JPH10319681A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接触帯電方式・クリーナーレスシステムの画
像形成装置、特に接触帯電部材として磁気ブラシ帯電器
３を用いた画像形成装置について、接触帯電部材である
磁気ブラシ帯電器３に混入したトナーｔｃの吐き出しが
十分に行なわれるようにすること、磁気ブラシ帯電器３
の耐久に伴う汚染に拘わらず抵抗変動を防止して所定の
ほぼ一定の抵抗状態を維持させること、即ち磁気ブラシ
帯電器の抵抗変動の低減による耐久性向上により、画像
欠陥のない良好な画像の出力を長期にわたり持続させる
ことを可能にしたものを提供すること。 【解決手段】 磁気ブラシ帯電器３の、磁性粒子で構成
される磁気ブラシ部３ｃに微粒子ｋが外添されているこ
と、微粒子ｋは平均粒径１０ｎｍ以上であり、且つトナ
ー粒子の平均粒径以下であること、微粒子ｋの体積抵抗
は磁性粒子の体積抵抗以上であること等。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転写方式の電子写
真装置や静電記録装置などのように、電子写真感光体・
静電記録誘電体などの第１の像担持体（被帯電体）を所
定の極性・電位に一様に帯電する帯電手段、帯電後の該
像担持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段、
該静電潜像をトナー像として現像する現像手段、そのト
ナー像を用紙等の第２の像担持体に転写する転写手段を
含む作像プロセス手段を有し、第１の像担持体は繰り返
して作像に供する画像形成装置に関する。

【０００２】より詳しくは、前記現像手段に、第１の像
担持体のトナー像を転写手段によって第２の像担持体に
転写した後に第１の像担持体に残留したトナー粒子（転
写残りトナー）を回収するクリーニング手段も兼ねさせ
て（現像同時クリーニング方式）、転写手段と帯電手段
との間において第１の像担持体面上の転写残りトナーを
除去する専用のクリーニング手段の配設を省略した所謂
クリーナーレスシステムの画像形成装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】図９は画像形成装置の従来例としての転
写式電子写真装置（複写機・プリンター・ファクシミリ
等）の一例の概略構成図である。

【０００４】１０１は第１の像担持体としての回転ドラ
ム型の電子写真感光体（以下、感光体ドラムと記す）で
あり、矢印の時計方向に所定の周速度（プロセススピー
ド）をもって回転駆動される。

【０００５】感光体ドラム１０１はその回転過程におい
て帯電手段１０２による所定の極性・電位の一様な帯電
処理を受ける。帯電手段１０２は本例では接触帯電部材
である帯電ローラである。Ｓ１は該帯電ローラ１０２に
対する帯電バイアス印加電源である。次いで不図示の像
露光手段（原稿画像の投影露光手段、レーザー走査露光
手段等）による像露光Ｌを受ける。これにより、感光体
ドラム１０１の一様帯電面が露光像パターンに対応して
選択的に除電（あるいは電位減衰）されて、感光体ドラ
ム１０１面に静電潜像が形成される。

【０００６】そしてその静電潜像が現像手段１０３によ
りトナー像として現像される。１０３ａは現像部材（現
像ローラあるいは現像スリーブ等の現像剤担持搬送部
材）、Ｓ２は該現像部材１０３ａに対する現像バイアス
印加電源である。

【０００７】一方、不図示の給紙機構部から第２の像担
持体としての転写材（転写紙）Ｐが感光体ドラム１０１
と転写手段１０４との間の転写部に所定の制御タイミン
グで給紙されて、感光体ドラム１０１面側のトナー像が
この給紙転写材Ｐの面に順次に転写されていく。転写手
段１０４は本例では転写ローラである。Ｓ３はこの転写
ローラ１０４に対する転写バイアス印加電源である。

【０００８】次いで転写材Ｐは回転感光体ドラム１０１
面から分離されて不図示の定着手段に導入されてトナー
像の定着処理を受けて画像形成物（コピー、プリント）
として出力される。

【０００９】転写材Ｐに対するトナー像転写後の感光体
ドラム１０１面はクリーニング手段（クリーナー）１０
５によって転写残りトナーの除去を受けて清掃され、繰
り返して作像に供される。

【００１０】１）接触帯電装置 上記のような画像形成装置において、第１の像担持体と
しての感光体ドラム１０１、帯電・露光・現像・転写・
クリーニング・定着等の画像形成プロセスの各手段・機
器１０２〜１０５としては種々の方式・構成のものがあ
る。

【００１１】例えば、第１の像担持体としての感光体ド
ラム１０１面を所定の極性・電位に一様に帯電処理する
帯電手段１０２としては、従来一般にコロナ帯電器が使
用されてきた。これは、コロナ帯電器を感光体ドラムに
非接触に対向配設し、高圧を印加したコロナ帯電器から
発生するコロナシャワーに感光体ドラム表面をさらすこ
とで回転感光体ドラム表面を所定の極性・電位に帯電さ
せるものである。

【００１２】近年は、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が実用化さ
れてきている。

【００１３】接触帯電装置は、抵抗値調整した導電性部
材を接触帯電部材（接触帯電手段）として被帯電体に接
触させて配設し、該接触帯電部材に所定の電圧（帯電バ
イアス）を印加することで、被帯電体表面を所定の極性
・電位に帯電させるものである。

【００１４】接触帯電部材としては、導電性ゴムをロー
ル状にしたローラタイプ（帯電ローラ、導電ゴムロー
ラ）、導電性ゴムをブレード状にしたブレードタイプ
（帯電ブレード）、磁性粒子を用いた磁気ブラシタイプ
（磁気ブラシ帯電器）、導電性の繊維をブラシ状に形成
したファーブラシタイプ（ファーブラシ帯電器）等の各
種形態のものが好ましく用いられている。

【００１５】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
スリーブ上に磁気ブラシとして磁気的に拘束保持させた
ものであり、その磁性粒子の磁気ブラシ部を停止あるい
は回転させながら被帯電体面に接触させ、これに電圧を
印加することによって、被帯電体面を接触帯電させるも
のであり、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。

【００１６】接触帯電部材に印加する帯電バイアスを、
直流電圧のみとするＤＣバイアス印加方式と、直流バイ
アス成分と交番バイアス成分を有する振動電圧とするＡ
Ｃバイアス印加方式がある。

【００１７】２）注入帯電 接触帯電には、特公平３−５２０５８号公報等に開示の
ように放電現象による帯電が支配的である系と、特開平
６−３９２１号公報等に開示のように被帯電体面に対す
る電荷の直接注入（充電）による帯電が支配的である系
（電荷注入帯電方式）がある。

【００１８】電荷注入帯電方式は、前記のような接触帯
電部材を用い、被帯電体として電荷注入帯電性のもの、
像担持体の場合は通常の有機感光体上に導電性微粒子を
分散させた表層を有するものや、アモルファスシリコン
感光体などを用いることで、接触帯電部材に印加したバ
イアスのうちの直流成分とほぼ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。

【００１９】この電荷注入帯電方式は、被体電体への帯
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、帯電に必要とされる印加帯電バイアスは
所望する被帯電体表面電位分のみであり、オゾンの発生
もない完全なオゾンレス、かつ低電力消費型帯電が可能
となり、注目されてきている。

【００２０】３）クリーナーレスシステム 画像形成装置として、エコロジー、装置の小型化・低コ
スト化等の観点から、クリーナーレスシステム（クリー
ナーレスプロセス）の装置も提案されている。

