JPH11133703A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接触帯電装置を備えた画像形成装置におい
て、帯電容器内に蓄積したトナーが一度に大量にスリー
ブ上に担持された導電性部材に混入することによる、帯
電むらや帯電性能の低下を防止できるようにする。 【解決手段】 磁気ブラシ帯電装置２のスリーブ７上に
担持された磁性粒子４２を、帯電容器４３の内壁４３ａ
の少なくともスリーブ７の回転中心軸を通り水平な直線
以下の部分で磁性粒子４２を軽接触させるようにしたこ
とによって、帯電容器４３の蓄積トナーを掻き上げて感
光ドラム１上に吐き出して帯電容器４３内にトナーが蓄
積するのが防止され、帯電むらや帯電性能の低下を防止
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式によ
って画像形成を行う複写機、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】電子写真方式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、感光ドラムという）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
を感光ドラム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ドラム表面をさらすことで、感
光ドラム表面を所定の極性、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ドラムに当接させて感光ドラム
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ドラム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
感光ドラムの帯電が開始される。

【０００４】また、接触帯電において、感光ドラムに電
荷注入層を設け、この感光ドラム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
光ドラム表面を所定の極性、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）とほぼ同等の感光ドラムの表面電位を得ることがで
きる。このため、感光ドラム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画像転写後の感光
ドラム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、転写残トナーを現像装置で現像同時クリー
ニングするようにしたものである。

【０００６】現像同時クリーニングとは、転写後に感光
ドラム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。またスペース
の面での利点も大きく、大幅に小型化できるようにな
る。

【０００７】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、例えば重合法に
よって製造されたトナーのよう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。

【０００８】このようなクリーナーレスシステムを上記
した接触帯電方式に採用することで、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。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した接
触帯電方式を用いた画像形成装置においては画像形成を
繰り返すと、顕画材であるトナー粒子等が接触帯電部材
（例えば導電性磁性粒子）に混入してしまうことが多々
ある。

【００１０】通常、トナー粒子の電気抵抗は比較的高い
ものが用いられているので、接触帯電部材にトナー粒子
が混入してしまうと接触帯電部材全体、あるいは一部の
抵抗が上昇してしまうことによって、被帯電体である感
光ドラムが所望の電位にまで帯電できなくなったり、帯
電ムラが生じたりしてしまい、画像不良が発生してしま
うという問題点があった。

【００１１】この問題は特に、転写残のトナーを感光ド
ラムから除去するためのクリーニング装置を有しない画
像形成装置、いわゆる、クリーナレスシステムの画像形
成装置において、接触帯電部材に転写残のトナーが多く
混入するため顕著に発生していた。

【００１２】また、逆に転写残トナーは前画像をそのま
ま残した形で存在するため、そのまま接触帯電部材を通
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、次の画像上で前記画
像部分が薄くなったり濃く現れたりといった現象（以
下、ゴーストという）が発生する。

【００１３】そこで、画像形状をそのまま残した転写残
トナーを、感光ドラム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
リーニング部材を備えたクリーナレスの画像形成装置が
提案されている。

【００１４】また、接触帯電部材の感光ドラムとの接触
条件や、帯電系列を適正化することにより、転写残トナ
ーを一旦帯電容器内に回収し、その後電位的作用により
感光ドラムに吹き出して現像装置で回収するクリーナレ
スの画像形成装置も提案されている。

【００１５】しかしながら、上記クリーナレスの画像形
成装置では、接触帯電部材が感光ドラム当接部で掻き取
り、帯電容器内に回収した転写残トナーは１００％再び
感光ドラム上に吐き出されるのが理想であるが、接触帯
電部材内に保持しきれずに帯電容器内の空きスペースに
蓄積してしまう。

【００１６】そして、このような蓄積トナーが帯電容器
内に存在する場合に、振動が加えられると多くの蓄積ト
ナーが一気に接触帯電部材内に取り込まれ、帯電性が著
しく低下し、かぶりやゴーストの原因となる。特に、磁
気ブラシ帯電方式の場合は、磁性粒子が多量に感光ドラ
ムに漏れてしまうという現象が生じる。磁性粒子の欠乏
もまた帯電性低下を招き、また漏れた磁性粒子が現像装
置に混入し、画像の劣化やトナー残量検知手段にも悪影
響を及ぼすことがある。

【００１７】そこで、本発明は、帯電容器内に蓄積した
転写残トナーが一度に大量に接触帯電部材に混入するこ
とによる、帯電むら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。

