JPH09311529A

JPH09311529A - 帯電装置及び画像形成装置

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Publication number: JPH09311529A
Application number: JP8148610A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Furuya; 正古屋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-05-20
Filing date: 1996-05-20
Publication date: 1997-12-02
Anticipated expiration: 2016-05-20
Also published as: JP3450595B2

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気ブラシ帯電装置及び該帯電装置を用いた
画像形成装置について、磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラ
シ中に混入の異物（トナー）吐き出しクリーニングによ
る帯電性能の維持と、キャリア付着の減少との両立を達
成すること。【解決手段】導電磁性粒子２３の磁気ブラシ部２４を
有する磁気ブラシ帯電部材２をその磁気ブラシ部を被帯
電体１に接触させて配設し、該磁気ブラシ帯電部材に帯
電バイアスを印加して被帯電体を帯電する帯電装置及び
該帯電装置を用いた画像形成装置において、磁気ブラシ
部２４に混入した異物量を検知する手段２５と、磁気ブ
ラシ部から混入異物を排出する手段２６・Ｓ１を備え、
前記検知手段２５が検知する異物量に応じて前記排出手
段の設定を変更すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被帯電体を帯電処
理（除電処理）する帯電装置、及び該帯電装置を具備し
た画像形成装置に関する。

【０００２】より詳しくは、帯電部材として磁気ブラシ
帯電部材を用い、これを被帯電体に接触させ帯電バイア
ス（帯電電圧）を印加して被帯電体を接触方式で帯電処
理しる磁気ブラシ帯電装置、及び該帯電装置を電子写真
感光体や静電記録誘電体等の像担持体の帯電手段として
用いた画像形成装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】便宜上、転写方式・電子写真方式の画像
形成装置を例にして説明する。

【０００４】転写方式・電子写真方式の画像形成装置
は、基本的には、回転ドラム型を一般的とする像担持体
としての感光体を、帯電装置により所定の極性・電位に
一様に帯電処理し、その帯電面に露光装置により画像露
光を行なって目的の画像情報に対応した静電潜像を形成
させ、その静電潜像を現像装置によりトナー像として可
視化し、そのトナー像を転写装置により記録材に転写さ
せ、記録材上の転写トナー像は定着装置により固着像と
して定着させ、記録材へのトナー像転写後の感光体面は
クリーニング装置により転写残トナーを除去（クリーニ
ング）して繰り返して作像に供する装置構成のものであ
る。

【０００５】従来、被帯電体としての感光体を一様に帯
電処理する帯電装置としては、非接触系であるコロナ帯
電装置が多用されてきた。これは、コロナ帯電装置を被
帯電体としての感光体に非接触に対向させて配設し、高
圧印加でコロナ帯電装置にコロナ放電を生じさせ、該コ
ロナ放電（コロナシャワー）に感光体面を曝すことで感
光体面を所定の極性・電位に一様帯電させるものであ
る。

【０００６】最近では、エコロジーの観点より、コロナ
帯電装置との対比において、放電によるオゾン生成物が
少ない、低電圧・低電力である等の利点を有することか
ら接触系の帯電装置（接触帯電装置）が主流になりつつ
ある。

【０００７】これは、導電性帯電部材（接触帯電部材）
を被帯電体としての感光体に接触させて配設し、該帯電
部材に所定の帯電バイアスを印加することで感光体面を
所定の極性・電位に接触方式で一様帯電させるものであ
る。接触帯電部材は、ローラ型、ブレード型、ファーブ
ラシ型、磁気ブラシ型等がある。

【０００８】一方、画像形成装置について、装置の小型
化のために、感光体から記録材へのトナー像転写後の転
写残トナーを除去する感光体クリーニングを、帯電装置
または／及び現像装置に兼用させて行なわせて（帯電同
時クリーニングまたは／および現像同時クリーニン
グ）、専用のクリーニング装置の配設を省略した方式の
もの（クリーナレスの画像形成装置）がいくつか提案さ
れている。

【０００９】例えば、感光体の帯電を接触帯電装置であ
る磁気ブラシ帯電装置で行なわせ、記録材に対するトナ
ー像転写後の感光体面の転写残トナーを除去するための
独立した専用のクリーニング装置は具備させず、記録材
に対するトナー像転写後の感光体面の転写残トナーは磁
気ブラシ帯電装置で少なくとも一時的に回収させるもの
である。

【００１０】磁気ブラシ帯電装置は、接触帯電部材とし
ての、導電磁性粒子の磁気ブラシ部を有する磁気ブラシ
帯電部材をその磁気ブラシ部を被帯電体としての感光体
に接触させて配設し、該磁気ブラシ帯電部材に所定の帯
電バイアスを印加して感光体面を所定の極性・電位に一
様帯電させるものである。

【００１１】クリーナレスの画像形成装置の場合は、記
録材に対するトナー像転写後の感光体面の転写残トナー
は、感光体の引き続く移動で磁気ブラシ帯電部材の磁気
ブラシ部と感光体との接触部である帯電領域（帯電ニッ
プ部）に持ち運ばれて、磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラ
シ部に混入して少なくとも一時的に感光体面から回収さ
れる（帯電同時クリーニング）。

【００１２】転写残トナーを磁気ブラシ帯電部材の磁気
ブラシ部に少なくとも一時的に回収させることで、転写
部で帯電極性が反転したトナーも正規の帯電極性に整え
られ、また転写残トナーパターンが掻き消されて、該転
写残トナーパターンのゴースト像の発生等も防止され
る。

