JPH10207188A

JPH10207188A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH10207188A
Application number: JP9006981A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Furuya; 正古屋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-01-17
Filing date: 1997-01-17
Publication date: 1998-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】転写後の像担時体上での転写残トナーを磁気
ブラシ帯電装置で一時的に回収する画像形成装置におい
て、磁気ブラシ帯電装置に回収した転写残トナーを像担
時体上に吐き出すクリーニングモード時に、磁気ブラシ
帯電装置から転写残トナーを十分に吐き出すようにす
る。【解決手段】制御装置８により、磁気ブラシ２の磁気
ブラシ層２３を構成する導電性磁性粒子中に回収した転
写残トナーを吐き出すためのクリーニングモードを非画
像形成時に行うように制御し、且つ磁気ブラシ層２３の
全周囲が少なくとも１回以上磁気ブラシ層２３との感光
体１との間の帯電ニップ部を通過するように、モータ７
の駆動を制御することによって、磁気ブラシ層２３を構
成する導電性磁性粒子中から転写残トナーを十分に吐き
出して、帯電ムラをなくすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プロセス
を利用した複写機、レーザービームプリンタ、ファクシ
ミリ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスを利用した従来の画像
形成装置では、像担持体としてのドラム型の電子写真感
光体（以下、単に感光体という）を帯電処理する手段と
してコロナ帯電器が多用されていた。これは、コロナ帯
電器を感光体に非接触に対向配置し、コロナ帯電器で発
生する放電コロナに感光体表面をさらすことで、感光体
表面を所定の極性、電位に帯電させるものである。

【０００３】また、近年、コロナ帯電器よりも低オゾ
ン、低電力等の利点を有することから、接触帯電装置
（直接帯電装置）が実用化されている。これは、電圧を
印加した帯電部材を感光体に当接させて感光体表面を所
定の極性、電位に帯電させるものである。この帯電部材
として磁気ブラシを用いる接触帯電装置は、帯電、接触
の安全性等の点から好ましく用いられている。この磁気
ブラシ方式の接触帯電装置では、導電性の磁性粒子を直
接マグネット、あるいはマグネットを内包するスリーブ
上に磁気ブラシとして磁気的に拘束保持させ、この磁気
ブラシを感光体表面に停止あるいは回転させながら接触
させ、これに電圧を印加することによって感光体の帯電
が開始される。なお、導電性の繊維をブラシ状にしたも
の（ファーブラシ）や導電性ゴムをロール状にした導電
ゴムロールも、接触帯電部材として用いることができ
る。

【０００４】また、接触帯電において、感光体に電荷注
入層を設け、この感光体に電圧を印加した帯電部材を当
接させることで電荷注入層に電荷を注入して感光体表面
を所定の極性、電位に帯電させる注入帯電方式は、帯電
部材に対するＡＣ電圧（交番バイアス）重畳の有無にか
かわらず、印加したＤＣ電圧（直流バイアス）とほぼ同
等の感光体の表面電位を得ることができる。このため、
感光体へ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、オゾンの発生がなく、かつ
低電力消費型帯電が可能となる。

【０００５】さらに、近年、装置の小型化、簡易化、あ
るいはエコロジーの観点から廃トナーを出さない等の目
的で、いわゆるクリーナーレスシステムも実用化されて
いる。これは、転写材に対するトナー像転写後の感光体
表面から転写残トナーを除去するクリーニング装置を省
略し、転写残トナーを帯電装置または／および現像装置
で回収（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）するようにしたものである。

【０００６】特に帯電装置として接触帯電装置である磁
気ブラシ帯電装置（以下、磁気ブラシという）を使用し
た画像形成装置では、転写材に対するトナー像転写後の
感光体上の転写残トナーは、感光体の引き続く移動で磁
気ブラシ表面の磁気ブラシ層を構成する導電磁性粒子と
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、磁気ブラシ層を構成する導電磁性粒子中に
少なくとも一時的に感光体上から回収される（帯電同時
クリーニング）。

【０００７】また、磁気ブラシ層を構成する導電磁性粒
子で回収されずに帯電領域（帯電ニップ部）を通過した
感光体上のトナー、および帯電領域（帯電ニップ部）を
通過して磁気ブラシ層を構成する導電磁性粒子から感光
体上に一部排出（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）。現像同時クリーニ
ングは、磁気ブラシ層を構成する導電磁性粒子から感光
体上に一部排出されたトナーを、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
位差であるかぶりとり電位差により回収する方法であ
る。

