JPH10254219A

JPH10254219A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH10254219A
Application number: JP9076472A
Authority: JP
Inventors: Fumimitsu Gomi; 史光五味
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-03-12
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 1998-09-25
Anticipated expiration: 2017-03-12
Also published as: JP3563915B2

Abstract

(57)【要約】【課題】像担持体１の帯電手段として接触帯電手段２
を用いた画像形成装置について、クリーナーレスシステ
ムの装置の場合であっても、トナーや外添剤の過度な蓄
積により接触帯電部材２１・２２・２３が過度に汚染状
態になることを防止し、長期にわたって安定して良好な
画像形成をおこなわせる、像担持体の耐久に伴う削れ量
を大幅に軽減する、接触帯電部材混入トナーのあふれぼ
た落ちや飛散をなくする。【解決手段】接触帯電部材の少なくとも一部に接触し
た電極２６を有することを特徴とする画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真感光体・
静電記録誘電体等の像担持体に、該像担持体を所定の極
性・電位に一様に帯電処理する工程、その帯電処理面に
静電潜像を形成する画像情報書き込み工程、その静電潜
像をトナーによってトナー像として現像する工程、その
トナー像を記録媒体に転写する工程を含む作像プロセス
を適用して画像形成を実行し、像担持体は繰り返して作
像に供する画像形成装置に関する。

【０００２】より詳しくは、像担持体を所定の極性・電
位に一様に帯電処理する帯電手段として、像担持体に電
圧を印加した接触帯電部材を当接させて行なう接触帯電
手段を用いた画像形成装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】図８は画像形成装置の従来例としての転
写式電子写真装置（複写機・プリンター・ファクシミリ
等）の一例の構成略図である。

【０００４】１０１は像担持体としての回転ドラム型の
電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）であり、矢
印の時計方向に所定の周速度をもって回転駆動される。

【０００５】感光ドラム１０１はその回転過程におい
て、帯電手段としてのコロナ帯電器１０２による所定の
極性・電位の一様な帯電処理を受け、次いで不図示の画
像露光手段（原稿画像の投影結像露光手段、レーザー光
走査露光手段等）による画像露光Ｌを受けることにより
露光像パターンに対応して一様帯電面が選択的に除電
（あるいは電位減衰）して静電潜像が形成される。そし
てその形成静電潜像が現像手段としてのトナー現像装置
１０３によりトナー像として現像される。

【０００６】一方、不図示の給紙機構から記録媒体とし
ての転写材（転写紙）Ｐが感光ドラム１と転写手段とし
ての転写コロナ帯電器１０４との間に所定の制御タイミ
ングで給紙され、該転写材Ｐの裏面がトナーと逆極性に
帯電されることで、感光ドラム１０１面側のトナー像が
転写材Ｐの表面側に静電転写されていく。

【０００７】次いで転写材Ｐは分離コロナ帯電器１０５
によって回転感光ドラム１０１面から静電分離され、搬
送装置１０７で定着装置１０８に導入されてトナー像の
定着処理を受けて画像形成物（コピー、プリント）とし
て出力される。

【０００８】転写材Ｐに対するトナー像転写後の感光ド
ラム１０１面はクリーニング手段（クリーナー）１０６
によって転写残トナーの除去を受けて清掃され、繰り返
して画像形成に使用される。

【０００９】上記において、像担持体としての感光体、
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・機器としては種々の構成・方式のも
のがある。

【００１０】１）例えば、帯電手段１０２としては、従
来よりコロナ帯電器が広く利用されてきた。これは感光
ドラム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感光ドラム面をさらして
感光ドラム面を所定の極性・電位に帯電させるものであ
る。

【００１１】近時は、非接触方式である上記のコロナ帯
電器による場合に比べて低オゾン・低電力等の利点を有
することから接触帯電方式の帯電装置が実用化されてい
る。これは、感光ドラムに電圧を印加した接触帯電部材
を当接させて感光ドラム面を所定の極性・電位に帯電さ
せるものである。

【００１２】接触帯電部材としては、磁性粒子を磁気拘
束させた磁気ブラシ部を有し、該磁気ブラシ部を感光ド
ラムに接触させる磁気ブラシ部材が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。

【００１３】磁気ブラシ部材は、導電性の磁性粒子を直
接にマグネットに、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
を感光ドラムに接触させ、これに電圧を印加することに
よって感光ドラムの帯電を開始させる。

【００１４】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。

【００１５】特に、このような接触帯電部材を用い、被
帯電体としての感光ドラムの感光体に、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
分と略同等の帯電電位を感光体表面に得ることが可能で
ある（特開平６−３９２１号公報）。

【００１６】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。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。

【００１７】２）また、静電潜像のトナー現像方法とし
ては、一般に次のａ〜ｄの４種類に大別される。

【００１８】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
で現像する方法（１成分非接触現像）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法（１成分接触現像）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法（２成分接触現像）ｄ．上記の２成分現像剤を非接触状態にして現像する方
法（２成分非接触現像）このなかで、画像の高画質化や高安定性の面から、ｃの
２成分接触現像法が多く用いられている。

【００１９】３）近年、このような画像形成装置の小型
化が進んできたが、前記したように帯電・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、前記したように転写後の感光ドラム
１０１上の転写残トナーはクリーナー１０６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。そこで、上記のクリー
ナー１０６を取りはずし、感光ドラム１０１上の転写残
トナーは現像装置１０３によって「現像同時クリーニン
グ」で感光ドラム１０１上から除去し現像装置１０３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。