【００１８】

【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、像を担時する像担持体と、導
電性部材を担持した回転自在なスリーブを帯電容器内に
設け、電圧を印加した前記導電性部材を前記像担持体に
当接して該像担持体を帯電する接触帯電手段と、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
ー像を転写材へ転写する転写手段とを備え、前記現像手
段が、前記転写手段により前記トナー像を前記転写材へ
転写した後の前記像担持体上に残留したトナーを回収す
るクリーニング手段も兼ねる画像形成装置において、前
記スリーブに担時された前記導電性部材を前記帯電容器
の内壁の少なくとも一部と軽接触させるようにした、こ
とを特徴としている。

【００１９】また、前記帯電容器の内壁の、少なくとも
前記スリーブの回転中心軸を通り水平な直線以下の部分
で前記導電性部材を軽接触させる、ことを特徴としてい
る。

【００２０】また、前記帯電容器の内壁を、前記トナー
に正規の電荷を付与する部材で形成した、ことを特徴と
している。

【００２１】また、前記接触帯電手段は、前記導電性部
材として前記帯電容器内の前記スリーブ上にブラシ状に
担持される磁性粒子を用いた磁気ブラシ帯電手段であ
る、ことを特徴としている。

【００２２】また、前記帯電容器内に前記スリーブ上に
担持された前記磁性粒子を攪拌する攪拌部材を設けた、
ことを特徴としている。

【００２３】また、前記スリーブ内に固定マグネットが
配置され、該固定マグネットは前記帯電容器内で隣接す
るように同極が並んでいる２極を有する、ことを特徴と
している。

【００２４】（作用）本発明の構成によれば、スリーブ
に担時された導電性部材を帯電容器の内壁の少なくとも
一部と軽接触させることにより、導電性部材に回収され
たトナー（転写残トナー）を帯電容器内に蓄積させるこ
となく像担持体に吐き出すことができるので、帯電むら
や帯電性能の低下を防止することができる。

【００２５】

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

【００２６】（実施の形態１）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。

【００２７】図１において、Ａは本実施の形態に係る画
像形成装置であるレーザービームプリンタ、Ｂはこのレ
ーザービームプリンタＡ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。

【００２８】画像読み取り装置Ｂにおいて、２０は固定
の原稿台ガラスであり、この原稿台ガラス２０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
図示の原稿板を被せてセットする。２１は原稿照射用ラ
ンプ２１ａ、短焦点レンズアレイ２１ｂ、ＣＣＤセンサ
ー２１ｃ等を配置した画像読み取りユニットである。

【００２９】この画像読み取りユニット２１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２０の
下側においてこの原稿台ガラス２０の左辺側のホームポ
ジションから右辺側にガラス下面に沿って往動駆動さ
れ、所定の往復終点に達すると復動駆動されて始めのホ
ームポジションに戻される。

【００３０】画像読み取りユニット２１の往動駆動過程
において、原稿台ガラス２０上の載置セット原稿Ｇの下
向き画像面が原稿照射用ランプ２１ａにより左辺側から
右辺側にかけて順次照明走査され、その照明走査光の原
稿面反射光が短焦点レンズアレイ２１ｂによってＣＣＤ
センサー２１ｃに結像入射する。

【００３１】ＣＣＤセンサー２１ｃは、不図示の受光
部、転送部、出力部より構成されており、受光部におい
て光信号が電荷信号に変えられて、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
を周知の画像処理によりデジタル信号に変換してレーザ
ービームプリンタ（画像形成装置）Ａに出力する。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。

【００３２】一方、レーザービームプリンタ（画像形成
装置）Ａにおいて、１は像担持体としての感光ドラムで
ある。この感光ドラム１は中心支軸を中心に所定の周速
度（プロセススピード）を持って矢印ａ方向に回転駆動
され、その回転過程において接触帯電手段である磁気ブ
ラシ帯電装置２により、本実施の形態では負極性の一様
な帯電処理を受ける。

【００３３】そして、感光ドラム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
像読み取り装置ＢからレーザービームプリンターＡ側に
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Ｌがなされることで、感光ドラム１上に画
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形成される。感光ドラ
ム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。

【００３４】一方、給紙カセット５内に収納された紙な
どの転写材Ｐが給紙ローラ６により１枚づつ給送され、
レジストローラ７により所定のタイミングで、感光ドラ
ム１と転写手段である転写ベルト装置８の転写ベルト３
１との間の転写ニップ部３５に給紙され、転写材Ｐに感
光ドラム１上のトナー画像が転写される。

【００３５】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が、望ましくは、
有機感光体上に抵抗が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
体などを用いると、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。

【００３６】感光ドラム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（不図示）上に下から順に第１から第５の５つの
層からなる感光体層（不図示）を有しており、所定のプ
ロセススピード（例えば１００ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆
動される。

