JP2002174944A

JP2002174944A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002174944A
Application number: JP2000374255A
Authority: JP
Inventors: Akira Inoue; 亮井上
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2000-12-08
Publication date: 2002-06-21
Also published as: US20020076239A1; US6640072B2

Abstract

(57)【要約】【課題】接触帯電方式・転写方式の画像形成装置につい
て、像担持体の磨耗を低減させて像担持体の高寿命化を
図ること。【解決手段】像担持体１に電圧を印加した帯電部材３１
を像担持体１と速度差をもって接触させることにより像
担持体表面を一様に帯電し、その帯電面を選択的に除電
して画像情報の電子潜像を形成し、現像装置３により電
子潜像に対応したトナー像を形成し、そのトナー像を転
写材Ｐに転写して画像形成を実行する画像形成装置にお
いて、像担持体１と帯電部材３１の速度差を変化、制御
可能であること。

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、転
写方式の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ａ）転写方式画像形成装置転写方式画像形成装置は、電子写真感光体・静電記録誘
電体等の第１の像担持体に対して電子写真プロセス・静
電記録プロセス等の適宜の画像形成プロセスにて可転写
画像を形成担持させ、その可転写画像を第２の像担持体
に転写させ、第１の像担持体は繰り返して画像形成に使
用する方式・構成の装置である。

【０００３】たとえば、転写方式電子写真プロセス利用
の複写機・レーザービームプリンタ等の画像形成装置
は、基本的には、第１の像担持体として回転ドラム型を
一般的とする電子写真感光体と、該回転感光体の面を所
定の極性・電位に一様に帯電させる帯電手段と、該回転
感光体の帯電処理面に静電潜像（電子潜像）を形成させ
る画像露光手段と、該静電潜像をトナー像として現像す
る現像手段と、該トナー像を感光体面から第２の像担持
体としての転写紙に転写させる転写手段と、転写紙側に
転写させたトナー像を永久固着像として定着させる定着
手段と、転写紙側へのトナー像転写後の回転感光体面か
ら転写残トナーを除去して感光体面を清掃する感光体ク
リーニング手段（クリ−ナ）を有する。

【０００４】定着手段で像定着処理された転写紙が画像
形成物（コピー、プリント）として排出される。クリー
ニング手段で清掃された感光体面は繰り返して画像形成
に供される。

【０００５】ｂ）接触帯電手段感光体の面を所定の極性・電位に一様に帯電させる帯電
手段としては、従来、コロナ帯電器が利用されてきた。

【０００６】コロナ帯電器は被帯電体に非接触に対向配
設し、高圧を印加したコロナ帯電器から放出されるコロ
ナシャワーに被帯電体面を曝して所定の極性・電位に帯
電させるものである。

【０００７】近年はこれに代わって、接触帯電装置が実
用化されている。これは、被帯電体としての感光体に、
ローラ型（帯電ローラ）、ファーブラシ型、磁気ブラシ
型、ブレード型等の導電性の帯電部材を接触させ、これ
に所定の帯電バイアスを印加して感光体面を所定の極性
・電位に帯電させるもので、コロナ帯電器に比べて、低
オゾン、低電力等の有利性がある。

【０００８】接触帯電部材に対する帯電バイアス印加方
式として、直流バイアスのみを印加するＤＣバイアス方
式と、直流バイアスを交流バイアスに重畳して印加する
ＡＣバイアス方式がある。

【０００９】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、接触注入帯電系（直接
帯電系）の２種類が混在しており、どちらが支配的であ
るかにより各々の特性が現れる。

【００１０】コロナ帯電系は接触帯電部材と被帯電体と
の間の微小隙間に生じるコロナ放電などの放電現象を用
い、その放電成生物で被帯電体を帯電する系である。こ
のコロナ帯電系はコロナ帯電器の場合よりは格段に少な
いけれども、微量のオゾンは発生する。

【００１１】接触注入帯電系は、接触帯電部材から被帯
電体に直接電荷が注入される事で被帯電体表面が帯電す
る系である。直接帯電あるいは注入帯電とも称される。

【００１２】特開平６−３９２１号公報等には、感光体
表面にあるトラップ準位または電荷注入層の導電粒子等
の電荷保持部材に、帯電ローラ、帯電ブラシ、導電性磁
性粒子で形成した磁気ブラシ、又はローラ上に担持した
導電性微粒子等の接触帯電部材等を介して電荷を注入し
て接触注入帯電を行う方法が提案されている。

【００１３】接触注入帯電は放電現象を用いないため、
帯電に必要とされる電圧は所望する感光体表面電位分の
みであり、オゾンの発生もない、オゾンレス・低電力の
帯電方式である。

【００１４】接触注入帯電は微小隙間での放電現象を用
いないため、その帯電能力、帯電均一性は感光体表面と
帯電部材との接触確率に大きく依存している。この接触
確率を高める為に感光体表面と接触帯電部材に速度差を
もたせることが一般的である。

【００１５】ｃ）クリーナレス（クリーナレスプロセ
ス、トナーリサイクルプロセス）転写方式の画像形成装置について、装置の小型化、コス
トダウン、エコロジー等のために、特に専用のクリーナ
を設けずに、感光体上の転写後残留トナー（転写残トナ
ー）のクリーニング（除去）を、帯電装置または現像装
置で行わせる方式（帯電同時クリーニングまたは現像同
時クリーニング）が提案されている。

【００１６】即ち、一般的な転写方式の画像形成装置に
おいては、転写後の感光体に残存する転写残トナーは専
用のクリーナによって感光体面から除去されて廃トナー
となるが、この廃トナーはメンテナンス性またはエコロ
ジーの観点からも出ない方が好ましい。

【００１７】そこで、クリーナをなくし、転写後の感光
体上の転写残トナーは現像装置によって現像同時クリー
ニングで感光体面から除去し現像装置に回収・再用する
装置構成にしたクリーナレスの画像形成装置も出現して
いる。即ち、現像装置に転写材に対するトナー像転写後
の感光体上に残留した転写残トナーを回収するクリーナ
を兼ねさせたものである。

【００１８】現像同時クリーニングは、転写後に感光体
上に残留したトナーを次工程以降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体の表面
電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖ_back）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
ーは現像装置に回収されて次工程以降に再利用されるた
め、廃トナーを排出することがなくなる。またクリーナ
レスであることでスペースの面での利点も大きく、画像
形成装置の小型化・低コスト化等を図ることができる。

【００１９】ｄ）接触帯電方式・転写方式・クリーナレ
スの画像形成装置転写方式・クリーナレスの画像形成装置において、像担
持体としての感光体の帯電手段として接触帯電装置を採
択した場合、感光体に接触の帯電部材による転写残トナ
ーの散らし効果により、現像装置での転写残トナー回収
不良によるポジゴーストを抑制できる。クリーナレスで
あるので感光体面に接して摺擦するクリーニング部材に
よる感光体面ダメージがない等の利点がある。

【００２０】帯電部材として、導電性磁性粒子を磁気拘
束してブラシ上にした磁気ブラシ部を有する磁気ブラシ
帯電部材（磁気ブラシ帯電器）を用いた磁気ブラシ帯電
は、磁気ブラシ帯電部材が、導電性ゴムローラや固定式
あるいは回転式のファーブラシ等の他の帯電部材に比
べ、トナー汚染の影響を受けにくく、クリーナレスプロ
セスに好適に用いられる。