【００２１】現像同時クリーニングとは、転写後に感光
ドラム１０１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（現像装置に印加する直流電
圧と感光ドラムの表面電位間の電位差であるかぶり取り
電位差Ｖback）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装置１０３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。

【００２２】また、現像同時クリーニング方式において
クリーニング効率を向上させるために、静電潜像の現像
に使用するトナーとしては例えば重合法によって製造さ
れたトナーの様な離型性に非常に優れたトナーを用いる
ことは大変有効である。

【００２３】４）また感光ドラム１０１側から転写材Ｐ
側へのトナー像の転写手段も、転写コロナ帯電器１０４
ではなく、転写ローラや転写ベルトを用いるものなど様
々な方式がある。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】この種の画像形成装置
において、感光体等の像担持体の帯電手段として接触帯
電手段を用いた場合の問題点として、像担持体に接触さ
せてある接触帯電部材が像担持体面側の汚れや異物を拾
い、その蓄積で汚染状態になり易い。

【００２５】転写後の像担持体上の転写残トナーを除去
する専用のクリーナーを有する画像形成装置であって
も、画像形成が繰り返えされるうちには、クリーナーを
多少ともすり抜けてしまうトナー粒子等が引き続く像担
持体の移動で接触帯電部材の位置に持ち運ばれて接触帯
電部材に付着あるいは混入することで蓄積して接触帯電
部材が汚染状態になり易い。

【００２６】通常、トナー粒子の電気抵抗は比較的高い
から、接触帯電部材にそのようなトナー粒子が比較的多
量に付着・混入して過度に蓄積してしまうと、接触帯電
部材の全体あるいは一部の抵抗が上昇してしまい、像担
持体を所望の電位にまで帯電できなくなったり、帯電む
らが生じたりしてしまい、画像不良が発生してしまう。

【００２７】このような接触帯電部材のトナー汚染と、
それによる画像不良の発生は、感光体の帯電手段として
接触帯電手段を用い、転写後の像担持体上の転写残トナ
ーを除去する専用のクリーナーを具備させていないクリ
ーナーレスシステムの画像形成装置においては特に顕著
である。

【００２８】即ち、クリーナーレスシステムの画像形成
装置の場合は、転写後の像担持体上の比較的多量の転写
残トナーが像担持体の引き続く移動でそのまま接触帯電
部材の位置に持ち運ばれることで接触帯電部材に多く付
着・混入し、接触帯電部材が早期にかつ過度にトナー汚
染状態になるためである。

【００２９】また、クリーナーレスシステムの画像形成
装置の場合、転写後の像担持体上の転写残トナーは前画
像をそのまま残した形（パターン）で存在するため、そ
のまま帯電装置部を通過した場合、残画像部分のみ帯電
電位が低下したり、次の画像形成のための露光を遮断し
てしまい、そのままの形で次の現像行程に影響を及ぼし
て、次の画像上で前画像部分が薄くなったり濃く現われ
たりといったいわゆる「ゴースト現象」がおこる。

【００３０】そこで画像形状をそのまま残した転写残ト
ナーを帯電装置部に至る前に像担持体上で均一分散させ
るブラシ状の均一化部材や、一時的にバイアスの効果を
利用した簡易クリーニング部材などが提案されている
が、いずれもさらなる装置の小型・簡易化に対し不利で
あり、像担持体の摩耗・劣化を招き、耐久性向上が望め
ない。また結局はトナーが接触帯電部材位置通過時に接
触帯電部材に混入し、帯電能低下はまぬがれない。

【００３１】またトナーと共に混入する外添剤によっ
て、像担持体が摩耗し、帯電能力が失われてゆくことも
確認されている。

【００３２】さらに接触帯電部材内に付着・混入して蓄
積したトナーが帯電器容器部からあふれ出し、転写材上
にこぼれ落ちたり（ぼた落ち）、帯電器容器部外に飛散
して装置内、例えば露光装置等が汚染されることにもな
る。

【００３３】本発明は上記に鑑みてなされたもので、感
光体等の像担持体の帯電手段として接触帯電手段を用い
た画像形成装置の上記の問題点を、クリーナーレスシス
テムの画像形成装置の場合であっても効果的に解消する
こと、即ち、トナーや外添剤の過度な蓄積により接触帯
電部材が過度に汚染状態になることを防止し、これによ
り、長期にわたって安定して良好な画像形成をおこなわ
せる、像担持体の耐久に伴う削れ量を大幅に軽減する、
接触帯電部材混入トナーのあふれぼた落ちや飛散をなく
すること等を目的とする。

【００３４】

【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。

【００３５】（１）像担持体に、該像担持体を所定の極
性・電位に一様に帯電処理する工程、その帯電処理面に
静電潜像を形成する画像情報書き込み工程、その静電潜
像をトナーによってトナー像として現像する工程、その
トナー像を記録媒体に転写する工程を含む作像プロセス
を適用して画像形成を実行し、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、像担持体を所定の極
性・電位に一様に帯電処理する帯電手段は、像担持体に
電圧を印加した接触帯電部材を当接させて行なう接触帯
電手段であり、接触帯電部材の少なくとも一部に接触し
た電極を有することを特徴とする画像形成装置。

【００３６】（２）前記電極の電位が、像担持体帯電設
定電位よりトナーの正規帯電極性とは逆の極性寄りであ
ることを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。

【００３７】（３）前記接触帯電部材が、磁性粒子を磁
気拘束させた磁気ブラシ部を有し、該磁気ブラシ部を像
担持体に接触させた磁気ブラシ接触帯電部材であること
を特徴とする（１）または（２）に記載の画像形成装
置。