【０００８】磁気ブラシは、給電電極を兼ねる回転ある
いは非回転の導電性基体（電極スリーブ）に磁気拘束し
て担持させた磁気ブラシ層を構成する導電磁性粒子を有
し、この導電磁性粒子を感光体表面に接触させ、導電性
基体（電極スリーブ）に所定の帯電バイアスを印加する
ことで感光体を所定の極性、電位に一様に接触帯電処理
するものである。

【０００９】また、転写残トナーを磁気ブラシの磁気ブ
ラシ層を構成する導電磁性粒子中に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
消されて転写残トナーパターンのゴースト像の発生が防
止される。

【００１０】このようなクリーナーレスシステムや上記
した接触帯電方式（磁気ブラシ）を採用することで、小
型、簡易で、オゾン発生がなく、低消費電力、廃トナー
の出ない画像形成装置を得ることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記した転写残トナー
を磁気ブラシの磁気ブラシ層を構成する導電磁性粒子中
に一時的に回収する方式の従来の画像形成装置において
は、高抵抗のトナーが磁気ブラシの磁気ブラシ層を構成
する導電磁性粒子中に混入することによって、磁気ブラ
シの抵抗上昇によって帯電性能が低下する。

【００１２】そこで、帯電性能を向上させるために、画
像形成動作を行っていない非画像形成時に、磁気ブラシ
から混入トナーを吐き出す帯電部材クリーニングモード
（以下、クリーニングモードという）を行う画像形成装
置が提案されている。このクリーニングモードを有する
画像形成装置では、画像形成の準備を行う前回転／後回
転時や、連続して画像形成を行った際の転写材と転写材
との間（紙間）といった画像形成を行っていない時に、
磁気ブラシへの印加電圧の調整等を行って磁気ブラシ層
を構成する導電磁性粒子中に混入したトナーを感光体上
に吐き出し、現像装置で回収するというものである。

【００１３】しかしながら、このようなクリーニングモ
ードを行った際に、クリーニングモードの時間が十分で
ない場合には、磁気ブラシ層を構成する導電磁性粒子中
に混入したトナーを十分に吐き出されずに導電磁性粒子
中にトナーが多量に残留することにより、感光体の帯電
性にムラが生じ、画像品位が低下するといった問題が発
生する。

【００１４】そこで本発明は、転写残トナーを磁気ブラ
シ帯電手段で少なくとも一時的に回収する画像形成装置
において、磁気ブラシ帯電手段から混入トナーを吐き出
すクリーニングモード時に混入トナーを十分に吐き出し
て、帯電ムラや帯電性能の低下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。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、像を担持する像担持体と、回
転自在な導電性基体上に磁気拘束力で保持した導電性磁
性粒子を前記像担持体に接触して帯電する磁気ブラシ帯
電装置と、該磁気ブラシ帯電装置を回転駆動する駆動手
段と、前記像担持体上に静電潜像を形成する露光手段
と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手
段と、前記トナー像を転写部位において転写材へ転写す
る転写手段とを備え、前記磁気ブラシ帯電装置が前記転
写材へのトナー像転写後の前記像担持体上に残留した転
写残トナーを少なくとも一時的に回収するクリーニング
手段を兼ねている画像形成装置において、前記磁気ブラ
シ帯電装置の前記導電性磁性粒子中に回収した前記転写
残トナーを吐き出すためのクリーニングモードを非画像
形成時に行うように制御し、且つ前記導電性磁性粒子の
全周囲が少なくとも１回以上該導電性磁性粒子と前記像
担持体との間の帯電ニップ部を通過するように前記駆動
手段の駆動を制御する制御手段を有することを特徴とし
ている。

【００１６】また、前記像担持体と前記磁気ブラシ帯電
装置とがほぼ同じ周速度で回転駆動される場合に、前記
クリーニングモードを行う長さを、前記導電性磁性粒子
周囲の周長よりを長くするように前記制御手段で前記駆
動手段の駆動を制御することを特徴としている。

【００１７】また、前記像担持体と前記磁気ブラシ帯電
装置とが周速差を持って回転駆動される場合に、前記ク
リーニングモードを行う長さを、前記導電性磁性粒子周
囲の周長／（前記磁気ブラシ帯電装置の周速度／前記像
担持体の周速度）よりを長くするように前記制御手段で
前記駆動手段の駆動を制御することを特徴としている。

【００１８】また、前記導電性磁性粒子の一部を規制手
段で前記導電性基体上に溜めるようにしている場合に、
前記クリーニングモードを行う長さを、前記導電性磁性
粒子の総量／前記帯電ニップ部を通過する単位長さ当た
りの前記導電性磁性粒子の量よりを長くするように前記
制御手段で前記駆動手段の駆動を制御することを特徴と
している。

