JP3466956B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ブラシ接触帯
電方式の複写機・プリンタ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ａ）接触帯電 電子写真方式や静電記録方式等の画像形成装置におい
て、電子写真感光体や静電記録誘電体等の像担持体、そ
の他の被帯電体を所定の極性・電位に帯電処理する帯電
手段としては、従来より一般にコロナ帯電器が使用され
てきた。

【０００３】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設して、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。

【０００４】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、接触帯電器）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。

【０００５】特に、接触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接触帯電方式の装置も
帯電接触の安定性という点から好ましく用いられてい
る。

【０００７】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。

【０００８】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。

【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電荷注入帯電（直接帯
電）系の２種類の帯電機構が混在しており、どちらが支
配的であるかにより各々の特性が現れる。

【００１０】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。

【００１１】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
閾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。

【００１２】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うこと
ができる。

【００１３】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。

【００１４】導電性の接触帯電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被帯電体表面に得るこ
とが可能である（特開平６−３９２１号公報）。

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

【００１６】ｂ）クリーナーレスプロセス（トナーリサ
イクルプロセス） また近年、画像形成装置は小型化が進んできたが、帯電
・露光・現像・転写・定着・クリーニング等の作像プロ
セスの各手段・機器が夫々小型になるだけでは画像形成
装置の全体的な小型化には限界があった。

【００１７】また転写後の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。

【００１８】そこで、クリーナーを取りはずし、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。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。この方法によ
れば、転写残トナーは現像手段に回収されて次工程以後
用いられているため、廃トナーをなくし、メンテンナン
スに手を煩わせることも少なくすることができる。また
クリーナーレスであることでスペース面での利点も大き
く、画像形成装置を大幅に小型化できるようになる。

【００１９】また感光体の帯電装置が接触帯電装置の場
合には感光体に接触している接触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。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、接触帯電部
材として、磁性粒子を磁性粒子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器を用い、該
磁気ブラシ帯電器の磁気ブラシ部を像担持体としての感
光体に接触させ、帯電バイアスを印加して感光体の帯電
を行う磁気ブラシ接触帯電方式の画像形成装置において
は、磁気ブラシ帯電器の磁気ブラシ部を構成している磁
性粒子（以下、帯電キャリアと記す）の感光体面への付
着（キャリア付着）の問題がある。

【００２１】これを図５の（ａ）の模型図により具体的
に説明する。この図において、１は像担持体としての感
光体ドラム、２Ａは磁気ブラシ帯電器、２ｂは磁気ブラ
シ帯電器における磁性粒子担持体としての導電性の帯電
スリーブ、２ｃはこの帯電スリーブにコートされた帯電
キャリア２ｄの磁気ブラシ部である。

【００２２】帯電スリーブ２ｂ内には磁場発生部材とし
てのマグネットロール（不図示）が挿入配設されてい
て、このマグネットロールの磁気力で帯電スリーブ２ｂ
の外周面に磁性粒子である帯電キャリアが磁気拘束され
て帯電キャリアの磁気ブラシ部２ｃが形成保持される。

【００２３】そして上記の磁気ブラシ帯電器２Ａを磁気
ブラシ部２ｃを感光体ドラム１面に接触させて帯電ニッ
プ部Ｎを形成させて配設してある。

【００２４】磁気ブラシ帯電器２Ａにおいて、帯電スリ
ーブ２ｂ内のマグネットロールは非回転の固定部材とし
てあり、このマグネットロールに外嵌の帯電スリーブ２
ｂは所定の方向に所定の周速度で回転駆動される。また
感光体ドラム１も所定の方向に所定の周速度で回転駆動
される。上記の帯電スリーブ２ｂと感光体ドラム１の回
転により感光体ドラム１の外周面は帯電ニップ部Ｎにお
いて磁気ブラシ帯電器２Ａの磁気ブラシ部２ｃで万遍な
く摺擦される。帯電スリーブ２ｂには不図示の帯電バイ
アス印加電源から所定の帯電バイアスが印加される。こ
れにより回転する感光体ドラム１の外周面が所定の極性
・電位に均一に接触帯電処理される。

【００２５】Ｘは磁気ブラシ帯電器２Ａにおいて帯電ス
リーブ２ｂが帯電キャリアでコートされた領域部分（磁
気ブラシ部２ｃが存在している帯電スリーブ領域部
分）、Ｙはこの領域部分Ｘよりも帯電スリーブ端部側
の、帯電キャリアでコートされていない領域部分（磁気
ブラシ部２ｃが存在していない帯電スリーブ領域部分）
である。

【００２６】上記２つの領域部分ＸとＹの境界部におい
て感光体電位が急激に変化するため、その電位差により
領域部分ＸとＹの境界部において磁気ブラシ帯電器２Ａ
から感光体ドラム１面への帯電キャリア付着が生じる
（帯電キャリアの端部付着）。

【００２７】その防止策が特開平８−１０６２０１号公
報に開示されている。すなわち、図５の（ｂ）の模型図
の如く、帯電キャリアのコート領域の端部近辺の帯電ス
リーブ表面に絶縁処理２ｆ（現像スリーブ２ｂと帯電キ
ャリア２ｄとを電気的に絶縁する部材）を施すことで領
域部分ＸとＹの境界部での感光体電位の変化をなだらか
にしてキャリア付着を防ぐことができる。

【００２８】しかし、この端部絶縁処理２ｆが破れた場
合や、帯電キャリアの電気抵抗増加による横方向への電
流が減少すると、再び帯電キャリア付着が発生する可能
性が出てくる。

【００２９】そして感光体ドラム１に付着した帯電キャ
リア２ｄが現像装置に混入した場合は、現像剤の特性を
変化させ、画像の安定性を崩すことになる。現像剤が２
成分の場合でも、現像で注入帯電しないために、現像キ
ャリアは帯電キャリアより電気抵抗の高いものを用いる
ため、それぞれ異なる特性のキャリアを用いる必要があ
る。また転写装置へと落下した場合、帯電キャリアは現
像剤よりも電気抵抗が低いために、転写バイアスのリー
クを引き起こし、転写不良を生じさせる。

【００３０】そこで本発明は磁気ブラシ接触帯電方式の
画像形成装置について、仮に上記のような像担持体に対
する帯電キャリアの端部付着が発生したとしても、その
帯電キャリアで現像装置や転写装置がダメージを受ける
ことを防止して、長期にわたり安定した高品位の画像形
成を維持させて、装置の信頼性を向上させることを目的
とする。