【００２１】このクリーナーレスシステムの画像形成装
置は、転写手段１０４と帯電手段１０２の間に配設す
る、転写後の像担持体１０１表面から転写残りトナーを
除去する専用のクリーニング装置１０５を省略して、転
写後の像担持体１０１表面に残存する転写残りトナーは
現像手段１０３にて次の工程以降の現像時に該現像手段
の現像部材１０３ａに印加する直流電圧（現像バイア
ス）と像担持体１０１の表面電位間の電位差であるかぶ
り取り電位差Ｖbackによって除去・回収させるもので
（いわゆる現像同時クリーニング）、次のような利点が
ある。

【００２２】．専用のクリーニング装置１０５の配設
を省略することで、スペース面での利点が大きく画像形
成装置の小型化・低コスト化等を図ることができる。

【００２３】．現像手段１０３に回収された転写残り
トナーは再び現像に寄与して使用されることで廃トナー
がでない（エコロジー）。

【００２４】．クリーニング装置１０５がないので、
ある場合におけるようなクリーニングブレード等のクリ
ーニングエレメント１０５ａと像担持体１０１の摺擦に
よる像担持体表面のダメージ、電荷注入帯電性の像担持
体にあっては電荷注入層のダメージがない。

【００２５】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、第
１の像担持体の帯電処理に接触帯電方式を用いた画像形
成装置において、クリーニング手段を具備させず、転写
残りトナーを現像手段により現像同時回収を行なわせて
（クリーナーレスシステム）、画像形成を繰り返すと、
転写残りトナーが現像手段によって回収できないため
に、先の画像が薄く残る所謂「ポジゴースト」が発生し
てしまった。

【００２６】このポジゴーストは第１の像担持体上の転
写残りトナーの接触帯電部材位置通過時に転写残りトナ
ーの下の像担持体部分を帯電できないことにより、この
像担持体部分では現像手段において転写残りトナーを回
収するための電位差（Ｖback）が確保できないために発
生する現象で、接触帯電部材が汚染するとより顕著にな
る。

【００２７】そこで、第１の像担持体の接触帯電部材に
よる帯電時に転写残りトナーの下の像担持体部分も帯電
するため、帯電時に転写残りトナーを像担持体より剥ぎ
取り、帯電後に像担持体に戻し現像手段で回収すること
が重要となる。

【００２８】また、接触帯電部材の汚れに対しては、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、像担持
体への吐き出しが充分に行なえない場合、接触帯電部材
の全体あるいは一部の抵抗が上昇してしまい、像担持体
を所望の電位にまで帯電できなくなったり、帯電ムラが
生じたりしてしまい画像不良が発生してしまう。

【００２９】本発明は上記に鑑みて提案されたものであ
り、接触帯電方式・クリーナーレスシステムの画像形成
装置、特に接触帯電部材として磁気ブラシ帯電器を用い
た画像形成装置について、接触帯電部材である磁気ブラ
シ帯電器に混入したトナーの吐き出しが十分に行なわれ
るようにすること、磁気ブラシ帯電器の耐久に伴う汚染
に拘わらず抵抗変動を防止して所定のほぼ一定の抵抗状
態を維持させること、即ち磁気ブラシ帯電器の抵抗変動
の低減による耐久性向上により、画像欠陥のない良好な
画像の出力を長期にわたり持続させることを可能にした
ものを提供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
徴とする画像形成装置である。

【００３１】（１）第１の像担持体を帯電する帯電手段
と、該第１の像担持体の帯電面に静電潜像を形成する潜
像形成手段と、該静電潜像をトナー像として現像する現
像手段と、該トナー像を第２の像担持体に転写する転写
手段を備え、前記現像手段が第２の像担持体に対するト
ナー像転写後の第１の像担持体上の転写残りトナー粒子
を回収するクリーニング手段も兼ね、第１の像担持体は
繰り返して作像に供される画像形成装置において、前記
帯電手段は、磁性粒子を用いた接触帯電手段であり、該
接触帯電手段の磁性粒子には微粒子が外添されているこ
とを特徴とする画像形成装置。

【００３２】（２）前記磁性粒子に外添される微粒子は
平均粒径１０ｎｍ以上であり、且つトナー粒子の平均粒
径以下であることを特徴とする（１）に記載の画像形成
装置。

【００３３】（３）前記磁性粒子に外添される微粒子の
体積抵抗は、該磁性粒子の体積抵抗以上であることを特
徴とする（１）または（２）に記載の画像形成装置。

【００３４】（４）前記接触帯電手段の磁性粒子は微粒
子が外添された状態で、体積抵抗が１０² 〜１０¹⁰Ω・
ｃｍを満たすことを特徴とする（１）ないし（３）の何
れか１つに記載の画像形成装置。

【００３５】（５）前記第１の像担持体が表面に抵抗１
０⁹ 〜１０¹⁴Ω・ｃｍの材質からなる層を有することを
特徴とする（１）ないし（４）の何れか１つに記載の画
像形成装置。

【００３６】（６）前記第１の像担持体が感光層、及び
表面層を有し、該表面層が樹脂及び導電性微粒子を有す
ることを特徴とする（１）ないし（５）の何れか１つに
記載の画像形成装置。

【００３７】（７）前記導電性微粒子がＳｎＯ₂ である
ことを特徴とする（６）に記載の画像形成装置。

【００３８】（８）前記第１の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）な
いし（５）の何れか１つに記載の画像形成装置。

【００３９】（９）前記接触帯電手段に対して印加され
るバイアスは、直流電圧に対して交番電圧が重畳された
バイアスであることを特徴とする（１）ないし（８）の
何れか１つに記載の画像形成装置。

【００４０】（１０）前記現像手段は、現像剤が第１の
像担持体に対して接触した状態で静電潜像のトナー現像
が行なわれる接触現像方式であることを特徴とする
（１）ないし（９）の何れか１つに記載の画像形成装
置。

【００４１】（１１）前記潜像形成手段は第１の像担持
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）ないし（１０）の何れか１つに記載の画像形成装
置。

【００４２】〈作 用〉磁性粒子を用いた接触帯電部材
（磁気ブラシ帯電器）に対して微粒子を外添する、即ち
磁気ブラシ帯電器の、磁性粒子で構成される磁気ブラシ
部に対して微粒子を外添することにより、磁気ブラシ部
に混入したトナーが該磁気ブラシ部を構成している磁性
粒子より剥がれやすくなるため、磁気ブラシ帯電器の磁
気ブラシ部に混入したトナーの吐き出しが充分に行なわ
れるようになる。

【００４３】また、磁気ブラシ帯電器は、磁気ブラシ部
を構成する帯電用磁性粒子より抵抗の高い微粒子を該磁
気ブラシ部にあらかじめ外添して抵抗を調整しておくこ
とで、耐久に伴って、磁気ブラシ部の帯電用磁性粒子な
どに対するトナーや第１の像担持体等の樹脂成分や外添
剤等の付着・融着などによる汚染で磁気ブラシ帯電器の
抵抗が上昇しても、磁気ブラシ部にあらかじめ外添した
微粒子の耐久に伴う磁気ブラシ部からの剥離と相殺され
て、耐久に伴う抵抗変動が防止され所定のほぼ一定の抵
抗状態が維持される。

【００４４】したがって、現像手段が転写残りトナーを
回収する手段も兼ねる画像形成装置において、接触帯電
部材である磁気ブラシ帯電手段に対して微粒子を外添す
ることにより、磁気ブラシ帯電手段に混入したトナーの
吐き出しが充分に行なわれ、また磁気ブラシ帯電手段の
耐久に伴う抵抗変動が防止でき、長期にわたり良好な画
像を得ることが可能となる。