【００１９】（作用）本発明の構成によれば、制御手段
により、磁気ブラシ帯電装置の導電性磁性粒子中に回収
した転写残トナーを吐き出すためのクリーニングモード
を非画像形成時に行うように制御し、且つ導電性磁性粒
子の全周囲が少なくとも１回以上導電性磁性粒子と像担
持体との間の帯電ニップ部を通過するように駆動手段の
駆動制御を行うことによって、導電性磁性粒子中から転
写残トナーを十分に吐き出して、帯電ムラをなくすこと
ができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明に係
る実施の形態について説明する。

【００２１】（第１の実施の形態）図１は、本実施の形
態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。本実施
の形態の画像形成装置は電子写真プロセス利用のレーザ
ービームプリンターであり、像担持体の帯電手段として
磁気ブラシタイプの接触帯電装置を用い、また、クリー
ナーレスシステムの装置である。

【００２２】この図において、１は像担持体としての回
転ドラム型の感光体、２は接触帯電装置としての磁気ブ
ラシ、３は露光装置、４は現像装置、５は転写ローラ、
６は定着装置である。

【００２３】感光体１は、本実施の形態では負帯電の有
機感光体で、直径３０ｍｍのアルミニウム製のドラム基
体上に感光体層を有しており、所定のプロセススピード
（例えば１００ｍｍ／ｓｅｃ）で矢印ａ方向に回転駆動
され、その回転過程において磁気ブラシ２により負極性
の一様な帯電処理を受ける。

【００２４】接触帯電手段である磁気ブラシ２は、図２
に示すように固定のマグネットローラ２１と、このマグ
ネットローラ２１に回転自在に外嵌させた非磁性のＳＵ
Ｓからなる電極スリーブ２２と、この電極スリーブ２２
の外周面にマグネットローラ２１の磁力で付着保持させ
た導電性磁性粒子（磁性キャリア）で構成された磁気ブ
ラシ層２３からなるスリーブ回転タイプのものである。
本実施の形態では外径１６ｍｍの磁気ブラシ２を使用し
た。

【００２５】磁気ブラシ層２３を構成する導電性磁性粒
子としては、平均粒径１０〜１００μｍ、好ましくは１
０〜５０μｍ、飽和磁化２０〜２５０ｅｍｕ／ｃｍ³ 、
抵抗１×１０⁶ 〜１０⁹ Ω・ｃｍのものが好ましい。導
電性磁性粒子の抵抗値は、底面積が２２８ｍｍ² の筒状
の容器に導電性磁性粒子を２ｇ充填した後、６．６ｋｇ
／ｃｍ² で加重し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。

【００２６】また、導電性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。導電性磁性粒子の磁気特性
測定には、例えば理研電子株式会社製の直流磁化Ｂ−Ｈ
特性自動記録装置（商品名；ＢＨＨ−５０）を用いるこ
とができる。この際、直径（内径）６．５ｍｍ、高さ１
０ｍｍの円柱状の容器に導電性磁性粒子を加重約２ｇ重
程度で充填し、容器内で導電性磁性粒子が動かないよう
にしてその直流磁化Ｂ−Ｈ特性から飽和磁化を測定す
る。

【００２７】また、導電性磁性粒子の構成としては、樹
脂中に磁性材料としてマグネットを分散し導電化、およ
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
単体表面を樹脂でコーティングし、抵抗調整を行ったも
の等が用いられている。

【００２８】磁気ブラシ２の磁気ブラシ層２３は、感光
体１表面に接するようにして配設されており、磁気ブラ
シ層２３と感光体１との間の帯電ニップ部ｎの幅を６ｍ
ｍ程度とした。そして、電極スリーブ２２に電源Ｓ１か
らＤＣバイアスにＡＣバイアスが重畳された振動電圧
（時間と共に電圧値が周期的に変化する電圧）の帯電バ
イアスが印加され、磁気ブラシ層２３と感光体１との間
の帯電ニップ部ｎにおいて、モータ７により例えば感光
体１の周速度１００ｍｍ／ｓｅｃに対してほぼ同じ周速
度で矢印ｂ方向に回転駆動させることで、感光体１表面
が帯電バイアス電圧の印加された磁気ブラシ層２３で摺
擦され、感光体１表面が前記印加帯電バイアスのＤＣバ
イアス成分とほぼ同電位に注入帯電方式で一様に帯電処
理される。そして、感光体１の一様帯電面に対して露光
装置（レーザー走査装置）３から出力される画像信号に
対応して変調されたレーザー光による走査露光Ｘがミラ
ー３ａを介してなされることで、感光体１上に目的の画
像情報に対応した静電潜像が順次形成される。感光体１
上に形成された静電潜像は現像装置４により順次トナー
像として、本実施の形態の場合は反転現像される。

