
る画像濃度も低下していくことになる。
【００１３】そこで現像装置内の現像剤のトナー濃度を
検知する手段を具備させ、該トナー濃度検知情報に基づ
いて、現像によって消費されたトナーに見合った量のト
ナーを補充部から現像剤に補給・混入させることで現像
剤のＴ／Ｃ比を所定の一定範囲に保たせる、現像剤濃度
コントロールシステムが設けられる。
【００１４】この場合の現像装置内の現像剤のトナー濃
度即ちＴ／Ｃ比を検知する方法としては、従来さまざま
な方法が提案されてきた。例えば、 ．被帯電体としての感光ドラム周辺に検知手段を設
け、現像スリーブ側から感光ドラム側に転移したトナー
に光を当て、この時の透過率、反射率からＴ／Ｃ比を検
出する方法、 ．現像スリーブ上に検知手段を設け、現像スリーブ上
にコーティングされた現像剤に光を当てたときの反射光
からＴ／Ｃ比を検知する方法、 ．現像容器内にセンサーを設け、コイルのインダクタ
ンスを利用してセンサー近傍の一定体積内の現像剤に含
まれる磁性キャリアの見かけ透磁率μ変化を検知し、Ｔ
／Ｃ比を検知する方法、 などが提案され実用化されている。
【００１５】しかしの感光ドラム上の現像トナー量か
らＴ／Ｃ比を検知する方法のものは、画像形成装置本体
の小型化に伴い、検知手段を設置するスペースが確保で
きない問題がある。
【００１６】またの現像スリーブ上にコーティングさ
れた現像剤に光を当てたときの反射光からＴ／Ｃ比を検
知する方法は、トナー飛散などによって検知手段が汚染
されたときにＴ／Ｃ比を正確に検知できないという問題
がある。
【００１７】これに対してのコイルのインダクタンス
を利用してセンサー近傍の一定体積内の現像剤に含まれ
る磁性キャリアの見かけ透磁率μ変化を検知し、Ｔ／Ｃ
比を検知する方法（トナー濃度検知センサー）は、セン
サー単体のコストも安価なことに加えて、上記におけ
るような設置スペースの問題がなく、またにおけるよ
うなトナー飛散による汚染の影響を受けないため、低コ
スト、省スペースの画像形成装置において最適なＴ／Ｃ
比検知手段といえる。
【００１８】上記の現像剤の透磁率変化を利用したト
ナー濃度検知センサーは、例えば、透磁率が大きくなっ
た場合、一定体積内で現像剤中のＴ／Ｃ比が低くなっ
た、即ち現像剤中のトナー濃度が低下したことを意味
し、トナー補給を開始し、逆に透磁率が小さくなった場
合、一定体積内で現像剤中のＴ／Ｃ比が高くなった、即
ち現像剤中のトナー濃度が上昇したことを意味し、トナ
ー補給を停止する、というようなシーケンスによってＴ
／Ｃ比即ち現像剤中のトナー濃度を所定濃度に制御す
る。
【００１９】３）クリーナーレスシステム（トナーリサ
イクルシステム） また近年、画像形成装置は小型化が進んできたが、帯電
・露光・現像・転写・定着・クリーニング等の作像プロ
セスの各手段・機器が夫々小型になるだけでは画像形成
装置の全体的な小型化には限界があった。
【００２０】また転写後の被帯電体上の転写残トナーは
クリーニング手段（クリーナー）によって回収されて廃
トナーとなるが、この廃トナーは環境保護の面からも出
ないことが好ましい。
【００２１】そこで、クリーナーを取りはずし、被帯電
体上の転写残トナーは現像手段によって「現像同時クリ
ーニング」で被帯電体上から除去し現像手段に回収・再
用する装置構成にした「クリーナーレスシステム」の画
像形成装置も出現している。
【００２２】現像同時クリーニングとは、転写後に被帯
電体上に若干残留したトナーを次工程以後の現像時にか
ぶり取りバイアス（現像手段に印加する直流電圧と被帯
電体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖba
ck）によって回収する方法である。この方法によれば、
転写残トナーは現像手段に回収されて次工程以後用いら
れているため、廃トナーをなくし、メンテンナンスに手
を煩わせることも少なくすることができる。またクリー
ナーレスであることでスペース面での利点も大きく、画
像形成装置を大幅に小型化できるようになる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、特に、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
磁気ブラシ接触帯電装置を用いた接触帯電方式、転写方
式、現像同時クリーニングを行なうクリーナーレスシス
テムの画像形成装置に関する。
【００２４】磁気ブラシ接触帯電方式・転写方式・クリ
ーナーレスシステムの画像形成装置において、転写材に
対するトナー像転写後の被帯電体に残留したトナー粒子
は被帯電体の帯電部位に持ち運ばれて磁気ブラシ接触帯
電装置の磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部に混入して
一時的に回収され、その磁気ブラシ部に混入して一時的
に回収されたトナー粒子は磁気ブラシ部から被帯電体に
電気的に逐次に吐き出されて被帯電体の現像部位に持ち
運ばれ、現像装置で現像同時クリーニングされる。
【００２５】通常、トナー粒子は電気抵抗が比較的高い
から、磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部にそのような
トナー粒子が混入することは磁気ブラシ部の抵抗を上昇
させて帯電能を低下させる因子であるが、通常の画像形
成行程において発生して帯電部位に持ち運ばれ磁気ブラ
シ帯電部材の磁気ブラシ部に混入する転写残トナー量は
微量なものであり、該混入トナーの磁気ブラシ部からの
吐き出しも順調になされ、また磁気ブラシ部のトナー混
入の許容量も比較的に大きいので、実際上、問題はな
い。
【００２６】また磁気ブラシ部から被帯電体へ吐き出さ
れたトナーはきわめて均一な散布状態にあり、またその
量も少量であるため、次の像露光過程に実質的に悪影響
を及ぼすことはない。また転写残トナーパターンに起因
するゴースト像の発生も防止される。
【００２７】しかしながら、画像形成行程の途中で、紙
詰まり（ジャム）の発生等による装置の緊急停止、停電
等による強制的な電源−オフによる装置の停止が発生
し、その復旧がなされて装置が再起動されたときなどに
は、被帯電体上に残った未転写トナー画像の大量のトナ
ー粒子がそのまま一度に磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラ
シ部に混入して一時的回収がなされることになる。
【００２８】そうすると、磁気ブラシ部中の混入トナー
濃度が急激に増加し、それが磁気ブラシ部のトナー混入
の許容量をオーバーするほどになると該混入トナーの磁
気ブラシ部中から被帯電体への吐き出しが追いつかず、
そのために磁気ブラシ部の抵抗上昇で帯電能が低下して
被帯電体−磁気ブラシ帯電部材間の電位差が大きくな
り、磁気ブラシ部を構成している磁性粒子が被帯電体に
付着するようになって磁気ブラシ部から異常に離脱する
現象が発生してしまうことがある。
【００２９】被帯電体に付着して磁気ブラシ部から離脱
した磁性粒子は被帯電体の現像部位に持ち運ばれて現像
装置内に回収される。
【００３０】そして、磁気ブラシ部の磁性粒子が離脱し