【００３７】前記感光体層の一番下の第１層は下引き層
であり、ドラム基体の欠陥等をならすために設けられて
いる厚さ２０μｍの導電層である。第２の層は正電荷注
入防止層であり、ドラム基体から注入された正電荷が感
光ドラム１表面に帯電された負電荷を打ち消すのを防止
する役目を果たし、アミラン樹脂とメトキシメチル化ナ
イロンによって、１０⁶ Ω・ｃｍ程度に抵抗調整された
厚さ１μｍの中抵抗層である。第３の層は電荷発生層で
あり、ジスアゾ系の顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３
μｍ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。第４の層は電荷輸送層であり、ポリカー
ボネー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。

【００３８】従って、感光ドラム１表面に帯電された負
電荷はこの層（第４の層）を移動することができず、第
３層（電荷発生層）で発生した正電荷のみを感光ドラム
１表面に輸送することができる。最表面の第５層は電荷
注入層であり、絶縁性樹脂のバインダーに導電性微粒子
として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ＳｎＯ₂ 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塗工層である。

【００３９】このようにして調合した塗工液をディッピ
ング塗工法、スプレー塗工法、ロールコート塗工法、ビ
ームコート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。

【００４０】磁気ブラシ帯電装置２は、本実施の形態で
は図２に示すように、内部に固定マグネットローラ４１
が設けられた回転自在な外径１６ｍｍの非磁性のスリー
ブ４０と、このスリーブ４０の外周面にマグネットロー
ラ４１の磁力で付着保持させた磁性粒子（磁性キャリ
ア）４２と、スリーブ４０と磁性粒子４２を収納した帯
電容器４３と、磁性粒子４２をスリーブ４０表面に薄層
形成するための規制ブレード４４を備えている。

【００４１】スリーブ４０は、感光ドラム１に対しカウ
ンター方向に回転自在であり、本実施の形態では、感光
ドラム１のプロセススピード１００ｍｍ／ｓｅｃに対し
１５０ｍｍ／ｓｅｃで回転させる。そして、スリーブ４
０に帯電バイアス電源４５より帯電バイアスを印加する
ことにより、磁性粒子４２から電荷が感光ドラム１上に
与えられ、帯電バイアスに対応した電位に帯電される。
スリーブ４０の回転速度については速いほど帯電均一性
が良好になる傾向にある。

【００４２】磁性粒子４２としては、平均粒径が１０〜
１００μｍ、飽和磁化が２０〜２５０ｅｍｕ／ｃｍ³ 、
抵抗が１×１０² 〜１×１０¹⁰Ω・ｃｍのものが好まし
く、感光ドラム１にピンホールのような絶縁の欠陥が存
在することを考慮すると１×１０⁶ 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、本実施
の形態においては、平均粒径が２５μｍ、飽和磁化が２
００ｅｍｕ／ｃｍ³ 、抵抗が５×１０⁶ Ω・ｃｍの磁性
粒子４２を用いた。磁性粒子４２の抵抗値は、底面積が
２２８ｍｍ² の金属セルにこの磁性粒子４２を２ｇ入れ
た後、６．６ｋｇ／ｃｍ² で加重し、１００Ｖの電圧を
印加して測定した。

【００４３】磁性粒子４２の構成としては、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、抵抗調整を行ったもの等が用いられ得る。ま
た、磁性粒子４２が感光ドラム１に対して形成するニッ
プ幅を略６ｍｍになるよう調整した。

【００４４】磁気ブラシ帯電装置２と転写ベルト装置８
の間には、レイヨン製の補助帯電ファーブラシ５０が感
光ドラム１に接するように配置されており、この補助帯
電ファーブラシ５０には、電源５１より＋５００Ｖのバ
イアスが印加される（詳細は後述する）。

【００４５】図３は、磁気ブラシ帯電装置２に周波数１
０００Ｈｚで矩形状の交番電圧（交流電圧）Ｖｐｐを印
加したときの、印加バイアスの振幅と帯電電位との関係
を示したものであり、振幅を大きくすることにより、印
加バイアスのＤＣ（直流）成分と帯電電位の差は小さく
なる。さらに詳しく説明すると、磁気ブラシ帯電装置２
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の表面電位をＶｓとすると、こ
れらの差分である電位コントラストΔＶ＝｜Ｖｄｃ−Ｖ
ｓ｜がほぼ４０Ｖ以下になると帯電の均一性も良好にな
る。そこで、本実施の形態では、−７００Ｖの直流電圧
に対して周波数１０００Ｈｚで矩形状の８００Ｖの交番
電圧を重畳したバイアスを磁気ブラシ帯電装置２に印加
することにより良好な帯電性を得ることができた。

