JPH11119517A

JPH11119517A - 帯電装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH11119517A
Application number: JP9291623A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hashimoto; 浩一橋本; Yoshiyuki Komiya; 義行小宮; Atsushi Takeda; 篤志竹田; Fumimitsu Gomi; 史光五味
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-10-08
Filing date: 1997-10-08
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】接触帯電装置、及び接触帯電装置を用いた画
像形成装置について、安価に被帯電体（像担持体）表面
電位の測定を行ない、電位の安定性を確保して、接触帯
電部材の汚染に伴う電気抵抗の増大による帯電能の低
下、画像形成装置にあっては画像不良の発生を安価な手
段構成にて防止する。【解決手段】被帯電体１に帯電バイアスを印加した帯
電部材２ｂを当接させて被帯電体の帯電を行う接触方式
の帯電装置において、接触帯電部材２ｂの電気抵抗を測
定する手段２ｉ・５１〜５５を有し、帯電バイアスや現
像バイアスにフィード・バックする、すなわち上記測定
された電気抵抗の値により接触帯電部材２ｂに印加する
帯電バイアスもしくは現像手段５ｂに印加する現像バイ
アス、もしくはその両方を、接触帯電部材２ｂの汚染に
伴う電気抵抗の増大に適切に対応する値に変更調整する
手段５５〜５７を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被帯電体を帯電処
理（除電処理も含む）する帯電装置に関する。

【０００２】より詳しくは、被帯電体に電圧（帯電バイ
アス）を印加した帯電部材を当接させて被帯電体の帯電
を行う接触方式の帯電装置（接触帯電装置、直接帯電装
置）に関する。

【０００３】また、像担持体に電圧を印加した帯電部材
を当接させて像担持体の帯電処理を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する、電子写真方式
・静電記録方式等の複写機・プリンタ等の画像形成装置
に関する。

【０００４】

【従来の技術】

ａ）接触帯電電子写真方式や静電記録方式等の画像形成装置におい
て、電子写真感光体や静電記録誘電体等の像担持体、そ
の他の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、従来より一般にコロナ帯電器が使用され
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。

【０００５】近年は、上記の非接触タイプのコロナ帯電
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、前記のように、被帯電体に電圧を印加した
帯電部材（接触帯電部材）を当接させて被帯電体面を所
定の極性・電位に帯電させる接触方式の帯電装置の実用
化がなされてきている。

【０００６】特に、接触帯電部材として導電弾性ローラ
（帯電ローラ）を用いたローラ帯電方式の装置が帯電の
安定性という点から好ましく用いられている。

【０００７】また、接触帯電部材として、磁性粒子を担
持体に磁気拘束させた磁気ブラシ部を具備させた磁気ブ
ラシ帯電部材を用い、該帯電部材の磁気ブラシ部を被帯
電体に接触させる磁気ブラシ帯電方式の装置も帯電接触
の安定性という点から好ましく用いられている。

【０００８】磁気ブラシ帯電部材は、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
シ部を被帯電体に接触させ、これに電圧を印加すること
によって被帯電体の帯電を開始させる。

【０００９】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）、導電性ゴムをブ
レード状にした導電ゴムブレード（帯電ブレード）等も
接触帯電部材として好ましく用いられている。

【００１０】接触帯電の帯電機構（帯電のメカニズム、
帯電原理）にはコロナ帯電系と注入帯電（直接帯電）系
の２種類の帯電機構が混在しており、どちらが支配的で
あるかにより各々の特性が現れる。

【００１１】コロナ帯電系は、接触帯電部材と被帯電体
との微小間隙に生じるコロナ放電現象による放電生成物
で被帯電体表面が帯電する系である。コロナ帯電は接触
帯電部材と被帯電体に一定の放電しきい値を有するた
め、帯電電位より大きな電圧を接触帯電部材に印加する
必要がある。また、コロナ帯電器に比べれば発生量は格
段に少ないけれども放電生成物を生じることが原理的に
避けられないため、オゾンなど活性イオンによる弊害は
避けられない。

【００１２】注入帯電系は、接触帯電部材から被帯電体
に直接に電荷が注入されることで被帯電体表面が帯電す
る系である。より詳しくは、中抵抗の接触帯電部材が被
帯電体表面に接触して、放電現象を介さずに、つまり放
電を基本的に用いないで被帯電体表面に直接電荷注入を
行うものである。よって、接触帯電部材への印加電圧が
放電閾値以下の印加電圧であっても、被帯電体を印加電
圧相当の電位に帯電することができる。この直接帯電系
はイオンの発生を伴わないため放電生成物による弊害は
生じない。

【００１３】しかし、直接帯電であるため、接触帯電部
材の被帯電体への接触性が帯電性に大きく効いてくる。
そこで接触帯電部材はより密に構成し、また被帯電体と
の速度差を多く持ち、より高い頻度で被帯電体に接触す
る構成をとる必要がある。

【００１４】導電性の接触帯電部材に電圧を印加し感光
体表面にあるトラップ準位に電荷を注入して感光体の接
触帯電を行う方法がある。また、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
の直流成分と略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６−３９２１号公報）。

【００１５】注入帯電方式は、環境依存性が少ないだけ
でなく、放電を用いないため、接触帯電部材に対する印
加電圧は感光体電位と同程度で十分であり、またオゾン
を発生しない利点があり、完全なオゾンレスかつ低電力
消費型帯電が可能となる。

【００１６】ｂ）クリーナーレスプロセス（トナーリサ
イクルプロセス）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。

【００１７】また転写後の像担持体上の転写残トナー
（残留現像剤）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。

【００１８】そこで、クリーナーを取りはずし、像担持
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」で像担持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「クリーナーレスプロセス」の画
像形成装置も出現している。

【００１９】現像同時クリーニングとは、転写後に像担
持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像担
持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。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】接触帯電装置の問題点
の１つとして、被帯電体に接触させている接触帯電部材
が被帯電体面側の付着異物を拾って汚れていきやすいこ
とが挙げられる。

【００２１】接触帯電部材が絶縁性の異物で汚れていく
と、接触帯電部材の電気抵抗は次第に大きくなってい
き、コロナ帯電系の接触帯電では帯電が接触帯電部材か
ら被帯電体への放電により行われるため接触帯電部材の
電気抵抗の変動により被帯電体の表面電位も変動して、
被帯電体を所望の電位まで帯電できなくなったり、帯電
むらが生じたりして、帯電能が低下してしまう。注入帯
電系の接触帯電の場合も、接触帯電部材と被帯電体との
接触部である帯電ニップ部（帯電部）を被帯電体面が通
過中に被帯電体面への十分な電荷の移動が行われず、帯
電ニップ部通過後の被帯電体表面電位は使用に伴い低下
し、やはり、被帯電体を所望の電位まで帯電できなくな
ったり、帯電むらが生じたりして、帯電能が低下してし
まう。