【００１３】また、磁気ブラシ部で回収されずに帯電領
域を通過した感光体上のトナーや、磁気ブラシ部から感
光体上に排出（吐き出し）されたトナーは、感光体の引
き続く移動で現像装置に持ち運ばれて該現像装置に回収
される（現像同時クリーニング；上記トナーを次工程以
後の現像時に現像装置に印加する直流電圧と感光体の表
面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖbackにより
回収）。

【００１４】上記のようなクリーナレスの画像形成装置
は、記録材に対するトナー像転写後の感光体面の転写残
トナーを除去する独立した専用のクリーニング装置を具
備していないのでスペース的利点が大きく装置の大幅な
小型化が可能であり、また帯電装置は接触帯電のため放
電によるオゾン生成物が少なく、転写残トナーは最終的
には現像工程装置に回収されて次工程以後に用いられる
ため廃トナーをなくすことができエコロジーの観点等か
らも好ましい。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、磁気ブ
ラシ帯電装置においては本来的には、接触帯電部材であ
る磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部に異物が混入する
ことは磁気ブラシ帯電部材の抵抗値を変動させ、装置の
帯電性能を低下させることになる。

【００１６】従って、上述のような、転写残トナーを磁
気ブラシ帯電装置で少なくとも一時的に回収するクリー
ナレスの画像形成装置にあっては、異物としての高抵抗
の転写残トナーが磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部内
に混入することによって磁気ブラシ帯電装置の帯電性能
を低下させてしまう結果となる。

【００１７】磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部内への
トナー混入による磁気ブラシ帯電装置の帯電性能の低下
現象は、専用のクリーニング装置を具備させた画像形成
装置の場合であっても、長期に渡って画像形成した場合
に、クリーニング装置をすり抜けた捕集洩れトナーが感
光体の移動で磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部に持ち
運ばれて磁気ブラシ部に混入・蓄積していくことで発生
する。

【００１８】そこで、磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ
部に混入・蓄積した異物としてのトナーを、非画像形成
時に磁気ブラシ帯電部材に対する印加バイアス設定ある
いは磁気ブラシ帯電部材の動作状態を変えて磁気ブラシ
部に混入・蓄積したトナーを吐き出させて（磁気ブラシ
クリーニングモード）、磁気ブラシ部における異物とし
てのトナーの混入・蓄積量を許容レベル以下に抑えて帯
電性能の許容外低下を防止する方法が提案されている。

【００１９】これらは、磁気ブラシ部に印加されるバイ
アスと感光体の帯電電位を異なる電位とし、この電位差
を用いて磁気ブラシ部中のトナーを感光体上に移動させ
るというものである。即ち、磁気ブラシ帯電部材の磁気
ブラシ部を構成させる導電磁性粒子（以下、キャリアと
記す）は、帯電性確保のためと、被帯電体としての感光
体上にピンホールが開いていた場合のリーク防止の観点
から、抵抗値が１×１０⁵ 〜１×１０⁸ Ωｃｍの範囲の
ものが一般に用いられ、これに対して、トナーの抵抗値
は１×１０¹⁵Ωｃｍ以上の高抵抗であるので、キャリア
に対してトナーの方が電荷を保持し易く、電位差が生じ
た場合にはキャリアではなくトナーが選択的に感光体表
面に移動する。感光体上に移動した吐き出しトナーは現
像装置で回収される。

【００２０】しかし、従来のように特定の間隔で磁気ブ
ラシ帯電部材のトナー吐き出しクリーニングを実行させ
ると、磁気ブラシ部中のトナー量がもともと少ない状態
時の場合には、トナーだけでなく磁気ブラシ部を構成し
ているキャリアも注入電荷で感光体に付着する、いわゆ
るキャリア付着が発生した。

【００２１】過度のキャリア付着は、磁気ブラシ部のキ
ャリア量を減少させて装置の帯電性能を低下させること
になるし、また現像装置に混入して現像障害を生じさせ
る原因になる。

【００２２】そこで本発明は、磁気ブラシ帯電装置、及
び該帯電装置を用いた画像形成装置について、磁気ブラ
シ帯電部材の磁気ブラシ中に混入の異物（トナー）吐き
出しクリーニングによる帯電性能の維持と、キャリア付
着の減少との両立を達成することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする帯電装置及び画像形成装置である。

【００２４】（１）導電磁性粒子の磁気ブラシ部を有す
る磁気ブラシ帯電部材をその磁気ブラシ部を被帯電体に
接触させて配設し、該磁気ブラシ帯電部材に帯電バイア
スを印加して被帯電体を帯電する帯電装置において、磁
気ブラシ部に混入した異物量を検知する手段と、磁気ブ
ラシ部から混入異物を排出する手段を備え、前記検知手
段が検知する異物量に応じて前記排出手段の設定を変更
することを特徴とする帯電装置。

【００２５】（２）前記（１）に記載の帯電装置におい
て、磁気ブラシ部から混入異物を排出する手段が、磁気
ブラシ帯電部材に印加される帯電バイアスのＤＣバイア
スと被帯電体の帯電電位との間の電位差を利用して磁気
ブラシ部から混入異物を排出するものであることを特徴
とする帯電装置。

【００２６】（３）前記（１）または（２）に記載の帯
電装置において、磁気ブラシ部から混入異物を排出する
手段の設定の変更が、磁気ブラシ部から混入異物の排出
を行なう／行なわないの２つの設定変更であることを特
徴とする帯電装置。