【００２９】図３は、本実施の形態の２成分接触現像装
置（２成分磁気ブラシ現像装置）である現像装置４を示
す概略構成図である。この図において、１１は矢印ｅ方
向に回転駆動される現像スリーブ、１２は現像スリーブ
１１内に固定配置されたマグネットローラ、１３，１４
は攪拌スクリュー、１５は現像剤Ｔを現像スリーブ１１
の表面に薄層形成するために配置された規制ブレード、
１６は現像容器、１７は補充用トナーホッパー部であ
る。

【００３０】現像スリーブ１１は、少なくとも現像時に
おいては、感光体１に対し最近接領域が約５００μｍに
なるように配置され、現像スリーブ１１面に形成された
現像剤Ｔの薄層Ｔａが感光体１に対して接触する状態で
現像できるように設定されている。本実施の形態におい
て用いた現像剤Ｔであるトナーｔは、粉砕法によって製
造された平均粒径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％外添したものを
用い、キャリアｃとしては飽和磁化が２０５ｅｍｕ／ｃ
ｍ³ の平均粒径３５μｍの磁性キャリアを用いた。ま
た、トナーｔとキャリアｃを重量比６：９４で混合した
ものを現像剤Ｔとして用いた。

【００３１】ここで、感光体１表面の静電潜像を、現像
装置４を用いて２成分磁気ブラシ法により顕像化する現
像工程と現像剤Ｔの循環系について説明する。まず、現
像スリーブ１１の回転に伴いＮ₂ 極で汲み上げられた現
像剤Ｔは、Ｓ₂ 極→Ｎ₁ 極と搬送される過程において、
現像スリーブ１１に対して垂直に配置された規制ブレー
ド１５によって規制され、現像スリーブ１１上に現像剤
Ｔの薄層Ｔａが形成される。薄層Ｔａが形成された現像
剤ＴがＳ₁ 極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Ｔによっ
て前記静電潜像を現像し、その後、Ｎ₃ 極、Ｎ₂ 極の反
発磁界によって現像スリーブ１１上の現像剤Ｔは、現像
容器１６内に戻される。

【００３２】現像スリーブ１１には電源Ｓ２から直流
（ＤＣ）電圧および交流（ＡＣ）電圧が印加される。本
実施の形態では、−５００Ｖの直流電圧と、周波数２０
００Ｈｚでピーク間電圧１５００Ｖの交流電圧が印加さ
れる。一般に２成分現像法においては、交流電圧を印加
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不具合が生じる。このた
め、通常は現像装置４に印加する直流電圧と感光体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。

【００３３】一方、給紙カセット（不図示）内に収納さ
れた紙などの転写材Ｐが所定のタイミングで、感光体１
と転写手段である転写ローラ５との間の転写ニップ部Ｔ
に給紙され、転写材Ｐに感光体１上のトナー画像が転写
される。転写ローラ５には、電源Ｓ３から前記トナーと
逆極性の転写バイアス電圧が印加される。転写ニップ部
Ｔを通過した転写材Ｐは、感光体１表面から分離されて
定着装置６へ搬送される。

【００３４】上記した画像形成装置（レーザービームプ
リンター）の制御を行う制御装置（ＣＰＵ）８は、転写
材Ｐに対するトナー像転写後の感光体１上の転写残トナ
ーを磁気ブラシ２で一時的に回収した後に感光体１側に
吐き出すクリーニングモード時に、磁気ブラシ２の磁気
ブラシ層２３の全周囲が少なくとも１回以上帯電ニップ
部ｎを通過するように、磁気ブラシ２を回転駆動するモ
ータ７の駆動制御を行う（詳細は後述する）。