【００２２】感光体等の像担持体の帯電手段として接触
帯電装置を用いた画像形成装置にあっては、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
トナーや現像剤に含まれるシリカ等いわゆる外添剤等が
引き続く像担持体の移動で帯電ニップ部に持ち運ばれて
接触帯電部材に付着・混入することで装置の耐久進行に
伴い次第に蓄積して接触帯電部材が汚染状態になり易
い。

【００２３】通常、トナーやシリカ等の電気抵抗は比較
的高いから、接触帯電部材がそのようなトナーやシリカ
等の付着・混入・蓄積で許容以上の汚染状態になると、
接触帯電部材の全体あるいは一部の電気抵抗が上昇して
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。像担持体の表面電位が低下することで現像
部において非画像部へのトナー付着、いわゆるカブリを
引き起こす。

【００２４】クリーナーレスプロセスの画像形成装置の
場合は、転写後の像担持体上の転写残トナーが像担持体
の引き続く移動でそのまま帯電ニップ部に持ち運ばれる
ことで、転写残トナーを除去する専用のクリーナーを有
する画像形成装置の場合よりも多量のトナーやシリカ等
が接触帯電部材に付着・混入する。そのためクリーナー
レスプロセスの画像形成装置の場合は接触帯電部材とし
て他の接触帯電部材に比べてトナー汚染に比較的許容度
がある磁気ブラシ帯電部材が用いられる。

【００２５】磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部に混入
した転写残トナーはその後磁気ブラシ部から像担持体上
に電気的に吐き出されて像担持体の引き続く移動で現像
部に持ち運ばれ、現像手段によって現像同時クリーニン
グで像担持体上から除去され現像手段に回収・再用され
る。

【００２６】しかし、何らかの原因で、像担持体から磁
気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部への転写残トナーの混
入量（転写残トナーの一時的回収量）と、磁気ブラシ部
から像担持体上へのトナーの吐き出し量とのバランスが
崩れて、前者の混入量に対して後者の吐き出し量が少な
い状態を生じると磁気ブラシ部にトナーが蓄積してい
き、磁気ブラシ帯電部材の電気抵抗が次第に大きくなっ
ていき、やはり、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。像担持体の表面電位が低下するこ
とで現像部において非画像部へのトナー付着、いわゆる
カブリを引き起こす。

【００２７】帯電器内に混入したトナーを吐き出す非作
像時に帯電バイアスをＤＣ（直流電圧）のみにする場合
は非作像時に像担持体の表面電位が著しく低下し、それ
により現像部でのカブリはひどくなるうえに、非画像領
域は転写されないため、カブリトナーが帯電器に回収さ
れ、さらに電位が低下してしまう。

【００２８】上述したような接触帯電部材の汚染に伴う
電気抵抗の増大による帯電能の低下や、画像形成装置に
あっては画像不良の発生を防止する方法として、帯電後
もしくは露光後の被帯電体（像担持体）表面電位を測定
する電位センサーを設け、その出力を帯電や現像にフィ
ードバック（電位の低下分だけ、帯電バイアスＤＣを増
加させる、もしくは現像バイアスＤＣを減少させる）す
ることで、電位の安定化、または現像部でのカブリを発
生させないことがあげられるが、フルカラープロセスの
１つである４感光体タンデム方式では電位センサーも４
個必要となるため、製品コストを著しく増加させてしま
う。

【００２９】本発明は、接触帯電装置、及び接触帯電装
置を用いた画像形成装置について、接触帯電部材の汚染
に伴う電気抵抗の増大による帯電能の低下、画像形成装
置にあっては画像不良の発生を、安価な手段構成にて防
止することを目的とする。

【００３０】

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

【００３１】（１）被帯電体に帯電バイアスを印加した
帯電部材を当接させて被帯電体の帯電を行う接触方式の
帯電装置において、帯電部材の電気抵抗を測定する手段
と、測定された電気抵抗の値により帯電部材に印加する
帯電バイアスを変化させる手段を有していることを特徴
とする帯電装置。

【００３２】（２）帯電部材へ印加する帯電バイアスと
してＡＣとＤＣの重畳バイアスを用いることを特徴とす
る（１）に記載の帯電装置。

【００３３】（３）帯電部材が、磁性粒子を担持体に磁
気拘束させた磁気ブラシ部を有し、該磁気ブラシ部を被
帯電体に当接させた磁気ブラシ帯電部材であることを特
徴とする（１）または（２）に記載の帯電装置。

【００３４】（４）磁気ブラシ帯電部材の磁性粒子の電
気抵抗が測定され、測定された電気抵抗の値により帯電
部材に印加する帯電バイアスが変化されることを特徴と
する（３）に記載の帯電装置。

【００３５】（５）帯電部材もしくは磁性粒子の電気抵
抗を測定するための電極を帯電器容器内壁に配置するこ
とを特徴とする（１）、（２）、（３）または（４）に
記載の帯電装置。

【００３６】（６）帯電部材もしくは磁性粒子の電気抵
抗の測定が、電気抵抗を測定するバイアスをＤＣバイア
スのみにした測定モードと、ＡＣとＤＣの重畳バイアス
にした測定モードとでなされることを特徴とする（１）
ないし（５）の何れか１つに記載の帯電装置。

【００３７】（７）被帯電体が電荷注入帯電性であるこ
とを特徴とする（１）ないし（６）の何れか１つに記載
の帯電装置。

【００３８】（８）被帯電体がその表面に絶縁性のバイ
ンダー中に導電性微粒子を分散させた電荷注入層を有し
ていることを特徴とする（１）ないし（７）の何れか１
つに記載の帯電装置。

【００３９】（９）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）ないし
（８）の何れか１つに記載の帯電装置。

【００４０】（１０）被帯電体が電子写真感光体である
ことを特徴とする（１）ないし（９）の何れか１つに記
載の帯電装置。

【００４１】（１１）像担持体を帯電する帯電手段を含
む作像プロセス手段にて画像形成がなされる画像形成装
置において、像担持体を帯電する帯電手段が（１）ない
し（９）の何れか１つに記載の帯電装置であることを特
徴とする画像形成装置。

【００４２】（１２）像担持体を帯電する帯電手段と、
該像担持体の帯電処理面に静電潜像を形成する画像情報
書き込み手段と、該静電潜像を現像剤によって顕像化す
る現像手段を含む作像プロセス手段にて画像形成がなさ
れる画像形成装置において、像担持体を帯電する帯電手
段が、像担持体に帯電バイアスを印加した帯電部材を当
接させて被帯電体の帯電を行う接触帯電方式の帯電装置
であり、帯電部材の電気抵抗を測定する手段と、測定さ
れた電気抵抗の値により帯電部材に印加する帯電バイア
ス、もしくは現像手段に印加する現像バイアス、もしく
はその両方を変化させる手段を有していることを特徴と
する画像形成装置。