【００２７】（４）前記（１）または（２）に記載の帯
電装置において、磁気ブラシ部から混入異物を排出する
手段の設定の変更が、該排出手段の動作時間の変更であ
ることを特徴とする帯電装置。

【００２８】（５）前記（４）に記載の帯電装置におい
て、排出手段の動作時間の最低値が０であることを特徴
とする帯電装置。

【００２９】（６）前記（１）または（２）に記載の帯
電装置において、磁気ブラシ部から混入異物を排出する
手段の設定の変更が、磁気ブラシ帯電部材に印加される
帯電バイアスのＤＣバイアスと被帯電体の帯電電位との
間の電位差の変更であることを特徴とする帯電装置。

【００３０】（７）前記（６）に記載の帯電装置におい
て、電位差の変更が、磁気ブラシ帯電部材に印加される
帯電バイアスのＡＣバイアス成分を変更することによる
ことを特徴とする帯電装置。

【００３１】（８）前記（６）に記載の帯電装置におい
て、電位差の変更が、磁気ブラシ帯電部材に印加される
帯電バイアスのＤＣバイアス成分を変更することによる
ことを特徴とする帯電装置。

【００３２】（９）前記（１）ないし（８）の何れか１
つに記載の帯電装置において、磁気ブラシ部に混入した
異物量を検知する手段が、光センサを使用し磁気ブラシ
部の反射光量を測って磁気ブラシ部に混入した異物量を
検知するものであることを特徴とする帯電装置。

【００３３】（１０）前記（１）ないし（８）の何れか
１つに記載の帯電装置において、磁気ブラシ部に混入し
た異物量を検知する手段が、帯電電流から磁気ブラシ帯
電部材の抵抗変化を測定して磁気ブラシ部に混入した異
物量を検知するものであることを特徴とする帯電装置。

【００３４】（１１）像担持体に、該像担持体を帯電す
る工程を含む作像プロセスを適用してトナー画像を形成
させ、像担持体は繰り返して作像に供する画像形成装置
において、像担持体を帯電する工程手段が、導電磁性粒
子の磁気ブラシ部を有する磁気ブラシ帯電部材をその磁
気ブラシ部を像担持体に接触させて配設し、該磁気ブラ
シ帯電部材に帯電バイアスを印加して像担持体を帯電す
る帯電装置であり、磁気ブラシ部に混入したトナー量を
検知する手段と、磁気ブラシ部から混入トナーを排出す
る手段を備え、前記検知手段が検知するトナー量に応じ
て前記排出手段の設定を変更することを特徴とする画像
形成装置。

【００３５】（１２）前記（１１）に記載の画像形成装
置において、像担持体が光導電性であり、作像プロセス
機器が、該像担持体を帯電する前記帯電装置と、像担持
体に露光により静電潜像を形成する露光装置と、該静電
潜像を帯電したトナーにより可視化する現像装置と、該
像担持体のトナー画像を記録材に転写する転写帯電装置
であることを特徴とする画像形成装置。

【００３６】（１３）前記（１１）または（１２）に記
載の画像形成装置において、転写後の像担持体面をクリ
ーニングする専用のクリーニング装置を有する、あるい
は有していない（クリーナレス）ことを特徴とする画像
形成装置。

【００３７】（１４）前記（１１）ないし（１３）の何
れか１つに記載の画像形成装置において、磁気ブラシ部
から混入トナーを排出する手段が、磁気ブラシ帯電部材
に印加される帯電バイアスのＤＣバイアスと像担持体の
帯電電位との間の電位差を利用して磁気ブラシ部から混
入トナーを排出するものであることを特徴とする画像形
成装置。

【００３８】（１５）前記（１１）ないし（１４）の何
れか１つに記載の画像形成装置において、磁気ブラシ部
から混入トナーを排出する手段の設定の変更が、磁気ブ
ラシ部から混入トナーの排出を行なう／行なわないの２
つの設定変更であることを特徴とする画像形成装置。

【００３９】（１６）前記（１１）ないし（１４）の何
れか１つに記載の画像形成装置装置において、磁気ブラ
シ部から混入トナーを排出する手段の設定の変更が、該
排出手段の動作時間の変更であることを特徴とする画像
形成装置。

【００４０】（１７）前記（１６）に記載の画像形成装
置において、排出手段の動作時間の最低値が０であるこ
とを特徴とする画像形成装置。

【００４１】（１８）前記（１１）ないし（１４）の何
れか１つに記載の画像形成装置において、磁気ブラシ部
から混入トナーを排出する手段の設定の変更が、磁気ブ
ラシ帯電部材に印加される帯電バイアスのＤＣバイアス
と像担持体の帯電電位との間の電位差の変更であること
を特徴とする画像形成装置。

【００４２】（１９）前記（１８）に記載の画像形成装
置において、電位差の変更が、帯電部材に印加される帯
電バイアスのＡＣバイアス成分を変更することによるこ
とを特徴とする画像形成装置。

【００４３】（２０）前記（１８）に記載の画像形成装
置において、電位差の変更が、磁気ブラシ帯電部材に印
加される帯電バイアスのＤＣバイアス成分を変更するこ
とによることを特徴とする画像形成装置。

【００４４】（２１）前記（１１）ないし（２０）の何
れか１つに記載の画像形成装置において、磁気ブラシ部
に混入したトナー量を検知する手段が、光センサを使用
し磁気ブラシ部の反射光量を測って磁気ブラシ部に混入
したトナー量を検知するものであることを特徴とする画
像形成装置。