【００３８】（４）前記磁気ブラシ接触帯電部材の像担
持体との接触領域よりも像担持体移動方向に対して下流
側に磁気ブラシ部規制部材を有することを特徴とする
（３）に記載の画像形成装置。

【００３９】（５）前記磁気ブラシ部規制部材が電極を
兼ねていて、該磁気ブラシ部規制部材の電位が、像担持
体帯電設定電位よりトナーの正規帯電極性とは逆の極性
寄りであることを特徴とする（４）に記載の画像形成装
置。

【００４０】（６）前記電極の、前記磁気ブラシ接触帯
電部材の像担持体との接触領域よりも像担持体移動方向
に対して下流側に最も近い部分からさらに下流側に向か
うに従い電位が像担持体帯電設定電位に近づいてゆくこ
とを特徴とする（１）ないし（５）のいづれか１つに記
載の画像形成装置。

【００４１】（７）前記接触帯電部材が、導電性繊維の
ファーブラシ部を有し、該ファーブラシ部を像担持体に
接触させたファーブラシ接触帯電部材であることを特徴
とする（１）または（２）に記載の画像形成装置。

【００４２】（８）前記像担持体が表面に電荷注入層を
有して電荷注入帯電される回転感光体であることを特徴
とする（１）ないし（７）のいづれか１つに記載の画像
形成装置。

【００４３】（９）前記像担持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が像露光手段である
ことを特徴とする（１）ないし（８）のいづれか１つに
記載の画像形成装置。

【００４４】（１０）前記像担持体の静電潜像をトナー
によってトナー像として現像する現像手段が、トナー像
を記録媒体に転写したあとに像担持体に残留した残トナ
ーを回収するクリーニング手段を兼ねることを特徴とす
る（１）ないし（９）のいづれか１つに記載の画像形成
装置。

【００４５】〈作用〉接触帯電部材の少なくとも一部
に接触した電極を有することにより、像担持体側から接
触帯電部材に付着・混入したトナーを上記の電極側に電
界力で移行させて捕集させることができる。また電極側
に捕集のトナーは容易に排除させることができる。

【００４６】従って、像担持体の帯電手段として接触帯
電手段を用いた画像形成装置について、クリーナーレス
システムの画像形成装置の場合であっても、長期耐久に
おいて、接触帯電部材内に混入トナーが長らく留まるこ
とでトナー及び外添剤が固着することを防止する効果が
得られ、接触帯電部材に対してトナーが過度に蓄積した
状態になることが防止され、トナーの過度な蓄積による
帯電不良や画像不良の発生、帯電器容器下部にトナーが
過度に蓄積してあふれ出し、転写材上や転写装置上にぼ
た落ちしたり、帯電器容器部外に飛散して装置内、例え
ば露光装置等が汚染されることも防止される。

【００４７】

【発明の実施の形態】

〈実施形態例１〉（図１〜図６）（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図であ
る。

【００４８】本例の画像形成装置は、転写式電子写真プ
ロセス利用のレーザービームプリンターであり、像担持
体としての感光ドラムの帯電手段として接触帯電方式の
磁気ブラシ帯電装置を用い、現像手段で現像同時クリー
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
である。

【００４９】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。

【００５０】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側にして載置し、その上に不
図示の原稿圧着板を被せてセットする。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】ｂ）プリンターＡプリンターＡにおいて、１は像担持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
光ドラム１は表面に電荷注入層を有するＯＰＣ感光体で
ある。この感光体１については後記（２）項で詳述す
る。

【００５６】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、
帯電手段２により本例の場合は負極性の一様な帯電処理
を受ける。

【００５７】本例における帯電手段２は接触帯電方式の
磁気ブラシ帯電装置である。この帯電装置２については
後記（３）項で詳述する。

【００５８】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）３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。レーザー走査部３については後記（４）項で詳述す
る。

【００５９】その回転感光ドラム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
方式の装置である。この現像装置４については後記
（５）項で詳述する。

【００６０】一方、給紙カセット５内に収納の記録媒体
としての転写材Ｐが給紙ローラ５ａ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５ｂ
により所定の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６との接触ニップ部で
ある転写部Ｔに給紙される。

【００６１】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６の内側に配
設した転写帯電ブレード６ｄにより順次に静電転写され
る。この転写装置６については後記（６）項で詳述す
る。

【００６２】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て搬送装
置７で定着装置８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。

【００６３】本例のプリンターはクリーナーレスシステ
ムの装置であるから、転写材分離後の回転感光ドラム１
の面に残留する転写残トナーを回収する専用のクリーニ
ング装置（クリーナー）は配設しておらず、回転感光ド
ラム１面の転写残トナーは現像装置４で現像同時クリー
ニングにて回収され、回転感光ドラム１面は繰り返して
作像に供される。

【００６４】（２）感光ドラム１（図２）像担持体としての感光ドラム（感光体）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、ＣｄＳ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１０⁹〜１０¹⁴Ω・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。

【００６５】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の（ａ）はその層構成模
型図である。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】（３）帯電装置２（図３・図４）本例における帯電装置２は接触帯電方式の磁気ブラシ帯
電装置である。図３はその概略構成図である。２０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
磁気ブラシ帯電器である。