【００４５】

【発明の実施の形態】

〈実施例１〉（図１〜図５） 図１は本発明に従う画像形成装置例の概略構成図、図２
はその要部の拡大模型図である。

【００４６】本例の画像形成装置は、転写式電子写真プ
ロセス利用、磁気ブラシ帯電器を用いた接触帯電方式、
反転現像方式、クリーナーレスシステムのレーザービー
ムプリンターである。

【００４７】図１において、Ａはプリンター本体、Ｂは
その上に搭載設置したイメージリーダー（画像読取装
置）である。

【００４８】（１）イメージリーダーＢ イメージリーダーＢにおいて、１０は固定の原稿台（ガ
ラス等の透明板）であり、この原稿台１０の上面に原稿
Ｇを複写すべき面を下側にして載置しその上に不図示の
原稿圧着板を被せてセットする。

【００４９】９は原稿照射用ランプ９ａ・短焦点レンズ
アレイ９ｂ・ＣＣＤセンサー９ｃ等を配設した画像読取
ユニットである。このユニット９は、コピー開始信号が
入力されると、原稿台１０の下側において該原稿台の左
辺側のホームポジションから右辺側に原稿台下面に沿っ
て往動駆動され、所定の往動終点に達すると復動駆動さ
れて始めのホームポジションに戻される。

【００５０】該ユニット９の往動駆動過程において、原
稿台１０上の載置セット原稿Ｇの下向き画像面がユニッ
ト９の原稿照射用ランプ９ａにより左辺側から右辺側に
かけて順次に照明走査され、その照明走査光の原稿面反
射光が短焦点レンズアレイ９ｂによってＣＣＤセンサー
９ｃに結像入射する。

【００５１】ＣＣＤセンサー９ｃは受光部、転送部、出
力部より構成されている。ＣＣＤ受光部において光信号
が電荷信号に変えられ、転送部でクロックパルスに同期
して順次出力部へ転送され、出力部において電荷信号を
電圧信号に変換し、増幅、低インピーダンス化して出力
する。このようにして得られたアナログ信号は周知の画
像処理がなされてデジタル信号に変換されプリンター本
体Ａに送られる。

【００５２】即ち、イメージリーダー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
して光電読取りされる。

【００５３】（２）プリンター本体Ａ ａ）１は第１の像担持体としての回転ドラム型の電子写
真感光体（以下、感光体ドラムと記す）である。この感
光体ドラム１は中心支軸を中心に所定の周速度（プロセ
ススピード）をもって矢示の時計方向ａに回転駆動され
る。本例の感光体ドラム１は直径略３０ｍｍの電荷注入
帯電性・負帯電性の有機感光体であり、周速度１００ｍ
ｍ／ｓｅｃで回転駆動される。この感光体ドラム１の層
構成については後記（３）項で詳述する。

【００５４】ｂ）該感光体ドラム１はその回転過程にお
いて接触帯電部材（接触帯電手段）としての磁気ブラシ
帯電器３によりその外周面が略−６５０Ｖに一様に一次
帯電処理される。この磁気ブラシ帯電器３については後
記（４）項で詳述する。

【００５５】ｃ）そして該回転感光体ドラム１の一様帯
電面に対して、レーザー露光手段（レーザースキャナ
ー）２により、イメージリーダーＢ側からプリンター本
体Ａ側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ
ー光Ｌによる走査露光がなされることで、回転感光体ド
ラム１面にはイメージリーダーＢにより光電読み取りさ
れた原稿Ｇの画像情報に対応した静電潜像が順次に形成
されていく。

【００５６】レーザー露光手段２は、固体レーザー素子
２ａ、回転多面鏡（ポリゴンミラー）２ｂ、ｆ−θレン
ズ群２ｃ、偏向ミラー２ｄ等からなる。入力された画像
信号に基づき発光信号発生器（不図示）により固体レー
ザー素子２ａが所定タイミングでＯＮ／ＯＦＦ発光制御
される。固体レーザー素子２ａから放射されたレーザー
光はコリメーターレンズ系により略平行な光束に変換さ
れ、高速回転する回転多面鏡２ｂにより走査されると共
にｆ−θレンズ群２ｃ・偏向ミラー２ｄを介して感光体
ドラム１にスポット状に結像される。

【００５７】この様なレーザー光走査により感光体ドラ
ム１面には画像一走査分の露光分布が形成され、更に感
光体ドラム１が回転することによる副走査で、回転感光
体ドラム面上に画像信号に応じた露光分布が得られる。
即ち、回転感光体ドラム１の一様帯電面に画像信号に対
応してＯＮ・ＯＦＦ発光制御される固体レーザー素子２
ａの光を高速で回転する回転多面鏡２ｂによって走査す
ることにより回転感光体ドラム１面には走査露光パター
ンに対応した静電潜像が順次に形成されていく。即ち、
回転感光体ドラム１面には、レーザー光が照射された露
光部の電位が落ち（明部電位）、照射されなかった非露
光部の電位（暗部電位）とのコントラストにより、露光
パターンに対応した静電潜像が形成されていく。

【００５８】ｄ）その回転感光体ドラム１面の形成静電
潜像が現像装置４により順次にトナー画像として本例の
場合は反転現像されていく。現像装置４の構成について
は後記（５）項で詳述する。

【００５９】ｅ）一方、給紙カセット５内に積載収納さ
れている第２の像担持体としての転写材Ｐが給紙ローラ
５ａにより一枚宛繰り出されて給送され、レジストロー
ラ５ｂにより所定の制御タイミングにて感光体ドラム１
と転写手段としての転写装置７との接触ニップ部である
転写部７ｅに給紙され、転写材Ｐ面に感光体ドラム１面
側のトナー画像が静電転写される。

【００６０】本例における転写装置７はベルト転写装置
である。この転写装置７については後記（６）項で詳述
する。

【００６１】ｆ）転写部７ｅを通りトナー画像の転写を
受けた転写材Ｐは感光体ドラム１の面から順次に分離さ
れて定着装置６へ搬送・導入され、トナー画像の熱定着
を受けてコピーもしくはプリントとして排紙トレイ８に
排出される。

【００６２】ｇ）本例のプリンター本体Ａは転写材Ｐに
対するトナー画像転写後の回転感光体ドラム１面に残留
している転写残りトナーを除去する専用のクリーニング
装置（クリーナー）を具備させず、現像装置４に感光体
ドラム１面に残留した転写残りトナーを回収するクリー
ニング手段も兼ねさせたクリーナーレスシステムの装置
である。これについては後記（７）項で詳述する。

【００６３】（３）感光体ドラム１ 第１の像担持体としての感光体ドラム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、有機感光体上にその抵抗が１０⁹〜１０¹⁴
Ω・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非晶質のシリコンを有する表面
層からなるものを用いると、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。

【００６４】本例における感光体ドラム１は電荷注入帯
電性・負帯電性の有機感光体であり、図３の層構成模型
図のように、直径３０ｍｍのアルミニウム製のドラム基
体（アルミ基体）１ａ上に下記の第１〜第５の５つの層
１ｂ〜１ｆを下から順に設けてなるものである。

【００６５】第１層１ｂ；下引き層であり、ドラム基体
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。

【００６６】第２層１ｃ；正電荷注入防止層であり、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。

【００６７】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の層で露光
を受けることによって正負の電荷対を発生する。

【００６８】第４層１ｅ；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。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。

【００６９】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微粒子としてＳｎＯ₂ 超微粒子
１ｇ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０．０３μｍの
ＳｎＯ₂ 粒子を樹脂に対して７０重量パーセント分散し
た材料の塗工層である。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、ロール塗工
法、ビーム塗工法等の適当な塗工法にて厚さ約３μｍに
塗工して電荷注入層とした。