【００４５】（２２）前記（１１）ないし（２０）の何
れか１つに記載の画像形成装置において、磁気ブラシ部
に混入したトナー量を検知する手段が、帯電電流から磁
気ブラシ帯電部材の抵抗変化を測定して磁気ブラシ部に
混入したトナー量を検知するものであることを特徴とす
る画像形成装置。

【００４６】（２３）前記（１１）ないし（２２）の何
れか１つに記載の画像形成装置において、磁気ブラシ帯
電部材が像担持体上の転写残トナーを少なくとも一時的
に回収することを特徴とする画像形成装置。

【００４７】〈作用〉即ち、磁気ブラシ帯電部材の磁
気ブラシ部に混入の異物量（トナー量）を検知する手段
を具備させ、この検知手段が検知する異物量に応じて磁
気ブラシ部から混入異物を排出する手段の設定（磁気ブ
ラシクリーニングモード）を変更する構成にすること
で、磁気ブラシ部中の異物量が予め設定の基準より多い
状態時の場合には積極的に異物を吐き出すようなクリー
ニングモードで磁気ブラシ部中の異物を吐き出させるこ
とで磁気ブラシ部における異物の混入量を許容レベル以
下に抑えて帯電性能の許容外低下を防止することがで
き、また、磁気ブラシ部中の異物量が予め設定の基準よ
り少ない場合には異物の吐き出しが少ないクリーニング
モードを行なうか、あるいはクリーニングモードを停止
することで、磁気ブラシ部中の異物量がもともと少ない
状態時の場合にも通常のクリーニングモードを実行した
場合に顕著に生じるキャリア付着を減少させることがで
きる。

【００４８】従って、磁気ブラシ帯電装置、及び該帯電
装置を用いた、クリーナレスあるいはクリーニング装置
を有する画像形成装置について、磁気ブラシ帯電部材の
磁気ブラシ中に混入の異物（トナー）吐き出しクリーニ
ングによる帯電性能の維持と、キャリア付着の減少との
両立を達成することができる。

【００４９】

【発明の実施の形態】

〈第１の実施形態例〉（図１〜図４）（１）画像形成装置例図１は本発明に従う画像形成装置例の概略構成図であ
る。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、クリーナレスのレーザービー
ムプリンタである。

【００５０】１は像担持体としての回転ドラム型の電子
写真感光体である。この感光体１は矢示の時計方向に所
定のプロセススピード（周速度）をもって回転駆動され
る。

【００５１】２は磁気ブラシ帯電装置の磁気ブラシ帯電
部材であり、感光体１に接触させて配設してある。本例
のものはスリーブ回転タイプである。この磁気ブラシ帯
電装置ないし磁気ブラシ帯電部材２については（２）項
で詳述する。

【００５２】この磁気ブラシ帯電部材２に帯電バイアス
印加電源Ｓ１からＤＣバイアスＶｄｃにＡＣバイアスＶ
ａｃが重畳された所定の帯電バイアス（振動電圧；時間
とともに電圧値が周期的に変化する電圧）が印加されて
回転感光体１の外周面が所定の極性・電位に一様に接触
帯電方式で帯電される。

【００５３】この回転感光体１の帯電処理面に対して露
光装置としてのレーザースキャナ７によりレーザービー
ム走査露光Ｌがなされて回転感光体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。レーザースキ
ャナ７は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（レーザー
光）を出力する。７ａはこのレーザースキャナ７からの
出力レーザービームを回転感光体１の画像露光部に偏向
するミラーである。

【００５４】そしてこの回転感光体１面の静電潜像が、
絶縁トナーを用いた現像装置３でトナー画像として反転
現像または正規現像される。Ｓ２は現像装置３に所定の
現像バイアスを印加する現像バイアス印加電源である。

【００５５】一方、不図示の給紙部から記録材としての
転写材Ｐが給紙され、回転感光体１と、これに所定の押
圧力で当接させた接触転写装置としての中抵抗の転写ロ
ーラ４との圧接ニップ部（転写部）Ｔに所定のタイミン
グにて導入される。転写ローラ４には転写バイアス印加
電源Ｓ３からトナーと逆極性の転写バイアス電圧が印加
される。

【００５６】転写部Ｔに導入された転写材Ｐはこの転写
部Ｔを挟持搬送されて、その表面側に回転感光体１の表
面に形成担持されているトナー画像が順次に静電気力と
押し圧力にて転写されていく。

【００５７】トナー画像の転写を受けた転写材Ｐは感光
体１の面から分離されて熱定着方式等の定着装置５へ導
入されてトナー画像の定着を受け、画像形成物（プリン
ト）として装置外へ排出される。

【００５８】転写材Ｐに対するトナー画像転写後の感光
体面の転写残トナーを除去する専用のクリーニング装置
は具備させておらず、転写材Ｐに対するトナー画像転写
後の感光体面は転写残トナーを付着したまま磁気ブラシ
帯電部材２との接触部ｎに到達し、ここで磁気ブラシ帯
電部材２の摺擦力と帯電バイアスにより転写残トナーが
磁気ブラシ部中に少なくとも一時的に取り込まれて回収
され感光体１面が清掃され（帯電同時クリーニング）、
繰り返して作像に供される。