【００７３】本例の磁気ブラシ帯電器２０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２１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）２２と、
この非磁性スリーブ２２の外周面にスリーブ内部のマグ
ネットロール２１の磁力により吸着保持させて形成させ
た導電磁性粒子（帯電用磁性キャリア）の磁気ブラシ部
２３と、これらマグネットロール２１・非磁性スリーブ
２２・磁気ブラシ部２３のアセンブリを収容させた、横
断面略Ｃ字型の帯電器容器２４と、磁気ブラシ規制部材
２５と、帯電器容器２４の内壁面に貼りつけた電極とし
ての厚さ１００μｍのｓｕｓ板２６（ステンレススチー
ル板）等からなる。

【００７４】この磁気ブラシ帯電器２０を、帯電器容器
２４の開口部から外側に臨んでいる磁気ブラシ部２３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、磁気ブラシ帯電器２０を、
感光ドラム１に対して形成される磁気ブラシ部２３の接
触ニップ幅（帯電領域）Ｎが約６ｍｍになるように調整
して配設した。

【００７５】磁気ブラシ帯電器２０の非磁性スリーブ２
２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）となる矢印の時計方向に感光ド
ラム１の回転周速度１００ｍｍ／ｓｅｃに対して１５０
ｍｍ／ｓｅｃで回転させた。

【００７６】非磁性スリーブ２２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。

【００７７】非磁性スリーブ２２の回転に伴い、磁気ブ
ラシ部２３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２３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。

【００７８】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２２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２３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２２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。

【００７９】磁気ブラシ規制部材２５は、帯電器容器２
４の開口部から出て帯電領域Ｎへ向かう磁気ブラシ部２
３の厚みを所定に規制する働きをする。電極２６の働き
については後記（７）項で詳述する。

【００８０】ａ）磁性粒子磁気ブラシ部２３を構成させる帯電用磁性粒子として
は、平均粒径が１０〜１００μｍ、飽和磁化が２０〜２
５０emu/cm³ 、抵抗が１×１０² 〜１×１０¹⁰Ω・ｃｍ
のものが好ましい。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１×１０
⁶ Ω・ｃｍ以上のものを用いることが好ましい。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 、抵抗が５×１０⁶ Ω・ｃｍの磁
性粒子を用いた。

【００８１】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。

【００８２】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。

【００８３】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。

【００８４】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。

【００８５】ｂ）帯電バイアス磁気ブラシ帯電器２０に対する印加帯電バイアスについ
て、周波数が１０００Ｈｚで矩形状の交番電圧を印加し
たときの印加バイアスの振幅と１周目帯電電位について
図４に示す。

【００８６】振幅を大きくすることにより、印加バイア
スのＤＣ成分と１周目帯電電位の差は小さくなる。さら
に詳しく説明すると、帯電器２０に印加したバイアスの
ＤＣ成分をＶｄｃとし、このとき帯電された感光ドラム
１上の表面電位をＶｓとすると、これらの差分であるΔ
Ｖ＝｜Ｖｄｃ−Ｖｓ｜が略４０Ｖ以下になると帯電の均
一性も良好になる。

【００８７】そこで、本例においては、直流電圧；−７００Ｖ交番電圧；矩形状振幅Ｖｐｐ８００Ｖ周波数Ｖｆ１
０００Ｈｚを重畳したバイアスを帯電器２０に印加することにより
良好な帯電性を得ることが出来た。ｃ）電荷注入帯電電荷注入帯電は、中抵抗の接触帯電部材で中抵抗の表面
抵抗を持つ被帯電体（感光ドラム）表面に電荷注入を行
なうものであり、本例においては感光ドラム表面材質の
持つトラップ電位に電荷を注入するものではなく、電荷
注入層１６の導電性粒子（ＳｎＯ₂ ）１６ａに電荷を充
電して帯電を行なう方式であり、図２の（ｂ）の等価回
路図のように、電荷輸送層１５を誘電体とし、アルミニ
ウムドラム基体１１と、電荷注入層１６内の導電性粒子
１６ａを両電極板とする微小なコンデンサーに対して、
接触帯電部材２０で電荷を充電する理論に基づくものと
考えられる。

【００８８】この際、導電性粒子１６ａは互いに電気的
には独立であり、一種の微小なフロート電極を形成して
いる。このため、マクロ的には感光ドラム表面は均一電
位に充電、帯電されているように見えるが、実際には微
小な無数の充電された導電性粒子であるＳｎＯ₂ が感光
ドラム表面を覆っているような状況となっている。この
ため、レーザー光によって画像露光Ｌを行なっても、そ
れぞれのＳｎＯ₂ 粒子１６ａは電気的に独立なため、静
電潜像を保持することが可能になるものと予想する。

【００８９】（４）レーザー走査部３（図５）図５はレーザー走査部（レーザースキャナー）３の概略
構成を示すものである。このレーザー走査部３により被
走査面１（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３１により、固体レーザー素子３２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３２から放射されたレーザー光は、コリメーター
レンズ系３３により略平行な光束に変換され、更に矢印
の反時計方向に高速回転する回転多面鏡３４により矢印
方向に走査されると共にｆθレンズ群３５（３５ａ・３
５ｂ・３５ｃ）により被走査面１にスポット状に結像さ
れる。

【００９０】この様なレーザー光走査により被走査面１
には画像一走査分の露光分布が形成され、更に各走査毎
に被走査面１を前記走査方向とは垂直に所定量だけスク
ロールさせれば、該被走査面１上に画像信号に応じた露
光分布が得られる。

【００９１】（５）現像装置４（図６）図６は現像装置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
て現像部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。２成分磁気ブラシ接触現像装置はクリ
ーナーレスシステムの画像形成装置において、感光ドラ
ム１上の残トナーを回収するのに非常に好適である。

