JP2003295584A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】接触帯電を用いたクリーナーレスシステムの画
像形成装置において、被記録材として厚紙、コート紙な
どを通紙使用したときに発生じる反転トナーによるカブ
リを防止する。 【解決手段】使用する被記録材を選択する選択手段を有
し、選択した被記録材に応じて接触帯電部材に対する帯
電バイアス値を変更し、接触帯電部材から像担持体上に
吐き出される反転トナー量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接触帯電方式、ク
リーナーレスプロセスの転写式画像形成装置に関する。

【０００２】より詳しくは、電子写真感光体や静電記録
誘電体等の像担持体と、該像担持体に当接する帯電部材
を有し該帯電部材に帯電バイアスを印加することで像担
持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）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装置と、該静電潜像を現像
剤により顕像化する現像装置と、該像担持体表面の現像
剤を被記録材に移動させる転写装置と、転写装置により
被記録材に移動せずに像担持体表面に残留した現像剤は
前記帯電装置の像担持体に当接する帯電部材に一旦回収
させ、その回収現像剤を帯電部材から吐き出させて現像
装置にて再回収させる方式の、複写機・プリンター等の
画像形成装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】（ａ）接触帯電 電子写真方式や静電記録方式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。

【０００４】これは像担持体（以下、感光体と記す）に
コロナ帯電器を非接触に対向配置して、コロナ帯電器か
ら放出されるコロナに感光体面をさらして感光体面を所
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、被帯電体としての感光体に
電圧（帯電バイアス）を印加した帯電部材（接触帯電部
材）を当接させて感光体面を所定の極性・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。
特に、帯電部材として導電ローラ（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。

【０００６】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（帯電磁気ブラシ、以下、磁気ブラシ帯電
器と記す）を用い、該磁気ブラシ帯電器の磁気ブラシ部
を感光体に接触させる磁気ブラシ帯電方式の装置も帯電
装置の安定性という点から好ましく用いられる。磁気ブ
ラシ帯電器は、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体に接
触させ、これに電圧を印加することによって感光体の帯
電を開始させる。

【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、帯電ファーブラ
シ）、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。

【０００８】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電荷注入（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われる。

【０００９】コロナ帯電系は接触帯電部材と感光体との
微小間隙に生じるコロナ放電現象による放電生成物で感
光体表面が帯電する系である。コロナ帯電は接触帯電部
材と感光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。

【００１０】電荷注入帯電系は、接触帯電部材から感光
体に直接に電荷が注入されることで感光体表面が帯電す
る系である。より詳しくは、中抵抗の接触帯電部材が感
光体表面に接触して、放電現象を介さずに、つまり放電
を基本的に用いないで感光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
しきい値以下の印加電圧であっても、感光体を印加電圧
相当の電位に帯電することができる。この電荷注入帯電
系はイオンの発生を伴わない。しかし電荷注入帯電であ
るため、接触帯電部材の感光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、また感光体との速度差を多く持ち、より高い頻度で
感光体に接触する構成をとる必要があり、この点におい
て接触帯電部材として特に磁気ブラシ帯電器は安定した
帯電を行なうことができる。

【００１１】磁気ブラシ帯電器による電荷注入帯電は抵
抗とコンデンサーの直列回路と等価であると見ることが
できる、理想的な帯電プロセスでは感光体表面のある点
が磁気ブラシと接触している時間（帯電ニップ×感光体
の周速）にコンデンサーが充電され、感光体表面電位が
印加電圧とほぼ同値になる。

【００１２】導電性の接触部材に電圧を印加し感光体の
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
帯電を行なう方法がある。また、感光体として通常の有
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感光体表面に得ることが
可能である（特開平６−３９２１号公報）。

【００１３】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。

【００１４】（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。また、転写後
の感光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。

【００１５】そこで、クリーナーを取り外し、感光体上
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」で感光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。

【００１６】現像同時クリーニングとは、転写後に感光
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）
によって回収する方法である。

【００１７】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るため、廃トナーを
なくし、メンテ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。また、感光体の帯電装置が接触帯電
性の場合には感光体に接触している帯電部材に転写残ト
ナーを一旦回収させ、それを再び感光体上に吐き出させ
現像装置で回収させる。

【００１８】転写残のトナーを感光体から除去するため
のクリーニング装置を有しない系、いわゆる、クリーナ
ーレスシステムにおいては接触帯電部材に転写残のトナ
ーが多く混入したり付着したりするため、画像形成耐久
において、接触帯電部材の抵抗値が変動する。

【００１９】そこで耐久枚数や画像比率に応じた帯電部
材清掃バイアスを、例えば非作像時に印加して帯電部材
の劣化を遅らせるというような方法が知られている。つ
まり接触帯電においては、接触帯電部材である磁気ブラ
シやローラに混入したり付着したりしたトナーを感光体
上に吐き出しやすいバイアス条件やハード構成の条件が
存在し、接触帯電部材寿命を延ばすことが可能である。

【００２０】特に磁気ブラシ注入帯電装置の場合、正負
両極性のトナーが存在すると考えられる転写残トナーを
一旦磁気ブラシで回収して前画像の履歴を消すととも
に、磁性粒子と回収したトナーの接触摩擦によりトナー
を全て正規の極性に帯電させることにより、再び感光体
上にトナーを戻す制御が可能となる。

【００２１】また、磁気ブラシ部から感光体へ吐き出さ
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なく、正規極性のトナーは
非画像領域においては現像印加バイアスと帯電電位との
差により確実に回収することができる。

【００２２】接触帯電部材として導電性ローラを用いた
帯電の場合は、ローラに付着した反対極性トナーを正規
極性に戻すために、ローラに摩擦系列が考慮されたシー
トを当接するなどの方法がある。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな接触帯電方式を用いたクリーナーレス画像形成装置
においては、以下のような不具合が生じていた。

【００２４】すなわち、上述のごとく、転写残トナーは
帯電装置において正規の極性、すなわち帯電極性と同極
性に揃えられて現像で回収されるが、わずかながら、ほ
とんど極性を持たなかったり逆極性のままの状態のトナ
ー〔以下、反転トナーと称す〕が存在することがある。
通常、この反転トナーは極微量であり、仮に現像で回収
されずに感光体上をつれまわることがあっても正規の転
写条件においては転写されることないため、特に問題に
はならない。

【００２５】ところが、使用する紙等の被記録材の厚
み、表面性によっては画像上の白地部にかぶりとして発
生してしまうことがある。この理由については明確では
ないが、被記録材の厚みが厚い場合は、転写部における
転写ブレード乃至転写ローラの接触圧が強まることによ
り、逆極性ながらも圧力で転写されてしまうものと考え
られる。