【００４６】図４は、レーザービーム走査露光方式の露
光装置３を示す概略構成図である。この露光装置３によ
り感光ドラム１表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２
４により、固体レーザー素子２５を所定タイミングで明
減（ＯＮ／ＯＦＦ）させる。そして、固体レーザー素子
２５から放射されたレーザー光は、コリメーターレンズ
系２６によりほぼ平行な光束に変換され、さらに、矢印
ｃ方向に高速回転する回転多面鏡２２により矢印ｄ方向
に走査されると共に、ｆθレンズ群２３により感光ドラ
ム１表面にスポット状に結像される。このようなレーザ
ー走査により感光ドラム１表面には画像一走査分の露光
分布が形成され、さらに、各走査毎に感光ドラム１表面
とは垂直に所定量だけスクロールさせれば、感光ドラム
１表面に画像信号に応じた露光分布が得られる。

【００４７】即ち、感光ドラム１の一様帯電面に画像信
号に対応してＯＮ／ＯＦＦ発光される固体レーザー素子
２５の光を高速で回転する回転多面鏡２２によって走査
することにより、感光ドラム１表面には走査露光パター
ンに対応した静電潜像が順次形成されていく。

【００４８】図５は、本実施の形態の現像装置４である
２成分接触現像装置（２成分磁気ブラシ現像装置）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
表面に薄層形成するための規制ブレード、１６は現像容
器、１７は補充用トナーホッパー部である。

【００４９】現像スリーブ１１は、少なくとも現像時に
おいては、感光ドラム１に対し最近接領域が約５００μ
ｍになるように配置され、現像スリーブ１１表面に形成
された現像剤Ｔの薄層Ｔａが感光ドラム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２０５
ｅｍｕ／ｃｍ³ 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。

【００５０】ここで、感光ドラム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。

【００５１】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２００
０Ｈｚでピーク間電圧１５００Ｖの交流電圧を印加し
た。

【００５２】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
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。

【００５３】本実施の形態の転写装置８は、本実施の形
態ではベルト転写装置であり、無端状の転写ベルト３１
を駆動ローラ３２および従動ローラ３３間に懸架し、矢
印ｆ方向に感光ドラム１の回転周速度とほぼ同じ周速度
で回転駆動させる。転写ベルト３１の内側には転写帯電
ブレード３４を備え、転写帯電ブレード３４で転写ベル
ト３１の上行側ベルト部分のほぼ中間部を感光ドラム１
表面に接触させる。転写材Ｐは、転写ベルト３１の上行
側ベルト部分の上面に乗って転写ニップ部３５に搬送さ
れる。転写材Ｐの先端が転写ニップ部３５に進入する時
点において、転写帯電ブレード３４に転写バイアス電源
（不図示）から所定の転写バイアスが給電されること
で、転写材Ｐの裏側からトナーｔと逆極性の帯電がなさ
れて感光ドラム１表面のトナー画像が順次転写材Ｐの上
面に転写されていく。

【００５４】本実施の形態においては、転写ベルト３１
として膜厚７５μｍのポリイミド樹脂からなるものを用
いた。なお、転写ベルト３１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、これ以外にも、例えば
ポリカーボネイト樹脂、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。また、厚みについても７５μｍに限定され
るわけではなく、２５〜２０００μｍ程度、好ましくは
５０〜１５０μｍ程度のものが好適に用いられる。さら
に、転写帯電ブレード３４としては抵抗が１×１０⁵ 〜
１×１０⁷ Ωで、板厚２ｍｍ、長さ３０６ｍｍのものを
用いた。本実施の形態では、転写帯電ブレード３４に１
５μＡの転写バイアスを定電流制御により印加して転写
を行った。

【００５５】定着装置１０は、感光ドラム１表面から分
離されて搬送ベルト９で搬送される転写材Ｐを加熱、加
圧して、転写材Ｐ上にトナー画像を定着する。

【００５６】次に、上記した画像形成装置（レーザービ
ームプリンタ）Ａの画像形成動作について説明する。

【００５７】画像形成時には、感光ドラム１は駆動手段
（不図示）により矢印ａ方向に回転駆動され、磁気ブラ
シ帯電装置２により表面が均一に帯電される。そして、
帯電された感光ドラム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Ｌ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、感光ドラム１上のトナー画像が転
写装置８の転写ベルト３１との間の転写ニップ部３５に
到達すると、このタイミングに合わせてカセット５内の
紙などの転写材Ｐが給紙ローラ６によって給紙されてレ
ジストローラ７により搬送され、転写バイアスが印加さ
れた転写帯電ブレード３４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、表面側に感光ドラム
１上のトナー画像が転写される。そして、トナー画像が
転写された転写材Ｐは搬送ベルト９により定着装置１０
へ搬送され、定着装置６によりトナー画像が表面に永久
固着画像として定着されて出力される。