【００２１】また、例えば特開平１０−３０７４５４〜
３０７５９号公報等に開示の、ローラ上に担持させた非
磁性・導電性微粒子（帯電粒子、帯電促進粒子）を介し
て接触帯電する粒子帯電方法では、現像装置のトナーに
あらかじめ導電性微粒子を外添しておき、トナーととも
に現像することによってローラに導電性微粒子を供給し
てクリーナレスプロセスを実現する方法も開示されてい
る。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】接触注入帯電方式で
は、像担持体の帯電部材が接触した部分のみに電荷が注
入されるという性質から、帯電部材がトナーやその外添
剤などで汚染されると、帯電部材と像担持体の接触が妨
げられ、像担持体への電荷注入が阻害される。その結
果、電位低下または帯電ムラを招いてしまう。前者に対
しては像担持体の電位を測定し所望の電位が得られるよ
うに帯電部材に印加する電圧を制御する方法で解決可能
であるが、後者、つまり帯電能力の低下による帯電ムラ
は解決することが出来ない。この帯電ムラの要因は、像
担持体特性の帯電不均一性や、帯電部材や像担持体の機
械的な精度の誤差等が、帯電部材の帯電能力の低下によ
って顕著になることによる。これは帯電部材に多量のト
ナーが混入するクリーナレスプロセスにおいて特に著し
い。

【００２３】この欠点を補う為には、像担持体と帯電部
材の速度差を十分大きくし、接触確率を高くして帯電部
材の能力を高めなくてはならない。このため、速度差を
設定するにあたって、あらかじめ帯電部材の汚染を考慮
して、速度差を大きめにする必要があった。しかし一方
で、像担持体の磨耗量と帯電部材との速度差はほぼ比例
する関係にあり、帯電部材の寿命を長くしようとするほ
ど自ずと速度差は大きくなって像担持体の磨耗量が増大
してしまい、像担持体の寿命を短くしてしまうという欠
点があった。

【００２４】接触帯電方式の画像形成装置において、像
担持体である感光体の磨耗を低減する方法として、特開
平９−９６９４８号公報には、非画像形成時のみ帯電部
材の速度差を変化させることが提案されているが、画像
形成中の磨耗については考慮されていない。

【００２５】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、接触帯電方式・転写方式の画像形成装置につい
て、像担持体の磨耗を低減させて像担持体の高寿命化を
図ることを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明は以下の構成を有
する画像形成装置である。

【００２７】（１）像担持体に電圧を印加した帯電部材
を像担持体に速度差をもって接触させることにより像担
持体表面を一様に帯電し、その帯電面を選択的に除電し
て画像情報の電子潜像を形成し、現像装置により電子潜
像に対応したトナー像を形成し、そのトナー像を転写材
に転写して画像形成を実行する画像形成装置において、
像担持体と帯電部材の速度差を変化、制御可能であるこ
とを特徴とする画像形成装置。

【００２８】（２）導電性支持基板上に感光層を形成し
た像担持体の表面を、電圧を印加した帯電部材を像担持
体に速度差をもって接触させることにより一様に帯電
し、画像情報に応じて像担持体に像露光を行って電子潜
像を形成し、現像装置により電子潜像に対応したトナー
像を形成し、トナー像を転写材に転写することにより画
像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、像
担持体と帯電部材の速度差を変化、制御可能であること
を特徴とする画像形成装置。

【００２９】（３）現像装置がトナー像を転写材に転写
した後に像担持体に残留したトナーを回収するクリーニ
ング工程手段を兼ねることを特徴とする（１）または２
に記載の画像形成装置。

【００３０】（４）像担持体と帯電部材の速度差の変
化、制御は、帯電部材と像担持体間に流れる電流を検知
した結果に基づき行うことを特徴とする（１）から
（３）の何れかに記載の画像形成装置。

【００３１】（５）像担持体と帯電部材の速度差の変
化、制御は、画像出力濃度の積算値の計算結果に基づい
て行なうことを特徴とする（１）から（３）の何れかに
記載の画像形成装置。

【００３２】（６）帯電部材の像担持体に対する接触部
材は、磁気的に拘束された導電性磁性粒子であることを
特徴とする（１）から（５）の何れかに記載の画像形成
装置（７）帯電部材の像担持体に対する接触部材は、像担持
体よりも表面荒さが大きい導電性の部材に導電性の微粒
子を担持させたものであることを特徴とする（１）から
（５）の何れかに記載の画像形成装置。

【００３３】（８）帯電部材は導電性のブラシであるこ
とを特徴とする（１）から（５）の何れかに記載の画像
形成装置。

【００３４】（９）像担持体が表面に１０⁹〜１０¹⁴Ω・
ｃｍの材料からなる層を有することを特徴とする（１）
から（８）の何れかに記載の画像形成装置。

【００３５】（１０）像担持体が、感光層、および表面
層を有し、該表面層が樹脂および導電微粒子を有するこ
とを特徴とする（１）から（９）の何れかに記載の画像
形成装置。

【００３６】（１１）導電微粒子がＳｎＯ₂であること
を特徴とする（１０）に記載の画像形成装置。

【００３７】（１２）像担持体が非晶質のシリコンを有
する表面層からなることを特徴とする（１）から（９）
の何れかに記載の画像形成装置。

【００３８】［作用］帯電部材のトナーや外添剤によ
る汚染度合いを帯電電流や画像出力濃度の積算値を検知
して、その結果に基づいて像担持体と帯電部材の速度差
を可変にすることで、汚染を想定した速度差にあらかじ
め設定する必要がなくなる。

【００３９】従来はその初期に設定した速度差に固定さ
れており、帯電部材が汚染されていない場合でも必要以
上の速度差をもつことで無駄な磨耗が生じていた。

【００４０】本発明により、帯電部材と像担持体の速度
差を可変とし、帯電部材の汚染を検知して常に適正な速
度差に制御することにより、無駄な磨耗を解消して、像
担持体の高寿命化を図ることが出来る。

【００４１】

【発明の実施の形態】〈実施例１〉（１）画像形成装置例の全体的な概略構成図１は本実施例における画像形成装置の概略構成模型図
である。

【００４２】本実施例の画像形成装置は、転写方式電子
写真プロセス、磁気ブラシ接触帯電方式、二成分・反転
現像方式、のレーザービームプリンタである。

【００４３】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。

【００４４】本実施例における感光ドラム１はａ−Ｓｉ
感光体（アモルファスシリコン感光体）である。図２は
この感光ドラムの断面の模式図を示すもので、φ６０ｍ
ｍのＡｌシリンダである導電性支持体と、この導電性支
持体の表面上に順次堆積された、電荷注入阻止層と、光
導電層と、表面層からなる。電荷注入阻止層は導電性支
持体から光導電層への電荷の注入を阻止するためのもの
である。光導電層はシリコン原子を主原料とする非晶質
材料で構成され，光導電性を示す。さらに、表面層はシ
リコン原子と炭素原子を含み表面に形成される電子潜像
の保持と膜の耐久性の向上を担っている。

【００４５】２は磁気ブラシ接触帯電装置（帯電器）で
あり、回転する感光ドラム１面がこの帯電装置２により
帯電部ａにおいて所定の極性・電位に一様に接触帯電処
理される。本実施例では負の所定電位に帯電処理され
る。この磁気ブラシ接触帯電装置２については（２）項
でさらに詳述する。

【００４６】１００は像露光装置としてのレーザースキ
ャナである。画像情報の時系列電気デジタル画素信号
（画像信号）に対応して変調された、発光波長６８０ｎ
ｍのレーザー光を出力して回転感光ドラム１の一様帯電
処理面を露光部ｂにおいて走査露光Ｌする。感光ドラム
1上の電位はレーザーが照射されたところの電位が落
ち、静電潜像（電子潜像）が形成される。

【００４７】３は現像装置であり、本実施例のものは二
成分・反転現像装置である。この現像装置３により回転
感光ドラム１の静電潜像がネガトナーによりトナー像と
して現像部ｃにおいて反転現像（静電潜像の露光明部に
トナーが付着）される。