【００２６】また、コート紙のように平滑性の高い被記
録材においては、被記録材と感光体の密着性が高まるた
めに、同時にトナーが被記録材に押し付けられることを
回避する隙間が存在せず、やはり密着度が高まり圧力で
転写されるものと考えられる。

【００２７】反対極性トナーや極性をほとんど持たない
トナーはもともとある比率で存在しうるが、特に高湿下
でトナーが正規の帯電極性を持ちにくい環境であった
り、接触帯電部材に混入あるいは付着のトナー量が一時
的に増加して接触帯電がされにくい状態であったり、ま
た、長期間転写されずに感光体周りを周回しているうち
に外添剤が埋め込まれるなど、劣化したトナーが増加し
ていった場合に顕著に発生する。それらの反転トナーは
接触帯電部材から吐き出されずに蓄積し、ある一定量蓄
積すると、それが徐々に感光体上にもれだし、現像では
回収されないまま圧力転写されてしまうこともある。

【００２８】また被記録材として特に厚紙やコート紙を
用いる時において、定着性を維持するためにプロセスス
ピードを遅くするモードを持つ装置の場合、その分転写
部において圧力を長時間受けることになるため、現象は
更に顕著となる。

【００２９】そこで、本発明の目的は、接触帯電を用い
たクリーナーレスシステムの画像形成装置において、い
かなる被記録材を用いた場合でも反転トナーによるカブ
リが発生せずに、良質な画像を維持する画像形成装置を
提供することである。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記の構成を
特徴とする画像形成装置である。

【００３１】（１）像担持体に帯電部材を当接させ、バ
イアス電圧を該帯電部材に印加することで像担持体の帯
電を行い、その帯電面に潜像を形成し、該潜像を現像手
段によりトナー像として現像し、該現像手段が該トナー
像を被記録材に転写した後に該像担持体に残留した残ト
ナー粒子を回収するクリーニング手段も兼ねる画像形成
装置において、使用する被記録材を選択する選択手段を
有し、選択した被記録材に応じて帯電バイアス値を変更
することを特徴とする画像形成装置。

【００３２】（２）帯電部材が磁性粒子と磁性粒子担持
体からなることを特徴とする（１）に記載の画像形成装
置。

【００３３】（３）像担持体が表面に電荷注入層を有す
る感光体であることを特徴とする（１）又は（２）に記
載の画像形成装置。

【００３４】（４）作像領域と非作像領域に印加する帯
電バイアス条件が異なることを特徴とする（１）乃至
（３）の何れかに記載の画像形成装置。

【００３５】（５）帯電バイアスが、直流バイアス乃至
直流バイアスに交流バイアスを重畳したバイアスである
ことを特徴とする（１）乃至（４）の何れかに記載の画
像形成装置。

【００３６】（６）被記録材に応じて作像時の帯電バイ
アス値を変更することを特徴とする請求項１乃至５の何
れかに記載の画像形成装置。

【００３７】（７）被記録材に応じて非作像時の帯電バ
イアス値を変更することを特徴とする（１）乃至（６）
の何れかに記載の画像形成装置。

【００３８】（８）被記録材に応じて作像時の帯電バイ
アスの交流成分の振幅値を変更することを特徴とする
（１）乃至（７）の何れかに記載の画像形成装置。

【００３９】（９）被記録材に応じて非作像時の帯電バ
イアスの交流成分の振幅値を変更することを特徴とする
（１）乃至（８）の何れかに記載の画像形成装置。

【００４０】（１０）選択した被記録材に応じてプロセ
ス速度を変更することを特徴とする（１）乃至（９）の
何れかに記載の画像形成装置。

【００４１】（１１）像担持体の帯電面に潜像を形成す
る手段が像担持体の帯電面に対する像露光手段であるこ
とを特徴とする（１）乃至（１０）の何れかに記載の画
像形成装置。

【００４２】〈作 用〉使用する被記録材に応じて帯電
部材への印加バイアスを適正値に変更する。すなわち、
被記録材が厚紙、コート紙等であるときにおいては、帯
電部材に蓄積した反転トナーを作像時には像担持体上に
吐き出させないようにバイアスを設定することにより、
カブリを発生させないようにすることが可能となる。

【００４３】

【発明の実施の形態】〈実施例〉 （１）画像形成装置例（図１） 図１は画像形成装置の概略構成図を示す。本実施例の画
像形成装置は転写式電子写真プロセス利用、電荷注入帯
電方式、クリーナーレスプロセスのレーザービームプリ
ンターである。

【００４４】１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）である。本実施
例の感光ドラム１は負帯電性・電荷注入帯電性のＯＰＣ
感光体（有機光導電性感光体）であり、矢示の時計方向
にａに１５０ｍｍ／ｓｅｃ．のプロセススピード（周速
度）で回転駆動される。

【００４５】２は感光ドラム１の面を所定の極性・電位
に一様に帯電処理する接触帯電装置である。本実施例で
は磁気ブラシ帯電装置であり、回転する感光ドラム１の
面はこの磁気ブラシ帯電装置２によりほぼ−７００ｖに
電荷注入帯電方式で一様に帯電処理される。

【００４６】３は画像情報露光手段（露光装置）であ
り、本実施例ではレーザービームスキャナーである。こ
のレーザービームスキャナー３は、半導体レーザー、ポ
リゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有してなり、ＣＣＤ等
の光電変換素子を有する原稿読み取り装置、電気計算
機、ワードプロセッサー等の不図示のホスト装置から入
力する目的の画像情報の時系列電気デジタル画像信号に
対応して変調されたレーザー光Ｌを射出して、回転感光
ドラム１の一様帯電処理面をレーザー光走査露光する。
このレーザー光走査露光により回転感光ドラム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。

【００４７】４は現像装置である。本実施例では、重合
法で作成した、転写残トナーの少ない高離型性球形トナ
ーと、磁性キャリアを混合した現像剤による２成分接触
現像方式の現像装置を用いている。そして、回転感光ド
ラム１面の静電潜像をトナー像として反転現像させてい
る。

【００４８】５は感光ドラム１の下側に配置した転写装
置であり、本実施例の該転写装置は転写ベルトタイプで
ある。５ａは無端状の転写ベルト（例えば、膜厚７５μ
ｍのポリイミドのベルト）であり、駆動ローラ５ｂと従
動ローラ５ｃ間に懸回張設されていて、感光ドラム１の
回転方向に順方向に感光ドラム１の回転速度とほぼ同じ
周速度で回動される。５ｄは転写ベルト５ａの内側に配
設した導電性ブレードであり、転写ベルト５ａの上行側
ベルト部分を感光ドラム１の下面部分に加圧して転写部
位としての転写ニップ部Ｔを形成させている。５ｅは転
写ベルト５ａの表面を清掃するクリーナーである。