て減少することによる帯電能の低下（帯電不良、帯電む
ら）によって被帯電体を所望の電位にまで帯電できなく
なり、さらに上記の磁性粒子離脱現象を促進してしま
い、結果として画像不良が発生してしまう事態を生じる
ことがあるという問題があった。
【００３１】そこで本発明は磁気ブラシ接触帯電方式・
転写方式・クリーナーレスシステムの画像形成装置にお
いて、磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部の磁性粒子が
許容外に減少した事態が生じたことを合理的に検知して
該事態の発生を認識できるようにすることで、該事態の
発生に起因するミスコピー（ミスプリント）の増大等を
防止することを目的とする。
【００３２】
【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする画像形成装置である。
【００３３】（１）被帯電体を帯電する帯電手段と、被
帯電体の帯電処理面に静電潜像を形成する画像情報書き
込み手段と、静電潜像を現像剤によって現像しトナー像
を形成する現像手段と、トナー像を転写材に転写する転
写手段を含む作像プロセス手段にて画像形成がなされ、
現像手段が転写材に対するトナー像転写後の被帯電体に
残留したトナー粒子を回収するクリーニング手段を兼ね
ており、被帯電体は繰り返して作像に供される画像形成
装置であり、被帯電体を帯電する帯電手段は磁気ブラシ
接触帯電装置であり、静電潜像の現像手段は非磁性トナ
ーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を用いた磁気ブ
ラシ現像装置であり、磁気ブラシ現像装置内の２成分現
像剤のトナー濃度を現像剤の透磁率から検知するトナー
濃度検知手段を有し、トナー濃度検知手段の出力変化の
度合いから、磁気ブラシ接触帯電装置の帯電部材を構成
している磁気ブラシ磁性粒子の許容外の減少を判断して
信号を発する磁性粒子減少判断手段を有することを特徴
とする画像形成装置。
【００３４】（２）磁気ブラシ接触帯電装置は、担持体
に磁性粒子を磁気拘束させて構成させた磁気ブラシ部を
被帯電体に接触させた磁気ブラシ帯電部材を有し、該帯
電部材にバイアス電圧を印加することで被帯電体を帯電
することを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
【００３５】（３）トナー濃度検知手段はコイルのイン
ダクタンスを利用して現像剤の透磁率を検知しトナー濃
度を検知することを特徴とする（１）または（２）に記
載の画像形成装置。
【００３６】（４）磁性粒子減少判断手段から発せられ
る信号は帯電部材の交換を促す信号に利用することを特
徴とする（１）ないし（３）の何れかに１つに記載の画
像形成装置。
【００３７】（５）トナー濃度検知手段によるトナー濃
度検知は現像装置駆動時になされ、かつ該トナー濃度検
知手段の現像装置内における設置場所を、現像剤攪拌時
に該トナー濃度検知手段のセンサー面を流れる現像剤の
流速が一定であり、且つその流動が規則的である場所と
したことを特徴とする（１）ないし（４）の何れかに１
つに記載の画像形成装置。
【００３８】（６）画像情報信号の画像の濃度情報に基
づいて１枚の画像あたりのトナー消費量を算出する手段
を有することを特徴とする（１）ないし（５）の何れか
に１つに記載の画像形成装置。
【００３９】（７）被帯電体の表面層抵抗が１０9 〜１
０14Ω・ｃｍであることを特徴とする（１）から（６）
の何れか１つに記載の画像形成装置。
【００４０】（８）被帯電体の表面層が導電性微粒子の
樹脂分散層であることを特徴とする（１）から（７）の
何れか１つに記載の画像形成装置。
【００４１】（９）被帯電体が感光層及び表面層を有
し、該表面層が導電性微粒子の樹脂分散層であることを
特徴とする（１）ないし（７）の何れか１つに記載の画
像形成装置。
【００４２】（１０）磁気ブラシ接触帯電装置の磁気ブ
ラシ帯電部材へ印加するバイアスとして直流電圧に交番
電圧が重畳しているバイアスを用いることを特徴とする
（１）から（９）の何れか１つに記載の画像形成装置。
【００４３】（１１）被帯電体に対する画像情報書き込
み手段が像露光手段であることを特徴とする（１）ない
し（１０）の何れか１つに記載の画像形成装置。
【００４４】〈作 用〉即ち、本発明は磁気ブラシ接触
帯電方式・転写方式・クリーナーレスシステムの画像形
成装置において、静電潜像の現像手段を非磁性トナーと
磁性キャリアからなる２成分現像剤を用いた磁気ブラシ
現像装置にする。
【００４５】そしてその磁気ブラシ現像装置の現像剤濃
度コントロールシステムに用いるトナー濃度検知手段を
現像剤の透磁率変化を利用したものにする。
【００４６】通常の現像剤濃度コントロール時において
静電潜像の現像でトナーが消費されていくことに伴う該
トナー濃度検知手段の出力変化の度合（単位時間当たり
のＴ／Ｃ比の低下度合い）に対して、前述したような原
因により磁気ブラシ接触帯電装置の磁気ブラシ帯電部材
から磁性粒子が異常に離脱する現象が発生してその離脱
磁性粒子が被帯電体の現像部位に持ち運ばれて現像装置
内に回収されてかなり多量の磁性粒子が現像装置内の現
像剤に混入して結果的にトナー濃度が低下した状態にな
ることに伴う該トナー濃度検知手段の出力変化の度合
（単位時間当たりのＴ／Ｃ比の低下度合い）は大きく、
その出力変化の度合が大きい程、それだけ多量の磁性粒
子が磁気ブラシ帯電部材から離脱して現像装置内の現像
剤に混入して、磁気ブラシ帯電部材の磁性粒子が減少し
ていることを意味する。
【００４７】そこで本発明においてはトナー濃度検知手
段の出力変化の度合を所定の出力変化率と比較させ、所
定の出力変化率よりも大きい場合には、それは通常の静
電潜像現像におけるトナー消費によるＴ／Ｃ比変動では
なく、磁気ブラシ帯電部材から磁性粒子が異常に離脱す
る現象が発生して磁気ブラシ帯電部材の磁性粒子が許容
外の減少していると判断手段にて判断させ、その旨の信
号を発生させる。
【００４８】その信号は、たとえば、磁気ブラシ帯電部
材や該磁気ブラシ帯電部材を含む画像形成カートリッジ
（プロセスカートリッジ）などの交換をユーザーに促す
警告に用いたり、画像形成装置の緊急停止に用いたりす
ることが可能である。
【００４９】かくして、磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラ
シ部の磁性粒子が許容外に減少した事態が生じたことを
合理的に検知して該事態の発生を認識でき、該事態の発
生に起因するミスコピー（ミスプリント）の増大等を防
止することができる。
【００５０】
【発明の実施の形態】
〈実施例１〉 （１）画像形成装置例の概略構成（図１） 図１は本発明に従う画像形成装置例の概略構成模型図で
ある。
【００５１】本例の画像形成装置は、転写式電子写真プ
ロセス利用、磁気ブラシ接触帯電方式、クリーナーレス
システムのレーザービームプリンターである。
【００５２】Ａはレーザービームプリンター、Ｂはこの
プリンターの上に搭載した画像読み取り装置（イメージ
スキャナー）である。