【００４８】現像装置３は、固定されたマグネットロー
ル１４を内包した、回転するスリーブ（現像スリーブ）
１５が設けられ、現像容器１７内の現像剤１９をブレー
ド１８で薄層にスリーブ１５上にコーティングし現像部
ｃへ搬送している。

【００４９】スリーブ１５は図示しないモータによって
駆動され矢印の反時計方向に１５０ｍｍ／ｓｅｃの周速
度で回転している。

【００５０】現像剤１９は２成分現像剤であり、負帯電
性の平均粒径８μｍのトナー（ネガトナー）と、正帯電
性の平均粒径５０μｍの磁性キャリアとが、重量トナー
濃度５％で混合されている。

【００５１】トナー濃度は図示しない光学式トナー濃度
センサーによって制御され、トナーホッパー２０内のト
ナーが供給ローラ２３によって補給される。現像容器１
７内の現像剤１９は攪拌部材２１・２２により均一に攪
拌される。

【００５２】スリーブ１５にはバイアス電源Ｓ２から、
２ｋＶｐｐ、２ｋＨｚの交番電界に、電位制御により決
定される−２００〜−４５０Ｖの直流電圧Ｖｄｅを重畳
した現像バイアスが印加される。

【００５３】薄層にコーティングされ、現像部ｃに搬送
された現像剤１９は、前記ＡＣ＋ＤＣ電圧による電界に
よって感光ドラム1上の電子潜像をトナー現像する。

【００５４】４は転写ローラであり、感光ドラム１に接
触して転写ニップ部ｄを形成している。またバイアス電
源Ｓ３からトナーの帯電極性とは逆極性の正極性の所定
電位の転写バイアスが印加される。そして転写ニップ部
ｄに不図示の給紙機構部から転写材Ｐが所定の制御タイ
ミングにて給送され、転写ニップ部ｄを挟持搬送される
ことで、感光ドラム１面側のトナー画像が転写材Ｐ面側
に順次に静電転写される。

【００５５】６は定着装置であり、転写ニップ部ｄを通
過して感光ドラム１面から分離された転写材Ｐが導入さ
れ、未定着トナーが転写材Ｐ上に熱定着される。

【００５６】一方、転写材分離後の回転感光ドラム１面
は、除電露光装置９で除電露光の照射を受けた後、クリ
ーナ５のクリーニングブレード３３によって転写残トナ
ーの掻き取り処理を受けて清掃され、繰り返して作像に
供される。回転感光ドラム１面から掻き取られた転写残
トナーはスクリュー３４によって図示しない廃トナー容
器に搬送され回収される。

【００５７】ａ−Ｓｉ感光体１の特性として、画像露光
により発生した光キャリアが次の帯電電位に影響を及ぼ
し、画像履歴、所謂帯電ゴーストが生じやすいため、除
電露光により帯電ゴーストを目立たせなくする方法をと
るのが一般的である。除電露光装置９は発光波長６６０
ｎｍ、光量は５ｌ・ｓ（ｌｕｘ・ｓ）とした。

【００５８】（２）帯電装置２本例の帯電装置２は磁気ブラシ接触帯電装置である。

【００５９】ａ）帯電装置の概略構成３７は装置ハウジング、３１はφ１６ｍｍの非磁性のス
リーブ（帯電スリーブ）であり、上記の装置ハウジング
３７内に回転自由に軸受保持させて配設してある。スリ
ーブ３１の下面は装置ハウジング３７の底面側の開口部
から外部に露呈させてある。３０はスリーブ３１に内包
させた固定（非回転）のマグネットローラである。３２
は磁気ブラシ層厚規制用のブレード、３８は装置ハウジ
ング３７内に適量収容させた磁性粒子、３６はその収容
磁性粒子３８の溜まり部Ｔに対応させて装置ハウジング
３７内に配設した磁性粒子攪拌用スクリューである。

【００６０】上記の帯電装置２は、スリーブ３１を感光
ドラム１面に対して５００μｍの間隔を存して対応させ
て配設してある。スリーブ３１はモータＭ１により矢印
の時計方向に回転駆動される。マグネットローラ３０は
スリーブ３１の回転方向に５つの磁極ピークを持ち、隣
接して同極性の磁極ピークを持つ反発極構成となってい
る。

【００６１】ブレード３２のスリーブ回転方向の上流側
に磁性粒子３８の溜まり部Ｔがあり、スクリュー３６は
スリーブ３１の回転に連動して回転し、溜まり部Ｔの磁
性粒子３８をスリーブ母線方向に攪拌している。スクリ
ュー３６は楕円形の羽を方向を交互に取り付けたもので
あり、溜まり部Ｔの磁性粒子３８を偏らせることなく攪
拌することが出来る。

【００６２】溜まり部Ｔの磁性粒子３８の一部はスリー
ブ３１の外面にスリーブ内のマグネットローラ３０の磁
力により磁気ブラシ層として磁気拘束力で保持される。

【００６３】その磁気ブラシ層はスリーブ３１の回転と
ともに搬送され、スリーブ３１とブレード３２との隙間
を通ることで層厚が所定に規制されて装置ハウジング３
７外に持ち出し搬送される。ブレード３２で規制される
磁気ブラシ層の層厚は、スリーブ３１と感光ドラム１の
間隔５００μｍよりも所定に大きく設定してあり、従っ
て装置ハウジング３７外に持ち出し搬送された磁気ブラ
シ層はスリーブ３１と感光ドラム１の対向部において感
光ドラム１の面に所定幅をもって接触して感光ドラム１
の面を摺擦する。その接触摺擦部が帯電部ａである。引
き続くスリーブ３１の回転に伴って帯電部ａを通過した
磁気ブラシ層は装置ハウジング３７内に戻し搬送され、
再び磁性粒子溜まり部Ｔに戻る循環を繰り返す。

【００６４】帯電部ａにおいて、スリーブ３１の回転に
ともなう磁気ブラシ層の移動方向は感光ドラム１面の移
動方向とは逆であり、磁気ブラシ層と感光ドラム面は速
度差をもって接触する。

【００６５】また、スリーブ３１にはバイアス電源Ｓ１
より、５００Ｖｐｐ、１ｋＨｚの交番電界に、電位制御
過程を経て決定される−６００〜−８００Ｖの直流電圧
Ｖｃｈを重畳した帯電バイアスが印加できるようになっ
ている。

【００６６】これにより感光ドラム１面が直流電圧Ｖｃ
ｈに略等しい電位に一様に接触注入帯電処理される。

【００６７】上記において、帯電スリーブ３１と、マグ
ネットローラ３０と、磁性粒子３８の磁気ブラシ層のア
センブリが磁気ブラシ帯電部材であり、磁気ブラシ層の
磁性粒子が接触部材である。

【００６８】スリーブ３１は上記のようにモータＭ１に
より矢印の時計方向に所定の制御速度にて回転駆動され
る。本例では初期値５０ｍｍ／ｓｅｃの周速度で回転駆
動される。スリーブ３１の周速度は後述するように画像
濃度の積算値により可変である。スリーブ３１の軸受け
部には光学式の回転数検出装置３５が具備されていてス
リーブ３１は所望の周速度に制御されるものである。

【００６９】スリーブ３１の周速度は遅すぎると感光ド
ラム表面と磁気ブラシ層の磁性粒子３８の接触確率が不
十分となり、帯電ムラ等画像不良の要因となり、速すぎ
ると磁性粒子３８の飛散を引き起こしてしまう。良好な
帯電が行なえる周速度は、スリーブ３１の外径や感光ド
ラム１との間隔にも依存するが、本実施例における帯電
スリーブ３１の周速度としては５０〜２５０ｍｍ／ｓｅ
ｃが好ましい。帯電部ａ（帯電ニップ）における感光ド
ラム1とスリーブ３１のギャップは５００μｍ、帯電部
ａのスリーブ３１上でのマグネットローラ３０による磁
束密度は９５０×１０^-4Ｔである。