【００５９】磁気ブラシ帯電部材２の磁気ブラシ部中に
取り込まれた転写残トナーは磁気ブラシ部を構成してい
るキャリアとの摩擦で帯電し、後述する磁気ブラシ部ク
リーニングモード時に感光体面に吐き出され、現像装置
３によって現像部に回収されて（現像同時クリーニン
グ）、現像に再利用される。

【００６０】（２）磁気ブラシ帯電装置図２は磁気ブラシ帯電装置の概略の構成模型図であり、
磁気ブラシ帯電部材２、この帯電部材２に対する帯電バ
イアス印加電源Ｓ１、磁気ブラシ層の近傍に設置した、
磁気ブラシ層中のトナー量を検知する検知装置２５等か
らなる。

【００６１】磁気ブラシ帯電部材２は本例のものはスリ
ーブ回転タイプであり、固定支持させた磁界発生手段と
してのマグネットロール２２、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アルミニウム製等
の非磁性の電極スリーブ２１、この電極スリーブの外周
面に該スリーブ内部のマグネットロール２２の磁力によ
り磁気吸着保持させた導電磁性粒子（キャリア）２３の
磁気ブラシ層（磁気ブラシ部）２４等からなる。

【００６２】磁気ブラシ層２４を構成させるキャリア２
３としては、フェライト、マグネタイトなど磁性金属粒
子や、またこれらの磁性粒子を樹脂で決着したものも使
用可能である。平均粒径が１０〜１００μｍ、１０００
ガウスでの飽和磁化が２０〜３００ｅｍｕ／ｃｍ³ 、抵
抗が１０⁵ 〜１０⁸ Ω・ｃｍのものが好ましい。本例で
は、平均粒径３０μｍ、体積抵抗値６×１０⁷ Ωｃｍ、
１０００ガウスでの飽和磁化が２８０ｅｍｕ／ｃｍ³ 、
比重５．２ｇ／ｃｍ³ のフェライト粒子を用いた。

【００６３】キャリアの平均粒径は、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。

【００６４】キャリアの抵抗測定は、底面積２２８ｍｍ
² の筒状の容器にキャリアを２ｇ充填して加圧し、上下
から１００Ｖの電圧を印加してこの系に流れる電流から
算出し正規化したもので定義した。

【００６５】キャリア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の円柱状の容器にキャリアを荷重約２
ｇ重程度で充填し、容器内でキャリアが動かないように
してそのＢ−Ｈカーブから飽和磁化を測定する。

【００６６】而して、上記の磁気ブラシ帯電部材２を、
感光体１と略並行にして、電極スリーブ２１の表面と感
光体１の表面との離間距離が０．５ｍｍになるように長
手方向の端部をスペーサ部材（不図示）を介して感光体
の端部表面に当接して配設することで、磁気ブラシ層２
４を感光体１面に所定幅の帯電部ｎを形成させて接触さ
せてある。

【００６７】電極スリーブ２１は帯電部ｎにおいて感光
体１の回転方向とは逆方向である矢示の時計方向に、例
えば感光体１の回転周速度とほぼ同じ周速度で回転駆動
され、これに伴い磁気ブラシ層２４も同方向に回転して
感光体１面を摺擦する。

【００６８】そして帯電時に該磁気ブラシ帯電部材２の
電極スリーブ２１に対して帯電バイアス印加電源Ｓ１か
ら前記の所定の帯電バイアスＶｄｃ＋Ｖａｃ（振動電
圧）が印加される。

【００６９】（３）磁気ブラシ部のトナー吐き出しクリ
ーニング前述したように、本例のクリーナレスの画像形成装置に
おいては、磁気ブラシ帯電装置の磁気ブラシ帯電部材２
の磁気ブラシ部２４に転写残トナーを少なくとも一時的
に回収させるために、該磁気ブラシ部２４に異物として
のトナーが混入・蓄積し、該トナーを混入・蓄積させた
ままでは磁気ブラシ帯電装置の帯電性能が低下してしま
うので、この混入・蓄積トナーを磁気ブラシ部２４から
吐き出させるクリーニングモードを実行させて磁気ブラ
シ部２４におけるトナーの混入・蓄積量を許容レベル以
下に抑えて帯電性能の許容外低下を防止する。従来では
磁気ブラシ部２４に混入しているトナー量に関係なく上
記のクリーニングモードを行っていたために、印字比率
の少ない画像を取り続けると磁気ブラシ部２４中の混入
トナー量が少ないにも関わらずクリーニングモードが行
われるために、キャリア２３にも電位差がかかり、感光
体１に対するキャリア付着が発生していた。

【００７０】そこで本例の場合は、磁気ブラシ部２４に
混入したトナー量を検知する装置２５を設け、該検知装
置２５による検知トナー量に応じて、磁気ブラシ部２４
のトナー吐き出しクリーニングモードの動作を実行と停
止に切り替えることでクリーニングモードの設定の変更
をしたものである。

【００７１】トナー量検知装置２５は、磁気ブラシ部２
４中のトナー量を検知可能な手段であれば何でも使用可
能で、例えば、２成分現像装置に使用されている光セン
サを使用し反射光量を測って検知する方法や、帯電電流
から磁気ブラシ部の抵抗変化を測定して検知する方法な
どがある。トナー量検知手段・方法は本発明の主旨を制
限するものではない。

【００７２】トナー量検知装置２５の検知情報は制御回
路（ＣＰＵ）２６に入力する。制御回路２６はその入力
検知情報に応じて帯電バイアス印加電源Ｓ１を制御して
クリーニングモードの動作を実行と停止に切り替える。