【００５３】ａ）画像読み取り装置Ｂ 画像読み取り装置Ｂにおいて、１０は装置上面に固定配
設した原稿台ガラスであり、この原稿台ガラスの上面に
原稿Ｇを複写すべき面を下向きにして載置し、その上に
不図示の原稿圧着板を被せてセットする。
【００５４】９は原稿照射用ランプ９ａ・短焦点レンズ
アレイ９ｂ・ＣＣＤセンサー９ｃ等を配設した画像読み
取りユニット（リーダー部）である。このユニット９
は、不図示のコピーボタンが押されることで、原稿台ガ
ラス１０の下側において図面上で該ガラスの右辺側の実
線示のホームポジションから左辺側にガラス下面に沿っ
て往動駆動され、所定の往動終点に達すると復動駆動さ
れて始めの実線示のホームポジションに戻される。
【００５５】該ユニット９の往動駆動過程において、原
稿台ガラス１０上の載置セット原稿Ｇの下向き画像面が
ユニット９の原稿照射用ランプ９ａにより右辺側から左
辺側にかけて順次に照明走査され、その照明走査光の原
稿面反射光が短焦点レンズアレイ９ｂによってＣＣＤセ
ンサー９ｃに結像入射する。
【００５６】ＣＣＤセンサー９ｃは受光部、転送部、出
力部より構成されている。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。このようにして得られたアナログ信号を周知の画
像処理を行なってデジタル信号に変換してプリンターＡ
に送る。
【００５７】即ち、画像読み取り装置Ｂにより原稿Ｇの
画像情報が時系列電気デジタル画素信号（画像信号）と
して光電読み取りされる。
【００５８】ｂ）プリンターＡ プリンターＡにおいて、１は被帯電体としての回転ドラ
ム型の電子写真感光体（感光ドラム）である。本例の感
光体は表面に電荷注入層を有する、負帯電性のＯＰＣ感
光体である。この感光体については後記（２）項で詳述
する。
【００５９】感光ドラム１は中心支軸を中心に矢印の時
計方向に所定の周速度、本例では回転速度１００ｍｍ／
ｓｅｃをもって回転駆動され、その回転過程において、
前露光器（イレーサーランプ）５による全面前露光を受
けて前の作像過程で残った電気的メモリの消去がなさ
れ、帯電手段３により本例の場合は負極性の一様な帯電
処理を受ける。
【００６０】本例における帯電手段３は磁気ブラシ接触
帯電装置である。この帯電装置については後記（３）項
で詳述する。
【００６１】そして該回転感光ドラム１の一様帯電面に
対して、レーザー走査部（レーザースキャナー）２から
出力される、画像読み取り装置ＢからプリンターＡ側に
送られた画像信号に対応して変調されたレーザー光によ
る走査露光Ｌがなされることで、回転感光ドラム１面に
は画像読み取り装置Ｂにより光電読み取りされた原稿Ｇ
の画像情報に対応した静電潜像が順次に形成されてい
く。
【００６２】レーザー走査部２は、発光信号発生器、固
体レーザー素子、コリメーターレンズ系、回転多面鏡
（ポリゴンミラー）等からなる。
【００６３】このレーザー走査部２により回転感光ドラ
ム面をレーザー走査露光Ｌする場合には、まず入力され
た画像信号に基づき発光信号発生器により、固体レーザ
ー素子を所定タイミングで明滅（ＯＮ／ＯＦＦ）させ
る。そして固体レーザー素子から放射されたレーザー光
は、コリメーターレンズ系により略平行な光束に変換さ
れ、更に高速回転する回転多面鏡により走査されると共
にｆθレンズ群により感光ドラム面にスポット状に結像
される。この様なレーザー光走査により感光ドラム面に
は画像一走査分の露光分布が形成され、更に感光ドラム
１の回転により各走査毎に感光ドラム面が前記走査方向
とは垂直に所定量だけスクロールされ、回転感光ドラム
面上に画像信号に応じた露光分布が得られる。
【００６４】回転感光ドラム１面の形成静電潜像が現像
装置４により順次にトナー像として本例の場合は反転現
像されていく。本例の現像装置４は２成分接触現像方式
の磁気ブラシ現像装置である。この現像装置４について
は後記（４）項で詳述する。
【００６５】一方、給紙カセット８内に収納の記録媒体
としての転写材Ｐが給紙ローラ８ａにより一枚宛繰り出
されてプリンターＡ内に給送され、レジストローラ８ｂ
により感光ドラム１の回転と同期をとって所定・適正な
制御タイミングにて感光ドラム１と転写手段としての転
写ベルト型転写装置７との接触ニップ部である転写部Ｔ
に給紙される。
【００６６】転写部Ｔに給紙された転写材Ｐの面に回転
感光ドラム１面側のトナー像が転写ベルト７ａの内側に
配設した転写帯電ブレード７ｄにより順次に静電転写さ
れる。この転写装置７については後記（５）項で詳述す
る。
【００６７】転写部Ｔを通りトナー像の転写を受けた転
写材Ｐは感光ドラム１の面から順次に分離され、転写ベ
ルト型転写装置７の延長部で定着装置６へ搬送され、ト
ナー像の熱定着を受けてコピーもしくはプリントとして
出力される。
【００６８】また本実施例の画像形成装置はクリーナー
レスシステムの装置であり、転写材分離後の回転感光ド
ラム１面を清掃する専用のクリーニング装置（クリーナ
ー）は具備させておらず、転写残トナーを現像装置４で
現像同時クリーニングで回収するものである。そして回
転感光ドラム１は繰り返して作像に供される。このクリ
ーナーレスシステムについては後記（６）項で詳述す
る。
【００６９】（２）感光ドラム１（図２） 被帯電体としての感光ドラム１としては、通常用いられ
ている有機感光体等を用いることができる。また、Ｃｄ
ＳやＳｉ、Ｓｅなど無機物半導体を用いた感光体も使用
可能である。望ましくは、有機感光体上にその抵抗が１
０2 〜１０14Ω・ｃｍの材質を有する表面層を持つもの
や、アモルファスシリコン感光体どを用いると、電荷注
入帯電を実現でき、オゾン発生の防止、ならびに消費電
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。
【００７０】本例において使用の感光ドラム１は、表面
に電荷注入層を設けた、負帯電の有機感光体であり、直
径３０ｍｍのアルミニウム製のドラム基体（以下、アル
ミ基体と記す）上に下記の第１〜第５の５つの層を下か
ら順に設けたものである。図２はその層構成模型図であ
る。
【００７１】第１層１２；下引き層であり、アルミ基体
１１の欠陥等をならすために設けられている厚さ２０μ
ｍの導電層である。
【００７２】第２層１３；正電荷注入防止層であり、ア
ルミ基体１１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１×１
０6 Ω・ｃｍ程度に抵抗調整された厚さ１μｍの中抵抗
層である。
【００７３】第３層１４；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、露光を受けることによって正負の電荷対を発生す
る。
【００７４】第４層１５；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ができず、電荷発生層１４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。
【００７５】第５層１６；電荷注入層であり、絶縁性樹
脂のバインダーに導電性粒子１６ａとしてのＳｎＯ2 超