【００３１】

【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。

【００３２】（１）像担持体と、導電性磁性粒子担持体
および導電性磁性粒子担持体長手方向端部にて導電性磁
性粒子と前記導電性磁性粒子担持体とを電気的に絶縁す
る部材を有し、帯電バイアスの印加により前記像担持体
を帯電する帯電手段と、 画像情報に基づき前記像担持体
に静電潜像を形成する露光手段と、 トナー粒子と磁性の
キャリアを混合した現像剤及び、磁場発生部材を内包す
る現像剤担持体及び、画像形成領域の中心を基準に前記
磁場発生部材端部よりも現像剤コート領域端部は内側に
位置し、静電潜像を顕在化する二成分接触現像手段と、
を有する画像形成装置において、画像形成領域の中心を
基準に、前記磁場発生部材の長手方向の端部よりも、前
記電気的に絶縁する部材が外側にあることを特徴とする
画像形成装置。

【００３３】（２）像担持体と、導電性磁性粒子担持体
を有し、前記像担持体を帯電する帯電部材と、 前記像担
持体の下方に位置する転写帯電器と、被転写材担持体も
しくは中間転写体と、を有する画像形成装置において、
前記被転写材担持体長手方向端部もしくは前記中間転写
体長手方向端部は、前記帯電部材の導電性磁性粒子担持
体上の導電性磁性粒子担持領域長手方向の端部よりも外
側であることを特徴とする画像形成装置。

【００３４】（３）請求項１または２に記載の画像形成
装置において、 前記電気的に絶縁する部材と、前記被転
写材担持体もしくは前記中間転写体に接触して表面の付
着物を除去するブレード状清掃部材とを有し、画像形成
領域の中心から、前記ブレード状清掃部材の長手方向の
端部、前記電気的に絶縁する部材の長手方向内側の端
部、導電性磁性粒子の長手方向の担持領域端部、の順に
並んでいることを特徴とする画像形成装置。（４）請求項３に記載の画像形成装置において、 画像形
成領域の中心から、前記被転写材担持体もしくは前記中
間転写体の長手方向の端部、前記ブレード状清掃部材の
長手方向の端部、の順に並んでいることを特徴とする画
像形成装置。

【００３５】（５）前記（１）または（２）に記載の画
像形成装置において、 前記電気的に絶縁する部材と、前
記被転写材担持体もしくは前記中間転写体に接触して表
面の付着物を除去するブラシ状清掃部材とを有し、画像
形成領域の中心から、前記電気的に絶縁する部材の長手
方向の内側の端部、磁性粒子の長手方向の担持領域端
部、前記転写帯電器の長手方向の端部、前記ブラシ状清
掃部材の長手方向の端部、の順に並んでいることを特徴
とする画像形成装置。

【００３６】（６）前記（５）に記載の画像形成装置に
おいて、 画像形成領域の中心から、前記被転写材担持体
もしくは前記中間転写体の長手方向の端部、前記ブラシ
状清掃部材の長手方向の端部、の順に並んでいることを
特徴とする画像形成装置。

【００３７】

【００３８】

【００３９】

【００４０】

【００４１】

【００４２】

【００４３】

【００４４】

【００４５】〈作 用〉画像形成領域の中心を基準に、
現像装置の現像剤担持体に内包の磁場発生部材の長手方
向の端部よりも、帯電装置の磁気ブラシ帯電部材におけ
る磁性粒子担持体と磁性粒子とを電気的に絶縁する部材
を外側とした構成により、仮に像担持体に対する磁気ブ
ラシ帯電部材の磁性粒子の端部付着が発生したとして
も、その端部付着磁性粒子は現像装置で回収されない。
したがって現像装置が像担持体に対する端部付着磁性粒
子でダメージを受けることが防止される。

【００４６】また、帯電装置の磁気ブラシ帯電部材にお
ける磁性粒子担持体上の磁性粒子担持領域長手方向の端
部よりも、転写装置の被転写材担持体もしくは中間転写
体の端部を外側とした構成により、像担持体表面から落
下する像担持体に対する端部付着磁性粒子を転写バイア
ス印加部に落とさないようにして、転写バイアスのリー
クを防止する。

【００４７】さらに、帯電装置の磁気ブラシ帯電部材に
おける磁性粒子担持体の端部よりも、転写装置の被転写
材担持体もしくは中間転写体の端部を外側とした構成に
より、磁性粒子担持体の端部から漏れる磁性粒子も転写
装置の被転写材担持体もしくは中間転写体上に落として
転写帯電器まで達しないようにする。

【００４８】転写装置の被転写材担持体もしくは中間転
写体の清掃部材はブレード状清掃部材（クリーニングブ
レード）のみの場合、このブレード状清掃部材の端は、
帯電装置の磁気ブラシ帯電部材における磁性粒子担持体
上の磁性粒子担持領域長手方向の端部よりも内側にする
ことで、ブレード状清掃部材、被転写材担持体もしくは
中間転写体の破損を防止できる。またブラシ状清掃部材
（ファーブラシ）を用いた場合は被転写材担持体もしく
は中間転写体の全域を清掃することが可能となる。

【００４９】

【発明の実施の形態】〈第１の実施例〉 （１）画像形成装置例（図１） 図１は画像形成装置例の概略構成図である。本実施例の
画像形成装置は、転写式電子写真プロセス、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
ンタである。

【００５０】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、感光体ドラムと記す）である。本実
施例の感光体ドラム１は負帯電性・電荷注入帯電性のＯ
ＰＣ感光体（有機光導電性感光体）であり、矢示の時計
方向Ａに１５０ｍｍ／ｓｅｃ．のプロセススピード（周
速度）で回転駆動される。

【００５１】２は感光体ドラム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、回転する感光体ドラム
１の面はこの磁気ブラシ帯電装置２によりほぼ−７００
ｖに電荷注入帯電方式で一様に帯電処理される。

【００５２】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、電子計算
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素信号に
対応して変調されたレーザー光Ｌを射出して、回転感光
体ドラム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体ドラム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。

【００５３】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非磁
性トナーと、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
光体ドラム１面の静電潜像をトナー像として反転現像さ
せている。

【００５４】５は感光体ドラム１の下側に配設した転写
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は被転写材担持体としての無端状の転写ベ
ルト（例えば、膜厚７５μｍ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、感光体ドラム１の回転方向に順方向に感光体
ドラム１の回転周速度とほぼ同じ周速度で回動される。
５ｄは転写ベルト５ａの内側に配設した転写帯電器（転
写バイアス印加部）としての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体ドラム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の外面に当接させ
た清掃部材であり、本例ではブレード状清掃部材（クリ
ーニングブレード）である。