【００７０】（４）磁気ブラシ帯電器３ 接触帯電部材である磁気ブラシ帯電器３は本例の場合は
スリーブ回転タイプである。

【００７１】この磁気ブラシ帯電器３は、図２の模型図
のように、固定のマグネットローラ３ａと、このマグネ
ットローラ３ａに同心に回転自由に外嵌させて設けた外
径１６ｍｍのアルミニウム等の非磁性スリーブ３ｂと、
該スリーブの外周面に内部のマグネットローラ３ａの磁
力でブラシ状に付着保持させた帯電用磁性粒子（磁性キ
ャリア）の磁気ブラシ部３ｃ等からなる、感光体ドラム
１の母線方向に長い横長部材である。ハウジング３ｄに
マグネットローラ３ａを固定支持させてあり、非磁性ス
リーブ３ｂを不図示の駆動系により矢示の時計方向ｂに
所定の周速度をもって回転駆動させるようにしてある。
磁性粒子の磁気ブラシ部３ｃは規制ブレード３ｅにより
その層厚が規制される。

【００７２】磁気ブラシ部３ｃを所定の接触幅をもって
感光体ドラム１面に接触させてある。その接触部ｎ１が
帯電部である。本例では磁気ブラシ部３ｃを感光体ドラ
ム１に接触させて形成させる帯電部ｎ１をその幅が約６
ｍｍになるように調整した。

【００７３】非磁性スリーブ３ｂは上記したように不図
示の駆動系により矢示の時計方向ｂ、即ち磁気ブラシ部
３ｃの感光体ドラム１との接触部である帯電部ｎ１にお
いて感光体ドラム１の回転方向に対してカウンター方向
に所定の周速度をもって回転駆動される。本例において
は感光体ドラム１の回転周速度１００ｍｍ／ｓｅｃに対
して非磁性スリーブ３ｂを１５０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆
動させている。この非磁性スリーブ３ｂの回転駆動に伴
い該非磁性スリーブ３ｂの外周面に磁気拘束されて保持
されている磁気ブラシ部３ｃも非磁性スリーブ３ｂとと
もに非磁性スリーブ３ｂと同じ方向に回転して、ブレー
ド３ｅで層厚の規制を受け、帯電部ｎ１において感光体
ドラム１面を摺擦する。

【００７４】非磁性スリーブ３ｂには帯電バイアス印加
電源Ｓ１により所定の帯電バイアスが印加される。本例
では非磁性スリーブ３ｂに 直流電圧：−６５０Ｖ 交番電圧：周波数１０００Ｈｚ、振幅７００Ｖｐｐ を重畳した振動電圧を帯電バイアスとして印加して（Ａ
Ｃバイアス印加方式）、回転感光体ドラム１面を略−６
５０Ｖに電荷注入接触帯電させるようにした。

【００７５】非磁性スリーブ３ｂに帯電電圧を印加する
ことにより、磁気ブラシ部３ｃを構成している帯電用磁
性粒子から電荷が感光体ドラム１上に与えられ、帯電電
圧に対応した電位に帯電される。

【００７６】感光体ドラム１と磁気ブラシ帯電器３の相
対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。

【００７７】磁気ブラシ部３ｃを構成させる帯電用磁性
粒子としては、平均粒径が１０〜１００μｍ、飽和磁化
が２０〜２５０emu/cm³ 、抵抗が１×１０² 〜１×１０
¹⁰Ω・ｃｍのものが好ましく、感光体ドラム１にピンホ
ールのような絶縁欠陥が存在することを考慮すると、抵
抗１×１０⁶ Ω・ｃｍ以上のものを用いることが好まし
い。

【００７８】帯電用磁性粒子で構成させた磁気ブラシ部
３ｃには、微粒子ｋが外添されている。

【００７９】この微粒子ｋとしては磁気ブラシ部３ｃに
混入したトナーｔｃと磁性粒子間のスペーサの役目から
は、平均粒径がトナーよりも小さいことが望ましい。粒
径の下限としては、安定して得られる限界として、１０
ｎｍ以上が望ましい。

【００８０】また、耐久に伴って、磁気ブラシ部３ｃの
帯電用磁性粒子などに対するトナーや感光体ドラム等の
樹脂成分や外添剤等の付着・融着などによる汚染で磁気
ブラシ帯電器（磁気ブラシ部）の抵抗値が上昇しても、
それを磁気ブラシ部３ｃにあらかじめ外添した微粒子ｋ
の耐久に伴う磁気ブラシ部からの剥離と相殺させるため
に、磁気ブラシ部３ｃの磁性粒子より体積抵抗の高い１
０⁸ Ω・ｃｍ以上の抵抗を示す微粒子ｋを磁気ブラシ部
３ｃにあらかじめ外添し、磁気ブラシ帯電器の抵抗を調
整することが望ましい。

【００８１】ここで抵抗測定は、錠剤法により測定し正
規化して求めた。底面積２．２６ｃｍ² の円筒内に凡そ
０．５ｇの粉体試料を入れ、上下電極に１５ｋｇの加圧
を行なうと同時に１００Ｖの電圧を印加し抵抗値を計測
し、その後正規化して比抵抗を算出した。

【００８２】また、粒子が凝集体として構成されている
場合の粒径は、その凝集体としての平均粒径として定義
した。粒径の測定は、光学あるいは電子顕微鏡による観
察から、１００個以上抽出し、水平方向最大弦長をもっ
て体積粒度分布を算出しその５０％平均粒径をもって決
定した。

【００８３】本実施例で用いる微粒子ｋは、特に感光体
の帯電に用いる場合に像露光による潜像形成時に妨げに
ならないように、無色あるいは白色に近い粒子が適切で
ある。さらに、カラー記録を行なう場合、微粒子ｋが感
光体上から転写材に転写した場合を考えると、無色ある
いは白色に近いものが望ましい。よって微粒子ｋは例え
ばシリカ、アルミナ、酸化チタン、ポリテトラフロロエ
チレン、ポリビニリデンフロライド、ポリメチルメタク
リレート、ポリスチレン、シリコーンといったのもが考
えられる。

【００８４】また、画像露光時に粒子ｋによる光散乱を
防止するためにもその粒径は構成画素サイズ以下である
ことが望ましい。

【００８５】これらのことを考慮にいれて、本実施例に
おいては、微粒子ｋとして、比抵抗が１０¹⁰Ω・ｃｍ、
平均粒径５０ｎｍ、白色の酸化チタンを用いた。

【００８６】微粒子ｋの材料としては、他の金属酸化物
などの無機粒子や有機物との混合物など各種微粒子が使
用可能である。

【００８７】而して、本実施例では、帯電用磁性粒子と
して 平均粒径 ２５μｍ 飽和磁化 ２００emu/cm³ 抵 抗 １×１０⁶ Ω・ｃｍ のものを用い、この磁性粒子に対して上記の微粒子ｋと
しての酸化チタンを重量比０．３％の割合で外添し、外
添状態で体積抵抗が５×１０⁶ Ω・ｃｍとなるように調
整し、磁気ブラシ帯電器３の磁気ブラシ部３ｃを構成さ
せた。

【００８８】磁気ブラシ帯電器３は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良いが、
感光体ドラム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以上が望ま
しい。上記磁性粒子は単体での抵抗としては加減に近い
抵抗値であるが、低めの抵抗の磁性粒子に対して抵抗の
高めの微粒子ｋを外添することにより、全体として適正
な抵抗値に調整された。