【００４３】（１３）像担持体を帯電する帯電手段と、
該像担持体の帯電処理面に静電潜像を形成する画像情報
書き込み手段と、該静電潜像を現像剤によって顕像化す
る現像手段と、該現像剤像を被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る画像
形成装置において、像担持体を帯電する帯電手段が、像
担持体に帯電バイアスを印加した帯電部材を当接させて
被帯電体の帯電を行う接触帯電方式の帯電装置であり、
帯電部材の電気抵抗を測定する手段と、測定された電気
抵抗の値により帯電部材に印加する帯電バイアス、もし
くは現像手段に印加する現像バイアス、もしくはその両
方を変化させる手段を有していることを特徴とする画像
形成装置。

【００４４】（１４）像担持体を帯電する帯電手段と、
該像担持体の帯電処理面に静電潜像を形成する画像情報
書き込み手段と、該静電潜像を現像剤によって顕像化す
る現像手段と、該現像剤像を被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、前記
現像手段が被転写材に対する現像剤像転写後の像担持体
に残留した現像剤を回収するクリーニング手段を兼ねる
画像形成装置において、像担持体を帯電する帯電手段
が、像担持体に帯電バイアスを印加した帯電部材を当接
させて被帯電体の帯電を行う接触帯電方式の帯電装置で
あり、帯電部材の電気抵抗を測定する手段と、測定され
た電気抵抗の値により帯電部材に印加する帯電バイア
ス、もしくは現像手段に印加する現像バイアス、もしく
はその両方を変化させる手段を有していることを特徴と
する画像形成装置。

【００４５】（１５）帯電部材へ印加する帯電バイアス
としてＡＣとＤＣの重畳バイアスを用いることを特徴と
する（１２）、（１３）または（１４）に記載の画像形
成装置。

【００４６】（１６）帯電部材が、磁性粒子を担持体に
磁気拘束させた磁気ブラシ部を有し、該磁気ブラシ部を
被帯電体に当接させた磁気ブラシ帯電部材であることを
特徴とする（１２）ないし（１５）の何れか１つに記載
の画像形成装置。

【００４７】（１７）磁気ブラシ帯電部材の磁性粒子の
電気抵抗が測定され、測定された電気抵抗の値により帯
電部材に印加する帯電バイアス、もしくは現像手段に印
加する現像バイアス、もしくはその両方が変化されるこ
とを特徴とする（１６）に記載の画像形成装置。

【００４８】（１８）帯電部材もしくは磁性粒子の電気
抵抗を測定するための電極を帯電器容器内壁に配置する
ことを特徴とする（１２）ないし（１７）の何れか１つ
に記載の画像形成装置。

【００４９】（１９）帯電部材もしくは磁性粒子の電気
抵抗の測定が、電気抵抗を測定するバイアスをＤＣバイ
アスのみにした測定モードと、ＡＣとＤＣの重畳バイア
スにした測定モードとでなされることを特徴とする（１
２）ないし（１８）の何れか１つに記載の画像形成装
置。

【００５０】（２０）像担持体が電荷注入帯電性である
ことを特徴とする（１２）ないし（１９）の何れか１つ
に記載の画像形成装置。

【００５１】（２１）像担持体がその表面に絶縁性のバ
インダー中に導電性微粒子を分散させた電荷注入層を有
していることを特徴とする（１２）ないし（２０）の何
れか１つに記載の画像形成装置。

【００５２】（２２）像担持体の表面層抵抗が１０⁹ 〜
１０¹⁴Ω・ｃｍであることを特徴とする（１２）ないし
（２１）の何れか１つに記載の画像形成装置。

【００５３】（２３）像担持体が電子写真感光体である
ことを特徴とする（１２）ないし（２２）の何れか１つ
に記載の画像形成装置。

【００５４】（２４）像担持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（１２）な
いし（２３）の何れか１つに記載の画像形成装置。

【００５５】〈作用〉接触帯電装置、及び接触帯電装
置を用いた画像形成装置について、接触帯電部材の電気
抵抗を測定し、帯電バイアスや現像バイアスにフィード
・バックする、すなわち上記測定された電気抵抗の値に
より接触帯電部材に印加する帯電バイアスもしくは現像
手段に印加する現像バイアス、もしくはその両方を、接
触帯電部材の汚染に伴う電気抵抗の増大に適切に対応す
る値に変更調整することで、安価に被帯電体表面電位の
測定を行ない、電位の安定を保つことができ、接触帯電
部材の汚染に伴う電気抵抗の増大による帯電能の低下、
画像形成装置にあっては画像不良の発生を、安価な手段
構成にて防止することができる。

【００５６】

【発明の実施の形態】

〈第１の実施例〉（図１〜図６）（１）画像形成装置例の概略構成図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方式、クリーナーレスプロセス
のレーザービームプリンタである。

【００５７】１は像担持体（被帯電体）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
ある。本例の感光ドラムは表面に電荷注入層を具備させ
た、電荷注入帯電性・負帯電性のＯＰＣ感光ドラムであ
る。この感光ドラムについては（２）項で詳述する。

【００５８】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をもって回転駆動され、その回転
過程において、前露光灯（イレーサーランプ）９による
全面露光で除電（約０ｖ）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る。前露光灯９の代わり
に、例えば、感光ドラム１に当接させ、ＡＣバイアス
（交番電圧）、帯電と逆極性のＤＣバイアス、またはＡ
Ｃを重畳した、帯電と逆極性のＤＣバイアスを印加した
導電性ブラシでも、同様の除電効果が得られる。

【００５９】次いで接触帯電装置２により所定電位の一
様な電荷注入帯電処理を受ける。本例における接触帯電
装置２は磁気ブラシ接触帯電装置である。ｎは感光ドラ
ム１と磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部との接触部で
ある帯電ニップ部（帯電部）、Ｓ１は帯電バイアス印加
電源である。この帯電装置２については（３）項で詳述
する。

【００６０】そして該回転感光ドラム１の一様帯電面に
対して、レーザービームスキャナー３から出力されるレ
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面には走査露光した画像情報に対応した静電潜
像が順次に形成されていく。

【００６１】レーザービームスキャナー３は、発光信号
発生器、半導体レーザー（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）等を内
蔵しており、ＣＣＤ等の光電変換素子を有する原稿読み
取り装置や電子計算機等のホスト装置４から原稿等の白
黒画像情報に対応した時系列電気デジタル画素信号（画
像信号）が入力される。レーザービームスキャナー３は
半導体レーザーを制御して入力画像信号に対応して変調
させたレーザービームを射出させ、回転感光ドラム１の
一様帯電面を走査露光Ｌする。

【００６２】回転感光ドラム１面の形成静電潜像が現像
装置５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５は２成分接触現像方式
の装置である。ｍは感光ドラム１と現像剤との接触部で
ある現像部、Ｓ２は現像バイアス印加電源である。この
現像装置５については（４）項で詳述する。