【００４９】６は給紙カセットであり、紙等の被記録材
（以下、被転写材と記す）Ｐを積載収納させてある。給
紙ローラ７の駆動により給紙カセット６内に積載収納の
被転写材Ｐが１枚分離給しされ、搬送ローラ８等を含む
シートパス９を通って所定の制御タイミングにて回転感
光ドラム１と転写装置５の転写ベルト５ａとの間の転写
ニップ部Ｔに給送される。

【００５０】転写ニップ部Ｔに給送された被転写材Ｐは
回転感光ドラム１と転写ベルト５ａの間を挟持搬送さ
れ、その間、導電性ブレード５ｄに転写バイアス印加電
源Ｅ５から所定の転写バイアスが印加されて、被転写材
Ｐの裏面からトナーと逆極性の帯電がなされる。これに
より、転写ニップ部Ｔを通る被転写材Ｐの表面側に回転
感光ドラム１面側のトナー像が順次に静電転写されてい
く。

【００５１】転写ニップ部Ｔを通ってトナー像の転写を
受けた被転写材Ｐは回転感光ドラム１面から順次に分離
されてシートパス１０を通って定着装置（例えば熱ロー
ラ定着装置）１１に導入されてトナー像の定着処理を受
けてプリントアウトされる。

【００５２】（２）クリーナーレスプロセス 本実施例のプリンターはクリーナーレスプロセスであ
り、転写ニップ部Ｔで被転写材Ｐに転写されずに回転感
光ドラム１の表面に残ったトナーを除去する専用のクリ
ーナーは配置していないが、転写残トナーは引き続く感
光ドラム１の回転で磁気ブラシ帯電装置２の位置に至
り、感光ドラム１に接触している接触帯電部材としての
磁気ブラシ帯電器２Ａの磁気ブラシ部に一時的に回収さ
れ、その回収トナーが再び感光ドラム１面に吐き出され
て最終的に現像装置４に回収され感光ドラム１は繰り返
して作像に供される。

【００５３】１２は転写装置５と磁気ブラシ帯電装置２
との間において感光ドラム１に当接させ、電源Ｅ６によ
り、ＡＣバイアス、帯電と逆極性のＤＣバイアス、また
はＡＣバイアス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あり、磁気ブラシ帯電装置２
による帯電直前の感光ドラム表面電位をならすと同時
に、転写残トナーを除電、もしくは感光ドラムの帯電と
逆極性に帯電して、磁気ブラシ帯電器２Ａの磁気ブラシ
部での回収を容易にする。

【００５４】更に説明すると、本実施例のプリンター
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
器２Ａの磁気ブラシ部に混入して一時的に回収される。

【００５５】感光ドラム１上の転写残トナーは転写時の
剥離放電などにより、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
が帯電ニップ部Ｎに至って磁気ブラシ帯電器２Ａの磁気
ブラシ部内に混入して一時的に回収される。この転写残
トナーの磁気ブラシ帯電器２Ａの磁気ブラシ部への取り
込みは、磁気ブラシ帯電器２ＡにＡＣ成分を印加するこ
とで、磁気ブラシ帯電器２Ａと感光ドラム１間の振動電
界効果によってより効果的に行わせることができる。

【００５６】そして、磁気ブラシ部内に取り込まれた転
写残トナーは極性がすべ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の現像部材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回収される。

【００５７】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
成工程と同時進行で行われる。これにより転写残トナー
は現像装置４内に回収されて再度用いられるため、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な小型化が可能とな
る。

【００５８】現像剤のトナー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
器２Ａから吐き出されたトナーの現像装置４への回収性
を向上させることができる。２成分接触現像方式の現像
装置４を用いることでも磁気ブラシ帯電器２Ａから吐き
出されたトナーの現像装置４への回収性を向上させてい
る。

【００５９】ここで、通常、トナーは電気抵抗が比較的
高いから、磁気ブラシ帯電器２Ａ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電気
抵抗を上昇させて帯電能を低下させる因子であり、混入
トナー量が比較的多い場合は、非作像時に大量のトナー
を吐き出すことで、良好な帯電を維持することができ
る。

【００６０】ここで、トナー吐き出しについて簡単に説
明する。磁気ブラシ部にトナーが混入した場合、磁気ブ
ラシの電気抵抗は次第に大きくなっていくため、帯電ニ
ップ通過中に充分な電荷の移動が行われず、帯電ニップ
通過後の感光体表面電位は印加電圧より小さくなってし
まう。以下、感光体表面電位と印加電圧との電位差をΔ
Ｖとする。磁気ブラシ帯電器に取り込まれたトナーが磁
気ブラシキャリアとの接触により感光体電位と同極の電
荷を付与されている場合、電位差ΔＶによって発生する
電界により混入トナーは磁気ブラシ中から感光体表面に
吐き出される。特開平９−９６９４９号公報などに開示
されるように、この現象を利用した、非作像時（非画像
形成時）に帯電バイアスのＡＣ成分（交流成分）の振幅
Ｖｐｐを減少させたり、ＡＣ成分の印加を停止させるこ
とで電位差ΔＶを大きくし、積極的にトナーを吐き出さ
せて磁気ブラシの電気抵抗上昇を抑える方法が知られて
いる。

【００６１】上述の非作像時の吐き出しとしては、紙間
や作像動作終了後の後回転などで行うことで、長期の使
用において磁気ブラシ中の混入トナー量を一定以下に保
つことが可能となる。

【００６２】また、磁気ブラシ部から感光ドラム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。

【００６３】（３）プリンターの動作シーケンス例（図
２） 次に、通常の複写機用用紙、すなわち一般的に普通紙と
呼ばれる坪量１００ｇ／ｍ²程度以下で、特に表面コー
トなどを行っていない用紙を被転写材Ｐとして用いた場
合の動作シーケンス例を図２を用いて説明する。

【００６４】ａ．前多回転工程：プリンターの始動動作
期間（起動動作期間、ウォーミング期間）である。メイ
ン電源スイッチ−オンにより、装置のメインモーターを
駆動させて感光ドラムを回転駆動させ、所定のプロセス
機器の準備動作を実行させる。