【００５８】上記画像形成後の感光ドラム１上には、転
写残トナーが残留している。この転写残トナーをそのま
ま磁気ブラシ帯電装置２に接触させて通過させると上記
したようにゴーストが発生してしまう。感光ドラム１と
接触した磁気ブラシ帯電装置２の感光ドラム１の回転方
向上流側を転写残トナーが通過してもほとんどの場合、
前画像の形状を留めたままであり、適正な帯電条件にお
ける磁気ブラシ帯電装置２の設定化では均一に分散して
いるようなことはなかった。

【００５９】そのため、感光ドラム１の回転に伴い帯電
領域に到達した転写残トナーを帯電磁気ブラシ装置２に
取り込み、前画像の履歴を消してしまうことが必要とな
る。このとき、直流電圧を帯電磁気ブラシ装置２のスリ
ーブ４０に印加するものでは、磁性粒子４２へのトナー
の取り込みは十分に行われないが、交番電圧をスリーブ
４０に印加すると、感光ドラム１と帯電磁気ブラシ装置
２間の電界による振動効果によって、比較的磁性粒子４
２へのトナーの取り込みが容易に行われる。

【００６０】しかしながら、帯電領域に到達した転写残
トナーの帯電量によって磁気ブラシ装置２への取り込み
が非常に困難な場合が生じる。つまり、転写残トナーが
帯電している以上、帯電磁気ブラシ装置２と感光ドラム
１間の電位差や、トナーと感光ドラム１間の鏡映力が取
り込み性に大きく効いてくるのである。

【００６１】磁気ブラシ帯電装置２の印加電圧に対し、
通過する感光ドラム１の表面電位は等しく帯電されるこ
とが理想であるが、実際には磁気ブラシ帯電装置２の接
触部にも幅がある。このため、最終的にはほぼ等しい電
位に帯電されるとしても、接触部通過初期には十分な帯
電が得られていないため、そこに磁気ブラシ帯電装置２
と感光ドラム１間の電位差を生じている。

【００６２】本実施の形態の場合、磁気ブラシ帯電装置
２の直流電圧を−７００Ｖに設定しているため、接触部
通過初期で感光ドラム１の表面電位がそれより低い領域
では、正帯電トナーは磁気ブラシ帯電装置２方向へ取り
込まれやすいが、負帯電トナーは取り込まれない。

【００６３】また、転写残トナーの帯電量が極端に大き
く、感光ドラム１との鏡映力が大きすぎても感光ドラム
１上に残ってしまう。よって、本来負帯電性のトナーで
はあるが転写残トナーは、正帯電されていることが望ま
しい。ただし、正帯電されていなくても、帯電量の絶対
値が十分小さければ、磁気ブラシ帯電装置２によって強
制的に掻き取られる効果は期待できる。

【００６４】実際、転写残トナーは転写時の剥離放電等
により、帯電極性が反転してしまうことも多いが、等し
い転写効率であっても、転写電流によって転写残トナー
の帯電量分布は大きく異なり、また、長期にわたり使用
すると現像剤自体が劣化し、転写効率が低下してくるた
め、負帯電のまま感光ドラム１上に残るトナー比率も増
えてくる。そこで転写電流を強めたり、転写残トナーを
反対極性に帯電せしめる手段を持つことが好ましい。

【００６５】このため、本実施の形態では、図１、図２
に示したように、磁気ブラシ帯電装置２と転写装置８の
間に設けた上記レイヨン製の補助帯電ファーブラシ５０
を感光ドラム１に接触して配置し、電源５１より＋５０
０Ｖのバイアスを印加した。

【００６６】補助帯電ファーブラシ５０には＋５００Ｖ
のバイアスを印加していることにより、正極性の転写残
トナーはこの補助帯電ファーブラシ５０を通過し、負極
性の転写残トナーは一時的にこの補助帯電ファーブラシ
５０に捕獲され、除電された後再び感光ドラム１上へ送
り出される。この際、積極的に感光ドラム１へ送出する
ためのバイアス等を印加しなくても、ファーブラシ５０
表面にトナーが蓄積してくると、保持量の限界に達し、
除電されたトナーから次々と感光ドラム１上へ戻されて
ゆく。

【００６７】従って、磁気ブラシ帯電装置２の磁性粒子
４２と感光ドラム１の接触部に侵入するトナーは帯電極
性と逆極性のもの、もしくは除電されて帯電量の低いも
のに限られ、磁気ブラシ帯電装置２の磁性粒子４２にほ
ぼ回収されることになる。よって、この時点で前画像の
履歴は失われ、ゴーストが発生する直接的要因が除去さ
れる。