【００６３】一方、給紙カセット７内に収納の記録媒体
としての被転写材Ｐが給紙ローラ７ａにより一枚宛繰り
出されて、搬送ローラ７ｂ、給紙ガイド７ｃ、レジスト
ローラ７ｄ等を含むシートパスを経由して、レジストロ
ーラ７ｄ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帯電器（コロナ帯電器）６との
対向部である転写部Ｔに給紙される。Ｓ３は転写帯電器
６に対する転写バイアス印加電源である。被転写材Ｐは
転写部Ｔの通過過程においてその背面側が転写帯電器６
によりトナーの帯電極性とは逆極性に帯電されて表面側
に回転感光ドラム１面側のトナー像が順次に静電転写さ
れる。

【００６４】転写手段は非接触式である転写帯電器６の
他に、転写ローラ（帯電ローラ）や、転写ベルトとその
裏面に接触させた電極としての導電性ブラシ、導電性ブ
レード、導電性ローラ等を用いた接触式帯電器であって
もよい。

【００６５】転写部Ｔを通りトナー像の転写を受けた被
転写材Ｐは回転感光ドラム１の面から順次に分離され、
不図示の搬送ベルトで定着装置（熱ローラ定着器等）８
へ搬送され、トナー像の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。

【００６６】また本実施例の画像形成装置はクリーナー
レスプロセスの装置であり、被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５
で現像同時クリーニングで回収するものである。回転感
光ドラム１は繰り返して作像に供される。クリーナーレ
スプロセスについては（５）項で詳述する。

【００６７】（２）感光ドラム１本例で用いている被帯電体としての感光ドラム１は前述
したように表面に電荷注入層を具備させた、電荷注入帯
電性・負帯電性のＯＰＣ感光ドラムであり、直径３０ｍ
ｍ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
けたものであり、１５０ｍｍ／ｓｅｃの周速（プロセス
スピード）をもって回転駆動される。図２は該感光ドラ
ム１の層構成模型図である。

【００６８】第１層１ｂ；下引き層であり、アルミ基体
１ａ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。

【００６９】第２層１ｃ；正電荷注入防止層であり、ア
ルミ基体１ａ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。

【００７０】第３層１ｄ；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、レーザー露光を受けることによって正負の電荷対を
発生する。

【００７１】第４層１ｅ；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１ｄ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。

【００７２】第５層１ｆ；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１ｇとしての酸化錫（Ｓｎ
Ｏ₂ ）の超微粒子を分散した材料の塗工層である。

【００７３】具体的には、バインダーとしての光硬化性
のアクリル樹脂に光透過性の導電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
０．０３μｍの酸化錫の超微粒子を樹脂に対して７０重
量パーセント分散した材料の訳３μｍの塗工層である。
塗工は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なされる。

【００７４】この電荷注入層の電気抵抗値は、充分な帯
電性と画像流れを起こさない条件である１×１０¹⁰〜１
×１０¹⁴Ω・ｃｍである必要がある。本実施例では表面
抵抗が１×１０¹¹Ω・ｃｍの感光ドラムを用いた。

【００７５】表面抵抗を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。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。

【００７６】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、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１０² 〜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。

【００７７】（３）帯電装置２本例における帯電装置２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。

【００７８】２ａは帯電器容器、２ｂは接触帯電部材と
しての磁気ブラシ帯電部材であり、帯電器容器２ａ内に
納められている。

【００７９】磁気ブラシ帯電部材２ｂ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磁石（マグ
ネットロール）２ｄと、この固定磁石２ｄの外回りに同
心に回転自由に外嵌させた、非磁性ステンレス製のスリ
ーブ（非磁性・導電性・帯電用電極スリーブ）２ｃと、
このスリーブ２ｃの外周面にスリーブ内部の固定磁石２
ｄ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）２ｆの磁気ブラシ部２ｅ等から
なる。

【００８０】帯電器容器２ａの下面は開放してあり、こ
の下面開口から磁気ブラシ帯電部材２ｂの下面部を外部
に臨ませてある。そして感光ドラム１の上側に磁気ブラ
シ接触帯電装置２を、磁気ブラシ帯電部材２ｂの下面部
の磁気ブラシ部２ｅを感光ドラム１の上面部に所定幅を
もって接触させた状態にして、配設してある。この磁気
ブラシ部２ｅと感光ドラム１との接触部が帯電ニップ部
（帯電部）ｎである。

【００８１】スリーブ２ｃは感光ドラム１と同じ矢印の
時計方向に２２５ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転駆動され
る。

【００８２】２ｇは非磁性ステンレス製の磁気ブラシ部
層厚規制ブレードである。この規制ブレード２ｇは帯電
器容器２ａの下面開口部の、帯電ニップ部ｎよりもスリ
ーブ回転方向上流側において先端部をスリーブ表面との
ギャップが９００μｍになるように位置調整して帯電器
容器２ａに固定して配設されている。

【００８３】２ｈは帯電器容器２ａ内における磁性粒子
溜り部である。この磁性粒子溜り部２ｈの磁性粒子はス
リーブ表面近傍部分の磁性粒子がスリーブ表面にスリー
ブ内の固定磁石２ｄの磁力により磁気ブラシ部２ｅとし
て吸着保持される。

【００８４】そして、スリーブ２ｃの回転に伴いその磁
気ブラシ部２ｅがスリーブ表面に保持されて搬送され、
規制ブレード２ｇにより層厚が所定に規制されて帯電器
容器２ａ内から運びだされて帯電ニップ部ｎにおいて感
光ドラム１面に接触して感光ドラム１面を摺擦する。帯
電ニップ部ｎにおいて感光ドラム１の移動方向とスリー
ブ２ｃの回転に伴う磁気ブラシ部２ｅの移動方向は逆方
向（カウンター方向）となる。

【００８５】帯電ニップ部ｎを通過した磁気ブラシ部２
ｅは引き続きスリーブ表面に吸着保持されて帯電器容器
２ａ内に戻し搬送され、磁性粒子溜り部２ｈの上部にお
いてスクレーパー２ｉによりスリーブ２ｃ表面から掻き
取られて磁性粒子溜り部２ｈに戻される。

【００８６】磁性粒子溜り部２ｈの磁性粒子はスリーブ
２ｃが回転駆動されることで上記のように循環搬送され
る。

【００８７】２ｊは磁性粒子溜り部２ｈとスクレーパー
２ｉとの間に配設した磁性粒子の電気抵抗測定容器であ
る。この容器２ｊと電気抵抗測定部、帯電／現像バイア
スの制御系等については（６）項で詳述する。