【００５５】６は給紙カセットであり、紙などの被転写
材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
紙され、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体ドラム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。

【００５６】転写ニップ部Ｔに給送された被転写材Ｐは
回転感光体ドラム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
感光体ドラム１面側のトナー像が順次に静電転写されて
いく。

【００５７】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は回転感光体ドラム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。

【００５８】転写ベルト５ａの表面に付着したトナーは
クリーニングブレード５ｅで除去される。

【００５９】本実施例のプリンタ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
に回転感光体ドラム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設していないが、転写残トナー
は、後述するように、引き続く感光体ドラム１の回転で
磁気ブラシ帯電装置２の位置に至り、感光体ドラム１に
接触している磁気ブラシ帯電器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体ドラム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
体ドラム１は繰り返して作像に供される。

【００６０】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体ドラム１面に当接させた補助の接
触帯電部材としての導電性ブラシである。この導電性ブ
ラシ１２は、電源Ｅ６よりＡＣバイアス、または帯電と
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バイアスが印加され、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、もしくは感光体ドラム
１の帯電と逆極性に帯電して、磁気ブラシ帯電器２Ａの
磁気ブラシ部でのトナー回収を容易にする役目をしてい
る。

【００６１】（２）プリンタの動作シーケンス（図２） 図２は上記プリンタの動作シーケンス図である。

【００６２】．前多回転工程 プリンタの始動動作期間（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
のメインモータを駆動させて感光体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。

【００６３】．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
タの駆動が一旦停止されて感光体ドラムの回転駆動が停
止され、プリンタ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。

【００６４】．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体
ドラムに対する作像プロセスが実行され、回転感光体ド
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。

【００６５】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ｎ分繰り返し
て実行される。

【００６６】．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。

【００６７】．後回転工程 最後であるｎ枚目の印字工程が終了した後もしばらくの
間メインモータの駆動を継続させて感光体ドラムを回転
駆動させ、所定の後動作を実行させる期間である。

【００６８】．スタンバイ 所定の後回転工程が終了すると、メインモータの駆動が
停止され感光体ドラムの回転駆動が停止され、プリンタ
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。

【００６９】１枚だけのプリントの場合は、そのプリン
ト終了後、プリンタは後回転工程を経てスタンバイ状態
になる。

【００７０】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、プリンタは前回転工程に移行する。

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

【００７２】（３）感光体ドラム１（図３） 本実施例の感光体ドラム１は前述したように負帯電性・
電荷注入帯電性のＯＰＣ感光体であり、図３に層構成模
型図を示したように、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１ｂ〜１ｆ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１０⁶ Ω・ｃｍ程度に抵抗調整された厚さ約１μ
ｍ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
の厚さ約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の感
光体ドラムを用いた。

【００７８】（４）磁気ブラシ帯電装置２（図４〜図
７） 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、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。

【００７９】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導電性・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帯電キャリア２
ｄの磁気ブラシ部２ｃからなる。

【００８０】マグネットロール２ａは非回転の固定部材
であり、帯電スリーブ２ｂはこのマグネットロール２ａ
の外回りを矢示Ｂの時計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。また帯電スリーブ２ｂは感光体ドラ
ム１に対してスペーサコロ等の手段で５００μｍ程度の
隙間を保たせて対向させて配設してある。

【００８１】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、帯電ス
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。

【００８２】容器２Ｂ内の帯電キャリア２ｄはその一部
が帯電スリーブ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２
ｃとして保持される。磁気ブラシ部２ｃは帯電スリーブ
２ｂの回転駆動に伴い、帯電スリーブ２ｂと一緒に帯電
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れ
る。そしてその磁気ブラシ部２ｃの規制層厚は帯電スリ
ーブ２ｂと感光体ドラム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は帯電スリーブ２ｂと感光
体ドラム１との対向部において感光体ドラム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。従って、回転感光体ドラム
１は帯電ニップ部Ｎにおいて磁気ブラシ帯電器２Ａの帯
電スリーブ２ｂの回転に伴ない回転する磁気ブラシ部２
ｃで摺擦される。この場合、帯電ニップ部Ｎにおいて感
光体ドラム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。

【００８３】帯電スリーブ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。

【００８４】而して、感光体ドラム１が回転駆動され、
磁気ブラシ帯電器２Ａの帯電スリーブ２ｂが回転駆動さ
れ、電源Ｅ２から所定の帯電バイアスが印加されること
で、回転感光体ドラム１の周面が本実施例の場合は電荷
注入帯電方式で所定の極性・電位に一様に接触帯電処理
される。

【００８５】また本実施例の磁気ブラシ帯電装置２は、
感光体ドラム１に対する帯電キャリアの端部付着を防止
するために前述した図５の（ｂ）の模型図と同様に、帯
電キャリアのコート領域の端部近辺の帯電スリーブ２ｂ
表面に絶縁処理２ｆ（帯電スリーブ２ｂと帯電キャリア
２ｄとを電気的に絶縁する部材）を施すことで、帯電ス
リーブ２ｂが帯電キャリアでコートされた領域部分（磁
気ブラシ部２ｃが存在している帯電スリーブ領域部分）
Ｘと、この領域部分Ｘよりも帯電スリーブ端部側の、帯
電キャリアでコートされていない領域部分（磁気ブラシ
部２ｃが存在していない帯電スリーブ領域部分）Ｙの境
界部での感光体電位の変化をなだらかにしてキャリア付
着を防ぐようにしている。

【００８６】帯電スリーブ２ｂ内に固定配置されている
マグネットロール２ａは、帯電スリーブ２ｂと感光体ド
ラム１の最近接位置Ｃから感光体ドラム回転方向上流側
１０°の位置に約９００Ｇの磁極（主極）Ｎ１を配置し
てある。

【００８７】この主極Ｎ１は、帯電スリーブ２ｂと感光
体ドラム１の最近接位置Ｃとの角度θを感光体ドラム回
転方向上流側２０°から下流側１０°の範囲に入るよう
にすることが望ましく、上流側１５°〜０°であればさ
らに良い。それより下流だと主極位置に帯電キャリアが
引きつけられ、帯電ニップ部Ｎの感光体ドラム回転方向
下流側に帯電キャリアの滞留が発生しやすくなり、また
上流すぎると、帯電ニップ部Ｎを通過した帯電キャリア
の搬送性が悪くなり、滞留が発生しやすくなる。