【００７０】ｂ）磁性粒子３８磁性粒子３８としては、下記のものが好適に用いられ
る。

【００７１】．樹脂とマグネタイト等の磁性粉体を混
練して粒子に成型したもの、もしくはこれに抵抗値調節
のために導電カーボン等を混ぜるたもの．焼結したマグネタイト、フェライト、もしくはこれ
らを還元または酸化処理して抵抗値を調節したもの．上記の磁性粒子を抵抗調整をしたコート材（フェノ
ール樹脂にカーボンを分散したもの等）でコートまたは
Ｎｉ等の金属でメッキ処理して抵抗値を適当な値にした
もの等である。

【００７２】これら磁性粒子の抵抗値としては、高すぎ
ると感光ドラム１に電荷が均一に注入できず、微小な帯
電不良によるカブリ画像となってしまう。低すぎると感
光ドラム表面にピンホールがあったとき、ピンホールに
電流が集中して帯電電圧が降下し感光ドラム表面を帯電
することができず、帯電ニップ状の帯電不良となる。よ
って磁性粒子の抵抗値としては、１×１０⁴〜１×１０⁷
Ωが望ましい。

【００７３】磁性粒子の磁気特性としては、感光ドラム
１への磁性粒子付着を防止するために磁気拘束力を高く
する方がよく、飽和磁化が５０（Ａ・ｍｍ²／ｋｇ）以
上が望ましい。

【００７４】実際に、本実施例で用いた磁性粒子３８
は、体積平均粒径３０μｍ見かけ密度２．０［ｇ／ｃｍ³］抵抗値１×１０⁶Ω 飽和磁化５８（Ａ・ｍｍ²／ｋｇであった。

【００７５】また、磁性粒子の粒径は帯電能力や帯電の
均一性に影響する。つまり、粒径が大きすぎると，感光
ドラム１との接触割合が低下し，帯電ムラの原因とな
る。粒径が小さいと，帯電能力、均一性ともに向上する
反面、一粒子に作用する磁力が低下し、感光ドラム１へ
の付着が起きやすくなる。このため磁性粒子の粒径とし
ては５〜１００μｍのものが好適に用いられる。

【００７６】磁性粒子の総量は２００ｇであり、溜まり
部Ｔの磁性粒子３８はスクリュー３６およびマグネット
ローラ３０の反発極による攪拌効果で磁性粒子全体が緩
やかに攪拌される構成となっている。

【００７７】ｃ）帯電電圧および現像電圧の制御本実施例では、帯電装置２による帯電後の感光ドラム１
面の電位を測定する電位センサー７を備えており、電位
センサー７で測定した電位をもとに、帯電装置２の帯電
スリーブ３１に印加する帯電電圧Ｖｃｈおよび現像装置
３の現像スリーブ１５に印加する現像電圧ＶｄｅをＣＰ
Ｕ１０により制御している。

【００７８】本実施例では、画像形成装置の電源投入時
に初期電位制御を行い帯電電位および現像電位を設定
し、画像形成時には電位補正を行いスタンバイ中の機内
温度の変化による電位変動を補正している。

【００７９】初期電位制御の過程について述べる。この
初期電位制御は特開平５−１００５３５号公報の段落０
０２８および図４に記載されている。この場合、Ｖｌが
ＶＧ１、ＶｈがＶＧ２、Ｌ₀₀で露光した場合の電位がＶ
Ｄ１およびＶＤ２、Ｌ_FFで露光した場合の電位がＶＬ
１、ＶＬ２となる。まず帯電電圧を所定のＶｈ、Ｖｌに
設定し、それぞれの帯電電圧時について画像露光Ｌ₀₀と
Ｌ_FFを行い感光体電位を測定する。その値をもとに帯電
電圧に対する感光体電位のＬ₀₀曲線とＬ_FF曲線を求め
る。Ｌ₀₀曲線から所定の定数を引いた曲線をＬcont曲線
とし、Ｌcont曲線とＬ_FF曲線の差から適正なコントラス
ト電位が得られるように帯電電圧値と現像直流電圧値を
算出する。

【００８０】電位補正では、電位制御時の感光体電位と
画像形成開始命令を受けた時の感光体電位を比較し、そ
の差から帯電電圧を補正する。

【００８１】（３）帯電スリーブ３１の周速度制御本実施例の画像形成装置では帯電装置２のスリーブ３１
の周速度と感光ドラム電位の初期の状態における関係を
図3に示す。スリーブ３１の回転数の増加とともに、ス
リーブ３１と感光ドラム１との速度差が増加して磁気ブ
ラシ層の磁性粒子と感光感光ドラム面の接触確率が高く
なるため感光ドラム電位が上昇している。

【００８２】感光ドラム電位が飽和してくる傾向が見ら
れるのは、スリーブ周速が高くなるとスリーブ上での磁
性粒子のすべり量が大きくなり、感光ドラム上での磁性
粒子の速度が飽和してしまう為である。

【００８３】本実施例では初期状態の帯電装置２におい
てスリーブ３１の周速度５０ｍｍ／ｓｅｃで十分な帯電
均一性が得られた。

【００８４】図１においてカウンタ（counter）１１に
は画像形成毎の画像信号が供給されており、ビデオカウ
ントとして逐次積算されている。その積算結果をＣＰＵ
１０へと供給し、あらかじめ格納されている積算値と帯
電スリーブ３１の回転数のテーブルと参照される。その
参照結果に基づいた回転数に帯電スリーブ３１は制御駆
動される。帯電スリーブ３１の回転周速度制御はスリー
ブ３１の回転数検出装置３５とモータＭ１に印加するＤ
Ｃバイアスによって制御される。

【００８５】本実施例ではビデオカウントの積算値を５
つの領域Ｉ、II、III、IV、Ｖに分け、それぞれの領域
に対して５０、８０、１２０、１７０、２３０ｍｍ/sec
でスリーブ周速度を制御する方法をとった。

【００８６】本実施例の画像形成装置のようにクリーナ
５を備えた接触帯電方式の電子写真装置では帯電装置２
の帯電部材（磁気ブラシ層）に混入する帯電阻害因子と
しては、トナーの外添剤がほとんどである。これはトナ
ーや紙紛など比較的粒径の大きい粒子はクリーニングブ
レード３３によって掻き落されるが、外添剤は粒径が極
めて小さくクリーニングブレード３３を容易にすり抜け
るためである。

【００８７】この場合、外添剤はクリーニングブレード
３３により一旦せき止められた後、徐々にすり抜けてい
くため、感光ドラム母線方向で狭い領域に転写残トナー
が集中するような画像が連続して出力された場合でも帯
電装置２の帯電部材には比較的分散した形で混入する。
したがって帯電部材の母線方向で局所的に帯電能が低下
することが少ない傾向にある。

【００８８】外添剤は粒径が小さい為、磁性粒子に一旦
付着すると脱離することはほとんどない。転写残トナー
が混入しない為、画像比率に応じて帯電能が急激に変化
することはなく、帯電能の低下は非常に緩慢に進行す
る、といった特徴をもつ。

【００８９】従って、クリーナ５を備えた接触帯電方式
の電子写真装置では、画像全体の信号を積算した値と帯
電能の対応が良好であり、その値でスリーブ３１の回転
周速度、すなわち感光ドラムと帯電部材の速度差を制御
することで、感光ドラム母線方向にもムラの少ない良好
な画像を得ることが出来る。