【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】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
が現像領域（現像部）である。

【００９４】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。

【００９５】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Ｎ₃ 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。

【００９６】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。

【００９７】本例では、直流電圧；−５００Ｖ交番電圧；振幅Ｖｐｐ＝１５００Ｖ、周波数Ｖｆ＝２０
００Ｈｚの現像バイアスが印加され、現像部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。

【００９８】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。

【００９９】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
るとともに、クリーナーレスシステムにおいては転写残
りトナーの回収も行なっている。

【０１００】現像容器４１内の現像剤４６のトナー濃度
（キャリアとの混合割合）はトナー分が静電潜像の現像
に消費されて逐次減少していく。現像容器４１内の現像
剤４６のトナー濃度は不図示の検知手段により検知され
て所定の許容下限濃度まで低下すると不図示のトナー補
給部から現像容器内の現像剤４６にトナー補給がなされ
て現像容器４１内の現像剤４６のトナー濃度を常に所定
の許容範囲内に保つようにトナー補給制御される。

【０１０１】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。

【０１０２】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。

【０１０３】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。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】（６）転写装置６転写装置６（図１）は本例では前述のように転写ベルト
タイプである。６ａは無端状の転写ベルトであり、駆動
ローラ６ｂと従動ローラ６ｃ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。６ｄは転写ベルト
６ａの内側に配設した転写帯電ブレードであり、転写ベ
ルト６ａ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。

【０１０７】本例においてはベルト６ａ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。

【０１０８】ベルト６ａ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。

【０１０９】さらに転写帯電ブレード６ｄ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６ｄ
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。

【０１１０】（７）磁気ブラシ帯電器２０への混入トナ
ーの捕捉・排出現像装置４による現像同時クリーニング前述したように、像担持体の帯電手段として接触帯電手
段を用いた画像形成装置の問題点は、像担持体に接触さ
せてある接触帯電部材が像担持体面側の汚れや異物を拾
い、その蓄積で汚染状態になり易いことである。

【０１１１】本例のプリンターのように、転写後の感光
ドラム１上の転写残トナーを除去する専用のクリーナー
を具備させていないクリーナーレスシステムの画像形成
装置においては特に顕著である。

【０１１２】即ち、転写後の感光ドラム１上の比較的多
量の転写残トナーが感光ドラム１の引き続く回転移動で
そのまま接触帯電部材としての磁気ブラシ帯電器２０の
位置に持ち運ばれることで磁気ブラシ帯電器２０の磁気
ブラシ部２３に逐次に多く付着・混入し、磁気ブラシ帯
電器２０が早期にかつ過度にトナー汚染状態になる。磁
気ブラシ帯電器２０にトナーが過度に蓄積してしまう
と、帯電器の全体あるいは一部の抵抗が上昇してしま
い、感光ドラムを所望の電位にまで帯電できなくなった
り、帯電むらが生じたりしてしまい、画像不良が発生し
てしまう。

【０１１３】ａ）本例においては、前述したように、磁
気ブラシ帯電器２０（図３）の帯電器容器２４の内壁
に、電極として厚さ１００μｍのｓｕｓ板２６を貼りつ
けて具備させてあり、このｓｕｓ板２６を接地してあ
る。従って−７００Ｖ印加されている非磁性スリーブ２
２及び磁気ブラシ部２３側から、上記のｓｕｓ板２６に
向かって電界の力が作用する。

【０１１４】転写後の感光ドラム１上の転写残トナーは
感光ドラム１と磁気ブラシ帯電器２０の磁気ブラシ部２
３との接触ニップ部（帯電領域）Ｎに至り、磁気ブラシ
部２３に混入していくわけであるが、その磁気ブラシ部
２３への混入トナーは磁気ブラシ部２３を構成している
磁性粒子と接触した時点で正規の負極性に帯電されてい
る。

【０１１５】従って、電極としての接地のｓｕｓ板２６
の電位が注入帯電設定電位よりトナーの正規帯電極性と
は逆の極性寄りとなることで、磁気ブラシ部２３に混入
して正規の負極性に帯電した混入トナーは、混入して間
もなくに上記の電界により磁気ブラシ部２３内から磁気
ブラシ部外側の電極であるｓｕｓ板２６側へ移動して磁
気ブラシ部２３から離れようとする力が働き、ｓｕｓ板
２６の面に移行して付着捕集される。

【０１１６】そのため長期耐久において磁気ブラシ部２
３内に混入トナーが長らく留まることで磁気ブラシ部２
３を構成している磁性粒子にトナー及び外添剤が固着す
ることを防止する効果が得られる。

【０１１７】また本例においては、非磁性スリーブ２２
と帯電器容器２４の内壁に設けた電極としてのｓｕｓ板
２６との間隔距離を２ｍｍに設定してあるため非磁性ス
リーブ２２に磁気吸着の磁気ブラシ部２３の外周がｓｕ
ｓ板２６の面に軽接触しており、非磁性スリーブ２２の
回転に伴う磁気ブラシ部２３の回転移動によりｓｕｓ板
２６の面が磁気ブラシ部２３の外周で摺擦される。ま
た、軽接触であるため、過剰な電流がアースに向かって
流れない。逆に言えば、過剰な電流が流れない程度にご
く軽く接触させる必要がある。