【００８９】また本実施例において用いた帯電用磁性粒
子は、フェライト表面を酸化、還元処理して抵抗調整を
行ったものを用いている。

【００９０】ここで、帯電用磁性粒子の抵抗値は、底面
積が２２８ｍｍ² の金属セルに磁性粒子を２ｇ入れた
後、６．６Ｋg/cm² で加重し、１００Ｖの電圧を印加し
て測定している。

【００９１】帯電用磁性粒子の平均粒径は、水平方向最
大弦長で示し、測定法は顕微鏡法により、磁性粒子３０
０個以上をランダムに選び、その径を実測して算術平均
をとることによって平均粒径とした。

【００９２】帯電用磁性粒子の磁気特性測定には理研電
子株式会社の直流磁化Ｂ−Ｈ特性自動記録装置ＢＨＨ−
５０を用いることができる。この際、直径（内径）６．
５ｍｍ、高さ１０ｍｍの円柱状の容器に磁性粒子を荷重
約２ｇ重程度で充填し、容器内で磁性粒子が動かないよ
うにしてＢ−Ｈカーブから飽和磁化を測定する。

【００９３】帯電用磁性粒子の構成としては、樹脂中に
磁性材料としてマグネットを分散し導電化、および抵抗
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。

【００９４】磁気ブラシ帯電器３の磁気ブラシ部３ｃに
微粒子ｋを供給することの作用効果は後記（７）項で詳
述する。

【００９５】（５）現像装置４ 一般的に静電潜像の現像方法は次のような４種類に大別
される。 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
ィングして搬送して感光体ドラムに対して非接触状態で
現像する方法（１成分非接触現像）。

【００９６】ｂ．上記のようにしてコーティングしたト
ナーを感光体ドラムに対して接触状態で現像する方法
（１成分接触現像）。

【００９７】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
して感光体ドラムに対して接触状態で現像する方法（２
成分接触現像）。

【００９８】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）。

【００９９】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。

【０１００】本例における現像装置４は２成分接触現像
装置（２成分磁気ブラシ現像装置）である。図２の模型
図において、４１は矢示の時計方向ｄに回転駆動される
現像スリーブ、４２は現像スリーブ４１内に固定配置さ
れたマグネットローラ、４３・４４は現像剤撹拌スクリ
ュー、４５は現像剤Ｔを現像スリーブ４１の表面に薄層
に形成するために配置された規制ブレード、４６は現像
容器、４７は補充用トナーホッパー部である。

【０１０１】現像スリーブ４１は、少なくとも現像時に
おいては、感光体ドラム１に対し最近接領域が約５００
μｍになるように配置され、該現像スリーブ４１の面に
形成された現像剤Ｔの薄層が感光体ドラム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。ｎ２は
感光体ドラム１に対する現像剤接触領域（現像部）であ
る。

【０１０２】本例において用いた２成分現像剤Ｔは、ト
ナー粒子ｔは平均粒径６μｍのネガ帯電トナーに対して
帯電用磁性粒子に外添したものと同様の平均粒径５０ｎ
ｍの酸化チタンを重量比１．５％外添したものを用い、
現像用磁性キャリアｃとしては飽和磁化が２０５ｅｍｕ
／ｃｍ³ の平均粒径３５μｍの磁性キャリアを用いた。
またこのトナーｔと現像用磁性キャリアｃを重量比８：
９２で混合したものを現像剤Ｔとして用いた。

【０１０３】このときの現像剤Ｔ中のトナーｔは摩擦帯
電量が約−２５×１０^-3ｃ／ｋｇであった。

【０１０４】ここで、トナーの摩擦帯電量（トリボ電荷
量）の測定方法もしくは測定装置を図４で説明する。ま
ず、摩擦帯電量を測定しようとするトナー粒子ｔと磁性
キャリアｃを重量比で５：９５で混合した二成分剤を５
０〜１００ｍｌ容量のポリエチレン製のビンに入れ、約
１０〜４０秒間手で振とうし、該二成分剤を約０．５〜
１．５ｇとり、これを８００メッシュのスクリーン５３
のある金属製の測定容器５２に入れて金属製の蓋５４を
する。

【０１０５】この時の測定容器５２全体の重量を量りＷ
１（ｋｇ）とする。

【０１０６】次に、吸引機５１（測定容器５２と接する
部分は少なくとも絶縁体）において、吸引口５７から吸
引し風量調節弁５６を調節して真空計５５の圧力を２５
０ｍｍＡｑとする。

【０１０７】この状態で充分、好ましくは２分間吸引を
行い樹脂を吸引除去する。この時の電位計５９の電位を
Ｖ（ボルト）とする。ここで５８はコンデンサーであ
り、容量をＣ（Ｆ）とする。また吸引後の測定容器５２
全体の重量を量りＷ２（ｋｇ）とする。

【０１０８】このトナーの摩擦帯電量は下式のごとく計
算される。

【０１０９】樹脂の摩擦帯電量（ｃ／ｋｇ）＝Ｃ×Ｖ×
１０^-3／（Ｗ１−Ｗ２） 現像スリーブ４１は現像部ｎ２において感光体ドラム１
の回転方向に対してカウンター方向である矢示の時計方
向ｄに所定の周速度で回転駆動される。その回転に伴
い、マグネットローラ４２のＮ３極で現像容器４６内の
現像剤Ｔが現像スリーブ４１面に汲み上げられて搬送さ
れ、その搬送される過程において、現像スリーブ４１に
対して垂直に配置された規制ブレード４５によって層厚
が規制され、現像スリーブ４１上に現像剤Ｔの薄層が形
成される。薄層として形成された現像剤が現像部ｎ２に
対応の現像極Ｎ１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中の
トナーｔによって回転感光体ドラム１面の静電潜像が現
像部ｎ２においてトナー像として現像される。本例にお
いては静電潜像は反転現像される。ｔａはそのトナー像
を表している。

【０１１０】現像部ｎ２を通過した現像スリーブ４１上
の現像剤薄層は引き続く現像スリーブ４１の回転に伴い
現像容器４６内に入り、Ｎ２極・Ｎ３極の反発磁界によ
って現像スリーブ４１上から離脱して現像容器４６内の
現像剤の溜りに戻される。

【０１１１】現像スリーブ４１には電源Ｓ２から直流電
圧及び交流電圧が印加される。本例では、 直流電圧；−４８０Ｖ 交流電圧；Ｖｐｐ＝１５００Ｖ，Ｖｆ＝３０００Ｈｚ が印加されている。

【０１１２】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危険も生じる。この
ため、通常、現像装置４に印加する直流電圧と感光体ド
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。より具体的には、
感光体ドラム１の露光部の電位と非露光部の電位との間
の電位のバイアス電圧を印加する。

【０１１３】このかぶり防止のための電位差をかぶり取
り電位（Ｖback）と呼ぶが、この電位差によって回転感
光体ドラム１面の現像時に感光体ドラム１面の非画像領
域（非露光部）にトナーが付着するのを防止するととも
に、クリーナーレスシステムの装置においては感光体ド
ラム１面の転写残りトナーの回収も行なっている（現像
同時クリーニング）。

【０１１４】現像容器４６内の現像剤Ｔのトナー濃度を
検知する不図示のセンサによりトナー濃度が監視されて
おり、現像剤Ｔ内のトナーｔが潜像の現像に消費されて
いくことでトナー濃度が所定の濃度レベルよりも低下す
ると、補充用トナーホッパー部４７から現像容器４６内
にトナー補充がなされる。このトナー補充動作により現
像剤Ｔのトナー濃度が常に所定のレベルに維持管理され
る。