【００８８】スリーブ２ｃ内に固定配置されている磁石
２ｄは、スリーブ２ｃと感光ドラム１の最近接位置ａか
ら感光ドラム回転方向上流１０°に約９００Ｇの磁極
（主極）Ｎ₁ を配置してある。この主極Ｎ₁ は、最近接
位置ａとの角度θを感光ドラム回転方向上流２０°から
下流１０°の範囲に入るようにすることが望ましい。上
流１５°から０°であればさらに良い。それより下流だ
と主極Ｎ₁ 位置に磁性粒子が引きつけられ、帯電ニップ
部ｎの感光ドラム回転方向下流側に磁性粒子の滞留が発
生しやすくなり、また上流すぎると、帯電ニップ部ｎを
通過した磁性粒子の搬送性が悪くなり、滞留が発生しや
すくなる。また、帯電ニップ部ｎに磁極がない場合は、
磁性粒子に働くスリーブへの拘束力が弱くなり、磁性粒
子が感光ドラムに付着しやすくなるのは明らかである。
ここで述べている帯電ニップ部ｎは、帯電時に磁性粒子
の磁気ブラシ部２ｅが感光ドラム１と接触している領域
である。

【００８９】磁気ブラシ帯電部材２ｂのスリーブ２ｃと
規制ブレード２ｇには帯電バイアス印加電源Ｓ１から所
定の帯電バイアスが印加される。本実施例ではＤＣとＡ
Ｃとの重畳バイアスを印加した。

【００９０】帯電ニップ部ｎにおける、磁気ブラシ帯電
部材２ｂの磁気ブラシ部２ｅによる感光ドラム１面の摺
擦と、磁気ブラシ帯電部材２ｂへの帯電バイアスの印加
により、磁気ブラシ部２ｅを構成している帯電用磁性粒
子２ｆ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
例の場合は前述したように感光ドラム１はその表面に電
荷注入層１ｆ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、感
光ドラム１面が帯電バイアスＤＣ＋ＡＣのＤＣ成分に対
応した電位に帯電される。スリーブ２ｃ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】磁気ブラシ帯電部材２ｂによる感光ドラム
１の電荷注入帯電は図４の等価回路に示すような、抵抗
ＲとコンデンサーＣの並列回路とみなすことが出来る。
このような回路の場合、抵抗値をｒ、感光体の静電容量
をＣｐ、印加電圧をＶ₀ 、帯電時間（感光体のある点が
帯電ニップ部ｎを通過する時間）をｔ₀ とすると、感光
体の表面電位Ｖｄは式（１）で表される。

【００９２】Ｖｄ＝Ｖ₀ （１−exp （ｔ₀ ／（Ｃｐ・ｒ）））・・・・式（１）帯電バイアスＤＣ＋ＡＣにおいて、ＤＣ成分は必要とさ
れる感光ドラム１の表面電位と同値、本実施例では−７
００ｖとした。

【００９３】ＡＣ成分のピーク間電圧Ｖｐｐは１００ｖ
以上、２０００ｖ以下、特に３００ｖ以上、１２００ｖ
以下が好ましい。Ｖｐｐがそれ以下では、帯電均一性、
電位の立ち上がり向上の効果が薄く、それ以上では、磁
性粒子の滞留や感光ドラムへの付着が悪化する。

【００９４】周波数は１００Ｈｚ以上５０００Ｈｚ以
下、特に５００Ｈｚ以上２０００Ｈｚ以下が好ましい。
それ以下では、磁性粒子の感光ドラムへの付着悪化や、
帯電均一性、電位の立ち上がり性向上の効果が薄くな
り、それ以上でも帯電均一性、電位の立ち上がり性向上
の効果が得られにくくなる。ＡＣ成分の波形は矩形波、
三角波、ｓｉｎ波などがよい。

【００９５】本実施例では作像時に７００Ｖｐｐ、非作
像時には０Ｖｐｐ、つまり、ＤＣ（−７００ｖ）のみの
帯電を行った。

【００９６】本実施例では、磁性粒子２ｆとして、焼結
した強磁性体（フェライト）を還元処理したものを用い
た。磁性粒子としては、他に、樹脂と強磁性体粉を混練
して粒子状に成形したもの、もしくはこれに抵抗値調節
のために導電性カーボン等を混ぜたものや、表面処理を
行ったもの等も同様に用いることができる。

【００９７】磁性粒子は感光体表面のトラップ順位に電
荷を良好に注入する役割と、感光体上に生じたピンホー
ルなどの欠陥に帯電電流が集中してしまうことに起因し
て生じる帯電部材及び感光体の通電破壊を防止する役割
を兼ね備えていなければならない。従って、帯電部材の
抵抗値は１×１０⁴ Ω〜１×１０⁹ Ωであることが好ま
しく、特には１×１０⁴Ω〜１×１０⁷ Ωであることが
好ましい。帯電部材の抵抗値が１×１０⁴ Ω未満ではピ
ンホールリークが生じやすくなる傾向があり、１×１０
⁹ Ωを超えると良好な電荷の注入がしにくくなる傾向に
ある。

【００９８】また磁気ブラシ帯電部材２ｂの抵抗値を上
記範囲内に制御するためには、磁気ブラシ部２ｅを構成
する磁性粒子の体積抵抗値は１×１０⁴ Ω・ｃｍ〜１×
１０⁹ Ω・ｃｍであることが好ましく、特には１×１０
⁴ Ω・ｃｍ〜１×１０⁷ Ω・ｃｍであることが好まし
い。

【００９９】磁性粒子の体積抵抗値は、図５に示すセル
Ａを用いて測定した。すなわち、セルＡに磁性粒子２ｆ
を充填し、該充填磁性粒子に接するように主電極４１及
び上部電極４２を配し、該電極４１・４２間に電圧を印
加し、そのとき流れる電流を測定することにより求め
た。その測定条件は、２３°・６５％の環境で、充填磁
性粒子２ｆのセルとの接触面積Ｓ＝２ｃｍ² 、厚みｄ＝
１ｍｍ、上部電極４２の荷重１０ｋｇ、印加電圧１００
Ｖである。

【０１００】４３は絶縁物、４４はガイドリング、４５
は電流計、４６は電圧計、４７は定電圧装置を示す。

【０１０１】磁性粒子の平均粒径及び粒度分布測定にお
けるピークは５〜１００μｍの範囲にあることが、粒子
表面の汚染による帯電劣化防止の観点から好ましい。

【０１０２】本実施例で用いた帯電部材の抵抗値は、１
×１０⁶ Ω・ｃｍであり、帯電バイアスのＤＣ成分とし
て−７００ｖを印加することで、感光ドラム１の表面電
位も−７００ｖとなった。

【０１０３】（４）現像装置５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。

【０１０４】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。

【０１０５】図１の現像装置５は、重合法で作成した高
離型性球形非磁性トナーｔと磁性キャリア（現像用磁性
粒子、現像キャリア）ｃを混合したものを現像剤５ｆ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。