微粒子を分散し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０．０３μ
ｍのＳｎＯ2 粒子を樹脂に対して７０重量パーセント分
散した材料の塗工層である。
【００７６】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３μｍに塗工して電荷注入
層とした。
【００７７】表面抵抗は１０13Ω・ｃｍである。表面抵
抗をこのようにコントロールすることにより直接帯電性
が向上し高品位な画像を得ることができる。感光体はＯ
ＰＣに限らずａ−Ｓｉドラムでも実現でき、さらに高耐
久化を実現できる。
【００７８】ここで、表面層の体積抵抗は、金属の電極
を２００μｍの間隔で配し、その間に表面層の調合液を
流入して成膜させ、電極間に電圧を１００Ｖ印加して測
定した値である。測定は温度２３℃、湿度５０％ＲＨの
条件下で測定した値である。 （３）帯電装置３（図３） 帯電装置３は磁気ブラシ接触帯電装置である。図３はそ
の概略構成図である。３１は感光ドラム１に接触させて
配設する接触帯電部材としての磁気ブラシ帯電部材であ
る。本例の磁気ブラシ帯電部材３１は回転スリーブタイ
プのものであり、非回転に固定支持させたマグネットロ
ール３２と、このマグネットロールの外回りに同心に回
転自由に外嵌させた、外径１６ｍｍの非磁性スリーブ
（非磁性・導電性・帯電用電極スリーブ）３３と、この
非磁性スリーブ３３の外周面にスリーブ内部のマグネッ
トロール３２の磁力により吸着保持させて形成させた導
電性磁性粒子（帯電用磁性キャリア）の磁気ブラシ部３
４等からなる。
【００７９】この磁気ブラシ帯電部材３１を、磁気ブラ
シ部３４を感光ドラム１面に接触させて感光ドラム１と
略並行にして配設してある。この場合、磁気ブラシ帯電
部材３１を、感光ドラム１に対して形成される磁気ブラ
シ部３４の接触ニップ幅（帯電部位）ｎが約５ｍｍにな
るように調整して配設した。
【００８０】磁気ブラシ部３４を構成させる帯電用磁性
粒子としては、例えば、平均粒径が１０〜１００μｍ、
飽和磁化が２０〜２５０emu/cm3 、抵抗が１×１０2 〜
１×１０10Ω・ｃｍのものが好ましい。
【００８１】感光ドラム１にピンホールのような絶縁欠
陥が存在することを考慮すると、抵抗が１×１０6 Ω・
ｃｍ以上のものを用いることが好ましい。
【００８２】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よいので、本例においては、 平均粒径 ２５μｍ、 飽和磁化 ２００emu/cm3 、 抵 抗 ５×１０6 Ω・ｃｍ の磁性粒子を用いた。
【００８３】磁性粒子の抵抗値は、底面積が２２８ｍｍ
2 の金属セルに磁性粒子を２ｇ入れた後、６．６ｋｇ／
ｃｍ2 で加重し、１００Ｖの電圧を印加して測定してい
る。
【００８４】磁性粒子の平均粒径は、水平方向最大弦長
で示し、測定法は顕微鏡法により、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こと
によって算出した。
【００８５】磁性粒子の磁気特性測定には理研電子株式
会社の直流磁化Ｂ−Ｈ特性自動記録装置ＢＨＨ−５０を
用いることができる。この際、直径（内径）６．５ｍ
ｍ、高さ１０ｍｍの円柱状の容器に磁性粒子を荷重約２
ｇ重程度で充填し、容器内で粒子が動かないようにして
そのＢ−Ｈカーブから飽和磁化を測定する。
【００８６】磁性粒子としては、樹脂中に磁性材料とし
てマグネタイトを分散し、導電化、及び抵抗調整のため
にカーボンブラックを分散して形成した樹脂キャリア、
あるいは、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なったもの、あるいはフ
ェライト等のマグネタイト単体表面を樹脂でコーティン
グし抵抗調整を行なったもの等が用いられ得る。本例に
おいてはフェライト表面を酸化、還元処理して抵抗調整
を行なったものを用いている。
【００８７】磁気ブラシ帯電部材３１の非磁性スリーブ
３２は帯電領域ｎにおいて感光ドラム１の回転方向とは
逆方向（カウンター方向）となる矢印の反時計方向に感
光ドラム１の回転周速度１００ｍｍ／ｓｅｃに対して１
５０ｍｍ／ｓｅｃで回転させた。
【００８８】非磁性スリーブ３２には帯電バイアス印加
電源Ｓ１から所定の帯電バイアスを印加した。本例で
は、帯電条件として、−５５０Ｖの定電圧制御で直流バ
イアスを印加した。
【００８９】非磁性スリーブ３２の回転に伴い、磁気ブ
ラシ部３４が同方向に回転して帯電領域ｎにおいて感光
ドラム１面を摺擦し、磁気ブラシ部３４を構成する帯電
用磁性粒子から電荷が感光ドラム１上に与えられ、感光
ドラム１面が所定の極性・電位に一様に接触帯電され
る。
【００９０】本例の場合は前述したように感光ドラム１
はその表面に電荷注入層１６を具備させたものであるか
ら、電荷注入帯電により感光ドラム１の帯電処理がなさ
れる。即ち、非磁性スリーブ３２に所定の帯電バイアス
電圧を印加することにより、磁気ブラシ部３４を構成し
ている磁性粒子から電荷が感光ドラム１上に与えられ、
感光ドラム１面が帯電バイアス電圧に対応した電位に帯
電される。非磁性スリーブ３２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。
【００９１】（４）現像装置４（図４） 図４は本例で用いた現像装置４の概略構成を示すもので
ある。本例の現像装置４は、非磁性のトナー粒子と磁性
のキャリア粒子（現像用磁性キャリア）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に磁気力
によって磁気ブラシ層として保持させて感光ドラム１の
現像部位（現像領域）に搬送し感光ドラム１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
シ接触現像方式の装置である。
【００９２】４１は現像容器、４２は現像剤担持体とし
ての現像スリーブ、４３はこの現像スリーブ４２内に固
定配置された磁界発生手段としてのマグネットローラ、
４４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、４５は現像剤攪拌搬送スク
リュー、４６は現像容器４１内に収容した２成分現像剤
であり、非磁性のトナー粒子ｔと磁性のキャリア粒子ｃ
を混合したものである。
【００９３】本例において用いた２成分現像剤４６は トナー粒子ｔ；平均粒径６μｍのネガ帯電トナーに対し
て平均粒径２０ｎｍの酸化チタンを重量比１％外添した
もの キャリアｃ ；飽和磁化が２０５ｅｍｕ／ｃｍ3 の平均
粒径３５μｍの磁性キャリアを重量比６対９４に混合し
たものである。このときの現像剤中のトナーは摩擦帯電
量が約２５×１０-3ｃ／ｋｇであった。
【００９４】トナーの体積平均粒径は例えば下記測定法
で測定されたものを使用する。
【００９５】測定装置としてはコールターカウンターＴ
Ａ−II型（コールター社製）を用い、個数平均分布、体
積平均分布を出力するインターフェイス（日科機製）及
びＣＸ−ｉパーソナルコンピュータ（キヤノン製）を接