【０１１５】（６）転写装置７ 本例における転写装置７はベルト転写装置であり、無端
状の転写ベルト７ａを駆動ローラ７ｂ及び従動ローラ７
ｃ間に懸架し、矢印の反時計方向ｅに感光体ドラム１の
回転周速度と略同じ周速度で回動駆動させる。無端状転
写ベルト７ａの内側には転写帯電ブレード７ｄを備え、
このブレード７ｄでベルト７ａの上行側のベルト部分の
略中間部を感光体ドラム１面に接触させて転写部（転写
ニップ部）７ｅを形成させてある。

【０１１６】転写材Ｐがベルト７ａの上行側ベルト部分
の上面に乗って転写部７ｅに搬送される。その搬送転写
材Ｐの先端が転写部７ｅに進入する時点において転写帯
電ブレード７ｄに転写バイアス印加電源Ｓ３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
ナーと逆極性の帯電がなされて感光体ドラム１上のトナ
ー像ｔａが順次に転写材Ｐの上面に転写ｔｂされてい
く。

【０１１７】本例においては、ベルト７ａとして膜厚７
５μｍのポリイミド樹脂からなるものを用いた。ベルト
７ａの材質としてはポリイミド樹脂に限定されるもので
はなく、ポリカーボネイト樹脂や、ポリエチレンテレフ
タレート樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリエチレ
ンナフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹
脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリウレタン樹脂な
どのプラスチックや、フッ素系、シリコン系のゴムを好
適に用いることができる。厚みについても７５μｍに限
定されるわけではなく、大略２５〜２０００μｍ、好ま
しくは５０〜１５０μｍのものが好適に用いられ得る。

【０１１８】さらに転写帯電ブレード７ｄとしては抵抗
が１×１０⁵ 〜１×１０⁷ Ωで、板厚が２ｍｍ、長さ３
０６ｍｍのものを用いた。この転写帯電ブレード７ｄに
＋１５μＡのバイアスを定電流制御により印加して転写
を行った。

【０１１９】このようにして、感光体ドラム１上に形成
されたトナー像ｔａは、転写帯電ブレード７ｄによって
転写材Ｐ上に静電転写ｔｂされる。

【０１２０】転写ベルト７ａは転写部７ｅから定着装置
６への転写材Ｐの搬送手段を兼ねさせてあり、転写部７
ｅを通過した転写材Ｐは回転感光体ドラム１面から分離
されて転写ベルト７ａで定着装置６へ搬送・導入され
る。

【０１２１】（７）クリーナーレスシステムと、微粒子
ｋの作用効果 本例のプリンターＡは、転写材Ｐに対するトナー像転写
後の回転感光体ドラム１面に残留している転写残りトナ
ーｔｃを除去する専用のクリーニング装置を具備させ
ず、現像装置４に感光体ドラム１面に残留した転写残り
トナーｔｃを回収するクリーニング手段を兼ねさせたク
リーナーレスシステムの装置であり、この場合に、感光
体ドラム１の接触帯電部材３による帯電時に転写残りト
ナーの下の感光体部分も帯電すること、接触帯電部材３
の耐久に伴う汚染に拘わらず抵抗変動を防止して所定の
ほぼ一定の抵抗状態を維持させることにより、画像欠陥
のない良好な画像の出力を長期にわたり持続させること
を可能にしたものである。

【０１２２】これを主として図２の模型図を基にして説
明する。なお、図２において、トナーｔや微粒子ｋは分
かり易いように帯電用磁性粒子や現像用キャリアに対し
て粒径を極めて誇張して描いている。

【０１２３】．転写材Ｐに対するトナー像転写後の回
転感光体ドラム１面に残留した転写残りトナーｔｃは引
き続く感光体ドラム１の回転により感光体ドラム１と磁
気ブラシ帯電器３の磁気ブラシ部３ｃとの接触部である
帯電部ｎ１に運ばれる。

【０１２４】．この帯電部ｎ１において、感光体ドラ
ム１面は磁気ブラシ帯電器３の磁気ブラシ部３ｃで摺擦
されることで、該帯電部ｎ１に運ばれた転写残りトナー
ｔｃは感光体ドラム１面上を攪乱・移動して転写残り時
のパターンが掻き崩されること、磁気ブラシ帯電器３に
印加された交流電圧によって転写残りトナーｔｃは感光
体ドラム１面上から引き剥がされること、また転写残り
トナーｔｃのうち、転写時の剥離放電等により帯電極性
が反転したもの（本例では負極性から正極性に反転）は
帯電部ｎ１において磁気ブラシ帯電器３に印加の帯電バ
イアスによる電気的吸引力で感光体ドラム１面側から磁
気ブラシ部３ｃ側に移行・混入して一時的に回収される
ことにより、転写残りトナーは感光体ドラム１面上から
引き剥されつつ感光体ドラム面の帯電工程が行なわれる
ため、トナーの下に対する帯電も充分に行なわれ、ポジ
ゴーストの発生が防止できる。

【０１２５】磁気ブラシ帯電器３の帯電バイアスに交番
電圧を含ませることは、帯電能ΔＶ（飽和電位と１週目
で帯電できる電位の差）を大きく向上させることに加え
て、帯電部ｎ１において感光体ドラム１側から磁気ブラ
シ帯電器３側への帯電時の転写残りトナーの引き剥がし
効果を大きく高める。

【０１２６】転写残りトナーのうち極性が反転していな
いトナーは、磁気ブラシ帯電器３への印加帯電バイアス
よりも帯電電位は一般的に低くなるために磁気ブラシ部
３ｃで回収されずに感光体ドラム１面上を攪乱・移動さ
れて帯電部ｎ１を通過する。

【０１２７】．磁気ブラシ帯電器３の磁気ブラシ部３
ｃ側に移行・混入して一時的に回収された、帯電極性が
反転の転写残りトナーは、磁気ブラシ部３ｃを構成して
いる帯電用磁性粒子との摩擦帯電によって正規帯電極性
（本例では負極性）に再帯電状態になり、磁気ブラシ帯
電器３に印加の帯電バイアスによる電気的反発力で感光
体ドラム１上に吐き出される。

【０１２８】この場合において、磁性粒子で構成される
磁気ブラシ部３ｃに対して微粒子ｋが外添されているこ
とにより磁気ブラシ部３ｃに混入したトナーｔｃが磁性
粒子より剥がれやすくなるため、磁気ブラシ帯電器に混
入したトナーｔｃの吐き出しが充分行われるようにな
る。

【０１２９】．そして上記のように、帯電部ｎ１に
おいて磁気ブラシ部３ｃで回収されずに感光体ドラム１
面上を攪乱・移動されて帯電部ｎ１を通過した、極性が
反転していない転写残りトナー（負極性）と、上記の
ように、極性が反転しているために帯電部ｎ１において
磁気ブラシ部３ｃに一時的に回収され正規帯電極性に再
帯電状態になり感光体ドラム１上に吐き出された転写残
りトナー（負極性）は、何れも引き続く感光体ドラム１
の回転により感光体ドラム１と現像装置４の現像スリー
ブ４１との対向部である現像部ｎ２に運ばれ、現像装置
４によりかぶり取り電位Ｖbackで回収される（現像同時
クリーニング）。