【０１０６】５ａは現像容器、５ｂは現像剤担持体とし
ての現像スリーブ、５ｃはこの現像スリーブ５ｂ内に固
定配置された磁界発生手段としての磁石（マグネットロ
ーラ）、５ｄ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、５ｅは現像剤攪拌
搬送スクリュー、５ｆは現像容器５ａ内に収容した２成
分現像剤であり、上記のように非磁性トナーｔと現像キ
ャリアｃを混合したものである。

【０１０７】現像スリーブ５ｂ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５ｂの
外面に担持させた現像剤磁気ブラシ薄層５ｆ′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
剤磁気ブラシ薄層５ｆ′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。

【０１０８】現像スリーブ５ｂは内部の固定磁石５ｃ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５ａ内においてスリーブ外面に固定磁石５
ｃの磁力により現像剤５ｆ（ｔ＋ｃ）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５ｂの回転
とともに搬送され、ブレード５ｄ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５ｆ′として現像容
器外に持ち出されて現像部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５ｂの回転で再び現像容
器５ａ内に戻し搬送される。

【０１０９】現像スリーブ５ｂには現像バイアス印加電
源Ｓ２によりＤＣとＡＣを重畳した所定の現像バイアス
が印加される。本実施例での現像特性は、感光ドラム１
の帯電電位（−７００ｖ）と現像バイアスのＤＣ成分値
の差が２００ｖ以下であるとカブリが生じ、３５０ｖ以
上であると現像キャリアｃの感光ドラム１への付着が生
じたので、現像バイアスのＤＣ成分は−４００ｖとし
た。

【０１１０】現像容器５ａ内の現像剤５ｆ（ｔ＋ｃ）の
トナー濃度（現像キャリアｃ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５ａ内の現像剤５ｆ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
トナー補給部５ｇから現像容器５ａ内の現像剤５ｆにト
ナーｔの補給がなされて現像容器５ａ内の現像剤５ｆ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。

【０１１１】（５）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プロセスであるか
ら、被転写材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（転写残トナー）は感光ドラム１の帯
電ニップ部ｎに持ち運ばれて磁気ブラシ接触帯電装置２
の磁気ブラシ帯電部材２ｂの磁気ブラシ部２ｅに混入し
て一時的に回収される。

【０１１２】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２ｂに至って磁気ブラシ部２ｅ内に
混入して一時的に回収される。

【０１１３】この転写残トナーの磁気ブラシ帯電部材２
ｂの磁気ブラシ部２ｅへの取り込みは、磁気ブラシ帯電
部材２ｂにＡＣ成分を印加することで、磁気ブラシ帯電
部材２ｂ−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。

【０１１４】そして、磁気ブラシ部２ｅ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５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５内に回収される。

【０１１５】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。

【０１１６】これにより転写残トナーは現像装置５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。

【０１１７】現像剤のトナーｔとして重合法で作成した
高離型性球形トナーを用いることで、転写残トナーの発
生量を少なくすることができるし、また磁気ブラシ帯電
部材２ｂから吐き出されたトナーの現像装置５への回収
性を向上させることができる。

【０１１８】ここで、通常、トナーは電気抵抗が比較的
高いから、磁気ブラシ帯電部材２ｂの磁気ブラシ部２ｅ
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
２ｅ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ニップ部
ｎに持ち運ばれ磁気ブラシ帯電部材２ｂの磁気ブラシ部
２ｅ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２ｅからの吐き出しも順調に
なされ、また磁気ブラシ部２ｅ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。

【０１１９】また磁気ブラシ部２ｅ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。

【０１２０】（６）帯電部材の電気抵抗の測定、帯電／
現像バイアスの制御しかし、何らかの原因で、感光ドラム１から磁気ブラシ
帯電部材２ｂの磁気ブラシ部２ｅへの転写残トナーの混
入量（転写残トナーの一時的回収量）と、磁気ブラシ部
２ｅから感光ドラム１上へのトナーの吐き出し量とのバ
ランスが崩れて、前者の混入量に対して後者の吐き出し
量が少ない状態を生じると磁気ブラシ部２ｅにはトナー
が蓄積していき、磁気ブラシ帯電部材２ｂの電気抵抗が
次第に大きくなっていき、帯電能が低下して感光ドラム
１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。感
光ドラム１の表面電位が低下することで現像部ｍにおい
て非画像部へのトナー付着、いわゆるカブリを引き起こ
す。

【０１２１】本実施例では、このような接触帯電部材の
汚染に伴う電気抵抗の増大による帯電能の低下、画像不
良の発生を防止するために、帯電部材の電気抵抗を測定
する手段と、測定された電気抵抗の値により帯電部材に
印加する帯電バイアス、もしくは現像手段に印加する現
像バイアス、もしくはその両方を、接触帯電部材の汚染
に伴う電気抵抗の増大に適切に対応する値に変更調整し
て変化させる手段を具備させて、接触帯電部材の汚染に
伴う電気抵抗の増大による帯電能の低下、画像不良の発
生を、安価な手段構成にて防止するようにした。

【０１２２】本実施例では、前述したように磁気ブラシ
接触帯電装置２の帯電器容器２ａ内において、磁性粒子
溜り部２ｈとスクレーパー２ｉとの間に磁性粒子の電気
抵抗測定容器２ｊ（図３）を配設し、スクレーパー２ｉ
でスリーブ２ｃから掻き取った磁気ブラシ部２ｅの磁性
粒子２ｆを、電気抵抗測定容器２ｊに導き、電気抵抗測
定容器２ｊ内の磁性粒子の移動方向（鉛直方向）に垂直
向きに電圧を印加し、そのとき流れる電流値から磁性粒
子の電気抵抗を測定した。このとき、電気抵抗測定容器
２ｊ内における磁性粒子の流れが速い場合、電気抵抗測
定容器２ｊ内での磁性粒子のかさ密度が安定せず、検出
される電流変動が大きくなるので、電気抵抗測定容器２
ｊの下端は磁性粒子溜り部２ｈの表面レベル以下にする
ことが望ましい。

【０１２３】本実施例では、電気抵抗測定容器２ｊの抵
抗測定電極はＳＵＳ製、５×５ｍｍの電極を隙間３ｍｍ
に配置し、その間を磁性粒子で充填させて磁性粒子の電
気抵抗を測定した。

【０１２４】図３において、５１・５２は電気抵抗測定
容器２ｊの抵抗測定電極に対する電圧印加用のＤＣ電源
とＡＣ電源である。５３は電源切換スイッチである。５
４は電流計である。５５は制御回路（ＣＰＵ）である。

【０１２５】電源切換スイッチ５３の切換え制御は制御
回路５５により所定のシーケンスで行われる。電源切換
スイッチ５３が第１接点側に切換えられると、ＤＣ電
源５１とＡＣ電源５２が直列接続して、抵抗測定電極に
対してＤＣ電圧（−７００ｖ）とＡＣ電圧（７００Ｖｐ
ｐ、１ｋＨｚ）の重畳電圧が印加された第１印加モード
となり、第２接点側に切換えられると、ＡＣ電源５２
が切り離されて、抵抗測定電極に対してＤＣ電源５１の
ＤＣ電圧（−７００ｖ）のみが印加された第２印加モー
ドとなる。