【００９０】ビデオカウントの積算値とスリーブ３１の
回転数のテーブルは次の手順で作成した。

【００９１】帯電装置２の耐用寿命であるＡ４横、１０
０ｋ枚を画像比率８％にて連続耐久試験した後の帯電装
置２で十分な帯電均一性の得られる帯電スリーブ３１の
回転数（周速度）Ｒｍａｘを決定する。

【００９２】またそのときの帯電電位Ｖｃｈの制御の中
心値における帯電電位Ｖｅも測定する。

【００９３】一方、初期の帯電装置に制御の中心値の帯
電バイアスを印加し、十分な帯電均一性の得られ且つ帯
電電位Ｖｅとほぼ等しい電位が得られるスリーブ３１の
回転数Ｒｍｉｎを決定する。

【００９４】また，回転数Ｒｍａｘで回転した場合の電
位Ｖｓを測定する。

【００９５】ここで適当な制御の領域数を電位Ｖｓと電
位Ｖｅの差を考慮しながら決定し、それをＮとする。

【００９６】次に電位Ｖｓと電位Ｖｅの差を領域数Ｎで
割った値をＶｔとし、スリーブ３１の回転数Ｒｍｉｎ、
帯電装置の印加バイアスを制御の中心値に固定した、画
像比率８％連続耐久時の電位低下が値Ｖｔに達した時点
で、電位がほぼＶｅとなるような回転数を設定してい
く。

【００９７】こうして、それぞれの領域における帯電ス
リーブ３１の回転数を設定する。

【００９８】そして領域が切り替わる時点でのビデオカ
ウントを抽出し、ビデオカウントと帯電スリーブ３１の
回転数のテーブルを作成する。

【００９９】装置の使用状況によっては実際のビデオカ
ウントが想定した値よりも大きくなることもあるが、そ
の場合は設定した最高の回転数で継続して制御を行な
う。

【０１００】本実施例における帯電スリーブ３１の回転
数制御を用いて、任意の画像比率による耐久試験におけ
る耐久枚数と感光ドラム削れ量の関係を図４に示す。

【０１０１】比較例として初期より帯電スリーブ３１の
回転数をＲｍａｘとした耐久試験の結果も図４に示す。

【０１０２】本実施例で示した制御を行なうことで感光
体の磨耗量が大幅に低減した。

【０１０３】本実施例の制御方法は一例であり、たとえ
ば制御の領域数は帯電装置の耐用寿命やその他の特性に
応じて増減可能である。また領域設定を行なわず連続的
な制御を行なうことも可能である。

【０１０４】以上のように、帯電装置２の帯電能力に応
じて帯電スリーブ３１の回転数を可変とすることで、必
要以上の回転数で帯電スリーブ３１を回転させることが
ないため、感光ドラム１の無駄な磨耗を無くすことが可
能となり、感光体の寿命を大きく伸ばすことが出来た。

【０１０５】〈実施例２〉図５は本実施例における画像
形成装置の概略構成模型図である。

【０１０６】この画像形成装置はクリーナレスであり、
実施例１の画像形成装置において、クリーナ５を無に
し、帯電装置２を磁気ブラシ接触帯電装置から特開平１
０−３０７４５４〜３０７５９号公報等に開示の、非磁
性・導電性微粒子（帯電粒子、帯電促進粒子）を用いた
接触注入帯電装置に変更し、また現像装置３を二成分・
反転現像装置から磁性一成分・反転現像装置に変更した
ものである。実施例１の画像形成装置と共通する構成部
材・部分には同じ符号を付して再度の説明を省略する。

【０１０７】本実施例におけるクリーナレス方式は、磁
性一成分・反転現像装置３の現像容器４４内の現像剤で
ある磁性トナーｔに非磁性・導電性微粒子（以下、導電
性微粉体と記す）ｍを多部外添し、帯電装置２の接触帯
電部材である導電性・弾性ローラ（以下、帯電ローラと
記す）３９の外周面にも帯電助剤として同じ導電性微粉
体ｍを予め付着させておき、さらに転写残トナーととも
に導電性微粉体も帯電ローラ３９に付着、混入すること
で安定したクリーナレスシステムを確立するものであ
る。

【０１０８】帯電ローラ３９は所定の押圧力で感光ドラ
ム１面に接触させてあり、モータＭ１により矢印の時計
方向に回転駆動され、導電性微粉体ｍを介して回転感光
ドラム１面と速度差をもって接触する。また帯電ローラ
３９にはバイアス電源Ｓ１から所定の帯電バイアスが印
加されて感光ドラム１面が一様に接触注入帯電される。

【０１０９】画像形成プロセス中でのトナー粒子および
導電性微粉体の挙動をさらに詳しく説明する。

【０１１０】現像装置３のトナーｔに含有させた導電性
微粉体ｍは、現像工程における感光ドラム１側の静電潜
像の現像時にトナー母粒子とともに適当量が感光ドラム
面側に移行する。

【０１１１】感光ドラム１上のトナー画像は転写工程に
おいて転写材Ｐ側に転移する。感光ドラム１上の導電性
微粉体も一部は転写材側に付着するが、残りは感光ドラ
ム１上に付着保持されて残留する。トナーｔと逆極性の
転写バイアスを印加して転写を行う場合には、トナーｔ
は転写材Ｐ側に引かれて積極的に転移するが、感光ドラ
ム１上の導電性微粉体ｍは導電性であることで転写材Ｐ
側には積極的には転移せず、一部は転写材Ｐ側に付着す
るものの残りは感光ドラム１上に付着保持されて残留す
る。

【０１１２】クリーナ（５）を用いない画像形成方法で
は、転写後の感光ドラム１面に残存の転写残トナーおよ
び上記の残存導電性微粉体は、感光ドラム１と接触帯電
部材である帯電ローラ３９の当接部である帯電部ａに感
光ドラム１面の移動でそのまま持ち運ばれて帯電ローラ
３９に付着・混入する。

【０１１３】従って、感光ドラム１と帯電ローラ３９と
の当接部である帯電部ａに導電性微粉体ｍが介在した状
態で感光ドラム１の接触帯電が行なわれる。

【０１１４】この導電性微粉体ｍの存在により、帯電ロ
ーラ３９への転写残トナーの付着・混入による汚染にか
かわらず、帯電ローラ３９の感光ドラム１への緻密な接
触性と接触抵抗を維持できるため、該帯電ローラ３９に
よる感光ドラム１の帯電を良好に行なわせることができ
る。

【０１１５】また、帯電ローラ３９に付着・混入した転
写残トナーは、帯電ローラ３９から感光ドラム１へ印加
される帯電バイアスによって、帯電バイアスと同極性に
帯電を揃えられて帯電ローラ３９から徐々に感光ドラム
１上に吐き出され、感光ドラム１面の移動とともに現像
部ｃに至り、現像装置３により現像工程において現像同
時クリーニング（回収）される。

【０１１６】更に、画像形成が繰り返されることで、現
像装置３内のトナーｔに含有させてある導電性微粉体ｍ
が現像部ｃで感光ドラム１面に移行し、該感光ドラム面
の移動により転写部ｄを経て帯電部ａに持ち運ばれて帯
電部ａに逐次に導電性微粉体ｍが供給され続けるため、
帯電部ａにおいて導電性微粉体ｍが脱落等で減少した
り、劣化するなどしても、帯電性の低下が生じることが
防止されて良好な帯電性が安定して維持される。

【０１１７】ただし、高い画像比率の出力が連続した場
合などは、導電性微粉体ｍがトナー量に対して不足し、
帯電不良を生じることがある。

【０１１８】本実施例装置における帯電工程は、感光ド
ラム１に、帯電部材としてローラ型の導電性の帯電ロー
ラ３９を接触させ、この帯電ローラ３９に所定の帯電バ
イアスを印加して感光ドラム１面を所定の極性・電位に
帯電させる接触帯電装置を用いる。帯電ローラ３９に対
する印加帯電バイアスは直流電圧のみでも良好な帯電性
を得ることが可能であるが、直流電圧に交番電圧（交流
電圧）を重畳してもよい。交番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
たパルス波であっても良い。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。本実施例では電源Ｓ１より帯電ローラ３
９の給電部に−７００Ｖの直流電圧が印加されている。