【０１３０】．また磁気ブラシ帯電器３の磁性粒子で
構成される磁気ブラシ部３ｃには前述したようにあらか
じめ磁性粒子よりも体積抵抗の高い微粒子ｋが外添され
ているため、耐久に伴って、磁気ブラシ部３ｃの帯電用
磁性粒子などに対するトナーや感光体ドラム等の樹脂成
分や外添剤等の付着・融着などによる磁気ブラシ帯電器
３の汚染で磁気ブラシ帯電器（磁気ブラシ部）の抵抗値
が上昇しても、その抵抗アップは磁気ブラシ部３ｃにあ
らかじめ外添した微粒子ｋの耐久に伴う磁気ブラシ部か
らの剥離による磁気ブラシ帯電器の抵抗値低下と相殺さ
れるために、磁気ブラシ帯電器３の耐久に伴う汚染に拘
わらず抵抗変動を防止して所定のほぼ一定の抵抗状態を
維持させることができて帯電能ダウンも防止され、画像
欠陥のない良好な画像の出力を長期にわたり持続させる
ことが可能になる。

【０１３１】図５は、耐久枚数に対する、飽和電位と１
周目で帯電できる電位の差（ΔＶ）の推移であるが、微
粒子ｋを外添せずに磁性粒子単体で５×１０⁶ Ω・ｃｍ
の抵抗値の磁性粒子を用いて磁気ブラシ部を構成させた
磁気ブラシ帯電器の場合Ｂと、本実施例のように微粒子
ｋを外添した状態で全体として５×１０⁶ Ω・ｃｍの抵
抗値の磁性粒子を用いて磁気ブラシ部３ｃを構成させた
磁気ブラシ帯電器３の場合Ａの耐久性を比較した場合、
充分な効果が確認された。

【０１３２】〈実施例２〉（図６・図７） 磁気ブラシ部３ｃの帯電用磁性粒子などに対するトナー
や感光体ドラム等の樹脂成分や外添剤等の付着・融着な
どによる耐久に伴う汚染で磁気ブラシ帯電器の抵抗値が
上昇していく具合と、磁気ブラシ部３ｃにあらかじめ外
添した微粒子ｋの耐久に伴う磁気ブラシ部３ｃからの剥
離による磁気ブラシ帯電器の抵抗値低下の具合とがほぼ
相殺する関係にバランスしている場合はよいが、例え
ば、磁性粒子と微粒子ｋの表面性や帯電系列の関係等か
ら微粒子の剥離が発生しやすくて、磁気ブラシ帯電器３
の耐久に伴う汚染による抵抗アップ具合に対して、磁気
ブラシ部３ｃにあらかじめ外添した微粒子ｋの耐久に伴
う磁気ブラシ部からの剥離による磁気ブラシ帯電器の抵
抗ダウンがアンバランスに早く進行する場合には、全体
の系として磁気ブラシ帯電器３の抵抗は耐久に伴い上昇
する傾向になる。

【０１３３】そこで、磁気ブラシ部３ｃにあらかじめ外
添した微粒子ｋの耐久に伴う磁気ブラシ部からの剥離が
早く進行する分、磁気ブラシ帯電器３に対して微粒子ｋ
を適当な割合で補給する手段を具備させることで、磁気
ブラシ帯電器３の耐久に伴う汚染による抵抗アップ具合
に対して、耐久に伴う磁気ブラシ部からの微粒子ｋの剥
離による磁気ブラシ帯電器の抵抗ダウンの具合をほぼ相
殺する関係に補正してバランスさせ、磁気ブラシ帯電器
３の耐久に伴う汚染に拘わらず抵抗変動を防止して所定
のほぼ一定の抵抗状態を維持させることができる。

【０１３４】本実施例はその例である。即ち本実施例に
おいては、図６のような構成で磁気ブラシ帯電器３に対
する微粒子ｋの補給手段３１を持ち、１００枚当たり
０．０２ｇの割合いで磁気ブラシ帯電器３に対する微粒
子ｋの定量補給を行なわせた。微粒子ｋは実施例１と同
様の酸化チタン粒子を用いた。

【０１３５】本実施例の場合は、磁気ブラシ帯電器３に
対する微粒子ｋの供給手段３１は磁気ブラシ帯電器３の
磁性粒子の磁気ブラシ部３ｃに接触させたスポンジロー
ラである。

【０１３６】このスポンジローラ３１は磁気ブラシ帯電
器３のハウジング３ｄの後部に具備させた微粒子ホッパ
ー部３２（微粒子ｋの貯留部）の下側開口部に臨ませ、
かつ磁気ブラシ帯電器３の磁気ブラシ部３ｃに接触させ
て、回転自由にハウジング３ｄに軸受支持させてある。
そして磁気ブラシ帯電器３の回転方向に対して順方向の
矢示の反時計方向ｃに、例えば１０ｍｍ／ｓｅｃの低速
度で回転駆動させるようにしてある。

【０１３７】スポンジローラ３１は微粒子ホッパー部３
２の下側開口部においてホッパー部３２内の微粒子ｋの
溜り部に接しており、回転駆動に伴いその周面に微粒子
ｋがブレード３３で薄層として塗布される。そしてこの
スポンジローラ３１の微粒子塗布面が磁気ブラシ帯電器
３の磁気ブラシ部３ｃに接触することで、磁気ブラシ部
３ｃに微粒子ｋが供給される。

【０１３８】また実施例１においては磁性粒子としてフ
ェライト表面を酸化、還元処理して抵抗調整を行ったも
のを用いたが、本実施例においては、同磁性粒子に対し
てフッ素系のコーティングを施したものを用いた。

【０１３９】このような磁性粒子を用いると、トナー等
の融着が発生しにくくなる反面、外添した微粒子ｋが剥
離しやすくなり、耐久にともない微粒子ｋの剥がれによ
る磁気ブラシ帯電器３の抵抗ダウンの方が早く発生し、
環境条件によってはピンホールリークや磁性粒子の感光
体ドラム１への付着等が発生してしまう場合がある。

【０１４０】ただし、上記のような高離型表面の磁性粒
子を用いた場合でも、磁性粒子単体で用いた場合には、
少なからず微粒子の付着や樹脂の融着は発生するため、
抵抗変動を防止するためには、微粒子ｋの外添をした系
での抵抗値調整は有効である。

【０１４１】図７は、フッ素系のコーティングを施した
磁性粒子を用いた場合の、微粒子ｋを外添せずに磁性粒
子単体で５×１０⁶ Ω・ｃｍの抵抗値の場合Ｅと、本実
施例２のように微粒子ｋを外添した状態で全体として５
×１０⁶ Ω・ｃｍの抵抗値の場合Ｃの耐久性を比較した
ものである。

【０１４２】本実施例２のように、表面離型性のよい磁
性粒子を用いた場合、磁性粒子単体でも良好にはなる
が、微粒子ｋを外添し抵抗値を調整し、更に少量ずつ微
粒子の補給を行うことにより、抵抗変動をより小さく抑
えることが可能となった。

【０１４３】〈実施例３〉（図７・図８） 実施例２においては、磁気ブラシ帯電器３に対する微粒
子ｋの補給を、出力枚数１００枚当たり０．０２ｇの割
合での定量補給方式としたが、本実施例では、帯電時に
流れる電流値を一定にするように補給量を経時的に変更
調整しつつ微粒子ｋを補給した。

【０１４４】また、本実施例においても実施例２と同様
にフッ素系のコーティングを施した磁性粒子を用いた。
また微粒子ｋも実施例１、２と同様の酸化チタン粒子を
用いた。

【０１４５】図８は、本実施例において、酸化チタン粒
子の補給量（出力１００枚当たり）の推移を示している
が、耐久が進むごとに補給量が少なくなる。これは、ト
ナー等の樹脂成分の融着や外添剤付着等により、抵抗の
高い微粒子が剥離しても、抵抗ダウンが起こりにくくな
るからである。

【０１４６】このような制御を行うことにより、図７の
Ｄのように、耐久枚数に対する、飽和電位と１周目で帯
電できる電位の差（ΔＶ）をより小さい変動に抑えるこ
とが可能となる。