【０１１８】そのためにｓｕｓ板２６の面に移行して付
着捕集されたトナーは徐々にｓｕｓ板２６の面に沿って
磁気ブラシ規制部材２５の方向に掃かれて移動してゆ
き、やがて磁気ブラシ規制部材２５の内側を伝って帯電
器容器２４の開口から外にわずかずつ送り出されて感光
ドラム１上に薄層に吐き出されて行くことになる。

【０１１９】従って、長期耐久においても磁気ブラシ帯
電器２０内即ち磁気ブラシ部２３内にトナーが過度に蓄
積した状態になることが防止され、トナーの過度な蓄積
による帯電不良や画像不良の発生、帯電器容器下部にト
ナーが過度に蓄積してあふれ出し、転写材上や転写装置
上にぼた落ちしたり、帯電器容器部外に飛散して装置
内、例えば露光装置等が汚染されることも防止される。

【０１２０】ｂ）そして磁気ブラシ帯電器２０内から上
記のように感光ドラム１上に吐き出されて行くトナーは
現像領域ｍに持ち運ばれて現像装置４において現像同時
クリーニング（回収）される。

【０１２１】即ち、磁気ブラシ帯電器２０内から感光ド
ラム１上に薄層に吐き出されたトナーは正規帯電極性に
帯電されているため、現像装置４において現像時の印加
直流電圧と感光ドラム１の表面電位間の電位差であるか
ぶり取り電位（Ｖback）での回収が可能となる。これに
より、前画像のポジゴーストの出現を防止することが可
能で、また薄層に吐き出されたトナーは現像時の回収性
においても有利となる。

【０１２２】磁気ブラシ帯電器２０内から感光ドラム１
上に吐き出されたトナー（転写残トナー）は現像装置４
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。

【０１２３】ｃ）以上のような構成において、画出し耐
久試験を行なった結果、１０万枚の長期に渡り、磁気ブ
ラシ帯電器２０は逐次転写残トナーの回収・吐き出しを
続け、これにより磁気ブラシ帯電器はトナー・外添剤の
過度な蓄積が防止されて汚染状態は許容レベル以下の状
態が保持され、帯電能の低下もみられず、良質な画像の
出力が安定に維持された。

【０１２４】また、従来では１０万枚で３〜４μｍ削れ
て電荷注入層１６がほとんどなくなってしまっていた電
荷注入帯電用感光ドラム１も帯電電位に大きく影響しな
い１μｍ程度の削れで納まっていた。

【０１２５】〈実施形態例２〉（図７）本例は上述の実施形態例１の画像形成装置（プリンタ
ー）において、感光ドラム１を帯電処理する帯電装置２
として接触帯電方式のファーブラシ帯電装置を用いたも
のである。他の画像形成装置構成に変更はないので再度
の説明は省略する。

【０１２６】図７において、２０Ａ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ファーブラシ帯
電器である。２７は外径が１０ｍｍの芯金、２８はこの
芯金に植毛したファーブラシ部である。ファーブラシ部
２８は、毛足長さが３ｍｍ、抵抗値が１×１０⁶ Ωの導
電性繊維を密度１０万本／inch² で植毛して形成したも
のである。２４はこのファーブラシロール２７・２８を
収容させた横断面略Ｃ字型の帯電器容器２４、２９は帯
電器容器２４の内壁面に設けた電極である。本例におい
ては実施形態例１における電極としてのｓｕｓ板２６の
代わりに、アクリル樹脂にカーボンブラックを分散して
抵抗１０³ 〜１０⁴ Ω・ｃｍに調整した導電性樹脂材料
を電極２９としてブラシ部２８の周囲に配置した。

【０１２７】このファーブラシ帯電器２０Ａを、帯電器
容器２４の開口部から外側に臨んでいるファーブラシ部
２８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、ファーブラシ帯電器
２０Ａを、感光ドラム１に対して形成されるファーブラ
シ部２８の接触ニップ幅（帯電領域）Ｎが約７ｍｍにな
るように調整して配設した。

【０１２８】ファーブラシ帯電器２０Ａの芯金２７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）となる矢印の時計方向に感光ドラム
１の回転周速度１００ｍｍ／ｓｅｃに対して２００ｍｍ
／ｓｅｃで回転させた。

【０１２９】芯金２７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。

【０１３０】芯金２７の回転に伴い、ファーブラシ部２
８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、ファーブラシ部２８を構成する導電性繊維
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。本例の場
合は感光ドラム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。

【０１３１】接触帯電部材がファーブラシ帯電器の場合
もトナーの混入・蓄積によりファーブラシ帯電器が過度
に汚染されていくことで帯電性能が低下し、帯電不均一
を引き起こし不良画像を発生していた。

【０１３２】そこで本例では上記のように電極として、
実施形態例１におけるｓｕｓ板２６の代わりに抵抗が１
０³ 〜１０⁴ Ω・ｃｍの上記の導電性樹脂材料電極２９
をファーブラシ部２８の周囲に配置し、ファーブラシ部
２８と感光ドラム１の接触領域Ｎに対し、感光ドラムの
上流側の導電性樹脂材料電極端部は長手方向一様に帯電
設定電位と同電位とし、反対の導電性樹脂材料電極端部
はアースとした。即ち電極としての導電性樹脂材料電極
２９の、ファーブラシ部２８と感光ドラム１との接触領
域Ｎの感光体回転方向に対して下流側に最も近い部分か
らさらにファーブラシ回転方向上流側に向かうに従い電
位を帯電設定電位に近づけることで、ファーブラシ部２
８の転写残トナーの取り込み側から吐き出し側まで導電
性樹脂材料電極２９の電位が徐々に降下してゆく、つま
りファーブラシ部２８間との電位差がファーブラシ部回
転方向に徐々に開いてゆくため、帯電器２０Ａ内の混入
トナーや外添剤がファーブラシ部の回転方向にスムーズ
に搬送されてゆき、吐き出されやすくなった。