【００６５】ｂ．前回転工程：プリント前動作を実行さ
せる期間である。この前回転工程は前多回転工程中にプ
リント信号が入力したときには前多回転工程に引き続い
て実行される。プリント信号の入力がないときには前多
回転工程の終了後にメインモーターの駆動が一旦停止さ
れて感光ドラムの回転駆動が停止され、プリンターはプ
リント信号が入力されるまでスタンバイ（待機）状態に
保たれる。プリント信号が入力すると、前回転工程が実
行される。

【００６６】ｃ．印字工程（画像形成工程、作像工
程）：所定の前回転工程が終了すると、引き続いて回転
感光ドラムに対する作像プロセスが実行され、回転感光
ドラム面に形成されたトナー像の被転写材への転写、定
着手段によるトナー像の定着処理がなされて画像形成物
がプリントアウトされる。連続印字（連続プリント）モ
ードの場合は上記の印字工程が所定の設定プリント枚数
分繰り返して実行される。

【００６７】ｄ．紙間工程：連続印字モードにおいて一
の被転写材の後端部が転写ニップ部を通過した後、次の
被転写材の先端部が転写ニップ部に到達するまでの間
の、転写ニップ部における被転写材の非通紙状態期間で
ある。この期間に転写ニップを通過する回転感光体の領
域がその前に帯電ニップ部を通過する間は、帯電バイア
スのＡＣ成分の振幅を小さくし、磁気ブラシ帯電部材で
一時的に回収した転写残トナーを回転感光ドラム面に吐
き出す。

【００６８】ｅ．後回転工程：最後の被転写材の印字工
程が終了した後もしばらくの間メインモーターの駆動を
継続させて感光ドラムを回転駆動させ、所定の後動作を
実行させる期間である。この期間においても紙間工程と
同様に帯電バイアスのＡＣ成分の振幅を小さくすること
で、磁気ブラシ帯電部材で一時的に回収した転写残トナ
ーを回転感光ドラム面に吐き出す。

【００６９】ｆ．スタンバイ：所定の後回転工程が終了
すると、メインモーターの駆動が停止され感光ドラムの
回転駆動が停止され、プリンターは次のプリントスター
ト信号が入力するまでスタンバイ状態に保たれる。

【００７０】１枚だけのプリントの場合は、そのプリン
ト終了後、プリンターは後回転工程を経てスタンバイ状
態になる。スタンバイ状態においてプリントスタート信
号が入力すると、プリンターは前回転工程に移行する。

【００７１】ｃの印字工程時が画像形成時であり、ａの
前多回転工程、ｂの前回転工程、ｄの紙間工程、ｅの後
回転工程が非画像形成時（非作像時）になる。

【００７２】（４）感光ドラム（図３） 本実施例の感光ドラム１は前述したように負帯電性・電
荷注入性のＯＰＣ感光体であり、φ３０ｍｍのアルミニ
ウム製のドラム基体１ａ上に第１〜第５の機能層を下か
ら順に設けたものである。

【００７３】第１層１ｂ：下引き層であり、アルミニウ
ムドラム基体１ａの欠陥などをならすため、またレーザ
ー露光の反射によるモアレの発生を防止するために設け
られている厚さ約２０μｍの導電層である。

【００７４】第２層１ｃ：正電荷注入防止層であり、ア
ルミニウムドラム基体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１０⁶Ω・ｃｍ程度に、抵抗調整された厚さ約１
μｍの中抵抗層である。

【００７５】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。

【００７６】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はできず、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。

【００７７】第５層１ｆ：電荷注入層であり、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０．０３μｍの酸化錫ＳｎＯ₂の超微粒
子１ｇを樹脂に対して７０重量パーセント分散した材料
の約３μｍの塗工層である。この電荷注入層１ｆ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感光
ドラムを用いた。

【００７８】（５）現像装置４（図７） 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。

【００７９】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煮よって搬送し感光対煮対
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成分現像を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。

【００８０】本実施例における現像装置４は重合法で作
成した高離型性球形非磁性トナーと磁性キャリア（現像
用磁性粒子、現像キャリア）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（現像部材、現像
器）に磁気力によって磁気ブラシ層とし保持させて現像
部に搬送し感光ドラム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反転
現像装置である。

【００８１】４ａは現像容器、４ｂは現像剤担持体とし
ての現像スリーブ、４ｃはこの現像スリーブ４ｂ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）、４ｄ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、４ｅは現像剤攪拌
搬送スクリュー、４ｆは現像剤容器４ａ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。

【００８２】現像スリーブ４ｂ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４ｂの
外面に担持させた現像剤磁気ブラシ薄層が感光ドラム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４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。

【００８３】現像スリーブ４ｂは内部の固定磁石４ｃの
外回りを矢印の反時計方向に所定の回転速度で駆動され
現像容器４ａ内においてスリーブ外面に固定磁石４ｃの
磁力により現像剤４ｆ（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４ｂの回転とと
もに搬送され、ブレード４ｄ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４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４ｂの回転で再び現像容器４ａ内
に戻し搬送される。

【００８４】現像スリーブ４ｂには現像バイアス印加電
源Ｅ４によりＤＣ成分とＡＣ成分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の帯電電位と現像バイアスのＤＣ成分値の差が
２００ｖ以下であるとかぶりが生じ、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。

【００８５】現像容器４ａ内の現像剤４ｆ（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消費されていく。現
像容器４ａ内の現像剤４ｆ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４ｇから現像容器４ａ内の現像剤４ｆに
トナーｔの補給がなされて現像容器４ａ内の現像剤４ｆ
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。

【００８６】（６）磁気ブラシ帯電装置（図１、４） 図４は磁気ブラシ帯電装置２の拡大横断面模型図であ
る。本実施例の磁気ブラシ帯電装置２は、大きく分け
て、接触帯電部材としての磁気ブラシ帯電部材（磁気ブ
ラシ帯電器）２Ａ、該磁気ブラシ帯電器２Ａと導電性磁
性粒子（帯電キャリア）２ｄを収容させた容器（ハウジ
ング）２Ｂ、磁気ブラシ帯電器２Ａに対する帯電バイア
ス印加電源Ｅ２等からなる。

【００８７】磁気ブラシ帯電器２Ａは本実施例のものは
スリーブ回転タイプであり、マグネットロール（磁石）
２ａと、このマグネットロールに外嵌させた非磁性ステ
ンレス製スリーブ（電極スリーブ、導電スリーブ、帯電
スリーブなどと称される）２ｂと、該スリーブ２ｂの外
周面にスリーブ内部のマグネットロール２ａの磁気力で
磁気拘束させて形成保持させた磁性粒子２ｄの磁気ブラ
シ部２ｃからなる。マグネットロール２ａは非回転の固
定部材であり、スリーブ２ｂはこのマグネットロール２
ａの外回りを矢印ｂの方向に不図示の駆動系により所定
の周速度、本実施例では２２５ｍｍ／ｓｅｃ．の周速で
回転駆動される。