【０１１９】帯電部材は、感光ドラムとの間に導電性微
粉体を介在させる当接部を設ける上で弾性を有すること
が好ましく、また電圧を印加することにより感光ドラム
１を帯電するために導電性であることが好ましい。従っ
て、帯電部材は導電性・弾性ローラ、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
ムに接触させた磁気ブラシ接触帯電部材或いは導電性繊
維から構成されるブラシであることが好ましく良い。本
実施例では導電性・弾性ローラを用いた。

【０１２０】導電性・弾性ローラである帯電ローラ３９
の硬度は、硬度が低すぎると、形状が安定しないために
感光ドラム１との接触性が悪くなり、更に、帯電ローラ
３９と感光ドラム１との当接部である帯電部ａに導電性
微粉体ｍを介在させることで帯電ローラ表層を削り或い
は傷つけ、安定した帯電性が得られない。また、硬度が
高すぎると感光ドラム１との間に帯電当接部を確保でき
ないだけでなく、感光ドラム表面へのミクロな接触性が
悪くなるので、アスカーＣ硬度で２５度から５０度が好
ましい範囲である。

【０１２１】帯電ローラ３９は弾性を持たせて感光ドラ
ム１との十分な接触状態を得ると同時に、移動する感光
ドラム１を充電するに十分低い抵抗を有する電極として
機能することが重要である。一方では感光ドラム１にピ
ンホールなどの欠陥部位が存在した場合に電圧のリーク
を防止する必要がある。電子写真用感光体を用いた場
合、十分な帯電性と耐リークを得るには１０³〜１０⁸Ω
の抵抗であることが良く、より好ましくは１０⁴〜１０⁷
Ωの抵抗であることが良い。帯電ローラ抵抗は、ローラ
の芯金に総圧９．８Ｎ（１ｋｇ）の加重がかかるようφ
３０ｍｍの円筒状アルミドラムに帯電ローラを圧着した
状態で、芯金とアルミドラムとの間に１００Ｖを印加
し、計測した。

【０１２２】例えば、帯電ローラ３９は芯金３９ａ上に
可撓性部材としてのゴムあるいは発泡体の中抵抗層３９
ｂを形成することにより作成される。

【０１２３】中抵抗層３９ｂは、樹脂（例えばウレタ
ン）、導電性粒子（例えばカーボンブラック）、硫化
剤、発泡剤等により処方され、芯金３９ａの上にローラ
状に形成する。その後必要に応じて切削、表面を研磨し
て形状を整えて、導電性・弾性ローラである帯電ローラ
３９を作成することができる。該ローラ表面は導電性微
粉体ｍを介在させるために微少なセルまたは凹凸を有し
ていることが好ましい。

【０１２４】帯電ローラ３９の材質としては、弾性発泡
体に限定するものでは無く、弾性体の材料として、エチ
レン-プロピレン-ジエンポリエチレン（ＥＰＤＭ）、ウ
レタン、ブタジエンアクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）、
シリコーンゴムや、イソプレンゴム等に抵抗調整のため
にカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散
したゴム材や、またこれらを発泡させたものがあげられ
る。また、導電性物質を分散せずに、或いは導電性物質
と併用してイオン導電性の材料を用いて抵抗調整をする
ことも可能である。

【０１２５】本実施例ではカーボンブラックを分散した
発泡処理したウレタンからなる、導電性・弾性ローラを
用いた。さらに詳しくはφ６のＳＵＳローラを芯金３９
ａとし、この芯金３９ａ上にウレタン樹脂、導電性粒子
としてのカーボンブラック、硫化剤、発泡剤等を処方し
た中抵抗の発泡ウレタン層をローラ状に形成し、さらに
切削研磨し形状及び表面性を整え、可撓性部材としてφ
１２としたものを用いた。得られた帯電ローラ３９は、
抵抗が１０⁵Ω・ｃｍであり、硬度は、アスカーＣ硬度で
３０度であった。

【０１２６】帯電ローラ３９は感光ドラム１に対して弾
性に抗して所定の押圧力で圧接させて配設し、帯電ロー
ラ３９と感光ドラム１の当接部である帯電部ａを形成さ
せる。この帯電部幅は特に制限されるものではないが、
帯電ローラ３９と感光ドラム１の安定して密な密着性を
得るため１ｍｍ以上、より好ましくは２ｍｍ以上が望ま
しく、本実施例では１.４ｍｍとした。

【０１２７】また、帯電ローラ３９が可撓性を有してい
ることが帯電ローラ３９と感光ドラム１の当接部におい
て導電性微粉体ｍが感光ドラム１に接触する機会を増加
させ、高い接触性を得ることができ、接触注入帯電性
（直接注入帯電性）を向上させる点で好ましく良い。つ
まり、帯電ローラ３９が導電性微粉体ｍを介して密に感
光ドラム１に接触して、帯電ローラ３９と感光ドラム１
の当接部に存在する導電性微粉体ｍが感光ドラム表面を
隙間なく摺擦することで、帯電ローラ３９による感光ド
ラム１の帯電は導電性微粉体ｍの存在により放電現象を
用いない安定かつ安全な接触注入帯電が支配的となり、
従来のローラ帯電等では得られなかった高い帯電効率が
得られ、帯電ローラ３９に印加した電圧とほぼ同等の電
位を感光ドラム１に与えることができる。

【０１２８】更に、当接部を形成する帯電ローラ３９の
表面の移動速度と感光ドラム１の表面の移動速度には、
相対的速度差を設けることで、帯電ローラ３９と感光ド
ラム１の当接部において導電性微粉体ｍが感光ドラム１
に接触する機会を格段に増加させ、より高い接触性を得
ることができ、接触注入帯電性を向上させる点で好まし
く良い。

【０１２９】帯電ローラ３９と感光ドラム１との当接部
に導電性微粉体ｍを介在させることにより、導電性微粉
体ｍの潤滑効果（摩擦低減効果）により帯電ローラ３９
と感光ドラム１との間に大幅なトルクの増大及び帯電ロ
ーラ３９及び感光ドラム１表面の顕著な削れ等を伴うこ
となく速度差を設けることが可能となる。

【０１３０】しかし，当接部に導電性微粒子ｍが介在し
ていても削れは皆無になるわけではなく、速度差に比例
して増加する。つまり帯電能を高める為に速度差を大き
くすると削れ量も増加するのは、実施例１の帯電部材と
して導電性の磁性粒子を用いたときと同様である。

【０１３１】速度差を設ける構成としては、帯電ローラ
３９を回転駆動して感光ドラム１と該帯電ローラ３９に
速度差を設けることができる。

【０１３２】クリーナレス構成の場合には、帯電部ａに
持ち運ばれる感光ドラム１上の転写残トナーを帯電ロー
ラ３９に一時的に回収し均すために、帯電ローラ３９と
感光ドラム１は互いに逆方向に移動させることが好まし
く良い。例えば、帯電ローラ３９を回転駆動し、さら
に、その回転方向は感光ドラム表面の移動方向とは逆方
向に回転するように構成することが望ましい。即ち、逆
方向回転で感光ドラム上の転写残トナーを一旦引き離し
帯電を行なうことにより優位に接触注入帯電を行なうこ
とが可能である。