続し、電解液は一級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣ
ｌ水溶液を調整する。
【００９６】測定法としては、前記電解水溶液１００〜
１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはア
ルキルベンゼンスルホン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加えさ
らに測定試料０．５〜５０ｍｇを加える。
【００９７】試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で
約１〜３分間分散処理を行ない、前記コールターカウン
ターＴＡ−II型によりアパチャーとして１００μｍアパ
チャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定し
体積分布を求める。これら求めた体積分布により、サン
プルの体積平均粒径が得られる。
【００９８】現像スリーブ４２は少なくとも現像時にお
いては、感光ドラム１に対し最近接距離（隙間）が約５
００μｍになるように配置され、該現像スリーブ４２の
外面に担持させた現像剤磁気ブラシ薄層４６ａが感光ド
ラム１の面に接触するように設定されている。この現像
剤磁気ブラシ層４６ａと感光ドラム１の接触ニップ部ｍ
が現像部位である。
【００９９】現像スリーブ４２は固定配設のマグネット
ローラ４３の外回りを矢示の反時計方向に所定の回転速
度で駆動され、現像容器４１内においてスリーブ外面に
マグネットローラ４３の磁力により現像剤４６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４
２の回転とともに搬送され、ブレード４４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４６ａとし
て現像容器外に持ち出されて現像部位ｍへ搬送されて感
光ドラム１面に接触し、引き続くスリーブ４２の回転で
再び現像容器４１内に戻し搬送される。
【０１００】即ち、先ず、現像スリーブ４２の回転に伴
いマグネットローラ４３のＮ2 極で汲み上げられた現像
剤４６はＳ2 極→Ｎ1 極と搬送される過程において、現
像スリーブ４２に対して垂直に配置された規制ブレード
４４によって規制されて、現像スリーブ４２上に現像剤
４６の薄層４６ａが形成される。薄層形成された現像剤
層４６ａが現像部の現像主極Ｓ1 に搬送されてくると磁
気力によって穂立ちが形成される。この穂状に形成され
た現像剤層４６ａによって感光ドラム１の静電潜像がト
ナー像として現像され、その後Ｎ3 極・Ｎ2 極の反発磁
界によって現像スリーブ４２上の現像剤は現像容器４１
内に戻される。
【０１０１】現像スリーブ４２と感光ドラム１の導電性
ドラム基体との間には現像バイアス印加電源Ｓ２により
直流電圧（ＤＣ）及び交番電圧（ＡＣ、交流電圧）の現
像バイアスが印加される。
【０１０２】本例では、 直流電圧；−４８０Ｖ 交番電圧；振幅Ｖｐｐ＝１５００Ｖ、周波数Ｖｆ＝３０
００Ｈｚ の現像バイアスが印加され、現像部位において現像スリ
ーブ４２側の現像剤磁気ブラシ薄層４６ａ中のトナーｔ
が感光ドラム１側の静電潜像に選択的に付着して静電潜
像がトナー像として現像されていく。
【０１０３】一般に２成分現像法においては交番電圧を
印加すると現像効率が増し、画像は高品位になるが、逆
にかぶりが発生しやすくなるという危険も生じる。この
ため、通常、現像装置４に印加する直流電圧と感光ドラ
ム１の表面電位間に電位差を設けることによって、かぶ
りを防止することを実現している。
【０１０４】このかぶり防止のための電位差をかぶり取
り電位（Ｖback）と呼ぶが、この電位差によって現像時
に感光ドラム１の非画像領域にトナーが付くのを防止す
る。
【０１０５】２成分現像剤を用いる現像装置において
は、現像剤中のトナー分が静電潜像の現像に逐次に消費
されていき、トナー補充がされないままであれば現像剤
のトナー濃度（Ｔ／Ｃ比）が所定の濃度から逐次に低下
していき出力される画像濃度も低下していくことにな
る。そこで現像容器４１内の現像剤４６のトナー濃度を
検知するセンサー４７を具備させ、該センサー４７のト
ナー濃度検知情報に基づいて、現像によって消費された
トナーに見合った量のトナーｔを補充部４８から現像剤
４６に補給・混入させることで現像剤４６のＴ／Ｃ比を
所定の一定範囲に保たせる、現像剤濃度コントロールシ
ステムが設けられる。
【０１０６】トナー濃度検知センサー４７は現像剤の透
磁率変化を利用したものであり、コイルのインダクタン
スを利用してセンサー近傍の一定体積内の現像剤に含ま
れる磁性キャリアの見かけ透磁率μを検知するものであ
る。このセンサー４７自体は公知である。
【０１０７】現像装置駆動時に該センサー４７から出力
される現像剤４６の透磁率情報は制御回路（ＣＰＵ）５
０に入力され、その入力情報に基づいて制御回路５０は
現像容器内の現像剤４６のＴ／Ｃ比を検知する。現像剤
４６の透磁率が大きくなった場合は現像剤４６のＴ／Ｃ
比が低くなった（トナー濃度が低下した）ことを意味
し、現像剤４６の透磁率が小さく場合は現像剤４６のＴ
／Ｃ比が高くなった（トナー濃度が上昇した）ことを意
味する。
【０１０８】そして制御回路５０は検知Ｔ／Ｃ比が基準
の下限管理値よりも低くなった場合にはドライバー５１
を介してトナー補充部４８のトナー供給軸４８ａを駆動
させることで現像容器内の現像剤４６に対するトナー補
給を開始する。補給されたトナーは攪拌スクリュー４５
・４５により現像剤４６中に混入・分散される。
【０１０９】このトナー補給により現像容器内の現像剤
４６のＴ／Ｃ比が高くなっていき、該現像剤の透磁率情
報がセンサー４７から制御回路５０に入力し、制御回路
５０は現像容器内の現像剤４６のＴ／Ｃ比を検知する。
そして制御回路５０はその検知Ｔ／Ｃ比が基準の上限管
理値に達した場合にはドライバー５１を介してトナー補
充部４８のトナー供給軸４８ａの駆動を停止させてトナ
ー補給を停止する。
【０１１０】このようなシーケンスによって現像容器内
の現像剤４６のＴ／Ｃ比即ち現像剤トナー濃度が所定の
濃度範囲内に維持管理される。
【０１１１】センサー４７の設置場所に関しては、本実
施例では現像容器４１の現像剤攪拌室の側壁面に設けた
が、該トナー濃度検知センサー１７のセンサー面にトナ
ー濃度検知が可能な現像剤の剤厚を有し、現像剤攪拌時
に現像剤が一定の流動を示す場所、即ち現像剤攪拌時に
センサー面を流れる現像剤の流速が一定であり、且つそ
の流動が規則的である場所であれば別の場所でも構わな
い。
【０１１２】（５）転写装置７（図１） 転写装置７は本例では前述のように転写ベルトタイプで
ある。７ａは無端状の転写ベルトであり、駆動ローラ７
ｂと従動ローラ７ｃ間に懸回張設してあり、感光ドラム
１の回転方向に順方向に感光ドラム１の回転周速度とほ
ぼ同じ周速度で回動される。７ｄは転写ベルト７ａの内
側に配設した転写帯電ブレードであり、転写ベルト７ａ
の上行側ベルト部分を感光ドラム１に加圧して転写ニッ