【０１２６】上記第１印加モードの場合も、第２印加モ
ードの場合も、電気抵抗測定回路を流れる電流量が電流
計５４で検出され、その検出電流量情報が制御回路５５
に入力する。

【０１２７】制御回路５５は、入力する検出電流量情報
から磁性粒子の電気抵抗を測定（演算）し、磁気ブラシ
帯電部材２ｂの汚染に伴う電気抵抗の増大による帯電能
の低下、画像不良の発生を防止する方向に、測定された
電気抵抗の値によりレギュレーラー５６又は／及び５７
を介して帯電バイアス印加電源Ｓ１又は／及び現像バイ
アス印加電源Ｓ２の出力を変化させる。すなわち、磁気
ブラシ帯電部材２ｂに対する帯電バイアス印加電源Ｓ１
の出力帯電バイアス、もしくは現像スリーブ５ｂに対す
る現像バイアス印加電源Ｓ２の出力現像バイアス、もし
くはその両方を、磁気ブラシ帯電部材の汚染に伴う電気
抵抗の増大に適切に対応する値に変更調整して変化させ
て、磁気ブラシ帯電部材の汚染に伴う電気抵抗の増大に
よる帯電能の低下、画像不良の発生を、安価な手段構成
にて防止するものである。

【０１２８】本実施例において電位の制御は、測定され
た磁性粒子の電気抵抗を前記の式（１）に代入し、得ら
れるＤＣ電圧値・帯電電位の差分を帯電ＤＣバイアスに
上乗せさせる方法を用いた。

【０１２９】図６に、様々な抵抗を持つ磁性粒子を用い
て帯電を行ない、測定された帯電電位とＤＣバイアスの
差分（図中、○）と、磁性粒子の電気抵抗を式（１）に
代入して得られる感光体表面電位の値との差分（図中、
太線）を示す。○に示される測定点は、太線の上下に有
る±５０ｖを示す線に挟まれる領域に入っている。この
状況において、帯電バイアスＤＣ値を調整して再度帯電
を行なったところ、−７００±５０ｖ内で帯電電位を収
めることができた。

【０１３０】実際の磁性粒子の電気抵抗測定は、帯電バ
イアスの影響を受けないように、作像前や後に、帯電ス
リーブ２ｃを回転させ、帯電バイアスを印加していない
状態で行なうことが好ましい。

【０１３１】〈第２の実施例〉（図７・図８）本実施例は、上記第１の実施例において、磁気ブラシシ
接触帯電装置２の帯電器容器２ａ内に配設した磁性粒子
の電気抵抗測定容器２ｊについて、磁性粒子の電気抵抗
測定のための電極に磁界発生手段を設けた系で、同様の
磁性粒子の電気抵抗測定を行なった。

【０１３２】図７に電極に磁界発生手段を設けた電気抵
抗測定容器２ｊを含む抵抗測定部位の平面模型図（電極
の形状を示す平面図）を示す。５８・５８は電極、５９
・５９は電極５８・５８にそれぞれ巻付けた磁界発生手
段としてのコイル、６０は電極５８・５８間に挟ませた
絶縁体である。

【０１３３】電極５８・５８が対向している部分に磁界
を発生させることで、磁性粒子の電気抵抗測定時の磁性
粒子を実際の帯電に近い状態で一定に保つことができ
る。

【０１３４】第１の実施例と同じ測定をおこなった結
果、図８に示すように±４０ｖ内で電位を安定させるこ
とができた。

【０１３５】〈第３の実施例〉（図９）本実施例では、図９のように、電気抵抗を測定する電極
６１を磁気ブラシ帯電部材２ｂのスリーブ２ｃ上の磁気
ブラシ部２ｅに直接に接触させて電流を測定した。

【０１３６】この本実施例の構成の場合は、第１や第２
の実施例の構成に比べ、抵抗測定のための電源５１・５
２等が不要となり、帯電器容器２ａ内の構成も簡易とな
る。

【０１３７】本実施例では、電極６１の表面が、これを
接触させた磁気ブラシ帯電部材２ｂの磁気ブラシ部２ｅ
に一時的に回収された転写残トナーにより汚染させるの
を防止するため、スリーブ２ｃ内の固定磁石２ｄの電極
６１との対向位置に磁極Ｓ₁を配置した。電極６１は、
ＳＵＳ製で、面積は２５ｍｍ² とした。

【０１３８】第１の実施例と同じ測定を行なったところ
±３０ｖ内で感光体電位の測定が可能であった。

【０１３９】〈その他〉１）接触帯電部材としての磁気ブラシ帯電部材２ｂ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。

【０１４０】また接触帯電部材は、ファーブラシ帯電部
材や、導電性ゴムや導電性スポンジを用いた帯電ローラ
等であってもよいし、この場合も回転しない構成のもの
であってもよい。

【０１４１】２）また、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。

【０１４２】３）また現像装置としては２成分現像法に
ついてのみ述べたが、他の現像方法でもよい。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。

【０１４３】また、現像剤中のトナー粒子として重合ト
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。

【０１４４】現像装置は反転現像方式でも、正規現像方
式でもよい。

【０１４５】４）ＡＣ（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。

【０１４６】５）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。

【０１４７】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。

【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）像担持体からトナー画像の転写を受け
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。

【０１５０】７）画像形成装置はクリーナーレスプロセ
スのものに限られず、転写後の像担持体から転写残トナ
ーを除去する専用のクリーニング装置（クリーナー）を
具備させた画像形成装置であってもよい。転写方式の画
像形成装置に限られず、直接方式の画像形成装置であっ
てもよい。

【０１５１】８）本発明の帯電装置は画像形成装置の像
担持体の接触帯電手段に限られず、広く被帯電体の接触
帯電手段として活用できる。

【０１５２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、接
触帯電装置、及び接触帯電装置を用いた画像形成装置に
ついて、安価に被帯電体（像担持体）の表面電位の測定
を行ない、電位の安定性を保つことができ、接触帯電部
材の汚染に伴う電気抵抗の増大による帯電能の低下、画
像形成装置にあっては画像不良の発生を、安価な手段構
成にて防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の画像形成装置の概略図