【００８８】また、帯電ニップ部Ｎに磁極がない場合に
は、帯電キャリアに働く帯電スリーブ２ｂへの拘束力が
弱くなり、帯電キャリアが感光体ドラム１に付着しやす
くなるのは明らかである。

【００８９】ここで述べている帯電ニップ部Ｎは、帯電
時に磁気ブラシ部２ｃの帯電キャリアが感光体ドラム１
と接触している領域を示す。

【００９０】帯電バイアスは電源Ｅ２によって帯電スリ
ーブ２ｂと規制ブレード２ｅに印加される。本実施例で
はＤＣ成分にＡＣ成分が重畳しているバイアスを用いて
いる。

【００９１】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による感光体ドラム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帯電キャ
リア２ｄから電荷が感光体ドラム１上に与えられ、感光
体ドラム１面が所定の極性・電位に一様に接触帯電され
る。本例の場合は前述したように感光体ドラム１はその
表面に電荷注入層１ｆを具備させたものであるから、電
荷注入帯電により感光体ドラム１の帯電処理がなされ
る。即ち、感光体ドラム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。帯電スリーブ
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。

【００９２】磁気ブラシ帯電器２Ａによる感光体ドラム
１の電荷注入帯電は図６の等価回路に示すような、抵抗
ＲとコンデンサーＣの回路とみなすことが出来る。この
ような回路の場合、抵抗値をｒ、感光体の静電容量をＣ
ｐ、印加電圧をＶ₀ 、帯電時間（感光体ドラムのある点
が帯電ニップ部Ｎを通過する時間）をｔ₀ とすると、感
光体ドラムの表面電位Ｖｄは式（１）で表される。

【００９３】 Ｖｄ＝Ｖ₀ （１−exp （ｔ₀ ／（Ｃｐ・ｒ）））・・・・式（１） 帯電バイアスＤＣ＋ＡＣにおいて、ＤＣ成分は必要とさ
れる感光体ドラム１の表面電位と同値、本実施例では−
７００ｖとした。

【００９４】画像形成時（作像時）におけるＡＣ成分
は、そのピーク間電圧Ｖｐｐは、１００ｖ以上２０００
ｖ以下、特に３００ｖ以上１２００ｖ以下が好ましい。
ピーク間電圧Ｖｐｐがそれ以下では、帯電均一性、電位
の立ち上がり性向上の効果が薄く、それ以上では、帯電
キャリアの滞留や感光体ドラムへの付着が悪化する。

【００９５】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、帯電キャリアの感光体ドラムへの付着悪
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。

【００９６】ＡＣ成分の波形は矩形波、三角波、ｓｉｎ
波などがよい。

【００９７】磁気ブラシ部２ｃを構成させる帯電キャリ
ア２ｄは、本実施例では、燒結した強磁性体（フェライ
ト）を還元処理したものを用いたが、他に樹脂と強磁性
体粉を混練して粒子状に整形したもの、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。

【００９８】磁気ブラシ部２ｃの帯電キャリア２ｄは感
光体ドラム表面のトラップ順位に電荷を良好に注入する
役割と、感光体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
部材及び感光体ドラム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。

【００９９】従って、磁気ブラシ帯電器２Ａの抵抗値は
１×１０⁴ Ω〜１×１０⁹ Ωであることが好ましく、特
には１×１０⁴ Ω〜１×１０⁷ Ωであることが好まし
い。磁気ブラシ帯電器２Ａの抵抗値が１×１０⁴ Ω未満
ではピンホールリークが生じやすくなる傾向があり、１
×１０⁹ Ωを越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、抵抗値を上記範囲内に制御するため
には、帯電キャリア２ｄの体積抵抗値は１×１０⁴ Ω・
ｃｍ〜１×１０⁹ Ω・ｃｍであることが好ましく、特に
は１×１０⁴ Ω・ｃｍ〜１×１０⁷ ・ｃｍであることが
好ましい。

【０１００】本実施例で用いた磁気ブラシ帯電器２Ａの
抵抗値は、１×１０⁶ Ω・ｃｍであり、帯電バイアスの
ＤＣ成分として−７００ｖを印加することで、感光体ド
ラム１の表面電位も−７００ｖとなった。

【０１０１】帯電キャリア２ｄの体積抵抗値は図７に示
す要領で測定した。すなわち、セルＡに帯電キャリア２
ｄを充填し、該充填帯電キャリア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。

【０１０２】その測定条件は、２３℃、６５％の環境
で、充填帯電キャリア２ｄのセルとの接触面積Ｓ＝２ｃ
ｍ² 、厚みｄ＝１ｍｍ、上部電極１８の荷重１０ｋｇ、
印加電圧１００Ｖである。

【０１０３】帯電キャリア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の観点から好ま
しい。

【０１０４】帯電キャリア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帯電キャリア
３００個異常をランダムに選び、その径を実測して算術
平均をとる。

【０１０５】（５）現像装置４（図８） 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。

【０１０６】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）。

【０１０７】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）。

【０１０８】ｃ．トナー粒子に対して磁性のキャリアを
混合したものを現像剤として用いて磁気力によって搬送
し感光体に対して接触状態で現像する方法（２成分接触
現像）。

【０１０９】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）。

【０１１０】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。

【０１１１】図８は本実施例で用いた現像装置４の拡大
横断面模型図である。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（現像用帯電キャリア、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て
保持させて現像部に搬送し感光体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。

【０１１２】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。

【０１１３】現像スリーブ４ｂは少なくとも現像時にお
いては、感光体ドラム１に対し最近接距離（隙間）が約
５００μｍ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４ｆ′が感光
体ドラム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４ｆ′と感光体ドラム１の接触ニ
ップ部ｍが現像領域（現像部）である。

【０１１４】現像スリーブ４ｂは内部の固定磁石４ｃの
外回りを矢示の反時計方向に所定の回転速度で駆動さ
れ、現像容器４ａ内においてスリーブ外面に固定磁石４
ｃ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４ｆ′として現像容
器外に持ち出されて現像部ｍへ搬送されて感光体ドラム
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。

【０１１５】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
体ドラム１の帯電電位（−７００ｖ）と現像バイアスの
ＤＣ成分値の差が２００ｖ以下であるとカブリが生じ、
３５０ｖ以上であると現像キャリアｃの感光体ドラム１
への付着が生じたので、現像バイアスのＤＣ成分は−４
００ｖとした。