プ部Ｔを形成するとともに、転写バイアス印加電源Ｓ３
から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を行なう。これにより転写部
Ｔを通る転写材Ｐの面に回転ドラム１側のトナー像が順
次に静電転写されていく。
【０１１３】本例においてはベルト７ａとして膜厚７５
μｍのポリイミド樹脂からなるものを用いた。
【０１１４】ベルト７ａの材質としてはポリイミド樹脂
に限定されるものではなく、ポリカーボネイト樹脂や、
ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフッ化ビニリデ
ン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテル
エーテルケトン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポ
リウレタン樹脂などのプラスチックや、フッ素系、シリ
コン系のゴムを好適に用いることができる。厚みについ
ても７５μｍに限定されるわけではなく、大略２５〜２
０００μｍ、好ましくは５０〜１５０μｍのものが好適
に用いられ得る。
【０１１５】さらに転写帯電ブレード７ｄとしては、抵
抗が１×１０5 〜１×１０7 Ωで、板厚が２ｍｍ、長さ
３０６ｍｍのものを用いた。この転写帯電ブレード７ｄ
に＋１５μＡのバイアスを定電流制御により印加して転
写を行った。
【０１１６】（６）クリーナレスシステム 本例の画像形成装置はクリーナーレスシステム（トナー
リサイクルシステム）であるから、転写材Ｐに対するト
ナー像転写後の感光ドラム１に残留したトナー粒子（転
写残トナー）は感光ドラム１の帯電部位ｎに持ち運ばれ
て磁気ブラシ接触帯電装置３の磁気ブラシ帯電部材３１
の磁気ブラシ部３４に混入して一時的に回収される。
【０１１７】感光ドラム１上の転写残トナーは転写時の
剥離放電等により、極性が正のものと負のものが混在し
ていることが多い。この極性が混在した転写残トナーが
磁気ブラシ帯電部材３１に至って磁気ブラシ部３４内に
混入して一時的に回収される。
【０１１８】この転写残トナーの磁気ブラシ帯電部材３
１の磁気ブラシ部３４への取り込みは、磁気ブラシ帯電
部材３１に交番電圧成分を印加することで、磁気ブラシ
帯電部材３１−感光ドラム１間の振動電界効果によって
より効果的に行なわせることができる。
【０１１９】そして、磁気ブラシ部３４内に取り込まれ
た転写残トナーは極性が全て負に帯電されて感光ドラム
１上に吐き出される。極性が揃えられて感光ドラム１上
に吐き出された転写残トナーは、現像部ｍに至って現像
装置４により現像時のかぶり取り電界によって現像同時
クリーニングで現像装置内に回収される。
【０１２０】この転写残トナーの現像同時回収は、回転
方向の画像領域が、感光ドラム１の周長よりも長い場合
には、その他の帯電、露光、現像、転写といった画像形
成行程と同時進行で行われる。
【０１２１】これにより転写残トナーは現像装置４内に
回収されて次行程以後も用いられるため、廃トナーをな
くすことができる。またスペースの面での利点も大き
く、画像形成装置の大幅に小型化が可能となる。
【０１２２】ここで、通常、トナー粒子は電気抵抗が比
較的高いから、磁気ブラシ帯電部材３１の磁気ブラシ部
３４にそのようなトナー粒子が混入することは磁気ブラ
シ部３４の抵抗を上昇させて帯電能を低下させる因子で
あるが、通常の画像形成行程において発生して帯電部位
ｎに持ち運ばれ磁気ブラシ帯電部材３１の磁気ブラシ部
３４に混入する転写残トナー量は微量なものであり、該
混入トナーの磁気ブラシ部３４からの吐き出しも順調に
なされ、また磁気ブラシ部３４のトナー混入の許容量も
比較的に大きいので、実際上、問題はない。
【０１２３】また磁気ブラシ部３４から感光ドラム１へ
吐き出されたトナーはきわめて均一な散布状態にあり、
またその量も少量であるため、次の像露光過程に実質的
に悪影響を及ぼすことはない。また転写残トナーパター
ンに起因するゴースト像の発生もない。
【０１２４】（７）磁気ブラシ帯電部材３１の磁性粒子
の減少検知と警告 前述したように、磁気ブラシ接触帯電方式・転写方式・
クリーナーレスシステムの画像形成装置においては、画
像形成行程の途中で、紙詰まりの発生等による装置の緊
急停止、停電等による強制的な電源−オフによる装置の
停止が発生し、その復旧がなされて装置が再起動された
ときなどには、被帯電体としての感光ドラム１上に残っ
た未転写トナー画像の大量のトナー粒子がそのまま一度
に磁気ブラシ帯電部材３１の磁気ブラシ部３４に混入し
て一時的回収がなされることになる。
【０１２５】そうすると、磁気ブラシ部３４中の混入ト
ナー濃度が急激に増加し、それが磁気ブラシ部３４のト
ナー混入の許容量をオーバーするほどであると該混入ト
ナーの磁気ブラシ部３４中から感光ドラム１への吐き出
しが追いつかず、そのために磁気ブラシ部３４の抵抗上
昇で帯電能が低下して感光ドラム１−磁気ブラシ帯電部
材３１間の電位差が大きくなり、磁気ブラシ部３４を構
成している磁性粒子が感光ドラム１に付着するようにな
って磁気ブラシ部３４から異常に離脱する現象が発生し
てしまうことがある。
【０１２６】そして、磁気ブラシ部３４の磁性粒子が離
脱して減少することによる帯電能の低下（帯電不良、帯
電むら）によって感光ドラム１を所望の電位にまで帯電
できなくなり、さらに上記の磁性粒子離脱現象を促進し
てしまい、結果として画像不良が発生してしまう事態を
生じることがあるという問題があった。
【０１２７】本発明は、磁気ブラシ帯電部材３１の磁気
ブラシ部３４の磁性粒子が許容外に減少した事態が生じ
たことを合理的に検知して該事態の発生を認識できるよ
うにすることで、該事態の発生に起因するミスコピー
（ミスプリント）の増大等を防止するものである。以下
これについて詳述する。
【０１２８】前述した現像装置４の現像剤濃度コントロ
ールシステムの通常の現像剤濃度コントロール時におい
て、静電潜像の現像でトナーが消費されていくことに伴
うトナー濃度検知センサー４７の出力変化の度合（単位
時間当たりのＴ／Ｃ比の低下度合い）に対して、前述し
たような原因により磁気ブラシ接触帯電装置３の磁気ブ
ラシ帯電部材３１から磁性粒子が異常に離脱する現象が
発生してその離脱磁性粒子が感光ドラム１の現像部位ｍ
に持ち運ばれて現像装置４内に回収されてかなり多量の
磁性粒子が現像装置４内の現像剤４６に混入して結果的
にトナー濃度が低下した状態になることに伴う該トナー
濃度検知センサー４７の出力変化の度合（単位時間当た
りのＴ／Ｃ比の低下度合い）は大きく、その出力変化の
度合が大きい程、それだけ多量の磁性粒子が磁気ブラシ
帯電部材３１から離脱して現像装置４内の現像剤４６に
混入して、磁気ブラシ帯電部材３１の磁性粒子が減少し
ていることを意味する。
【０１２９】そこで、制御回路（ＣＰＵ）５０におい
て、トナー濃度検知センサー４７の出力変化の度合を所
定の出力変化率と比較させ、所定の出力変化率よりも大
きい場合には、それは通常の静電潜像現像におけるトナ
ー消費によるＴ／Ｃ比変動ではなく、磁気ブラシ帯電部