【００７３】本例において、磁気ブラシ部２４のトナー
吐き出しクリーニングモードは基本的には図３のタイミ
ングチャートに示されるように、斜線部分の画像形成を
行う前と後および通紙中の紙間の非画像形成時に行って
いる。

【００７４】磁気ブラシ部２４からのトナーの吐き出し
は、本例では、磁気ブラシ帯電部材２に印加されている
帯電バイアスのＡＣバイアス成分をＯＦＦにして、その
時の感光体１の帯電電位と印加されているＤＣバイアス
成分との電位差で行わせている。本例ではＤＣバイアス
成分に−７００Ｖ印加していて、ＤＣバイアスのみ印加
した場合の感光体１上の帯電電位は−４００Ｖであっ
た。

【００７５】そして、上記個々のクリーニングモード時
において、図４のフローチャートに示すように、その時
にトナー量検知装置２４で検知される磁気ブラシ部２４
中のトナー量が所定の規定値以上であるときは制御回路
２６は電源Ｓ１を制御して上記のクリーニングモードを
実行（ＯＮ）させて磁気ブラシ部２４からトナーを積極
的に吐き出させる。一方、その時にトナー量検知装置２
４で検知される磁気ブラシ部２４中のトナー量が所定の
規定値以上ではないときは制御回路２６は電源Ｓ１を制
御して上記のクリーニングモードを停止（ＯＦＦ）して
その回のクリーニングモードの実行を間引く設定にして
ある。

【００７６】このような設定にすることによって、磁気
ブラシ帯電部材２の磁気ブラシ部２４中のトナー量が多
いときにはクリーニングモードを行い帯電性能の許容外
低下を防ぎ、トナー量が少ないときにはクリーニングモ
ードを停止してキャリア付着を防止することができる。

【００７７】本例では、磁気ブラシ部２４中のトナー量
が０．０３ｗｔ％以上になった時にクリーニングモード
を行うように設定することで、磁気ブラシ部２４中のト
ナー量が変動しても安定した帯電性能とキャリア付着防
止を両立することができた。

【００７８】〈第２の実施形態例〉（図５）本例の場合は、磁気ブラシ部２４に混入したトナー量を
検知する装置２５を設け、該検知装置２５による検知ト
ナー量に応じて、磁気ブラシ部２４のクリーニングモー
ドの動作時間を切り替えることでクリーニングモードの
設定の変更をしたものである。

【００７９】即ち、図５のタイミングチャートに示すよ
うに、非画像形成時のクリーニングンモードの動作時間
ｔを、検知装置２５で検知される磁気ブラシ部２４中の
トナー量に応じて変更し、磁気ブラシ部２４中のトナー
量が所定の規定値以上であるときには、動作時間ｔを長
くしたモードＡのようなクリーニングモードを使用する
設定にして、磁気ブラシ部２４中のトナーを積極的に吐
き出させて帯電性能の許容外低下防ぐ。一方、磁気ブラ
シ部２４中のトナー量が所定の規定値以上でないときに
は、動作時間ｔを短くしたモードＢのようなクリーニン
グモードを使用する設定にして、磁気ブラシ部２４を構
成しているキャリア２３に付着電界がかからないように
してキャリア付着を防止する。

【００８０】本例では、クリーニングモードＢは動作時
間ｔを短くした一例を示しているが、磁気ブラシ部２４
中のトナー量に応じて連続的に変化させても良い。ま
た、磁気ブラシ部２４中のトナー量がほとんどないよう
な場合には、動作時間ｔ＝０として、クリーニングモー
ドを停止しても良い。

【００８１】このように、磁気ブラシ部２４中のトナー
量に応じてクリーニングモードの動作時間を制御するこ
とで、キャリア付着を防止しながら安定した帯電性能を
得ることができる。

【００８２】実際に本例では、検知したトナー量が０．
０１ｗｔ％以下の時に動作時間ｔ＝０、トナー量が０．
０５ｗｔ％以上の時に動作時間を最大とし、その間は検
知したトナー量に応じて操作時間をリニアに変化させ
た。これにより、キャリア付着を防止しながら耐久を通
して安定した帯電性能を得ることができた。

【００８３】〈第３の実施形態例〉（図６・図７）本例の場合は、磁気ブラシ部２４に混入したトナー量を
検知する装置２５を設け、該検知装置２５による検知ト
ナー量に応じて、磁気ブラシ部のクリーニングモードの
クリーニング強度を切り替える、即ち、クリーニングモ
ード時に磁気ブラシ部からトナーを吐き出させる電位差
を変更することでクリーニングモードの設定の変更をし
たものである。

【００８４】磁気ブラシ部２４からトナーを吐き出させ
る電位差を変更する方法はいくつかあるが、例えば、図
６に示すように、帯電バイアスのＡＣバイアス成分のピ
ーク間電圧（Ｖｐｐ）を徐々に減らすとか、図７に示す
ように、ＡＣバイアス成分をＯＦＦにしてＤＣバイアス
成分を増減する方法がある。クリーニング強度の変更方
法は本発明の主旨を制限するものではない。

【００８５】本例におけるクリーニングモードの動作時
間は、前述第１の実施形態例における図３のタイミング
チャートに示されるものと同様のものを用いているが、
第２の実施形態例のように磁気ブラシ部２４中のトナー
量に応じて動作時間を変更しても良い。