【０１３３】帯電ローラ３９を感光ドラム１表面の移動
方向と同じ方向に移動させて速度差をもたせることも可
能であるが、接触注入帯電の帯電性は感光ドラム１の周
速と帯電ローラ３９の周速の比に依存するため、逆方向
と同じ周速比を得るには順方向では帯電ローラ３９の回
転数が逆方向の時に比べて大きくなるので、帯電ローラ
３９を逆方向に移動させる方が回転数の点で有利であ
る。

【０１３４】ここで記述した周速比は周速比（％）＝帯電ローラ周速／感光ドラム周速×１０
０である（帯電ローラ周速は当接部において帯電ローラ表
面が感光ドラム表面と同じ方向に移動するとき正の値で
ある）。本実施例では感光ドラム表面の移動速度に対し
−６０％の周速比で回転させた。

【０１３５】また帯電ローラ３９の回転軸には光学式の
回転数検知装置３５が設けられており、その検知結果に
基づいてモータＭ１が制御され、帯電ローラ３９が所望
の回転数、周速度で駆動される。

【０１３６】また、感光ドラム１は実施例1と同様のア
モルファスシリコン感光体を用い、矢印の方向に１３０
ｍｍ／ｓｅｃの周速度で回転している。

【０１３７】感光ドラム１上の転写残トナーを一時的に
回収するとともに導電性微粉体ｍを担持し接触注入帯電
を優位に実行する上でも、接触帯電部材３９としては可
撓性部材である弾性導電ローラ或いは回動可能な帯電ブ
ラシロールを用いることが好ましい。

【０１３８】感光ドラム１と帯電ローラ３９との当接部
における導電性微粉体ｍの介在量は、少なすぎると、該
粒子ｍによる潤滑効果が十分に得られず、感光ドラム１
と帯電ローラ３９との摩擦が大きくて帯電ローラ３９を
感光ドラム１に速度差を持って回転駆動させることが困
難である。つまり、駆動トルクが過大となるし、無理に
回転させると帯電ローラ３９や感光ドラム１の表面が削
れてしまう。更に導電性微粉体ｍによる接触機会増加の
効果が得られないこともあり十分な帯電性能が得られな
い。一方、介在量が多過ぎると、導電性微粉体ｍの帯電
ローラ３９からの脱落が著しく増加し作像上に悪影響が
出る。

【０１３９】現像装置３は磁性一成分現像装置である。
４１は非磁性部材を用いた現像スリーブで、図中、矢印
の反時計方向に回転可能に設置されている。４２はスリ
ーブ４１の内部に固定された永久磁石、４３は磁性部材
を用いた磁性ブレード、４４は現像容器、４５は搬送部
材である。磁性ブレード４３は、現像スリーブ４１にそ
の距離が一定値Ｗになる様に配置されている。一般的に
距離Ｗは１００μｍ〜１ｍｍの範囲内の値に設定される
ことが好ましい。本実施例では３５０μｍとした。

【０１４０】トナーｔはマグネタイト、カーボンブラッ
ク等を分散した平均粒径１０μｍの黒色トナーであり，
導電性微粉体ｍを２重量部外添してある。

【０１４１】導電性微粉体ｍは平均粒径１．５μｍの酸
化亜鉛粒子を用いた。

【０１４２】クリーナレスシステムにおける帯電部材
（帯電ローラ）３９の帯電能の変化の傾向としては以下
のような特徴が挙げられる。

【０１４３】．転写残トナーが帯電ローラ３９に混入
する為に帯電能は出力する画像比率に応じて急峻に変化
する。

【０１４４】．帯電ローラ３９に付着したトナーは、
付着したトナー量に対しほぼ一定の比率で帯電ローラ３
９から脱落し、現像容器４４内に回収される。そのため
帯電ローラ３９の帯電能は単純に低下することはなく、
出力する画像比率によって上昇、低下する。

【０１４５】．転写残トナーは感光ドラム母線方向に
広がることは少ないため、出力する画像パターンによっ
ては、局所的な帯電不良を生じやすい。

【０１４６】このような特徴から実施例１の単純にビデ
オカウントを積算した値をもとに制御を行なっても帯電
不良を回避することが出来ない。

【０１４７】そこで本実施例ではビデオカウントの積算
を次に示す方法で行い、その値に基づいて制御を行な
う。

【０１４８】ビデオカウントは副走査方向にそれぞれの
画素について積算していく。そして積算は過去１０回の
出力画像に限って行い、その計算方法はＳn＝ｐ¹⁰×Ｄ₁₀＋ｐ⁹×Ｄ₉＋・・・・・・＋ｐ²×Ｄ₂＋ｐ×Ｄ₁ とする。

【０１４９】ここで、Ｓｎは副走査方向ｎ個目の過去１
０回の画像出力におけるビデオカウントの積算値から求
めた計算値である。ｐは１以下の係数で帯電ローラ３９
からのトナーの脱落のしやすさに関わる係数であり、本
実施例では０．７５とした。Ｄｍは過去ｍ回前の出力画
像の画像副走査方向の画素の積算値である。なお、係数
ｐや画像出力の積算回数についてはこれに限ったもので
はなく、画像出力装置の特性に合わせて適宜変更可能で
ある。また副走査方向のそれぞれの画素について積算す
る以外に、副走査方向をいくつかの領域に分割して各領
域についての積算値を用いても良い。

【０１５０】こうして、得られた各副走査方向の画素に
ついてのＳｎのうち最大値Ｓｎmaxを抽出する。そのＳ
ｎmaxの値に対し５つの領域を設け、各領域について対
応する帯電ローラ３９の周速を設定しておく。そして画
像形成時には設定された周速で帯電ローラ３９を回転さ
せる。

【０１５１】本実施例ではＳｎmaxの値の増加に合わせ
て６０，１００，１５０，２００，２５０ｍｍ／ｓｅｃ
となるよう設定した。

【０１５２】このような制御を行なうことによって、一
例として画像比率の高い画像が連続して出力された場合
には帯電ローラ３９は高速に回転するようになり、トナ
ーなどの帯電阻害因子が増加しても感光ドラム１と帯電
ローラ３９および導電性微粒子ｍとの十分な接触確率が
確保され、帯電不良のない良好な帯電を行なうことが出
来る。

【０１５３】また、副走査方向の画素データを積算する
為、たとえば特定の線画像など画像比率は低いが副走査
方向に画像データが多くなった場合にも対応可能であ
り、微小領域での帯電不良を防止することが出来る。

【０１５４】このような制御を行なわず帯電ローラ３９
の周速を固定する場合、本実施例を例にとれば２５０ｍ
ｍ／ｓｅｃで回転させる必要があり、その分感光ドラム
１の磨耗量も増えてしまうが、本実施例で示した制御を
行なうことで感光体ドラム１の磨耗量が減少し、寿命を
大幅に伸ばすことが出来た。

【０１５５】〈実施例３〉図６は本実施例における画像
形成装置の概略構成模型図である。

【０１５６】この画像形成装置は実施例２のクリーナレ
スシステムの画像形成装置において、帯電ローラ３９の
回転数制御を帯電ローラ３９に流れる電流量に基づいて
制御するように変更したものである。その他の装置構成
は実施例２の画像形成装置と同様であるから再度の説明
は省略する。

【０１５７】帯電ローラ３９には電源Ｓ１より−７００
Ｖの直流電圧が印加されており、さらに電流量検出手段
４０が備えられており、帯電電流が検出できるようにな
っている。その検出データはＣＰＵ１０へと供給され
る。帯電ローラ３９の回転軸には光学式の回転数検出装
置３５が具備されており、その検出量に応じて、帯電ロ
ーラ３９を回転駆動するモータＭ１に流す電流をＣＰＵ
１０によって制御して所望の帯電ローラ回転数が得られ
るようになっている。