【０１３３】また感光ドラム１の上流側の導電性樹脂材
料電極端部には樹脂等の絶縁部材３０を設け、移動して
きたトナーや外添剤を感光ドラム１に吐き出すべくファ
ーブラシ部２８が最後のひとかきをしても電位効果でひ
きもどされ、端部に溜るのを防止している。

【０１３４】以上のような構成において、画出し耐久試
験を行った結果、５万枚の長期に渡り、ファーブラシ帯
電器２０Ａは逐次転写残トナーの回収・吐き出しを続
け、これによりファーブラシ帯電器はトナー・外添剤の
過度な蓄積が防止されて汚染状態は許容レベル以下の状
態が保持され、帯電能の低下もみられず、良質な画像の
出力が安定に維持された。

【０１３５】また、従来では５万枚で３〜４μｍ削れて
電荷注入層１６がほとんどなくなってしまっていた電荷
注入帯電用感光ドラム１も帯電電位に大きく影響しない
１μｍ程度の削れで納まっていた。

【０１３６】〈実施形態例３〉実施形態例１及び同２に
おいては、現像装置４の現像剤４６（ｔ＋ｃ）のトナー
粒子ｔとして粉砕法で生成されたトナーを用いたが、本
例においては懸濁重合法によって生成された平均粒径６
μｍの球形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た。

【０１３７】また磁性キャリアｃとしては飽和磁化が２
０５ｅｍｕ／ｃｍ³ の平均粒径３５μｍの磁性キャリア
を用いた。

【０１３８】また上記のトナーｔとキャリアｃを重量比
７：９３で混合したものを現像剤４６として用いた。

【０１３９】重合法で生成されたトナーは球形に近い形
状であるため外添剤が均一にコートされる。このため、
感光ドラム１に対する離形性が極めてよい。例えば、上
記のような粉砕トナーと重合トナーで転写効率（紙上に
転写された単位面積あたりのトナー量／感光ドラム上の
単位面積あたりのトナー量）を比べた場合、粉砕トナー
が９０％であったのに対して、重合トナーを用いた場合
には９７％と高効率であった。

【０１４０】また、かぶりも粉砕トナーと比べると良好
であり、重合トナーを用いた場合においては、Ｖ_back＝
５０Ｖでもかぶりが防止できた。

【０１４１】本例においては、転写残トナーが極微量で
あることに加え、高離型性であるため、クリーナーがな
く現像時に転写残トナーを回収する構成をとった場合、
より回収性が上がり画像不良は全く発生しなくなる。

【０１４２】また高転写効率であるために正規の帯電極
性の電荷をもつトナーはほぼ完全に転写されていると思
われ、転写残トナーはほとんどが逆極性に帯電されたも
のとなっており、接触帯電部材である磁気ブラシ帯電器
２０やファーブラシ帯電器２０Ａによる回収性にも俄然
有利である。

【０１４３】さらに混入トナーの磁気ブラシ部磁性粒子
やファーブラシ導電性繊維からの離型性が良いために、
帯電器２０や２０Ａからのトナー吐き出しも粉砕トナー
の場合より良好に行なわれる。

【０１４４】具体的に、実施形態例１の画像形成装置に
おいて、現像装置４の現像剤４６として上記のように懸
濁重合法によって生成された球形トナー用いた現像剤を
用いた。また磁気ブラシ帯電器２０の磁気ブラシ規制部
材２５はアースに落とした。即ち磁気ブラシ規制部材２
５の電位が注入帯電設定電位よりもトナーの正規帯電極
性とは逆の極性寄りとなる。このため磁気ブラシ規制部
材２５部では混入したトナーや外添剤は磁気ブラシ部２
３の磁性粒子からはなれる電界的力を受けるため磁性粒
子に対する融着が軽減でき、またさらに、磁気ブラシ規
制部材２５部を通過した後、飛散したトナーは磁気ブラ
シ規制部材２５の表面に吸着して装置内汚染が防止され
た。

【０１４５】以上のような構成において、画出し耐久試
験を行なった結果、１０万枚の長期に渡り、磁気ブラシ
帯電器２０は逐次転写残トナーの回収・吐き出しを続
け、これにより磁気ブラシ帯電器はトナー・外添剤の過
度な蓄積が防止されて汚染状態は許容レベル以下の状態
が保持され、帯電能の低下もみられず、良質な画像の出
力が安定に維持された。

【０１４６】また、従来では１０万枚で３〜４μｍ削れ
て電荷注入層１６がほとんどなくなってしまっていた電
荷注入帯電用感光ドラム１も帯電電位に大きく影響しな
い１μｍ程度の削れで納まっていた。

【０１４７】〈その他〉１）本発明の構成は、前述の実施形態例１、２、３に限
られるものではなく、クリーナー手段を現像装置４が兼
ねる画像形成装置においては、例えば接触帯電部材は、
導電性ゴムや導電性スポンジを用いた帯電ローラや、磁
気ブラシ帯電器２０やファーブラシ帯電器２０Ａにして
も回転しない構成の帯電器等であってもよく、すべての
接触系の帯電装置に適応できる。

【０１４８】２）また、像担持体としての感光体１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、帯電器の汚染防止については充分な効果が得られ
る。即ち像担持体の接触帯電は、実施形態例の電荷注入
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。