【００８６】このように、磁気ブラシ部２４中のトナー
量に応じてクリーニング強度を変更することで、磁気ブ
ラシ部中のトナー量が規定値以上のときはクリーニング
強度の強いクリーニングモードを行うことで帯電性能を
向上し、磁気ブラシ部２４中のトナー量が規定値以上で
はないときはクリーニング強度の弱いクリーニングモー
ドを行いキャリア付着を減少させることができる。

【００８７】実際に本例では、検知したトナー量が０．
０１ｗｔ％以下の時に感光体１との電位差が５０Ｖにな
るようにし、トナー量が０．０５ｗｔ％の時に電位差が
３００Ｖになるように変化させた。これにより帯電性能
の向上とキャリア付着の防止を両立することができた。

【００８８】〈その他の実施形態例〉１）ＡＣバイアスの波形は正弦波、矩形波、三角波等適
宜である。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よい。このように
ＡＣバイアス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。

【００８９】２）磁気ブラシ帯電装置は実施形態例のス
リーブ回転タイプのものに限られず、マグネットロール
２２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部として導電性処理して該マグネッ
トロールの表面に直接に磁性粒子を磁気拘束させて磁気
ブラシ層を形成保持させ、マグネットロールを回転させ
る構成のもの（マグネットロール回転タイプ）等にする
こともできる。非回転タイプの磁気ブラシ帯電装置とす
ることもできる。

【００９０】３）像担持体は電荷注入による帯電が支配
的なものでも、放電による帯電が支配的なものでもよ
い。

【００９１】４）像担持体の帯電面に対する情報書き込
み手段としての画像露光装置は、実施形態例で示したよ
うなデジタル的な潜像を形成するレーザー走査露光手段
に限られるものではなく、アナログ的な画像露光やＬＥ
Ｄなどの他の発光素子でも構わないし、蛍光灯等の発光
素子と液晶シャッタ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。

【００９２】また像担持体は静電記録誘電体などであっ
てもよい。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。

【００９３】５）静電潜像のトナー現像方式・手段は任
意であり、反転現像方式でも正規現像方式でもよい。

【００９４】６）転写方法としては、実施形態例のロー
ラ転写だけでなく、ブレード転写やその他の接触転写帯
電方式、コロナ放電器等を用いた非接触転写方式であっ
てもよい。また転写ドラムや転写ベルトや中間転写体等
を用いて、単色画像形成ばかりでなく多重転写等により
多色、フルカラー画像を形成する画像形成装置にも適応
可能である。

【００９５】７）また、像担持体としての電子写真感光
体や静電記録誘電体を回動ベルト型や走行ウエブ型等に
して、これに帯電・潜像形成・現像の工程手段により所
要の画像情報に対応したトナー画像を形成させ、そのト
ナー画像部を閲読表示部に位置させて画像表示させ、像
担持体は繰り返して表示画像の形成に使用する画像表示
装置もある。本発明の画像形成装置にはこのような画像
表示装置も含む。

【００９６】８）本発明の磁気ブラシ帯電装置は実施形
態例の画像形成装置の像担持体帯電用に限られず、その
他種々の被帯電体を磁気ブラシ接触帯電処理する装置構
成として有効であることは勿論である。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、磁
気ブラシ帯電装置、及び該帯電装置を用いた画像形成装
置について、磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ中に混入
の異物（トナー）吐き出しクリーニングによる帯電性能
の維持と、キャリア付着の減少との両立を達成すること
ができ、所期の目的がよく達せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態例における画像形成装置の概略
構成図