【０１４７】〈その他〉 １）本発明は、前述の実施例１〜３の形態に限られるも
のではなく、第２の像担持体に対するトナー像転写後の
第１の像担持体のクリーニング手段を現像手段が兼ねる
画像形成装置において、接触帯電手段（磁気ブラシ帯電
器）の磁性粒子に対してあらかじめ微粒子が外添されて
いる、全ての構成を含んでいる。

【０１４８】２）第１の像担持体面側から磁気ブラシ帯
電器側への転写残トナーの回収効率即ち剥ぎ取り効率を
高めるために、転写部と磁気ブラシ帯電器の間において
転写残トナーを正規帯電極性の逆に帯電する帯電手段を
具備させることも有効である。

【０１４９】３）第１の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、電荷注入を実現できオゾンの発生防止の面
から望ましいが、上記以外の有機感光体等でも、帯電器
の抵抗アップの防止については充分な効果が得られる。

【０１５０】４）帯電時の接触帯電手段に対する印加バ
イアスについても、実施例においては交番電圧を重畳し
た場合（ＡＣバイアス印加方式）について述べたが、直
流成分のみの電圧を印加した場合（ＤＣバイアス印加方
式）においても、耐久性の向上といった面については、
充分な効果が得られる。

【０１５１】５）静電潜像の現像方法としては、実施例
１〜３においては、２成分現像法についてのみ述べた
が、他の現像方法でも効果がある。反転現像方式でも、
正規現像方式でもよい。好ましくは、現像剤が感光体に
対して接触状態で現像する、１成分接触現像や２成分接
触現像がより現像時の同時回収効果を高めるのに効果が
ある。

【０１５２】また、現像剤中のトナー粒子としては粉砕
トナー等においても可能であるし、更に好ましくは、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
触現像などの他の現像方法においても転写残りトナーの
充分な回収効果が得られる。

【０１５３】６）磁気ブラシ帯電器３はマグネットロー
ラ３ａ−固定、非磁性スリーブ３ｂ−回転の所謂スリー
ブ回転タイプの帯電器を使用したが、この帯電器構成に
限られるものではなく、例えば、同構成でマグネットロ
ーラ３ａが回転する系やマグネットローラー３ａのみの
構成でマグネットローラ自体が回転する系であってもロ
ーラ表面を導電性処理をすること等により使用可能であ
る。

【０１５４】７）磁気ブラシ帯電器３に対する帯電バイ
アス印加をＡＣバイアス印加方式で行なう場合の交流バ
イアス成分の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等
適宜使用可能である。また、交流バイアスは、例えば直
流電源を周期的にＯＮ，ＯＦＦすることによって形成さ
れた矩形波の電圧を含む。この時交流バイアスを制御す
るとは、そのピーク間電圧を制御すればよい。このよう
に、交流バイアスは、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。

【０１５５】現像装置に印加する現像バイアスに交流バ
イアス成分を含ませる場合のその交流バイアスについて
も上記と同様である。

【０１５６】８）第１の像担持体は放電による帯電が支
配的なものであってもよい。放電による帯電が支配的な
接触帯電において、帯電部材は被帯電体に必ずしも接触
している必要はなく、帯電部材と被帯電体とがその間に
ギャップ間電圧と補正パッシェンカーブで決まる放電可
能条件を満たす微小間隙（ギャップ）を存して非接触に
対向していれば帯電がなされる（近接帯電）。本発明に
おいてはこのような近接帯電形態も接触帯電の範疇とす
る。

【０１５７】９）第１の像担持体は静電記録誘電体など
であってもよい。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画像情報に対応
した静電潜像を書き込み形成する。

【０１５８】１０）転写方法としてはローラ転写、ブレ
ード転写、コロナ放電転写などであってもよい。転写ド
ラムや転写ベルトなどの中間転写体を用いて、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適用可能である。

【０１５９】１１）第１の像担持体１、帯電手段３、現
像装置４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のプロセスカートリッジ着
脱式の装置構成のものにすることもできる。

【０１６０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、接
触帯電方式・クリーナーレスシステムの画像形成装置、
特に接触帯電部材として磁気ブラシ帯電器を用いた画像
形成装置について、磁気ブラシ帯電器に対して微粒子を
外添することにより、磁気ブラシ帯電器に混入したトナ
ーの吐き出しが充分に行なわれ、また磁気ブラシ帯電器
の耐久に伴う抵抗変動が防止でき、長期にわたり良好な
画像を得ることが可能となる。

【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】その要部の拡大模型図

【図３】感光体ドラムの層構成模型図

【図４】トナーの帯電量の測定要領説明図

【図５】実施例１における磁気ブラシ帯電器の耐久に伴
う帯電能変動グラフ

【図６】実施例２における、微粒子補給手段を具備させ
た磁気ブラシ帯電器の構成模型図

【図７】実施例２と実施例３における磁気ブラシ帯電器
の耐久に伴う帯電能変動グラフ

【図８】実施例３における微粒子補給量の推移グラフ

【図９】画像形成装置の従来例の概略構成図

【符号の説明】

Ａ プリンター Ｂ イメージリーダー １ 感光体ドラム（第１の像担持体） ２ レーザー露光手段 ３ 磁気ブラシ帯電器（接触帯電部材） ｋ 磁気ブラシ部に外添の微粒子 ５ 給紙カセット ６ 定着装置 ７ 転写装置 ８ 排紙トレイ Ｐ 転写材（第２の像担持体）

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の像担持体を帯電する帯電手段と、
   該第１の像担持体の帯電面に静電潜像を形成する潜像形
   成手段と、該静電潜像をトナー像として現像する現像手
   段と、該トナー像を第２の像担持体に転写する転写手段
   を備え、前記現像手段が第２の像担持体に対するトナー
   像転写後の第１の像担持体上の転写残りトナー粒子を回
   収するクリーニング手段も兼ね、第１の像担持体は繰り
   返して作像に供される画像形成装置において、前記帯電
   手段は、磁性粒子を用いた接触帯電手段であり、該接触
   帯電手段の磁性粒子には微粒子が外添されていることを
   特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記磁性粒子に外添される微粒子は平均
   粒径１０ｎｍ以上であり、且つトナー粒子の平均粒径以
   下であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
   置。
3. 【請求項３】 前記磁性粒子に外添される微粒子の体積
   抵抗は、該磁性粒子の体積抵抗以上であることを特徴と
   する請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記接触帯電手段の磁性粒子は微粒子が
   外添された状態で、体積抵抗が１０² 〜１０¹⁰Ω・ｃｍ
   を満たすことを特徴とする請求項１ないし３の何れか１
   つに記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記第１の像担持体が表面に抵抗１０⁹
   〜１０¹⁴Ω・ｃｍの材質からなる層を有することを特徴
   とする請求項１ないし４の何れか１つに記載の画像形成
   装置。
6. 【請求項６】 前記第１の像担持体が感光層、及び表面
   層を有し、該表面層が樹脂及び導電性微粒子を有するこ
   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
   画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記導電性微粒子がＳｎＯ₂ であること
   を特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記第１の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ない
   し５の何れか１つに記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記接触帯電手段に対して印加されるバ
   イアスは、直流電圧に対して交番電圧が重畳されたバイ
   アスであることを特徴とする請求項１ないし８の何れか
   １つに記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記現像手段は、現像剤が第１の像担
    持体に対して接触した状態で静電潜像のトナー現像が行
    なわれる接触現像方式であることを特徴とする請求項１
    ないし９の何れか１つに記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 前記潜像形成手段は第１の像担持体の
    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ないし１０の何れか１つに記載の画像形成装置。