【００６８】また、一旦転写残トナーが磁気ブラシ帯電
装置２の磁性粒子４２に回収されても正帯電されたまま
であると、磁気ブラシ帯電装置２と感光ドラム１との電
位差の関係は前述したとおりであるため、転写残トナー
は吐き出されることなく磁性粒子４２内に蓄積し、トナ
ーの抵抗値等にもよるが、磁気ブラシ帯電装置２に所定
量以上のトナーが混入すると、交番電圧を重畳した場合
においても帯電能が低下してしまう。

【００６９】更に、仮に磁性粒子４２の遠心力等で感光
ドラム１上にトナーが吐き出されたとしても、正規の負
極性帯電でなければ非画像部において、現像装置４で回
収されずに残ってしまう。

【００７０】そこで、一旦磁性粒子４２内に取り込まれ
たら、今度は正規の負帯電トナーに転じることによっ
て、はじめて長期安定したクリーナレスプロセスが完成
する。これは、トナーと磁性粒子４２の摩擦帯電系列
が、トナーの方が負極性寄りにある組み合わせを設定す
ることにより実現することができる。本実施の形態にお
いては、バインダー樹脂にポリエステルを用いたネガト
ナーに対し、磁性粒子４２として、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
ったものを用いた。

【００７１】しかしながら、ある程度通紙耐久を続けて
くると、磁気ブラシ帯電装置２の帯電容器４３の空きス
ペース、特に帯電容器４３内のスリーブ４０の下方に回
収トナーが蓄積してくる。

【００７２】そこで、本実施の形態では それを防止す
るために図２に示したように、帯電容器４３のスリーブ
４０の回転中心軸よりも下半分の内壁４３ａを磁性粒子
４２の先端側と軽く接触するように形成した。

【００７３】磁性粒子４２の穂立ちの最大長さは２．５
ｍｍであり、上記内壁４３ａをスリーブ４０表面から一
様に２．２±０．２ｍｍの距離に設定した。そのため、
磁性粒子４２に回収された転写残トナーは、磁性粒子４
２から離れても常に穂の先端で掻き上げられて、規制ブ
レード４２を通過して再び感光ドラム１上に吐き出され
ることになる。

【００７４】このように、帯電容器４３内にトナーが蓄
積するのを防止することができるので、５万枚の画像出
力耐久後においても、帯電容器４３内にトナーの蓄積は
見られなかった。このため、転写残トナーが一度に大量
に帯電容器４３内に混入することによる、帯電むらや帯
電性能の低下が防止されて、良好な画像を得ることがで
きる。

【００７５】（実施の形態２）図６は、本実施の形態に
係る画像形成装置の磁気ブラシ帯電装置２ａを示す概略
図である。なお、実施の形態１と同一部材には同一符号
を付し、重複する説明は省略する。

【００７６】上記したように磁性粒子４２の穂立ちの最
大長さは２．５ｍｍであり、磁気ブラシ帯電装置２ａの
帯電容器４３内で、その内壁４３ｂがスリーブ４０から
一様に２．２±０．２ｍｍの距離に設定されている。ま
た、帯電容器４３の内壁４３ｂが、接触帯電で負極性ト
ナーを正規の負極性に電荷を与える部材であれば、スリ
ーブ４０と感光ドラム１の電位差によるトナー吐き出し
効果が高まるため、磁性粒子４２の抵抗値増加が防止で
きる。このため、本実施の形態例では、帯電容器４３の
内壁４３ｂにウレタンゴムに乾式シリカを分散した薄板
４６を張り付けた構成とした。

【００７７】本実施の形態では、帯電容器４３内に空き
スペースが無くなるために磁性粒子４２自体の入れ量
は、上記実施の形態１の４０ｇ程度に対してスリーブ４
０の一周分をコーティングする量の３０ｇ程度になって
いる。しかしながら、磁性粒子４２に回収された転写残
トナーは、磁性粒子４２から離れても常にその穂の先端
で掻き上げられて規制ブレード４４の位置まで運ばれ、
余分に入っている磁性粒子４２に分散することなく規制
ブレード４４を通過して再び感光ドラム１上に吐き出さ
れる。このため、帯電容器４３の内壁４３ｂと接触し続
けるトナーの吐き出し性はより高まる。

【００７８】このように本実施の形態においても、帯電
容器４３内にトナーが蓄積するのを防止することができ
るので、７万枚の画像出力耐久後においても、帯電容器
４３内にトナーの蓄積は見られなかった。このため、転
写残トナーが一度に大量に帯電容器４３内に混入するこ
とによる、帯電むらや帯電性能の低下が防止されて、良
好な画像を得ることができる。