【０１１６】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減少していく。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。

【０１１７】（６）クリーナーレスプロセス 本実施例のプリンタ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体
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
ナーは配設していないが、転写残トナーは引き続く感光
体ドラム１の回転で磁気ブラシ帯電装置２の位置に至
り、感光体ドラム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体ドラム１面に吐き出
されて最終的に現像装置４に回収され、感光体ドラム１
は繰り返して作像に供される。

【０１１８】感光体ドラム１上の転写残トナーは転写時
の剥離放電等により、極性が正のものと負のものが混在
していることが多い。本実施例においては、この極性の
混在した転写残トナーが第２の帯電部材としての導電性
ローラ１２を通過する間に正規帯電極性（本例では負）
に帯電されて帯電極性がそろえられ、第１の帯電部材で
ある磁気ブラシ帯電器２Ａに至って磁気ブラシ部２ｃ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２ｃ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−感光体ドラム１間の振動電
界効果によってより効果的に行なわせることができる。

【０１１９】そして、磁気ブラシ部２ｃ内に取り込まれ
た転写残トナーは極性が全て負に帯電されて感光体ドラ
ム１上に吐き出される。極性が負に揃えられて感光体ド
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の現像器４ｂ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に回収される。

【０１２０】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、感光体ドラム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。

【０１２１】これにより転写残トナーは現像装置４内に
回収されて次工程以後も用いられるため、廃トナーをな
くすことができる。またスペースの面での利点も大き
く、画像形成装置の大幅に小型化が可能となる。

【０１２２】現像剤のトナーｔとして重合法で作成した
高離型性球形トナーを用いることで、転写残トナーの発
生量を少なくすることができるし、また磁気ブラシ帯電
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。

【０１２３】磁気ブラシ部２ｃから感光体ドラム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。

【０１２４】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２ｃ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２
ｃの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
ナーを吐き出させることで良好な帯電を維持することが
できる。

【０１２５】そこで本実施例においては、非作像時であ
る紙間工程の期間に転写ニップ部Ｔを通過する回転感光
体ドラム１の領域がその前に帯電ニップ部を通過する
間、また非作像時である後回転工程の期間は、磁気ブラ
シ帯電器２Ａに印加する帯電バイアスのＡＣ成分の印加
を停止させることで感光体表面と印加電圧との電位差Δ
Ｖを大きくして、磁気ブラシ帯電器２Ａの磁気ブラシ部
２ｃ中から大量のトナーを積極的に吐き出させて長期に
おいて磁気ブラシ部２ｃ中の混入トナー量を一定以下に
保たせ磁気ブラシの電気抵抗上昇を抑えるようにしてい
る。

【０１２６】（７）端部付着帯電キャリア対策（図９） 本実施例において磁気ブラシ帯電装置２は、感光体ドラ
ム１に対する帯電キャリアの端部付着を防止するために
前述のように帯電スリーブ２ｂの帯電キャリアコート領
域の端部近辺の表面に帯電スリーブ２ｂと帯電キャリア
２ｄとを電気的に絶縁する部材としての絶縁処理２ｆ
（図５の（ｂ））している。

【０１２７】しかし、この場合でも、上記の端部絶縁処
理２ｆが破れた場合や、帯電キャリア２ｄの電気抵抗増
加による横方向への電流が減少すると、再びキャリア付
着が発生する可能性が出てくる。

【０１２８】そこで本実施例では、仮に上記のようなこ
とで感光体ドラム１に対する帯電キャリアの端部付着が
発生したとしても、その帯電キャリアで現像装置４や転
写装置５がダメージを受けることを防止するために、帯
電装置２の磁気ブラシ帯電器２Ａ、現像装置４の現像ス
リーブ２ｂ、転写装置５の転写ベルト５ａ等の幅関係
（通紙方向に直交する方向の寸法関係）を図９のように
した。

【０１２９】図９は本実施例の画像形成装置における、
帯電、露光、現像、転写等の各機器の幅方向端部位置の
相互関係を示す。数字は画像の中心（画像形成領域の中
心）からの距離（単位ｍｍ）を表している。

【０１３０】画像を書き込む露光領域端部ａ（１５０ｍ
ｍ）より、現像剤を供給するための現像スリーブ４ｂの
現像剤コート領域端部ｂ（１５１ｍｍ）が外側にある。
その現像剤を担持するために現像スリーブ内磁石（マグ
ネットロール）端部ｃ（１５４ｍｍ）は現像スリーブ４
ｂの現像剤コート領域端部ｂよりも外側である必要があ
る。

【０１３１】磁気ブラシ帯電器２Ａの磁気ブラシ部２ｃ
の帯電キャリア２ｄが帯電スリーブ２ｂのコート領域端
部で感光体ドラム１へ付着する可能性があるのは、帯電
スリーブ２ｂの導電領域端部ｄ（１６０ｍｍ）から帯電
キャリアコート領域端部ｆ（１６５ｍｍ）までの領域な
ので、帯電スリーブ２ｂの導電領域端部ｄと帯電キャリ
アコート領域端部ｆは現像スリーブ４ｂの現像スリーブ
内磁石端部ｃよりも外側にすることで、感光体ドラム１
の端部付着帯電キャリアの現像スリーブ４ｂヘの付着を
防止できる。即ち、帯電キャリアの帯電スリーブへのコ
ート領域端部を現像スリーブの磁場発生領域よりも外側
にすることで感光体ドラム１に付着した端部付着帯電キ
ャリアを現像装置４で回収しないようにしている。

【０１３２】ここで、帯電スリーブ２ｂの導電領域端部
ｄよりも帯電キャリアコート領域端部ｆが外側でなけれ
ばならないことは自明である。

【０１３３】また、特開平１０−２０７１８６号公報に
開示されているように、転写装置５と帯電装置２の間で
感光体ドラム１に接触させている接触帯電部材としての
導電性ブラシ１２の端部ｅ（１５５ｍｍ）は、現像スリ
ーブ４ｂの現像剤コート領域端部ｂと帯電スリーブ２ｂ
の導電領域端部ｄの間にあることにより、転写残トナー
の回収と導電性ブラシ１２により正極に帯電した感光体
ドラム領域への帯電キャリア付着の防止を同時に行なう
ことができる。