【０１５８】すなわち、帯電ローラ３９にトナー等の帯
電阻害因子が混入すると、帯電ローラ３９又は導電性微
粒子ｍを介した帯電経路が阻害され電流量が低下して帯
電不良となる。本実施例では帯電電流を検知し、帯電電
流が一定となるよう帯電ローラ３９の周速度を６０〜２
５０ｍｍ／ｓｅｃの範囲で制御した。このような制御を
行なっても実施例２とほぼ同様な効果が得られ、感光ド
ラム１の寿命を延ばすことが出来た。

【０１５９】〈その他〉１）像担持体は、コロナ帯電性が支配的なものでも、注
入帯電性が支配的なものでも、どちらでもよい。

【０１６０】表面に１０⁹〜１０¹⁴Ω・ｃｍの材料からな
る層を具備させることで接触注入帯電性を支配的にした
ものとすることができる。例えば、感光層、および表面
層を有し、その表面層をＳｎＯ₂等の導電微粒子を分散
させた樹脂層（電荷注入層）とした像担持体である。電
荷注入層を用いない場合でも、例えば感光体の電荷輸送
層が上記の抵抗範囲にある場合にも接触注入帯電性を支
配的にしたものとすることができる。表層の体積抵抗が
約１０^１３（Ω・ｃｍ）であるアモルファスシリコン感
光体などを用いても同等の効果が得られる。

【０１６１】２）像担持体は感光体に限られず、静電記
録誘電体等であってもよい。この場合は、一様に帯電し
た像担持体面を除電針アレイ、電子銃等の除電手段によ
り選択的に除電して静電潜像を形成する。

【０１６２】３）像担持体の接触帯電装置は、実施例１
の磁気ブラシ接触帯電装置や実施例２・３の非磁性導電
性微粉体を用いた接触注入帯電装置に限られるものでは
なく、ファーブラシやスポンジローラ、他の注入帯電又
は放電を伴う接触式の帯電装置であっても問題なく適用
することが出来る。

【０１６３】４）現像装置の現像方式も任意である。一
般的に、静電潜像の現像方法は、非磁性トナーについて
はこれをブレード等でスリーブ等の現像剤担持搬送部材
上にコーティングし、磁性トナーについてはこれを現像
剤担持搬送部材上に磁気力によってコーティングして搬
送して像担持体に対して非接触状態で適用し静電潜像を
現像する方法（一成分非接触現像）と、上記のように現
像剤担持搬送部材上にコーティングしたトナーを像担持
体に対して接触状態で適用し静電潜像を現像する方法
（一成分接触現像）と、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（二成分現像剤）として用
いて磁気力によって搬送して像担持体に対して接触状態
で適用し静電潜像を現像する方法（二成分接触現像）
と、上記現像剤を像担持体に対して非接触状態で適用し
静電潜像を現像する方法（二成分非接触現像）との４種
類に大別される。

【０１６４】５）転写手段４はローラ転写に限られず、
ベルト転写やコロナ放電転写、圧力転写など任意であ
る。

【０１６５】６）転写ドラムや転写ベルト等の中間転写
手段を用い、単色画像ばかりでなく、多重転写等により
多色やフルカラー画像を形成する画像形成装置であって
もよい。

【０１６６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、像
担持体に電圧を印加した帯電部材を像担持体と速度差を
もって接触させることにより像担持体表面を一様に帯電
し、その帯電面を選択的に除電して画像情報の電子潜像
を形成し、現像装置により電子潜像に対応したトナー像
を形成し、そのトナー像を転写材に転写して画像形成を
実行する画像形成装置について、帯電部材のトナーや外
添剤による汚染度合いを帯電電流や画像出力濃度の積算
値を検知して、その結果に基づいて像担持体と帯電部材
の速度差を可変にすることで、汚染を想定した速度差に
あらかじめ設定する必要がなくなる。従来はその初期に
設定した速度差に固定されており、帯電部材が汚染され
ていない場合でも必要以上の速度差をもつことで無駄な
磨耗が生じていた。本発明により帯電部材と像担持体の
速度差を可変とし帯電部材の汚染を検知して常に適正な
速度差に制御することにより無駄な磨耗を解消して、像
担持体の高寿命化を図ることが出来た。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の画像形成装置の概略構成模型図

【図２】アモルファスシリコン感光ドラムの層構成模
型図

【図３】帯電スリーブの回転数と観光ドラムの表面電
位の関係を表すグラフ

【図４】実施例１の画像形成装置で耐久試験を行なっ
た場合の感光ドラムの磨耗量、および帯電スリーブの回
転数の指定領域の変移を表すグラフ

【図５】実施例２の画像形成装置（クリーナレス）の
概略構成模型図

【図６】実施例３の画像形成装置（クリーナレス）の
概略構成模型図

【符号の説明】

１・・像担持体（感光ドラム）、２・・接触帯電装置、
３・・現像装置、４・・転写装置（転写ローラ）、５・
・ドラムクリーナ、６・・定着装置、１００・・レーザ
スキャナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 21/00 ３７０Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７ＢＦターム(参考） 2H003 AA11 BB11 CC04 CC06 DD00 DD06 DD14 2H027 DA01 DA09 EA01 EA09 EC14 EC20 ED02 ED03 ED08 ED27 EE03 EE07 EF09 2H068 AA05 AA08 CA37 DA03 FC01 FC08 FC15 2H077 AA37 AC16 AD00 AD06 AD31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体に電圧を印加した帯電部材を像
担持体と速度差をもって接触させることにより像担持体
表面を一様に帯電し、その帯電面を選択的に除電して画
像情報の電子潜像を形成し、現像装置により電子潜像に
対応したトナー像を形成し、そのトナー像を転写材に転
写して画像形成を実行する画像形成装置において、像担
持体と帯電部材の速度差を変化、制御可能であることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項２】導電性支持基板上に感光層を形成した像
担持体の表面を、電圧を印加した帯電部材を像担持体に
速度差をもって接触させることにより一様に帯電し、画
像情報に応じて像担持体に像露光を行って電子潜像を形
成し、現像装置により電子潜像に対応したトナー像を形
成し、トナー像を転写材に転写することにより画像を形
成する電子写真方式の画像形成装置において、像担持体
と帯電部材の速度差を変化、制御可能であることを特徴
とする画像形成装置。
【請求項３】現像装置がトナー像を転写材に転写した
後に像担持体に残留したトナーを回収するクリーニング
工程手段を兼ね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】像担持体と帯電部材の速度差の変化、制
御は、帯電部材と像担持体間に流れる電流を検知した結
果に基づき行うことを特徴とする請求項１から３の何れ
かに記載の画像形成装置。
【請求項５】像担持体と帯電部材の速度差の変化、制
御は、画像出力濃度の積算値の計算結果に基づいて行な
うことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の画
像形成装置。
【請求項６】帯電部材の像担持体に対する接触部材
は、磁気的に拘束された導電性磁性粒子であることを特
徴とする請求項１から５の何れかに記載の画像形成装置
【請求項７】帯電部材の像担持体に対する接触部材
は、像担持体よりも表面荒さが大きい導電性の部材に導
電性の微粒子を担持させたものであることを特徴とする
請求項１から５の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項８】帯電部材は導電性のブラシであることを
特徴とする請求項１から５の何れかに記載の画像形成装
置。
【請求項９】像担持体が表面に１０⁹〜１０¹⁴Ω・ｃｍ
の材料からなる層を有することを特徴とする請求項１か
ら８の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】像担持体が、感光層、および表面層を
有し、該表面層が樹脂および導電微粒子を有することを
特徴とする請求項１から９の何れかに記載の画像形成装
置。
【請求項１１】導電微粒子がＳｎＯ₂であることを特
徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】像担持体が非晶質のシリコンを有する
表面層からなることを特徴とする請求項１から９の何れ
かに記載の画像形成装置。