【００８８】また、スリーブ２ｂは感光ドラム１に対し
てスペーサーコロなどの手段で５００μｍ程度の隙間を
保たせて配設してある。２ｅは容器２Ｂに取り付けた、
非磁性ステンレス製の磁気ブラシ層厚規制ブレードであ
り、スリーブ２ｂ表面とのギャップが９００μｍになる
ように配置されている。容器２Ｂ内の磁性粒子２ｄはそ
の一部がスリーブ２ｂの外周面にスリーブ内部のマグネ
ットロール２ａの磁気力で磁気拘束されて磁気ブラシ部
２ｃとして保持される。

【００８９】磁気ブラシ部２ｃはスリーブ２ｂの回転駆
動に伴い、スリーブ２ｂと一緒にスリーブ２ｂと同方向
に回転する。このとき磁気ブラシ部２ｃの層厚はブレー
ド２ｅにより均一厚さに規制させる。

【００９０】そして、その磁気ブラシ部２ｃの規制層厚
はスリーブ２ｂと感光ドラム１との対向隙間部の間隔よ
り大きいから、磁気ブラシ部２ｃはスリーブ２ｂと感光
ドラム１との対向部において感光ドラム１に対して所定
幅のニップ部を形成して接触する。この接触ニップ部が
帯電ニップ部Ｎである。

【００９１】従って、回転感光ドラム１は帯電ニップ部
Ｎにおいて磁気ブラシ帯電器２Ａのスリーブ２ｂの回転
に伴い回転する磁気ブラシ部２ｃで摺擦される。この場
合、帯電ニップ部Ｎにおいて感光ドラム１の移動方向と
磁気ブラシ部２ｃの移動方向は逆方向となり、相対移動
速度は速くなる。スリーブ２ｂと磁気ブラシ層厚規制ブ
レード２ｅには電源Ｅ２から所定の帯電バイアスが印加
される。

【００９２】而して、感光ドラム１が回転駆動され、磁
気ブラシ帯電器２Ａのスリーブ２ｂが回転駆動され、電
源Ｅ４から所定の帯電バイアスが印加されることで、回
転感光ドラム１の周面が本実施例の場合は注入帯電方式
で所定の極製・電位に一様に接触帯電処理される。

【００９３】スリーブ２ｂ内に固定配置されているマグ
ネットロール２ａは、スリーブ２ｂと感光ドラム１の最
近接位置ｃとの角度θを感光ドラム回転方向上流側２０
°から下流側１０°の範囲に入るようにすることが望
い。それより下流だと主極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２ｂへの拘束力が
弱くなり、磁性粒子が感光ドラム１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、帯電時に磁性ブラシ部２ｃの磁性粒子が感光ドラム
１と接触している領域を示す。本実施例では、上流側１
０°の位置に約９００Ｇの磁極を配置した。

【００９４】磁気ブラシ部２ｃを構成させる磁性粒子２
ｄは、本実施例では、焼結した強磁性体（フェライト）
を還元処理をしたものを用いたが、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も同様に用いることができる。

【００９５】磁気ブラシ部２ｃの磁性粒子２ｄは感光ド
ラム表面のトラップ準位に電荷を良好に注入する役割
と、感光ドラム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、磁気ブラシ帯電器２Ａの電気抵
抗値は１×１０⁴Ω〜１×１０⁹Ωであることが好まし
く、特には１×１０⁴Ω〜１×１０⁷Ωであることが好ま
しい。磁気ブラシ帯電器２Ａの電気抵抗値が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、１×１０⁹Ω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。また、抵抗値を抵抗値を上記範囲内
に制御するためには、磁性粒子２ｄの体積抵抗値は１×
１０⁴Ω・ｃｍ〜１×１０⁹Ω・ｃｍであることが望まし
く、特には１×１０⁴Ω・ｃｍ〜１×１０⁷Ω・ｃｍであ
ることがより好ましい。

【００９６】本実施例で用いた磁気ブラシ帯電器２Ａの
電気抵抗値は、１×１０⁶Ω・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。

【００９７】磁性粒子１４の体積抵抗値は、図６に略図
を示す装置で測定した。すなわち、セルＡに磁性体粒子
２ｄを充填し、該充填磁性体粒子２ｄに接するように主
電極１７及び上部電極１８を配し、該電極１７・１８間
に定電圧電源２２から電圧を印加し、そのとき流れる電
流を電流計２０で測定することにより求めた。１９は絶
縁物、２１は電圧計、２４はガイドリングを示す。その
測定条件は、２３℃、６５％の環境で充填磁性粒子２ｄ
のセルとの接触面積Ｓ＝２ｃｍ²、厚みｄ＝１ｍｍ、上
部電極１８の荷重１０ｋｇ、印加電圧１００Ｖである。
磁性粒子２ｄ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、及び、磁性粒子の感光ドラム１
表面への付着防止の観点から好ましい。磁性粒子２ｄの
平均粒径は、水平方向最大弦長で示し、測定法は顕微鏡
法により磁性粒子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。

【００９８】帯電バイアスは電源Ｅ２によってスリーブ
２ｂと規制ブレード２ｅに印加される。本実施例ではＤ
Ｃ成分にＡＣ成分が重畳しているバイアスを用いてい
る。

【００９９】帯電ニップ部Ｎにおける、磁気ブラシ帯電
器２Ａの磁気ブラシ部２ｃによる感光ドラム１面の摺擦
と、磁気ブラシ帯電器２Ａへの帯電バイアスの印加によ
り、磁気ブラシ部２ｃを構成している帯電用磁性粒子２
ｄ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。

【０１００】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（図３）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２ｂ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。

【０１０１】磁気ブラシ帯電器２Ａによる感光ドラム１
の電荷注入帯電は、図５の等価回路に示すような、抵抗
ＲとコンデンサーＣの直列回路とみなすことができる。
この様な回路の場合、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（感光ドラム表面のあ
る点が帯電ニップ部Ｎを通過する時間）をＴ０とする
と、感光ドラムの表面電位Ｖｄは式（１）で表わされ
る。