【０１３４】転写ベルト端部ｇ（１７０ｍｍ）は、帯電
スリーブ２ｂ上の磁気ブラシ部２ｃの帯電キャリアがコ
ート領域端部で感光体ドラム１へ付着する可能性がある
帯電スリーブ導電領域端部ｄ（１６０ｍｍ）から帯電キ
ャリアコート領域端部ｆ（１６５ｍｍ）までの領域の外
側にすることで、感光体ドラム１に付着した帯電キャリ
アが転写ベルト５ａの下にある転写ブレード５ｄやその
給電部分に落下することはなくなり、転写バイアスのリ
ークによる転写不良を防ぐことができる。即ち、転写装
置５の転写ベルト５ａの端部を、帯電キャリアの帯電ス
リーブへのコート領域端部よりも外側にすることによ
り、感光体ドラム表面から落下する端部付着帯電キャリ
アを転写バイアス印加部に落とさないようにして、転写
バイアスのリークを防止する。

【０１３５】さらに、帯電スリーブ端部よりも、転写装
置の転写ベルトの端部を外側にすることにより、磁気ブ
ラシ帯電器の端部から漏れる帯電キャリアも転写ベルト
上に落として、転写帯電器まで達しないようにする。

【０１３６】転写ベルト５ａ上に落下した帯電キャリア
は、転写ベルトクリーナー容器（端部位置２００ｍｍ）
に落下する。転写ベルト端部ｇが帯電キャリアコート領
域端部ｆよりも内側の場合、転写帯電器の上方にカバー
を設けることも可能であるが、駆動する転写ベルトとカ
バーとの隙間をなくすことは非常に困難であり、転写帯
電器に磁性キャリアが落下することを完全に防止し難
い。

【０１３７】また、転写ベルトクリーニングブレード端
部ｈ（１５８ｍｍ）を帯電スリーブ２ｂの導電領域端部
ｄよりも内側にすることで、転写ベルトクリーナー容器
に落下せず転写ベルト表面に付着した帯電キャリアが転
写ベルトクリーニングブレード５ｅと転写ベルト５ａの
間に挟まり、ブレード欠けや転写ベルトを傷つけること
を防止することができる。即ち、転写ベルト５ａの清掃
部材はクリーニングブレード５ｅのみの場合、該ブレー
ドの端部は帯電キャリアの帯電スリーブへのコート領域
端部よりも内側にすることで、クリーニングブレードや
転写ベルトの破損を防止できる。

【０１３８】転写ベルトクリーニングブレード端部９ｈ
は、転写ベルト５ａにトナーが来る可能性が有る転写ブ
レード５ｄの端部ｉ（１５３ｍｍ）よりも外側にするこ
とで、転写ベルト５ａに付着したトナーを除去すること
ができる。

【０１３９】転写ブレード端部ｉが、露光領域端部より
も外側でなければならないことは自明である。

【０１４０】〈第２の実施例〉（図１０） 注入帯電クリーナーレスプロセスでは、磁気ブラシ帯電
器２Ａで一旦回収した転写残トナーを再び感光体ドラム
１上に吐き出す。そのため、磁気ブラシ帯電器２Ａ内で
帯電キャリアがスラスト方向に移動する場合、現像スリ
ーブ４ｂの現像剤コート領域端部ｂ（１５１ｍｍ）と帯
電スリーブ２ｂの帯電キャリアコート領域端部ｆ（１６
５ｍｍ）の間に対応する感光体ドラム表面には、磁気ブ
ラシ帯電器２Ａから吐き出されても現像装置で回収され
ないトナーが存在する。そのトナーは再び磁気ブラシ帯
電器２Ａで回収されるが、帯電キャリアコート領域端部
ｆの帯電キャリアのコートが不安定な領域では回収する
ことが難しく、感光体ドラム上に残ってしまう。

【０１４１】この回収されにくいトナーを感光体ドラム
上から除去するため、本実施例では図１０のように、転
写ブレード端部ｉ（１６８ｍｍ）を帯電スリーブ２ｂの
帯電キャリアコート領域端部ｆ（１６５ｍｍ）よりも外
側とした。

【０１４２】この場合、上述のように帯電スリーブ２ｂ
の帯電キャリアコート領域端部で感光体ドラムに付着し
た帯電キャリアが転写ベルトクリーニングブレード転写
ベルトの間に挟まる可能性がある。

【０１４３】これを防止するため、本実施例では転写ベ
ルト５ａの清掃部材をクリーニングファーブラシにし
た。クリーニングファーブラシは転写ベルト５ａの回転
方向に対してカウンター方向に回転し、転写ベルト５ａ
に付着した帯電キャリアとトナーを除去する。ファーブ
ラシ端部ｈ（１８０ｍｍ）は帯電スリーブ２ｂの帯電キ
ャリアコート領域端部ｆよりも外側が望ましく、転写ベ
ルト端部ｇ（１７８ｍｍ）より外側にすればさらに良
い。

【０１４４】〈第３の実施例〉（図１１） 磁気ブラシ帯電器２Ａでは、帯電キャリアコート領域よ
りも外側に帯電キャリアが漏れ出さないように、２成分
現像器で知られているように磁気シールドやフェルトや
発泡性ウレタンなどの弾性体を帯電スリーブ２ｂに接触
させる方法が取られている。

【０１４５】しかし、帯電キャリアの圧縮が強く、帯電
キャリアコート領域から外に向う力が働き続けると帯電
キャリアコート領域外にも帯電キャリアが滴れてしま
う。この時、帯電スリーブ２ｂ内にマグネットが無い場
合、磁気拘束力がなくなり帯電キャリアは帯電器容器端
部より落下してしまう。この帯電キャリアが転写帯電器
に落ちることによる転写不良を防止するため、本実施例
では図１１のように、転写ベルト端部ｇ（１８５ｍｍ）
を帯電スリーブ端部ｊ（１８０ｍｍ）よりも外側にし
た。

【０１４６】これにより、帯電スリーブ端部ｊから落下
した帯電キャリアを転写ベルト５ａで受けることがで
き、転写帯電器５ｄまで帯電キャリアが到達することを
防ぐことが可能となった。

【０１４７】転写ベルトクリーニングファーブラシ端部
ｉ（１９０ｍｍ）は帯電スリーブ端部ｊよりも外側であ
る事が望ましく、転写ベルト端部ｇよりも外側にすれば
転写ベルト表面の帯電キャリアやトナーをすべて除去す
ることが可能となり、さらに良好な作像を行なうことが
できる。