【００３５】次に、上記した画像形成装置（レーザービ
ームプリンター）の動作について説明する。

【００３６】画像形成時には、感光体１は駆動手段（不
図示）により周速度１００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動さ
れ、帯電バイアス（本実施の形態では、−７００Ｖの直
流電圧に周波数１０００Ｈｚで矩形状のピーク間電圧１
５００Ｖの交流電圧を重畳したバイアス）が印加された
磁気ブラシ２により表面が均一に帯電される。なお、本
実施の形態では、磁気ブラシ２はモータ７の回転駆動に
より、感光体１とほぼ同じ周速度で回転駆動されてい
る。そして、帯電された感光体１上に露光装置（レーザ
ー走査装置）３によりレーザービームによる画像露光Ｘ
が与えられて、入力される画像情報に応じた静電潜像が
形成され、この静電潜像は現像装置４によりトナー画像
として現像される。そして、感光体１上のトナー画像が
転写ローラ５との間の転写ニップ部Ｔに到達すると、こ
のタイミングに合わせてカセット（不図示）内の紙など
の転写材Ｐが搬送され、電源Ｓ３から転写バイアスが印
加された転写ローラ５により転写材Ｐの裏側にトナーｔ
と逆極性の電荷が付与されて、表面側に感光体１上のト
ナー像が転写される。トナー像が転写された転写材Ｐは
定着装置６へ搬送され、定着装置６によりトナー像が表
面に永久固着画像として定着されて排出される。

【００３７】一方、トナー像転写後の感光体１表面には
転写残トナーが残留している。この転写残トナーは、引
き続く感光体１の回転で磁気ブラシ２との帯電ニップ部
ｎに至り、感光体１表面に接触している磁気ブラシ層２
３を構成する導電性磁性粒子中に少なくとも一時的に回
収される（帯電同時クリーニング）。そのため、高抵抗
のトナーが磁気ブラシ層２３を構成する導電性磁性粒子
中に混入することによって磁気ブラシ層２３の抵抗が大
きくなり、磁気ブラシ２の帯電性能が低下してしまうた
め、これを防止するべくクリーニングモードが実行され
る。

【００３８】クリーニングモードは、磁気ブラシ２の磁
気ブラシ層２３を構成する導電性磁性粒子中に混入した
転写残トナーを電気的に感光体１上に吐き出し、これに
より磁気ブラシ層２３の抵抗を元の状態に戻して、磁気
ブラシ２の帯電性を回復しようとするものである。さら
に、感光体１上に吐き出されたトナーは、感光体１の回
転方向下流側の現像装置４で回収して再利用される。

【００３９】このようにクリーニングモードは、転写残
トナーを磁気ブラシ２で吐き出し現像装置４で回収する
構成のため、感光体１上の転写残トナーが途中露光装置
（レーザー走査装置）３による露光部を通過することに
なる。このため、この露光部を通過する転写残トナーが
画像形成の像露光を妨げないように、制御装置８の制御
によりクリーニングモードを非画像形成中に行うように
する。

【００４０】具体的には、図４に示すように画像形成の
準備を行う感光体１の前回転／後回転時と、連続して画
像形成を行った際の転写材Ｐと転写材Ｐとの間の通紙に
おける紙間時（通紙ＯＦＦ時）に、磁気ブラシ２に印加
する上記した帯電バイアスの交流成分をＯＦＦにし、電
極スリーブ２２に印加される帯電バイアスの直流成分と
感光体１が帯電されたときの表面電位との間の電位差に
よって、磁気ブラシ層２３を構成する導電性磁性粒子中
に混入した転写残トナーを電気的に吐き出すようにして
いる。帯電バイアスの直流成分をＯＦＦするのは、感光
体１に対する帯電性を低くすることで表面電位を下げ、
トナーの吐き出しの電位差を大きくするためであり、ま
た、磁気ブラシ層２３を構成する導電性磁性粒子中に混
入した転写残トナーは、この導電性磁性粒子との摩擦に
より電荷をマイナス（ネガトナー）にそろえられるた
め、前記電位差によって感光体１上に移動（吐き出し）
する。なお、図４において、転写材Ｐの通紙時（ＯＮ
時）における斜線部分は画像形成時を示している。

【００４１】また、上記したクリーニングモードの時間
が十分ではない場合に、磁気ブラシ層２３を構成する導
電性磁性粒子中に混入している転写残トナーが十分に吐
き出されず、磁気ブラシ層２３の周方向にトナーの多い
部分と少ない部分が生じ、この混入トナーのムラによっ
て感光体１表面の帯電性が不均一になって画像品位が低
下する。そこで、本実施の形態では、クリーニングモー
ド時に、磁気ブラシ層２３の全周囲が少なくとも１回以
上感光体１と磁気ブラシ２との間の帯電ニップ部ｎを通
過するようにし、図５に示すようにクリーニングモード
を行う長さを、磁気ブラシ２の磁気ブラシ層２３の周長
以上に設定する。

【００４２】即ち、クリーニングモード時において、クリーニングモードを行う長さ＞磁気ブラシ２の磁気ブラシ層２３の周長…… （１）となるようにすることにより、磁気ブラシ２は磁気ブラ
シ層２３が感光体１とほば同じ周速度で回転駆動してい
るため、磁気ブラシ層２３に対して１周以上クリーニン
グモードを行えるようになる。従って、磁気ブラシ層２
３中に混入している転写残トナーが十分に吐き出されて
混入トナーのムラがなくなり、感光体１表面の帯電性を
均一にすることができる。