【０１０２】

【式１】

【０１０３】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−７００ｖとした。

【０１０４】画像形成時（作像時）におけるＡＣ成分
は、そのピーク間電圧が小さい場合、帯電均一性、電位
の立ち上がり向上の効果が薄く、大きすぎる場合では、
磁性粒子の滞留や感光ドラムへの付着レベルが悪化す
る。またそのＶｐｐの上下限は、通紙耐久継続時には、
転写残トナーの混入量や、磁性粒子の劣化状態、あるい
は外部の環境次第で変化する。すなわち、トナー混入量
が多い場合や、長期にわたる通紙耐久により磁性粒子に
トナーや外添剤が付着して劣化した場合、外部環境が低
湿度である場合、磁性粒子の抵抗値が上昇しているため
適正な帯電を行うためにはＶｐｐを大きくし、電流量を
増やすことが必要となる。しかしながら、Ｖｐｐを大き
くした場合の弊害として考えられる磁性粒子の感光体へ
の付着レベルは逆に抵抗値が大きいほど減少する傾向に
ある。これは磁性粒子に注入される電荷量が大きいほど
印加バイアスと感光体との電位差の影響を受け易く、よ
り付着されやすくなるためである。つまり電流量に依存
して、適正なＡＣバイアス振幅は上下限ともに同じ方向
へシフトする。したがって、逆に抵抗値が低い場合は磁
性粒子の付着は増加する傾向にあるが、その分Ｖｐｐを
小さめに設定しても帯電には十分な電流量が得られる。

【０１０５】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の波形は矩形波、三角
波、ｓｉｎ波などがよい。

【０１０６】（７）帯電バイアス制御 ここで、作像時、非作像時に帯電装置２の接触帯電部材
である磁気ブラシ帯電器２Ａに印加するバイアスの特性
について述べる。ＤＣ電界のみを磁気ブラシ帯電器２Ａ
に印加した場合、磁気ブラシ帯電器２Ａ内に混入したト
ナーの感光ドラム１への吐き出し性は向上し、キャリア
を劣化させず長時間維持するが、ＡＣ電界を印加した場
合に比べわずかのキャリア劣化に対しても帯電性は落ち
る。例えば帯電電位目標７００Ｖに対し、初期、７００
Ｖ印加しても、感光ドラム上電位は６９０Ｖ程度とな
る。磁気ブラシ２ｃが耐久劣化してくるとさらに電位が
低下し、ＡＣ電界を印加した場合との差が次第に広がっ
てゆく。

【０１０７】従って、非画像部において現像バイアスの
ＤＣ値に対して必要な逆電位が維持されず、かぶってし
まうことになる。また、初期の設定電位に対し、電位低
下が或る値を超えると露光部電位の変動により出力画像
の濃度が許容レベルを超えてしまうことになる。そこで
紙が通過する通紙部はＡＣバイアスを適正な振幅で印加
し続けることが望ましく、吐き出しは紙間及び前、後回
転中に行うことが必要となる。紙間や後回転においても
かぶってしまうと紙間、後回転時の転写残トナーが発生
し、磁気ブラシ帯電器２Ａへの混入トナー増加につなが
るため、かぶりの発生しない帯電レベルを維持すること
は必要である。

【０１０８】しかしながら、通常かぶりだす電位低下レ
ベルよりも、紙間、後回転時には無関係な濃度変化のレ
ベルの方が条件としては厳しい。また特にべた画像のよ
うな画像比率の高い画像が連続で出力された場合、一時
的に接触帯電部材中のトナー濃度が上がって帯電能力が
低下し、画像部ではゴーストが発生したり必要な逆電位
が維持されなくなるような事態も考えられるため、やは
り画像部は少なくとも安定したＡＣ帯電を維持し、吐き
出しバイアスは紙間や後回転で印加する事が望まれる。
その際、環境による帯電性、吐き出し性を考慮してバイ
アス設定をすることが望まれる。

【０１０９】しかしながら、先述のごとくに感光ドラム
上、磁気ブラシ帯電器２Ａの磁気ブラシ２ｃ内や現像装
置内に極性をほとんど持たないトナーや反転トナーが存
在し、それが転写部にいたった場合、厚紙やコート紙に
圧力転写されてしまうという不具合がある。感光ドラム
上に存在する極性を持たないトナーや反転トナーは、通
常転写バイアスや現像バイアスの作用により除去される
機会が少ないため、磁気ブラシ帯電器２Ａの磁気ブラシ
２ｃ内部に蓄積することが多い。磁気ブラシ帯電器２Ａ
から感光ドラム１上に吐き出されるトナーは、この反転
トナーと正規極性トナーが共に存在するが、反転トナー
が作像時に吐き出された場合には、厚紙やコート紙では
かぶりが発生してしまう。これは、極微量の反転トナー
が存在するだけでも発生してしまうことがわかった。

【０１１０】そのため、厚紙やコート紙を使用する場合
においてはむしろ、帯電ＤＣバイアスと帯電電位の電位
差ΔＶを大きくとることにより反転トナーを吐き出しに
くくする必要がある。そのためには帯電バイアスにおけ
るＡＣ成分の振幅を小さくすることが好ましい。

【０１１１】そこで本実施例では、坪量１００ｇ／ｍ²
程度以下の、いわゆる普通紙と呼ばれる紙を使用する通
常のモード（普通紙モード）では、作像時の帯電ＡＣバ
イアスは７００Ｖ、非作像時は４００Ｖという設定値で
あるのに対し、厚紙やコート紙のモード（特殊紙モー
ド）が選択された場合には、作像時、非作像時ともに帯
電ＡＣバイアスの振幅を４００Ｖに切り替えるようにし
た。

【０１１２】上記の普通紙モードと特殊紙モードの選択
切換えはプリンターの操作部に設けたモード選択切換え
キー１０１（図１）を操作者が操作することでなされ
る。このモード選択切換えキー１０１が使用する被記録
材を選択する選択手段である。プリンター制御部１００
は上記のモード選択切換えキー１００で選択されたモー
ドに応じて、すなわち選択された被記録材が普通紙であ
るか、厚紙やコート紙等の特殊紙であるかに応じて上記
のように帯電バイアス値を変更してプリンターの動作シ
ーケンスを実行させる。

【０１１３】上記の被記録材を選択する選択手段１０１
は、転写ニップ部Ｔよりも被記録材搬送方向上流側の被
記録材搬送路中に設けた紙種自動検知装置とすることも
でき、この場合はプリンター通紙使用された被記録材が
普通紙であるか、厚紙やコート紙等の特殊紙であるかが
上記の紙種自動検知装置で自動検知され、その検知情報
に応じてプリンター制御部１００は上記のように帯電バ
イアス値を変更してプリンターの動作シーケンスを実行
させる。