材３１から磁性粒子が異常に離脱する現象が発生して磁
気ブラシ帯電部材３１の磁性粒子が許容外の減少してい
ると判断させ、その旨の信号Ｓを発生させる。
【０１３０】その信号は、たとえば、磁気ブラシ帯電部
材や該磁気ブラシ帯電部材を含む画像形成カートリッジ
（プロセスカートリッジ）などの交換をユーザーに促す
警告に用いたり、画像形成装置の緊急停止に用いたりす
ることが可能である。５２はランプやブザー等の警告表
示手段である。
【０１３１】かくして、磁気ブラシ帯電部材３１の磁気
ブラシ部３４の磁性粒子が許容外に減少した事態が生じ
たことを合理的に検知して該事態の発生を認識でき、該
事態の発生に起因するミスコピー（ミスプリント）の増
大等を防止することができる。
【０１３２】より具体的に、本発明者らの実験によれ
ば、現像装置４中の現像剤４６のＴ／Ｃ比を６％から１
０％まで１％おきに変化させた場合のトナー濃度検知セ
ンサー４７の出力をとると、図５に示したような変化を
する。
【０１３３】さらに、図６は、Ｔ／Ｃ比が８％の現像剤
４６の入った同じ構成の現像装置４中に磁気ブラシ帯電
部材３１の帯電用磁性粒子（磁性キャリア）を強制的に
混入させた場合のトナー濃度検知センサー４７の出力を
とったものである。
【０１３４】Ａ３サイズの転写材Ｐに全べた印字を行っ
た場合の１秒間のトナー消費量は約０．４５ｇで、Ａ３
サイズ全べたを現像したときにＴ／Ｃ比で１％分に当た
るトナーが消費される時間は約４．５秒であるが、現像
スリーブ４２とトナー濃度検知センサー４７との相互配
設距離から実際に検知されるまでの時間を考慮すると、
Ａ３サイズ全べたを現像したときにＴ／Ｃ比が１％変化
したとトナー濃度検知センサー４７が検知するのは約２
０秒程度かかる。
【０１３５】これに対して、感光ドラム１上に付着した
磁気ブラシ帯電部材３１の磁性粒子が異常離脱して現像
スリーブ４２から現像装置内の現像剤４６に混入するこ
で、トナー濃度検知センサー４７の出力をＴ／Ｃ比にし
て１％に相当する値だけ変化させるのに要する時間は約
５秒程度であった。
【０１３６】この結果により、画像形成装置において、
最もトナーを消費する画像を現像した際に現像装置４に
設置されたトナー濃度検知センサー４７の出力の単位時
間当たりの変化率をｔ（Ｖ／秒）として、トナー濃度検
知センサー４７の出力変化率がｔよりも大きかった場合
は、制御回路５０が、通常の現像行程におけるトナー消
費によるＴ／Ｃ比変動ではなく、紙詰まりや停電、強制
的な電源ｏｆｆなどによって磁気ブラシ帯電部材３１の
磁性粒子が異常離脱して現像容装置内に混入したと判断
してその旨の信号を発する。
【０１３７】これによりユーザーは磁気ブラシ帯電部材
３１の磁気ブラシ部３４の磁性粒子が許容外に減少した
事態の発生を認識でき、該事態の発生に起因するミスコ
ピーの増大等を防止することができるのである。
【０１３８】〈実施例２〉本実施例では、画像形成装置
にビデオカウンタ５３（図４）が設けられている。その
他の構成は実施例１と同様である。
【０１３９】すなわちアナログ−デジタル変換器により
デジタル信号に変換された画像信号を画素毎にその出力
レベルを積算し、これをビデオカウンタ５３でビデオカ
ウント数に変換して制御回路（ＣＰＵ）５０に送る。
【０１４０】制御回路５０は得られたビデオカウント数
からトナー消費量を算出し、変動するＴ／Ｃ比を予測す
る。本実施例では、現像装置４に設置されたトナー濃度
検知センサー４７の単位時間あたりの出力変化率がｔ
（Ｖ／秒）よりも大きかった場合は、さらにビデオカウ
ンタ５３からの入力に基づいて予測されたＴ／Ｃ比の変
化率と比較を行う。
【０１４１】その結果、ビデオカウンタ５３からの入力
に基づいて予測されたＴ／Ｃ比変化率よりも変化率が大
きかった場合は、制御回路５０が、通常の現像行程にお
けるトナー消費によるＴ／Ｃ比変動ではなく、紙詰まり
や停電、強制的な電源ｏｆｆなどによって磁気ブラシ帯
電部材３１の磁性粒子が異常離脱して現像容装置内に混
入したと判断してその旨の信号を発する。
【０１４２】これによりユーザーは磁気ブラシ帯電部材
３１の磁気ブラシ部３４の磁性粒子が許容外に減少した
事態の発生を認識でき、該事態の発生に起因するミスコ
ピーの増大等を防止することができるのである。
【０１４３】〈その他〉 １）磁気ブラシ帯電部材３１は、スリーブ回転タイプに
限らず、マグネットロールが回転するものや、マグネッ
トロールの表面を必要に応じて給電用電極として導電性
処理して、該マグネットロールの外周面に直接に導電性
磁性粒子を磁気拘束させて磁気ブラシ部を形成させ、マ
グネットロールを回転させる構成のもの等にすることも
できる。回転しないタイプの磁気ブラシ帯電部材とする
こともできる。
【０１４４】２）被帯電体（像担持体）としての感光体
についても、表面抵抗が１０9 〜１０14Ω・ｃｍの低抵
抗層を持つことが、電荷注入帯電を実現でき、オゾンの
発生防止の面から望ましいが、上記以外の有機感光体等
でもよい。即ち接触帯電は、実施例の電荷注入帯電方式
に限らず、放電現象が支配的な接触帯電系であっても良
い。
【０１４５】３）現像剤４６中のトナー粒子ｔは粉砕ト
ナーでもよいが、重合トナーを用いた場合にはより効果
的な現像同時クリーニングを実行させることができる。
【０１４６】４）磁気ブラシ帯電部材３１や現像部材４
２に印加する交番電圧（交流電圧）の波形としては、正
弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能である。また、直
流電源を周期的にオン／オフすることによって形成され
た矩形波であっても良い。このように交番電圧の波形と
しては周期的にその電圧値が変化するようなバイアスが
使用できる。
【０１４７】５）静電潜像形成のための画像露光手段と
しては、実施例の様にデジタル的な潜像を形成するレー
ザー走査露光手段に限定されるものではなく、通常のア
ナログ的な画像露光やＬＥＤなどの他の発光素子でも構
わないし、蛍光燈等の発光素子と液晶シャッター等の組
み合わせによるものなど、画像情報に対応した静電潜像
を形成できるものであるなら構わない。
【０１４８】像担持体は静電記録誘電体等であっても良
い。この場合は、該誘電体面を所定の極性・電位に一様
に一次帯電した後、除電針ヘッド、電子銃等の除電手段
で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込み形成す
る。
【０１４９】６）現像装置は反転現像方式でも、正規現
像方式でもよい。
【０１５０】７）像担持体からトナー画像の転写を受け
る転写材は転写ドラム・転写ベルト等の中間転写体であ
ってもよい。
【０１５１】８）画像形成装置の作像プロセスは実施例
に限らず任意である。また必要に応じて他の補助プロセ
ス機器を加えてもよい。
【０１５２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、磁
気ブラシ接触帯電方式・転写方式・クリーナーレスシス
テムの画像形成装置において、磁気ブラシ帯電部材の磁
気ブラシ部の磁性粒子が許容外に減少した事態が生じた
ことを合理的に検知して該事態の発生を認識でき、該事