【００４３】さらに、詳細に説明すると本実施の形態で
は、外径１６ｍｍの磁気ブラシ２を用いたため、その周
長は１６×π＝５０．３ｍｍであり、感光体１の周速度
（プロセススピード）が１００ｍｍ／ｓｅｃなので、５
０．３（ｍｍ）／１００（ｍｍ／ｓｅｃ）＝０．５ｓｅ
ｃ以上クリーニングモードを行うようにする。

【００４４】即ち、クリーニングモード時に、制御装置
８からモータ７に制御信号を出力して磁気ブラシ２を
０．５ｓｅｃ以上回転駆動させることによって、クリー
ニングモードを行う長さが磁気ブラシ２の磁気ブラシ層
２３の周長以上となるので、混入トナーが十分に吐き出
されて磁気ブラシ層２３中の混入トナーのムラがなくな
り、長期に渡って感光体１表面の帯電性を均一に保持す
ることができる。なお、磁気ブラシ層２３中に混入して
いる転写残トナーは磁気ブラシ層２３を構成する導電性
磁性粒子との摩擦で電荷を与えられているため、１回目
のクリーニングモードでほとんど吐き出され、２周目以
降の混入トナーのムラは帯電性にあまり影響を及ぼさな
い。

【００４５】また、本実施の形態では、クリーニングモ
ードの長さ（時間）を調整して、（１）式を満足するよ
うにしたが、クリーニングモードの長さ（時間）が決ま
っているときは、磁気ブラシ２の外径を変更して、
（１）式を満足するようにしてもよい。

【００４６】（第２の実施の形態）上記した実施の形態
では、感光体１と磁気ブラシ２との周速度がほぼ同じ構
成であったが、本実施の形態では、上記した感光体１と
磁気ブラシ２との周速度がそれぞれ異なり、感光体１と
磁気ブラシ２とが周速差をもって駆動されるように構成
されている。他の構成は第１の実施の形態と同様であ
る。

【００４７】本実施の形態では、クリーニングモード時
において、クリーニングモードを行う長さ＞（磁気ブラシ２の磁気ブラシ層２３の周長／周速比）……（２）となるようにした。ここで、周速比は、周速比＝磁気ブラシ２の駆動スピード／感光体１の周速度……（３）で表される。

【００４８】これにより、磁気ブラシ２の磁気ブラシ層
２３が周速差をもって感光体１に接触している場合で
も、磁気ブラシ層２３に対して１周以上クリーニングモ
ードを行えるようになる。従って、磁気ブラシ層２３中
に混入している転写残トナーが十分に吐き出されて混入
トナーのムラがなくなり、感光体１表面の帯電性を均一
にすることができる。

【００４９】さらに、詳細に説明すると本実施の形態で
は、感光体１の周速度を１００ｍｍ／ｓｅｃ、磁気ブラ
シ２の周速度を２００ｍｍ／ｓｅｃで駆動した。このと
きの周速比は、（３）式より２００（ｍｍ／ｓｅｃ）／
１００（ｍｍ／ｓｅｃ）＝２となり、（２）式より磁気
ブラシ２の周長（１６×π＝５０．３ｍｍ）／１００／
２（ｍｍ／ｓｅｃ）＝０．２５ｓｅｃ以上クリーニング
モードを行うようにする。

【００５０】即ち、クリーニングモード時に、制御装置
８からモータ７に制御信号を出力して磁気ブラシ２を
０．２５ｓｅｃ以上回転駆動させることによって、クリ
ーニングモードを行う長さが磁気ブラシ２の磁気ブラシ
層２３の周長以上となるので、混入トナーが十分に吐き
出されて磁気ブラシ層２３中の混入トナーのムラがなく
なり、長期に渡って感光体１表面の帯電性を均一に保持
することができる。なお、磁気ブラシ層２３中に混入し
ている転写残トナーは磁気ブラシ層２３を構成する導電
性磁性粒子との摩擦で電荷を与えられているため、１回
目のクリーニングモードでほとんど吐き出され、２周目
以降の混入トナーのムラは帯電性にあまり影響を及ぼさ
ない。

【００５１】このように本実施の形態では、磁気ブラシ
２の駆動スピードが感光体１の周速度（プロセススピー
ド）よりも速いときは、クリーニングモードを行う時間
を短くすることが可能となり、画像形成のスピードを上
げることができる。また、逆に磁気ブラシ２の駆動スピ
ードが感光体１の周速度（プロセススピード）よりも遅
いときも、（２）、（３）式により最適なクリーニング
モードを行うことができる。