【００７９】また、上記したように補助帯電ファーブラ
シ５０には、電源５１より＋５００Ｖのバイアスが印加
されていることにより、負極性の転写残トナーは一時的
にこの補助帯電ファーブラシ５０内に捕獲され、除電さ
れた後再び感光ドラム１上へ送り出される。そのため、
磁性粒子４２と感光ドラム１の当接部に侵入されるトナ
ーは、正極性トナーもしくは除電された低帯電量の負極
性トナーのみということになり、磁性粒子４２で回収さ
れやすくなる。そして回収されたトナーはファーブラシ
５０との接触摩耗により再び負極性の電荷を帯び、感光
ドラム１上へ均一に吐き出されてる。

【００８０】（実施の形態３）図７は、本実施の形態に
係る画像形成装置の磁気ブラシ帯電装置２ｂを示す概略
図である。なお、実施の形態１と同一部材には同一符号
を付し、重複する説明は省略する。

【００８１】上記したように磁性粒子４２の穂立ちの最
大長さは２．５ｍｍであり、磁気ブラシ帯電装置２ｂの
帯電容器４３のスリーブ４０の回転中心軸よりも下半分
の内壁４３ｃが、スリーブ４０から一様に２．２±０．
２ｍｍの距離に設定されている。

【００８２】そのため、上述したように磁性粒子４２に
回収された転写残トナーは磁性粒子４２から離れても常
にその穂の先端で掻き上げられて、規制ブレード４４を
通過して再び感光ドラム１上に吐き出されることにな
る。従って、帯電容器４３内にトナーが分離した形で蓄
積することが抑制されることにより、磁気ブラシ帯電装
置２ｂに振動等を与えても何ら支障は来さない。しかし
ながら、帯電容器４３内にトナーが溜まるスペースが無
くなる分、早く感光ドラム１上へ吐き出さなければ磁性
粒子４２の内部に蓄積して抵抗値が増加し、磁性粒子４
２の劣化を早めることになる。

【００８３】そのため、本実施の形態では、帯電容器４
３とスリーブ４０間の上部スペースに磁性粒子４２を攪
拌する撹拌部材４７を設け、回転自在なスリーブ４０内
に固定したマグネット４１ａを内包した構成とした。マ
グネット４１ａのＳ１極の上方には、スリーブ４０と８
００μｍのギャップをおいて規制ブレード４４が設けら
れ、この規制ブレード４４の帯電容器４３側内に溜まっ
ている磁性粒子４２を薄層にスリーブ４０にコーティン
グする。

【００８４】上記構成の磁気ブラシ帯電装置２ｂでは、
規制ブレード４４を用いないで丁度一周分の磁性粒子４
２をコーティングする構成でも帯電はできるが、磁性粒
子４２を多めに帯電容器４３内に担持し規制ブレード４
４によってコーティングするようにすれば、磁性粒子４
２が多少漏れてもコーティング量は変わらず、磁性粒子
４２と感光ドラム１の間のニップ部の安定性が得られ
る。

【００８５】また、本実施の形態のようにクリーナレス
の場合は、転写残トナーが磁性粒子４２に混入すること
になるので、そのトナーによる磁性粒子４２の汚染が発
生する。この汚染に対しては、当然磁性粒子４２の量が
多ければ多いほど単位量当たりの汚染は軽減される。し
かしながら、この磁性粒子４２のトナーによる汚染は、
規制ブレード４４の上流側の帯電容器４３内の磁性粒子
溜まりで発生するので、磁性粒子４２の量を増やすと磁
性粒子溜まり量が増え、転写残トナーによって磁性粒子
４２が汚染される。

【００８６】そこで、本実施の形態では、帯電容器４３
内で隣接する同極性の磁極（Ｎ極）によってスリーブ４
０に担持された磁性粒子４２を剥ぎ取っている。

【００８７】即ち、矢印ｇ方向に回転するスリーブ４０
上の磁性粒子４２が、感光ドラム１のＮ１極（図５参
照）に接触することによって帯電が行われる。この接触
ニップを通り過ぎた磁性粒子４２はマグネット４１ａの
Ｓ２極（搬送極）を通過し、隣接するＮ２極とＮ３極の
同極で構成する反発極によって、磁性粒子４２はスリー
ブ４０から剥ぎ取られる。剥ぎ取られた磁性粒子４２は
帯電容器４３内の撹拌部材４６によって撹拌され、Ｎ３
極の磁力によって再びスリーブ４０に担持される。