態の発生に起因するミスコピー（ミスプリント）の増大
等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の画像形成装置の概略構成模型図
【図２】感光体の層構成模型図
【図３】磁気ブラシ帯電部材の概略構成模型図
【図４】現像装置部分の構成模型図と、制御系のブロッ
ク図
【図５】現像剤のＴ／Ｃ比とトナー濃度検知センサーの
出力の関係図
【図６】現像装置内の現像剤に混入した帯電用磁性粒子
量とトナー濃度検知センサーの出力の関係図
【符号の説明】
Ａ レーザービームプリンター Ｂ 画像読み取り装置（イメージスキャナー） １ 被帯電体（像担持体、感光ドラム） ２ レーザー走査部（レーザースキャナー） ３ 磁気ブラシ接触帯電装置（帯電器） ３１ 磁気ブラシ帯電部材 ３２ 非磁性回転スリーブ ３３ マグネットロール ３４ 導電性磁性粒子の磁気ブラシ部 ４ 現像装置（現像器） ５ 前露光ランプ（イレーサーランプ） ６ 定着装置（定着器） ７ 転写装置（転写器） ８ 給紙カセット ４７ トナー濃度検知センサー ５０ 制御回路（ＣＰＵ） ５１ ドライバー ５２ 警告表示手段 ５３ ビデオカウンタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五味 史光 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−222773（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−211938（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−106201（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−244352（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−96949（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−96948（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−106200（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−50392（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−222676（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 21/00 370 - 540 G03G 15/00 303 G03G 15/02 - 15/02 103 G03G 15/08 - 15/08 507 G03G 15/09 - 15/09 101

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被帯電体を帯電する帯電手段と、被帯電
    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
    手段と、静電潜像を現像剤によって現像しトナー像を形
    成する現像手段と、トナー像を転写材に転写する転写手
    段を含む作像プロセス手段にて画像形成がなされ、現像
    手段が転写材に対するトナー像転写後の被帯電体に残留
    したトナー粒子を回収するクリーニング手段を兼ねてお
    り、被帯電体は繰り返して作像に供される画像形成装置
    であり、 被帯電体を帯電する帯電手段は磁気ブラシ接触帯電装置
    であり、 静電潜像の現像手段は非磁性トナーと磁性キャリアから
    なる２成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像装置であり、 磁気ブラシ現像装置内の２成分現像剤のトナー濃度を現
    像剤の透磁率から検知するトナー濃度検知手段を有し、 トナー濃度検知手段の出力変化の度合いから、磁気ブラ
    シ接触帯電装置の帯電部材を構成している磁気ブラシ磁
    性粒子の許容外の減少を判断して信号を発する磁性粒子
    減少判断手段を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項２】 磁気ブラシ接触帯電装置は、担持体に磁
    性粒子を磁気拘束させて構成させた磁気ブラシ部を被帯
    電体に接触させた磁気ブラシ帯電部材を有し、該帯電部
    材にバイアス電圧を印加することで被帯電体を帯電する
    ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
  3. 【請求項３】 トナー濃度検知手段はコイルのインダク
    タンスを利用して現像剤の透磁率を検知しトナー濃度を
    検知することを特徴とする請求項１または２に記載の画
    像形成装置。
  4. 【請求項４】 磁性粒子減少判断手段から発せられる信
    号は帯電部材の交換を促す信号に利用することを特徴と
    する請求項１ないし３の何れかに１つに記載の画像形成
    装置。
  5. 【請求項５】 トナー濃度検知手段によるトナー濃度検
    知は現像装置駆動時になされ、かつ該トナー濃度検知手
    段の現像装置内における設置場所を、現像剤攪拌時に該
    トナー濃度検知手段のセンサー面を流れる現像剤の流速
    が一定であり、且つその流動が規則的である場所とした
    ことを特徴とする請求項１ないし４の何れかに１つに記
    載の画像形成装置。
  6. 【請求項６】 画像情報信号の画像の濃度情報に基づい
    て１枚の画像あたりのトナー消費量を算出する手段を有
    することを特徴とする請求項１ないし５の何れかに１つ
    に記載の画像形成装置。
  7. 【請求項７】 被帯電体の表面層抵抗が１０9 〜１０14
    Ω・ｃｍであることを特徴とする請求項１から６の何れ
    か１つに記載の画像形成装置。
  8. 【請求項８】 被帯電体の表面層が導電性微粒子の樹脂
    分散層であることを特徴とする請求項１から７の何れか
    １つに記載の画像形成装置。
  9. 【請求項９】 被帯電体が感光層及び表面層を有し、該
    表面層が導電性微粒子の樹脂分散層であることを特徴と
    する請求項１ないし７の何れか１つに記載の画像形成装
    置。
  10. 【請求項１０】 磁気ブラシ接触帯電装置の磁気ブラシ
    帯電部材へ印加するバイアスとして直流電圧に交番電圧
    が重畳しているバイアスを用いることを特徴とする請求
    項１から９の何れか１つに記載の画像形成装置。
  11. 【請求項１１】 被帯電体に対する画像情報書き込み手
    段が像露光手段であることを特徴とする請求項１ないし
    １０の何れか１つに記載の画像形成装置。
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