【図２】感光体の層構成模型図

【図３】磁気ブラシ接触帯電装置の概略構成図と、磁性
粒子の電気抵抗測定部と帯電バイアスと現像バイアスの
制御系のブロック図

【図４】帯電回路の等価回路図

【図５】磁性粒子の電気抵抗値の測定方法の説明図

【図６】磁性粒子（キャリア）の電気抵抗と感光体表面
電位の関係図

【図７】第２の実施例で用いた、磁性粒子の電気抵抗測
定部の構成模型図

【図８】第２の実施例における磁性粒子の電気抵抗と感
光体表面電位の関係図

【図９】第３の実施例における磁気ブラシ接触帯電装置
の概略構成図

【符号の説明】

１被帯電体（像担持体、感光ドラム）２磁気ブラシ接触帯電装置３レーザー走査部（レーザースキャナー）４ホスト装置５現像装置６転写装置７給紙カセット８定着装置９前露光灯２ｉ電気抵抗測定容器５５制御回路Ｓ１帯電バイアス印加電源Ｓ２現像バイアス印加電源

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被帯電体に帯電バイアスを印加した帯電
部材を当接させて被帯電体の帯電を行う接触方式の帯電
装置において、帯電部材の電気抵抗を測定する手段と、測定された電気
抵抗の値により帯電部材に印加する帯電バイアスを変化
させる手段を有していることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】帯電部材へ印加する帯電バイアスとして
ＡＣとＤＣの重畳バイアスを用いることを特徴とする請
求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】帯電部材が、磁性粒子を担持体に磁気拘
束させた磁気ブラシ部を有し、該磁気ブラシ部を被帯電
体に当接させた磁気ブラシ帯電部材であることを特徴と
する請求項１または２に記載の帯電装置。
【請求項４】磁気ブラシ帯電部材の磁性粒子の電気抵
抗が測定され、測定された電気抵抗の値により帯電部材
に印加する帯電バイアスが変化されることを特徴とする
請求項３に記載の帯電装置。
【請求項５】帯電部材もしくは磁性粒子の電気抵抗を
測定するための電極を帯電器容器内壁に配置することを
特徴とする請求項１、２、３または４に記載の帯電装
置。
【請求項６】帯電部材もしくは磁性粒子の電気抵抗の
測定が、電気抵抗を測定するバイアスをＤＣバイアスの
みにした測定モードと、ＡＣとＤＣの重畳バイアスにし
た測定モードとでなされることを特徴とする請求項１な
いし５の何れか１つに記載の帯電装置。
【請求項７】被帯電体が電荷注入帯電性であることを
特徴とする請求項１ないし６の何れか１つに記載の帯電
装置。
【請求項８】被帯電体がその表面に絶縁性のバインダ
ー中に導電性微粒子を分散させた電荷注入層を有してい
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
載の帯電装置。
【請求項９】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ないし８の何
れか１つに記載の帯電装置。
【請求項１０】被帯電体が電子写真感光体であること
を特徴とする請求項１ないし９の何れか１つに記載の帯
電装置。
【請求項１１】像担持体を帯電する帯電手段を含む作
像プロセス手段にて画像形成がなされる画像形成装置に
おいて、像担持体を帯電する帯電手段が請求項１ないし９の何れ
か１つに記載の帯電装置であることを特徴とする画像形
成装置。
【請求項１２】像担持体を帯電する帯電手段と、該像
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
込み手段と、該静電潜像を現像剤によって顕像化する現
像手段を含む作像プロセス手段にて画像形成がなされる
画像形成装置において、像担持体を帯電する帯電手段が、像担持体に帯電バイア
スを印加した帯電部材を当接させて被帯電体の帯電を行
う接触帯電方式の帯電装置であり、帯電部材の電気抵抗を測定する手段と、測定された電気
抵抗の値により帯電部材に印加する帯電バイアス、もし
くは現像手段に印加する現像バイアス、もしくはその両
方を変化させる手段を有していることを特徴とする画像
形成装置。
【請求項１３】像担持体を帯電する帯電手段と、該像
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
込み手段と、該静電潜像を現像剤によって顕像化する現
像手段と、該現像剤像を被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る画像形成
装置において、像担持体を帯電する帯電手段が、像担持体に帯電バイア
スを印加した帯電部材を当接させて被帯電体の帯電を行
う接触帯電方式の帯電装置であり、帯電部材の電気抵抗を測定する手段と、測定された電気
抵抗の値により帯電部材に印加する帯電バイアス、もし
くは現像手段に印加する現像バイアス、もしくはその両
方を変化させる手段を有していることを特徴とする画像
形成装置。
【請求項１４】像担持体を帯電する帯電手段と、該像
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
込み手段と、該静電潜像を現像剤によって顕像化する現
像手段と、該現像剤像を被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、前記現像
手段が被転写材に対する現像剤像転写後の像担持体に残
留した現像剤を回収するクリーニング手段を兼ねる画像
形成装置において、像担持体を帯電する帯電手段が、像担持体に帯電バイア
スを印加した帯電部材を当接させて被帯電体の帯電を行
う接触帯電方式の帯電装置であり、帯電部材の電気抵抗を測定する手段と、測定された電気
抵抗の値により帯電部材に印加する帯電バイアス、もし
くは現像手段に印加する現像バイアス、もしくはその両
方を変化させる手段を有していることを特徴とする画像
形成装置。
【請求項１５】帯電部材へ印加する帯電バイアスとし
てＡＣとＤＣの重畳バイアスを用いることを特徴とする
請求項１２、１３または１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】帯電部材が、磁性粒子を担持体に磁気
拘束させた磁気ブラシ部を有し、該磁気ブラシ部を被帯
電体に当接させた磁気ブラシ帯電部材であることを特徴
とする請求項１２ないし１５の何れか１つに記載の画像
形成装置。
【請求項１７】磁気ブラシ帯電部材の磁性粒子の電気
抵抗が測定され、測定された電気抵抗の値により帯電部
材に印加する帯電バイアス、もしくは現像手段に印加す
る現像バイアス、もしくはその両方が変化されることを
特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
【請求項１８】帯電部材もしくは磁性粒子の電気抵抗
を測定するための電極を帯電器容器内壁に配置すること
を特徴とする請求項１２ないし１７の何れか１つに記載
の画像形成装置。
【請求項１９】帯電部材もしくは磁性粒子の電気抵抗
の測定が、電気抵抗を測定するバイアスをＤＣバイアス
のみにした測定モードと、ＡＣとＤＣの重畳バイアスに
した測定モードとでなされることを特徴とする請求項１
２ないし１８の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項２０】像担持体が電荷注入帯電性であること
を特徴とする請求項１２ないし１９の何れか１つに記載
の画像形成装置。
【請求項２１】像担持体がその表面に絶縁性のバイン
ダー中に導電性微粒子を分散させた電荷注入層を有して
いることを特徴とする請求項１２ないし２０の何れか１
つに記載の画像形成装置。
【請求項２２】像担持体の表面層抵抗が１０⁹ 〜１０
¹⁴Ω・ｃｍであることを特徴とする請求項１２ないし２
１の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項２３】像担持体が電子写真感光体であること
を特徴とする請求項１２ないし２２の何れか１つに記載
の画像形成装置。
【請求項２４】像担持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１２ない
し２３の何れか１つに記載の画像形成装置。