【００８８】そのため、帯電容器４３内に停滞している
磁性粒子４２が循環し、一部の磁性粒子４２のみが劣化
することを防止することができる。

【００８９】また、磁性粒子４２の局所的劣化防止のた
めの長手方向の磁性粒子移動については、スリーブ４０
への保持力がない部分での撹拌が行えるため、より撹拌
性が高まり、高濃度画像の転写残トナーを短時間で帯電
容器４３内の磁性粒子４２全体に分散することができ
る。

【００９０】また、帯電容器４３内に混入された転写残
トナーは、そのまま帯電容器４３内の空きスペースに磁
性粒子４２と分離した状態で蓄積すると電荷を保持でき
ない。そのため、振動等により一気に磁性粒子４２に付
着しても、磁性粒子４２の抵抗値を大きくして帯電能力
が低下するのみで、スリーブ４０と感光ドラム１の電位
差によるトナーの吐き出し効果が得られないが、帯電容
器４３の空きスペースを小さくした時点でより早くトナ
ーを吐き出さなければ、磁性粒子４２が劣化してしま
う。しかしながら、本実施の形態のように、磁性粒子４
２の穂と帯電容器４３下部の内壁４３ｃが軽接触してい
るために掻き上げられてきた地点で磁性粒子４２自体が
循環し、トナーを撹拌することによりトナーに電荷を付
与し、吐き出し効果を高めることになる。

【００９１】このように本実施の形態においても、帯電
容器４３内にトナーが蓄積するのを防止することができ
るので、１０万枚の画像出力耐久後においても、帯電容
器４３内にトナーの蓄積は見られなかった。このため、
転写残トナーが一度に大量に帯電容器４３内に混入する
ことによる、帯電むらや帯電性能の低下が防止されて、
良好な画像を得ることができる。

【００９２】なお、本発明は、上記した各実施の形態に
限定されるものではなく、これらを適当に組み合わせた
構成も可能である。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
転自在なスリーブに担持された導電性部材を帯電容器の
内壁の少なくとも一部と軽接触させるようにしたことに
より、蓄積トナーを掻き上げて像担持体上に吐き出して
帯電容器内にトナーが蓄積するのを防止することができ
るので、帯電むらや帯電性能の低下が防止され、長期に
わたって安定し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】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示
す概略構成図。

【図２】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の磁
気ブラシ帯電装置を示す概略図。

【図３】磁気ブラシ帯電装置に対する印加交番電圧と帯
電電位の関係を示す図。

【図４】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の露
光装置を示す概略図。

【図５】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の現
像装置を示す概略図。

【図６】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の磁
気ブラシ帯電装置を示す概略図。

【図７】本発明の実施の形態３に係る画像形成装置の磁
気ブラシ帯電装置を示す概略図。

【符号の説明】

１ 感光ドラム（像担持体） ２、２ａ、２ｂ 磁気ブラシ帯電装置（接触帯
電手段） ４ 現像装置（現像手段） ８ 転写装置（転写手段） １０ 定着装置 ４０ スリーブ ４１、４１ａ マグネットローラ ４２ 磁性粒子 ４３ 帯電容器 ４３ａ、４３ｂ、４３ｃ 内壁 ４４ 規制ブレード ４６ 薄板 ４７ 攪拌部材 ５０ 補助帯電ファーブラシ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小宮 義行 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 (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像を担時する像担持体と、導電性部材を
   担持した回転自在なスリーブを帯電容器内に設け、電圧
   を印加した前記導電性部材を前記像担持体に当接して該
   像担持体を帯電する接触帯電手段と、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
   材へ転写する転写手段とを備え、前記現像手段が、前記
   転写手段により前記トナー像を前記転写材へ転写した後
   の前記像担持体上に残留したトナー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、 前記スリーブに担時された前記導電性部材を前記帯電容
   器の内壁の少なくとも一部と軽接触させるようにした、 ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記帯電容器の内壁の、少なくとも前記
   スリーブの回転中心軸を通り水平な直線以下の部分で前
   記導電性部材を軽接触させる、 請求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記帯電容器の内壁を、前記トナーに正
   規の電荷を付与する部材で形成した、 請求項１の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記接触帯電手段は、前記導電性部材と
   して前記帯電容器内の前記スリーブ上にブラシ状に担持
   される磁性粒子を用いた磁気ブラシ帯電手段である、 請求項１の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記帯電容器内に前記スリーブ上に担持
   された前記磁性粒子を攪拌する攪拌部材を設けた、 請求項４記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記スリーブ内に固定マグネットが配置
   され、該固定マグネットは前記帯電容器内で隣接するよ
   うに同極が並んでいる２極を有する、 請求項４又は５記載の画像形成装置。