【０１４８】〈第４の実施例〉（図１２） 上述例の画像形成装置は単色画像を形成するが、感光
体、帯電器、現像器等の複数のセット（複数の作像ユニ
ット）を１つの転写ベルトに配設して、被転写材に色の
異なるトナー像を順次転写したり、または転写ベルトの
代わりに中間転写体を用いて同様の動作を行なうこと
で、フルカラー画像や多色画像を作像することが可能で
あり、本発明はこのような画像形成装置にも適用できる
ことはもちろんである。

【０１４９】図１２はその一例を示すものである。本例
の画像形成装置は、転写式電子写真プロセス、注入帯電
方式、反転現像方式、クリーナーレスシステム、タンデ
ム方式のフルカラー画像形成装置である。Ｄはプリンタ
部、Ｆはその上に搭載設置したカラー画像読取装置（カ
ラーイメージリーダ）である。

【０１５０】（１）カラー画像読取装置Ｆ カラー画像読取装置Ｆにおいて、１０１は固定の原稿台
（ガラス等の透明板）であり、この原稿台１０１の上に
原稿Ｇを複写すべき面を下向にして載置し、その上に不
図示の原稿圧着板を被せてセットする。

【０１５１】１０２は原稿照射用ランプ１０２ａ・短焦
点レンズアレイ１０２ｂ・ＣＣＤセンサー１０２ｃ等を
配設したカラー画像読取ユニットである。このユニット
１０２は、コピー開始信号が入力されると、原稿台１０
１の下側において該原稿台の右辺側のホームポジション
から左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。

【０１５２】該ユニット１０２の往動駆動過程におい
て、原稿台１０１上の載置セット原稿Ｇの下向き画像面
がユニット１０２の原稿照射用ランプ１０２ａにより右
辺側から左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１０２ｂに
よってＣＣＤセンサー１０２ｃに結像入射する。

【０１５３】ＣＣＤセンサー１０２ｃはカラー色分解受
光部、転送部、出力部より構成されている。カラー色分
解受光部において原稿画像の各色分解光信号が電荷信号
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部Ｄに送られ
る。

【０１５４】即ち、カラー画像読取装置Ｆによりカラー
原稿Ｇの色分解画像情報が時系列電気デジタル画素信号
として光電読取りされる。

【０１５５】原稿Ｇは白黒原稿であってもよく、この場
合も白黒画像情報が時系列電気デジタル画素信号として
光電読取りされる。

【０１５６】（２）プリンタ部Ｄ ＵＹ・ＵＭ・ＵＣ・ＵＢはプリンタ部Ｄ内に右側から左
側に順に配列した第１〜第４の４つの作像ユニット（作
像手段部、作像ステーション）である。

【０１５７】本例において、第１の作像ユニットＵＹは
イエロー画像作像ユニット、第２の作像ユニットＵＭは
マゼンタ画像作像ユニット、第３の作像ユニットＵＣは
シアン画像作像ユニット、第４の作像ユニットＵＢは黒
画像作像ユニットである。

【０１５８】第１〜第４の各作像ユニットＵＹ・ＵＭ・
ＵＣ・ＵＢは何れも、像担持体としての感光体ドラム１
と、磁気ブラシ帯電装置２と、像露光手段としてのＬＥ
Ｄアレイ３と、現像装置４と、補助の接触帯電部材とし
てのファーブラシ１２を備えている。

【０１５９】５は第１〜第４の各作像ユニットＵＹ・Ｕ
Ｍ・ＵＣ・ＵＢの下側に各作像ユニットに渡らせて左右
方向にほぼ水平に配設した転写ベルト装置であり、左右
側の駆動ローラ５ｂと従動ローラ５ｃ間に無端ベルト５
ａを懸架してあり、この無端ベルト５ａは矢印の時計方
向に回動される。無端ベルト５ａの内側には各作像ユニ
ットＵＹ・ＵＭ・ＵＣ・ＵＢの感光体ドラム１の下面部
に対して無端ベルト５ａの上行側ベルト部分を加圧当接
させて第１〜第４の転写ニップ部ＴＹ・ＴＭ・ＴＣ・Ｔ
Ｂを形成する４つの転写帯電ブレード５ｄを配設してあ
る。

【０１６０】給紙カセット６内に積載収納されている転
写材（被記録材）Ｐが給紙ローラ７により一枚宛繰り出
されて給送され、レジストローラ８により所定の制御タ
イミングにて転写ベルト装置５の無端ベルト５ａの上行
側ベルト上に給紙される。

【０１６１】ベルト５ａ上に給紙された転写材Ｐはベル
ト面に静電吸着保持されて或はチャック等で保持されて
ベルト５ａの回動に伴い第１〜第４の転写ニップ部ＴＹ
・ＴＭ・ＴＣ・ＴＢを順次に搬送され、第１の転写ニッ
プ部ＴＹにおいて第１の作像ユニットＵＹの感光体ドラ
ム１面のイエロートナー画像の転写、第２の転写ニップ
部ＴＭにおいて第２の作像ユニットＵＭの感光体ドラム
１面のマゼンタトナー画像の転写、第３の転写ニップ部
ＴＣにおいて第３の作像ユニットＵＣの感光体ドラム１
面のシアントナー画像の転写、第４の転写ニップ部ＴＢ
において第４の作像ユニットＵＢの感光体ドラム１面の
黒トナー画像の転写の都合４回のトナー画像の重畳転写
を受ける。これにより転写材面には目的のフルカラート
ナー画像が合成形成される。

【０１６２】各作像ユニットＵＹ・ＵＭ・ＵＣ・ＵＢに
おけるトナー画像の作像は所定に同期を取ってなされ、
各作像ユニットＵＹ・ＵＭ・ＵＣ・ＵＢのトナー画像が
転写ベルト装置５で搬送される同一の転写材Ｐ面に所定
に位置合わせされて順次に重なるように転写される。

【０１６３】各転写帯電ブレード５ｄは転写ベルト５ａ
の上行側ベルト部分を各作像ユニットＵＹ・ＵＭ・ＵＣ
・ＵＢにおける感光体ドラム１の下面に加圧して転写ニ
ップ部ＴＹ・ＴＭ・ＴＣ・ＴＢを形成するとともに、不
図示の転写バイアス印加電源から転写バイアスが印加さ
れることで、転写材Ｐの裏面からトナーと逆極性の帯電
を行なう。これにより転写ニップ部ＴＹ・ＴＭ・ＴＣ・
ＴＢを通る転写材Ｐの面に回転感光体ドラム１側のトナ
ー像が順次に静電転写されていく。