【０１１４】図８は、１０％画像比率の原稿を用いて普
通紙の連続通紙を行った場合に、１００枚に１枚の厚紙
を通紙したときの反転トナーによるカブリと、帯電不良
による正規極性の紙上かぶり反射率の推移を示してい
る。

【０１１５】図中Ａは、従来どおり作像時の帯電ＡＣバ
イアスを７００Ｖ、非作像時の帯電ＡＣバイアスを４０
０Ｖに設定した場合の反転トナーによるかぶり反射率、
図中Ｂは、同様の設定で通紙を続けていった場合の、帯
電磁性粒子の劣化に伴う帯電不良が原因で発生する正規
極性のかぶり反射率である。また、図中Ｃは、作像時、
非作像時ともに帯電ＡＣバイアスを４００Ｖにした場合
の反転トナーかぶり、Ｄは同設定時の帯電磁性粒子の劣
化に伴う帯電不良が原因で発生する正規極性のかぶり反
射率である。

【０１１６】また、図９は、その時の帯電電位の推移を
示す説明図である。図中Ａは作像時ＡＣ７００Ｖの場合
の作像時の帯電電位の推移、図中Ｂは作像時もＡＣ４０
０Ｖの場合の帯電電位の推移である。

【０１１７】ここで、紙上のかぶりが正規極性のトナー
であるかどうかの判断であるが、普通紙においては反転
トナーはほとんど転写されないとして普通紙上のかぶり
を正規極性のかぶりとし、厚紙上のかぶりは正規極性、
反転極性双方のかぶりトナーが転写されているとしてい
る。

【０１１８】作像時ＡＣ７００Ｖの場合、帯電ＤＣバイ
アス６００Ｖに対して帯電電位がほぼ６００Ｖであり、
反転トナーが吐き出されることを抑止する効果が得られ
ないのに対し、作像時ＡＣ４００Ｖの場合は帯電電位が
５９０Ｖ、つまりΔＶが１０Ｖあるため、初期のレベル
では反転トナーの吐き出しを防止でき、カブリを発生す
ることがない。

【０１１９】そして、通紙耐久を続けてゆくにつれて同
時に反転トナー量が増加してくるため、反転トナーによ
るかぶりは増加する傾向にあるが、同時に帯電装置の磁
性粒子内のトナー混入量が増加して抵抗値が上昇してく
る。そうなると十分な帯電を行うことができず帯電電位
が下がってΔＶが大きくなってゆくため、それが逆に反
転トナーによるかぶりを抑制することになる。

【０１２０】作像時ＡＣが４００Ｖの厚紙モードの場合
のほうが、ΔＶは大きく、反転トナーによるかぶりは終
始少ない。

【０１２１】さらに通紙を続けると、作像時ＡＣ４００
Ｖの場合、５０Ｋ枚付近で今度は帯電電位が低下したこ
とによる現像部での正規極性トナーのかぶりが発生して
くる。作像時ＡＣが７００Ｖの場合はもう少し遅れて６
０Ｋ枚付近からの発生となる。従って、厚紙やコート紙
を用いる場合、作像時の帯電ＡＣバイアスを普通紙と同
じ７００Ｖにすると、帯電電位の低下は若干遅らせるこ
とができるが、早い段階で反転トナーによるカブリが発
生してしまうことになる。

【０１２２】ここで、紙種に応じて高圧を変化させる機
構を持たせずに、普通紙を用いるときも常に作像時帯電
ＡＣバイアスが４００Ｖの設定で通紙を継続した場合の
かぶり及び帯電電位について述べる。図１０中Ｅは、常
に作像時帯電ＡＣバイアスが４００Ｖの設定で普通紙の
通紙を行い、１００枚ごとに厚紙を流した場合の反転ト
ナーによるかぶり反射率の推移を示している。また図中
Ｆは、その時の帯電電位の低下による正規極性トナーの
かぶり反射率の推移である。磁気ブラシ内に混入する正
規極性のトナーは作像時においても吐き出されやすいバ
イアス設定であるため、ＡＣ７００Ｖの場合よりも磁気
ブラシ内のトナー濃度は低く抑えることができ、正規極
性トナーのかぶり発生は遅らせることができる。しかし
ながら、その分反転トナーによるかぶり発生は顕著にな
ってしまうため、普通紙を流す場合においては普通紙自
身の延命のためにもＡＣバイアスは高めの設定の方が良
い。

【０１２３】上記のような構成において、厚紙やコート
紙を使用する場合でも、反転トナーによるかぶりを長期
にわたり効果的に防止することができた。

【０１２４】作像時は交流バイアス、非作像時はＤＣバ
イアスとする場合がある。非作像時の吐き出し性は向上
するが、耐久後半、非作像時に正規のかぶりが生じやす
くなり、転写部を通過したかぶりトナーにより帯電器汚
れの原因となる。したがって、非作像時もわずかなＡＣ
バイアスを印加した方がよい。即ち、非作像時（吐き出
し時）に直流バイアス値を大きくすることで、帯電電位
との差を大きくし、吐き出し性を向上させる。例えばＤ
Ｃ６００Ｖ印加で帯電電位が５８０Ｖのところ、８００
Ｖにすることで７６０Ｖとなり、４０Ｖｎｏ電位差に広
げられる。

【０１２５】環境検知手段を有し、画像比率累積計算値
に対して、吐き出しバイアスを帯電部材に印加する機会
と時間の少なくとも１つを決定する所定の閾値を該環境
検知手段からの出力に依存させることもできる。より具
体的には温度、湿度センサー出力値から換算された絶対
水分量を以下の７領域に分け、それぞれの環境に対し、
右に示す枚数に１回の吐き出し機会を設ける。

【０１２６】 環境１ 0〜2(未満) （g／kg dry air） 1000枚 環境２ 2〜6(未満) （g／kg dry air） 800枚 環境３ 6〜9(未満) （g／kg dry air） 650枚 環境４ 9〜13(未満) （g／kg dry air） 500枚 環境５ 13〜16（未満） （g／kg dry air） 300枚 環境６ 16〜20(未満) （g／kg dry air） 200V 環境７ 20以上 （g／kg dry air） 100V また、通算作像枚数をカウントする手段を有し、画像比
率累積計算値に対して、吐き出しバイアスを帯電部材に
印加する機会と時間の少なくとも１つを決定する所定の
閾値を該通算作像枚数に依存させることもできる。より
具体的には初期は５００枚に１回の吐き出し延長モード
に対し、通産枚数が３万枚超えたところで３００枚に１
回のモードとする、等である。