【図２】磁気ブラシ帯電装置（スリーブ回転タイプ）の
構成模型図

【図３】クリーニングモードのタイミングチャート

【図４】クリーニングモードの設定を決定するためのフ
ローチャート

【図５】第２の実施形態例におけるクリーニングモード
のタイミングチャート

【図６】帯電ＡＣバイアスと感光体帯電電位の相関図

【図７】帯電ＤＣバイアスと感光体帯電電位の相関図

【符号の説明】

１感光体（像担持体、被帯電体）２磁気ブラシ帯電部材２１電極スリーブ２２マグネット２３導電磁性粒子（キャリア）２４磁気ブラシ部（磁気ブラシ層）２５トナー量検知装置２６制御回路Ｓ１帯電バイアス印加電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電磁性粒子の磁気ブラシ部を有する磁
気ブラシ帯電部材をその磁気ブラシ部を被帯電体に接触
させて配設し、該磁気ブラシ帯電部材に帯電バイアスを
印加して被帯電体を帯電する帯電装置において、磁気ブラシ部に混入した異物量を検知する手段と、磁気
ブラシ部から混入異物を排出する手段を備え、前記検知
手段が検知する異物量に応じて前記排出手段の設定を変
更することを特徴とする帯電装置。
【請求項２】請求項１に記載の帯電装置において、磁
気ブラシ部から混入異物を排出する手段が、磁気ブラシ
帯電部材に印加される帯電バイアスのＤＣバイアスと被
帯電体の帯電電位との間の電位差を利用して磁気ブラシ
部から混入異物を排出するものであることを特徴とする
帯電装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の帯電装置にお
いて、磁気ブラシ部から混入異物を排出する手段の設定
の変更が、磁気ブラシ部から混入異物の排出を行なう／
行なわないの２つの設定変更であることを特徴とする帯
電装置。
【請求項４】請求項１または２に記載の帯電装置にお
いて、磁気ブラシ部から混入異物を排出する手段の設定
の変更が、該排出手段の動作時間の変更であることを特
徴とする帯電装置。
【請求項５】請求項４に記載の帯電装置において、排
出手段の動作時間の最低値が０であることを特徴とする
帯電装置。
【請求項６】請求項１または２に記載の帯電装置にお
いて、磁気ブラシ部から混入異物を排出する手段の設定
の変更が、磁気ブラシ帯電部材に印加される帯電バイア
スのＤＣバイアスと被帯電体の帯電電位との間の電位差
の変更であることを特徴とする帯電装置。
【請求項７】請求項６に記載の帯電装置において、電
位差の変更が、磁気ブラシ帯電部材に印加される帯電バ
イアスのＡＣバイアス成分を変更することによることを
特徴とする帯電装置。
【請求項８】請求項６に記載の帯電装置において、電
位差の変更が、磁気ブラシ帯電部材に印加される帯電バ
イアスのＤＣバイアス成分を変更することによることを
特徴とする帯電装置。
【請求項９】請求項１ないし８の何れか１つに記載の
帯電装置において、磁気ブラシ部に混入した異物量を検
知する手段が、光センサを使用し磁気ブラシ部の反射光
量を測って磁気ブラシ部に混入した異物量を検知するも
のであることを特徴とする帯電装置。
【請求項１０】請求項１ないし８の何れか１つに記載
の帯電装置において、磁気ブラシ部に混入した異物量を
検知する手段が、帯電電流から磁気ブラシ帯電部材の抵
抗変化を測定して磁気ブラシ部に混入した異物量を検知
するものであることを特徴とする帯電装置。
【請求項１１】像担持体に、該像担持体を帯電する工
程を含む作像プロセスを適用してトナー画像を形成さ
せ、像担持体は繰り返して作像に供する画像形成装置に
おいて、像担持体を帯電する工程手段が、導電磁性粒子の磁気ブ
ラシ部を有する磁気ブラシ帯電部材をその磁気ブラシ部
を像担持体に接触させて配設し、該磁気ブラシ帯電部材
に帯電バイアスを印加して像担持体を帯電する帯電装置
であり、磁気ブラシ部に混入したトナー量を検知する手段と、磁
気ブラシ部から混入トナーを排出する手段を備え、前記
検知手段が検知するトナー量に応じて前記排出手段の設
定を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】請求項１１に記載の画像形成装置にお
いて、像担持体が光導電性であり、作像プロセス機器
が、該像担持体を帯電する前記帯電装置と、像担持体に
露光により静電潜像を形成する露光装置と、該静電潜像
を帯電したトナーにより可視化する現像装置と、該像担
持体のトナー画像を記録材に転写する転写帯電装置であ
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】請求項１１または１２に記載の画像形
成装置において、転写後の像担持体面をクリーニングす
る専用のクリーニング装置を有する、あるいは有してい
ない（クリーナレス）ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】請求項１１ないし１３の何れか１つに
記載の画像形成装置において、磁気ブラシ部から混入ト
ナーを排出する手段が、磁気ブラシ帯電部材に印加され
る帯電バイアスのＤＣバイアスと像担持体の帯電電位と
の間の電位差を利用して磁気ブラシ部から混入トナーを
排出するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】請求項１１ないし１４の何れか１つに
記載の画像形成装置において、磁気ブラシ部から混入ト
ナーを排出する手段の設定の変更が、磁気ブラシ部から
混入トナーの排出を行なう／行なわないの２つの設定変
更であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】請求項１１ないし１４の何れか１つに
記載の画像形成装置装置において、磁気ブラシ部から混
入トナーを排出する手段の設定の変更が、該排出手段の
動作時間の変更であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】請求項１６に記載の画像形成装置にお
いて、排出手段の動作時間の最低値が０であることを特
徴とする画像形成装置。
【請求項１８】請求項１１ないし１４の何れか１つに
記載の画像形成装置において、磁気ブラシ部から混入ト
ナーを排出する手段の設定の変更が、磁気ブラシ帯電部
材に印加される帯電バイアスのＤＣバイアスと像担持体
の帯電電位との間の電位差の変更であることを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項１９】請求項１８に記載の画像形成装置にお
いて、電位差の変更が、帯電部材に印加される帯電バイ
アスのＡＣバイアス成分を変更することによることを特
徴とする画像形成装置。
【請求項２０】請求項１８に記載の画像形成装置にお
いて、電位差の変更が、磁気ブラシ帯電部材に印加され
る帯電バイアスのＤＣバイアス成分を変更することによ
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２１】請求項１１ないし２０の何れか１つに
記載の画像形成装置において、磁気ブラシ部に混入した
トナー量を検知する手段が、光センサを使用し磁気ブラ
シ部の反射光量を測って磁気ブラシ部に混入したトナー
量を検知するものであることを特徴とする画像形成装
置。
【請求項２２】請求項１１ないし２０の何れか１つに
記載の画像形成装置において、磁気ブラシ部に混入した
トナー量を検知する手段が、帯電電流から磁気ブラシ帯
電部材の抵抗変化を測定して磁気ブラシ部に混入したト
ナー量を検知するものであることを特徴とする画像形成
装置。
【請求項２３】請求項１１ないし２２の何れか１つに
記載の画像形成装置において、磁気ブラシ帯電部材が像
担持体上の転写残トナーを少なくとも一時的に回収する
ことを特徴とする画像形成装置。