【０１４９】３）また現像装置としては、実施形態例
１、２、３においては、２成分現像法についてのみ述べ
たが、他の現像方法でも効果がある。好ましくは、現像
剤を感光体に対して接触させて潜像を現像する１成分接
触現像や２成分接触現像がより現像剤の同時回収効果を
高めるのに効果がある。

【０１５０】また、現像剤中のトナー粒子として実施形
態例３のように重合トナーを用いた場合には、上記の１
成分接触現像や２成分接触現像はもちろん１成分非接触
現像や２成分非接触現像など他の現像方法においても充
分な回収効果が得られる。

【０１５１】４）帯電器に印加する帯電バイアスは直流
電圧のみであってもよい。

【０１５２】５）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
成された矩形はあっても良い。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。

【０１５３】６）静電潜像形成のための画像露光手段と
しては、実施形態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。

【０１５４】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。

【０１５５】７）像担持体からトナー像の転写を受ける
記録媒体は転写ドラム等の中間転写体であってもよい。

【０１５６】８）画像形成装置はクリーナーレスシステ
ムのものに限られるものではなく、クリーナー１０６
（図８）を具備させた装置であってもよい。

【０１５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
像担持体の帯電手段として接触帯電手段を用いた画像形
成装置について、クリーナーレスシステムの画像形成装
置の場合であっても、トナーや外添剤の付着混入蓄積に
より接触帯電部材が過度に汚染状態になることが防止さ
れ、像担持体の耐久に伴う削れ量を大幅に軽減すること
ができ、接触帯電部材混入トナーのあふれぼた落ちや飛
散をなくすることができ、これにより、長期にわたって
安定して良好な画像形成をおこなわせることが可能とな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１の画像形成装置の概略構成図

【図２】（ａ）は像担持体としての感光ドラムの層構成
模型図、（ｂ）は電荷注入層を有する感光ドラムと接触
帯電部材としての磁気ブラシ帯電器の等価回路図（電荷
注入帯電の説明図）

【図３】磁気ブラシ帯電装置の概略構成図

【図４】磁気ブラシ帯電器に対する印加帯電バイアスに
ついて、周波数が１０００Ｈｚで矩形状の交番電圧を印
加したときの印加バイアスの振幅と１周目帯電電位につ
いてのグラフ

【図５】レーザー走査部（レーザースキャナー）の概略
構成図

【図６】現像装置の概略構成図

【図７】実施形態例２の画像形成装置の要部（ファーブ
ラシ帯電装置部分）の概略構成図

【図８】画像形成装置の従来例としての転写式電子写真
装置の一例の構成略図

【符号の説明】

Ａプリンター部Ｂ画像読み取り装置（イメージスキャナー）１像担持体（感光ドラム）２接触帯電装置２０接触帯電部材としての磁気ブラシ帯電器２０Ａ接触帯電部材としてのファーブラシ帯電器２６・２９電極３レーザー走査部（レーザースキャナー）４現像装置５給紙カセット６転写装置７搬送装置８定着装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体に、該像担持体を所定の極性・
電位に一様に帯電処理する工程、その帯電処理面に静電
潜像を形成する画像情報書き込み工程、その静電潜像を
トナーによってトナー像として現像する工程、そのトナ
ー像を記録媒体に転写する工程を含む作像プロセスを適
用して画像形成を実行し、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、像担持体を所定の極性・電位に一様に帯電処理する帯電
手段は、像担持体に電圧を印加した接触帯電部材を当接
させて行なう接触帯電手段であり、接触帯電部材の少な
くとも一部に接触した電極を有することを特徴とする画
像形成装置。
【請求項２】前記電極の電位が、像担持体帯電設定電
位よりトナーの正規帯電極性とは逆の極性寄りであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記接触帯電部材が、磁性粒子を磁気拘
束させた磁気ブラシ部を有し、該磁気ブラシ部を像担持
体に接触させた磁気ブラシ接触帯電部材であることを特
徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記磁気ブラシ接触帯電部材の像担持体
との接触領域よりも像担持体移動方向に対して下流側に
磁気ブラシ部規制部材を有することを特徴とする請求項
３に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記磁気ブラシ部規制部材が電極を兼ね
ていて、該磁気ブラシ部規制部材の電位が、像担持体帯
電設定電位よりトナーの正規帯電極性とは逆の極性寄り
であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装
置。
【請求項６】前記電極の、前記磁気ブラシ接触帯電部
材の像担持体との接触領域よりも像担持体移動方向に対
して下流側に最も近い部分からさらに下流側に向かうに
従い電位が像担持体帯電設定電位に近づいてゆくことを
特徴とする請求項１ないし５のいづれか１つに記載の画
像形成装置。
【請求項７】前記接触帯電部材が、導電性繊維のファ
ーブラシ部を有し、該ファーブラシ部を像担持体に接触
させたファーブラシ接触帯電部材であることを特徴とす
る請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項８】前記像担持体が表面に電荷注入層を有し
て電荷注入帯電される回転感光体であることを特徴とす
る請求項１ないし７のいづれか１つに記載の画像形成装
置。
【請求項９】前記像担持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が像露光手段であること
を特徴とする請求項１ないし８のいづれか１つに記載の
画像形成装置。
【請求項１０】前記像担持体の静電潜像をトナーによ
ってトナー像として現像する現像手段が、トナー像を記
録媒体に転写したあとに像担持体に残留した残トナーを
回収するクリーニング手段を兼ねることを特徴とする請
求項１ないし９のいづれか１つに記載の画像形成装置。