【００５２】また、本実施の形態では、クリーニングモ
ードの長さ（時間）を調整して（２）式を満足するよう
にしたが、クリーニングモードの長さ（時間）が決まっ
ているときは、磁気ブラシ２の外径あるいは／及び周速
度を変更して（２）式を満足するようにしてもよい。

【００５３】（第３の実施の形態）本実施の形態では、
図６に示すように、磁気ブラシ２の外周近傍に規制板７
を設けて、磁気ブラシ層２３を構成する導電性磁性粒子
の一部を規制板７の前方の領域Ａに溜めるように構成さ
れている。他の構成は第１の実施の形態と同様である。

【００５４】本実施の形態では、クリーニングモード時
において、クリーニングモードを行う長さ＞（磁気ブラシ２の磁気ブラシ層２３を構成する導電性磁性粒子の総量／帯電ニップ部ｎを通過する単位長さ当たりの磁気ブラシ層２３を構成する導電性磁性粒子の量）……（４）となるようにした。

【００５５】これにより、磁気ブラシ２の磁気ブラシ層
２３を構成する導電性磁性粒子の一部を規制板７で溜め
るように構成されている画像形成装置においても、磁気
ブラシ層２３を構成する導電性磁性粒子の全量に対して
クリーニングモードを行えるようになる。従って、磁気
ブラシ層２３中に混入している転写残トナーが十分に吐
き出されて混入トナーのムラがなくなり、感光体１表面
の帯電性を均一にすることができる。

【００５６】さらに、詳細に説明すると本実施の形態で
は、磁気ブラシ層２３を構成する導電性磁性粒子の総量
が４０ｇで、このときの帯電ニップ部ｎを通過する単位
長さ当たりの磁気ブラシ層２３を構成する導電性磁性粒
子の量が０．４５ｇ／ｍｍ（磁気ブラシ２の長手方向の
長さ３０ｃｍ、帯電ニップ部ｎのＭ／Ｓ＝１５０ｍｇ／
ｃｍ² より算出）であった。このとき、（４）式よりク
リーニングモードを行う長さを、導電性磁性粒子の総量
４０ｇ／０．４５ｇ／ｍｍ＝８８．９ｍｍ以上、即ち、
８８．９ｍｍ／１００ｍｍ／ｓｅｃ＝０．９ｓｅｃ以上
クリーニングモードを行うようにする。

【００５７】即ち、クリーニングモード時に、制御装置
８からモータ７に制御信号を出力して磁気ブラシ２を
０．９ｓｅｃ以上回転駆動させることによって、クリー
ニングモードを行う長さが磁気ブラシ２の磁気ブラシ層
２３の周長以上となるので、混入トナーが十分に吐き出
されて磁気ブラシ層２３中の混入トナーのムラがなくな
り、長期に渡って感光体１表面の帯電性を均一に保持す
ることができる。

【００５８】本実施の形態では、電極スリーブ２２上の
磁気ブラシ層２３を構成する導電性磁性粒子と、規制板
７の前方の領域Ａに溜った磁気ブラシ層２３を構成する
導電性磁性粒子とが良好に攪拌されている場合に特に有
効であり、こららがあまり攪拌されていない場合には、
上記した第１、２の実施の形態のような構成でも、磁気
ブラシ層２３中に混入している転写残トナーを十分に吐
き出して、感光体１表面の帯電性を均一にすることがで
きる。

【００５９】また、本実施の形態では、クリーニングモ
ードの長さ（時間）を調整して（４）式を満足するよう
にしたが、クリーニングモードの長さ（時間）が決まっ
ているときは、磁気ブラシ２の磁気ブラシ層２３を構成
する導電性磁性粒子の総量あるいは／及び帯電ニップ部
ｎを通過する単位長さ当たりの磁気ブラシ層２３を構成
する導電性磁性粒子の量を変更して（４）式を満足する
ようにしてもよい。

【００６０】本発明の構成は上記した各実施の形態に限
られるものではなく、例えば、磁気ブラシ２への印加帯
電バイアスのうちＡＣバイアスの波形は正弦波、矩形
波、三角波等のいずれかでもよく、また、直流電源を周
期的にＯＮ／ＯＦＦ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。