【０１２７】また、画像比率累積計算値に対して、吐き
出しバイアスを帯電部材に印加する機会と時間の少なく
とも１つを決定する所定の閾値を通算作像枚数、または
通算トナー消費量の少なくとも１つに依存させることも
できる。より具体的には、通常は５００枚に１回である
ところ、１００枚に１度、過去１００枚の積算画像比率
を読み、２０００％以上の場合はその時点で後回転を延
長する、等である。

【０１２８】また、吐き出しバイアスのＡＣ成分の振幅
は、作像時の帯電印加バイアスのＡＣ成分の振幅よりも
小さくする。より具体的には作像時６００ｖ、吐き出し
時４００Ｖの振幅等である。

【０１２９】帯電部材の磁性粒子は極微量であるが、ド
ラム上に漏れ出すことを防げない。通常現像器にて回収
され、直接画像に影響されることはないが、現像器への
混入量が一定量超えると、現像の性能自体、例えば現像
剤規制ブレード部に滞り、現像剤担持体状の現像剤の均
一なコートを妨げたり、トナーへの電荷付与能が低下す
るなどの支障をきたすことになる。特に帯電印加ＡＣバ
イアス振幅が大きい場合、振幅に帯電電位が追従しきれ
ず磁気ブラシ先端とドラム表面の電位差が大きくなり、
電荷が注入された磁性粒子はその電位差を埋める形でド
ラム上に付着する。従って帯電印加ＡＣバイアス値が６
００Ｖの印加状態が長期続くと磁性粒子の漏れ量は増加
し、弊害を生じるため、補う意味で、非作像時には２０
０Ｖとして抑える構成が考えられる。

【０１３０】（その他） １）上記の実施例は接触帯電装置として磁気ブラシ注入
帯電装置を例に説明したが、その他の各種の接触帯電装
置を使用でき、また高圧条件も、ＤＣ成分や、周波数、
波形など、あらゆる代替が可能であることは明白であ
る。

【０１３１】２）静電潜像のトナー現像方式・手段は任
意である。反転現像方式でも正規現像方式でもよい。

【０１３２】３）転写手段は実施例のベルト転写に限ら
れず、ローラ転写、ブレード転写、その他の接触転写帯
電方式であってもよいし、コロナ帯電器を使用した非接
触転写帯電方式でもよい。

【０１３３】４）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
にも本発明は適用できる。

【０１３４】５）像担持体としての感光体は表面抵抗が
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、電荷注入帯電方式、放電現象が支配的な接触帯電系
のどちらでもよい。

【０１３５】６）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。

【０１３６】７）静電潜像形成のための像露光手段とし
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。

【０１３７】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。

【０１３８】８）像担持体、帯電装置、現像装置等の任
意のプロセス機器を画像形成装置本体に対して一括して
着脱交換自在なプロセスカートリッジ着脱式の装置構成
にすることもできる。

【０１３９】

【発明の効果】本発明により、クリーナーレス、接触帯
電方式の画像形成装置において、使用する被記録材に応
じて帯電部材への印加バイアスを適正値に変更する。す
なわち、被記録材が厚紙、コート紙等であるときにおい
ては、帯電部材に蓄積した反転トナーを作像時には像担
持体上に吐き出させないようにバイアスを設定すること
により、カブリを発生させないようにすることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例における画像形成装置の概略構成図

【図２】 実施例におけるシーケンス制御を説明する行
程説明図

【図３】 実施例で用いた感光体の構成概略図

【図４】 実施例で用いた帯電装置の構成概略図

【図５】 帯電回路の等価回路図

【図６】 磁性粒子（帯電キャリア）の電気抵抗値（体
積抵抗値）の測定要領説明図

【図７】 実施例で用いた現像装置の構成概略図

【図８】 実施例における通紙耐久時における紙上かぶ
り反射率の推移を示す説明図

【図９】 磁気ブラシ注入帯電の帯電電位の推移を示す
説明図

【符号の説明】

１・・感光ドラム（像担持体） ２・・帯電装置（磁気ブラシ注入帯電装置） ３・・像露光装置 ４・・現像装置 ５・・転写装置 ６・・給紙カセット Ｐ・・被記録材 １１・・定着装置 １２・・導電性ブラシ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H077 AA37 AC04 AC16 AD06 AD13 AD18 AD31 AD36 EA01 GA01 GA17 2H134 GA01 GB02 HF13 KG01 KG03 KG07 KG08 KH01 MA02 MA11 2H200 FA17 FA18 GA23 GA34 GA45 GA57 GA59 GB22 GB37 HA03 HA28 HA29 HA30 HB12 HB14 HB17 HB22 HB48 JA02 JB06 JB48 JB49 NA02 NA06 PA03 PA11 PA19 PA20 PA23 PB37

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体に帯電部材を当接させ、バイア
   ス電圧を該帯電部材に印加することで像担持体の帯電を
   行い、その帯電面に潜像を形成し、該潜像を現像手段に
   よりトナー像として現像し、該現像手段が該トナー像を
   被記録材に転写した後に該像担持体に残留した残トナー
   粒子を回収するクリーニング手段も兼ねる画像形成装置
   において、 使用する被記録材を選択する選択手段を有し、選択した
   被記録材に応じて帯電バイアス値を変更することを特徴
   とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 帯電部材が磁性粒子と磁性粒子担持体か
   らな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】 像担持体が表面に電荷注入層を有する感
   光体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画
   像形成装置。
4. 【請求項４】 作像領域と非作像領域に印加する帯電バ
   イアス条件が異なることを特徴とする請求項１乃至３の
   何れかに記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 帯電バイアスが、直流バイアス乃至直流
   バイアスに交流バイアスを重畳したバイアスであること
   を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の画像形成
   装置。
6. 【請求項６】 被記録材に応じて作像時の帯電バイアス
   値を変更することを特徴とする請求項１乃至５の何れか
   に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 被記録材に応じて非作像時の帯電バイア
   ス値を変更することを特徴とする請求項１乃至６の何れ
   かに記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 被記録材に応じて作像時の帯電バイアス
   の交流成分の振幅値を変更することを特徴とする請求項
   １乃至７の何れかに記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 被記録材に応じて非作像時の帯電バイア
   スの交流成分の振幅値を変更することを特徴とする請求
   項１乃至８の何れかに記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 選択した被記録材に応じてプロセス速
    度を変更することを特徴とする請求項１乃至９の何れか
    に記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 像担持体の帯電面に潜像を形成する手
    段が像担持体の帯電面に対する像露光手段であることを
    特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載の画像形成
    装置。