【００６１】また、磁気ブラシ２のクリーニング手段
は、磁気ブラシ層２３を構成する導電性磁性粒子中から
混入トナーを吐き出し可能な手段であれば何でも使用可
能である。例えば、磁気ブラシ２に印加する帯電バイア
スの直流成分を調整して吐き出す方法や、磁気ブラシ２
と感光体１との離間距離を調整して吐き出す方法等があ
る。

【００６２】また、磁気ブラシ２は上記したスリーブ回
転タイプのものに限らず、マグネットローラが回転する
ものや、マグネットローラ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このマグネットローラの表
面に直接に磁気ブラシ層を構成する導電性磁性粒子を磁
気拘束させて磁気ブラシ層を形成保持させ、マグネット
ローラを回転させる構成のもの（マグネットローラ回転
タイプ等）でもよい。また、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もの
でもよく、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、誘電体面を所定に極性、電位に一
様に一時帯電した後、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。

【００６３】また、露光手段は、上記したデジタル的な
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ＬＥＤなどの他の発光
素子でもよく、さらに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でもよい。

【００６４】また、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。

【００６５】転写方法としては、上記したローラ転写に
限らず、ブレード転写やその他の接触帯電転写方式、コ
ロナ放電器等を用いた非接触転写方式でもよく、また、
転写ドラム、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。

【００６６】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ェブ型等にし
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
置もあるが、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。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、磁
気ブラシ帯電装置に一時的に回収した転写残トナーをク
リーニングモード時に十分に吐き出すことが可能となる
ので、混入トナーによる帯電ムラがなくなることによっ
て帯電性能の低下が防止され、長期に渡って良好な画像
形成を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
を示す概略構成図。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
の磁気ブラシを示す概略図。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
の現像装置を示す概略図。

【図４】クリーニングモードのタイムチャート。

【図５】クリーニングモードの長さと磁気ブラシの周長
との関係を説明するための図。

【図６】本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置
の磁気ブラシを示す概略図。

【符号の説明】

１感光体（像担持体）２磁気ブラシ（磁気ブラシ帯電装置）３露光装置（露光手段）４現像装置（現像手段）５転写装置（転写手段）６定着装置（定着手段）７モーター（駆動手段）８制御装置（制御手段）９規制板（規制手段）２１マグネットローラ２２電極スリーブ（導電性基体）２３磁気ブラシ層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像を担持する像担持体と、回転自在な導
電性基体上に磁気拘束力で保持した導電性磁性粒子を前
記像担持体に接触して帯電する磁気ブラシ帯電装置と、
該磁気ブラシ帯電装置を回転駆動する駆動手段と、前記
像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電
潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記ト
ナー像を転写部位において転写材へ転写する転写手段と
を備え、前記磁気ブラシ帯電装置が前記転写材へのトナ
ー像転写後の前記像担持体上に残留した転写残トナーを
少なくとも一時的に回収するクリーニング手段を兼ねて
いる画像形成装置において、前記磁気ブラシ帯電装置の前記導電性磁性粒子中に回収
した前記転写残トナーを吐き出すためのクリーニングモ
ードを非画像形成時に行うように制御し、且つ前記導電
性磁性粒子の全周囲が少なくとも１回以上該導電性磁性
粒子と前記像担持体との間の帯電ニップ部を通過するよ
うに前記駆動手段の駆動を制御する制御手段を有する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記像担持体と前記磁気ブラシ帯電装置
とがほぼ同じ周速度で回転駆動される場合に、前記クリ
ーニングモードを行う長さを、前記導電性磁性粒子周囲
の周長より長くするように前記制御手段で前記駆動手段
の駆動を制御する、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記像担持体と前記磁気ブラシ帯電装置
とが周速差を持って回転駆動される場合に、前記クリー
ニングモードを行う長さを、前記導電性磁性粒子周囲の
周長／（前記磁気ブラシ帯電装置の周速度／前記像担持
体の周速度）より長くするように前記制御手段で前記駆
動手段の駆動を制御する、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】前記導電性磁性粒子の一部を規制手段で
前記導電性基体上に溜めるようにしている場合に、前記
クリーニングモードを行う長さを、前記導電性磁性粒子
の総量／前記帯電ニップ部を通過する単位長さ当たりの
前記導電性磁性粒子の量より長くするように前記制御手
段で前記駆動手段の駆動を制御する、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】前記磁気ブラシ帯電装置には、画像形成
時に直流電圧に交流電圧が重畳された帯電バイアス電圧
が印加され、前記クリーニングモード時には直流電圧の
みが印加される、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】前記現像手段による現像方法は、現像剤
が前記像担持体に対して接触状態で行われる接触現像方
式である、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】前記現像剤は、トナー粒子と磁性粒子と
を有している、請求項６記載の画像形成装置。