【０１６４】転写ベルト５ａで搬送され、最終の第４の
転写ニップ部ＴＢを通過した転写材は転写ベルト５ａ上
から分離されて熱定着装置１１へ導入される。本例にお
ける熱定着装置１１は熱ローラ定着装置であり、転写材
はこの熱ローラ定着装置１１の定着ニップ部を挟持搬送
されることで転写材面の未定着のフルカラートナー画像
が熱と圧力で永久固着画像として定着される。

【０１６５】熱定着装置１１で画像定着を受けた転写材
は排紙ローラ１３で機外の排紙トレイ１４上に排紙され
る。

【０１６６】白黒画像モードの場合は、上記の第１〜第
４の作像ユニットＵＹ・ＵＭ・ＵＣ・ＵＢの内の黒画像
形成手段部である第４の作像ユニットＵＢだけが作像動
作し、転写ベルト装置５で搬送される転写材Ｐに該作像
ユニットＵＢの感光体ドラム１に形成された黒トナー画
像が転写され、その転写材が熱定着装置１１・排紙ロー
ラ１３を通って排紙トレイ１４にプリントアウトされ
る。

【０１６７】転写ベルト５ａを中間転写体にして、これ
に各作像ユニットＵＹ・ＵＭ・ＵＣ・ＵＢのトナー像を
直接に動機を取って重畳転写した後、その重畳転写トナ
ー像を一括して転写材Ｐに再転写する方式にすることも
できる。

【０１６８】〈その他〉 １）磁気ブラシ帯電器２Ａは、スリーブ回転タイプに限
らず、マグネットロールが回転するものや、マグネット
ロールの表面を必要に応じて給電用電極として導電性処
理して、該マグネットロールの外周面に直接に導電性帯
電キャリアを磁気拘束させて磁気ブラシ部を形成させ、
マグネットロールを回転させる構成のもの等にすること
もできる。回転しないタイプの磁気ブラシ帯電部材とす
ることもできる。

【０１６９】２）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、実施例の電荷注入帯電方式に限らず、放電現象が支
配的な接触帯電系であっても良い。

【０１７０】３）現像装置は２成分現像法についてのみ
述べたが、他の現像方法でもよい。好ましくは、現像剤
を感光体に対して接触させて潜像を現像する１成分接触
現像や２成分接触現像がより現像剤の同時回収効果を高
めるのに効果がある。

【０１７１】また、現像剤中のトナー粒子として重合ト
ナーを用いた場合には、上記の１成分接触現像や２成分
接触現像はもちろん１成分非接触現像や２成分非接触現
像など他の現像方法においても充分な回収効果が得られ
る。

【０１７２】現像装置は反転現像方式でも、正規現像方
式でもよい。

【０１７３】４）クリーナーレスシステムの画像形成装
置でなく、転写後の転写残トナーを像担持体面から除去
する専用のクリーニング装置を具備させた画像形成装置
であってもよい。

【０１７４】５）ＡＣ（交番電圧、交流電圧）の波形と
しては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能であ
る。また、直流電源を周期的にオン／オフすることによ
って形成された矩形はあっても良い。このように交番電
圧の波形としては周期的にその電圧値が変化するような
バイアスが使用できる。

【０１７５】６）静電潜像形成のための画像露光手段と
しては、実施形態例の様にデジタル的な潜像を形成する
レーザー走査露光手段に限定されるものではなく、通常
のアナログ的な画像露光やＬＥＤなどの他の発光素子で
も構わないし、蛍光燈等の発光素子と液晶シャッター等
の組み合わせによるものなど、画像情報に対応した静電
潜像を形成できるものであるなら構わない。

【０１７６】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。

【０１７７】７）転写手段は、実施形態例の転写ベルト
装置に限らず、コロナ放電転写、ローラ転写、ブレード
転写など任意である。

【０１７８】８）像担持体１、帯電装置２、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。

【０１７９】９）像担持体としての電子写真感光体や静
電記録誘電体を回動ベルト型にし、これに帯電・静電潜
像形成・現像の工程手段により画像情報に対応したトナ
ー像を形成させ、そのトナー像形成部を閲読表示部に位
置させて画像表示させ、像担持体は繰り返して表示画像
の形成に使用する画像表示装置もある。本発明において
画像形成装置にはこのような画像表示装置も含む。

【０１８０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、磁
気ブラシ接触帯電方式の画像形成装置について、像担持
体に対する帯電キャリアの端部付着が発生したとして
も、その帯電キャリアで現像装置や転写装置がダメージ
を受けることを防止して、長期にわたり安定した高品位
の画像形成を維持させて、装置の信頼性を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施例の画像形成装置の概略構成図

【図２】 画像形成装置の動作シーケンス図

【図３】 感光体の層構成模型図

【図４】 磁気ブラシ帯電装置の拡大横断面模型図

【図５】 像担持体に対する帯電キャリアの端部付着と
その防止の説明図

【図６】 帯電回路の等価回路図

【図７】 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８】 現像装置の拡大横断面模型図

【図９】 各部品の端部位置を示す図

【図１０】 第２の実施例における各部品の端部位置を
示す図

【図１１】 第３の実施例における各部品の端部位置を
示す図

【図１２】 第４の実施例の画像形成装置の概略構成図

【符号の説明】

１ 像担持体（感光体ドラム） ２ 帯電装置 ２Ａ 磁気ブラシ帯電器（注入帯電器） ３ レーザービームスキャナー（露光装置） ４ 現像装置 ５ 転写装置 ６ 給紙カセット １１ 定着装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹田 篤志 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 (56)参考文献 特開 平10−207186（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−106201（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−24438（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−325566（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−274357（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−48909（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−307450（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−325668（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 G03G 15/09 G03G 15/16

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体と、導電性磁性粒子担持体および
   導電性磁性粒子担持体長手方向端部にて導電性磁性粒子
   と前記導電性磁性粒子担持体とを電気的に絶縁する部材
   を有し、帯電バイアスの印加により前記像担持体を帯電
   する帯電手段と、 画像情報に基づき前記像担持体に静電潜像を形成する露
   光手段と、 トナー粒子と磁性のキャリアを混合した現像剤及び、磁
   場発生部材を内包する現像剤担持体及び、画像形成領域
   の中心を基準に前記磁場発生部材端部よりも現像剤コー
   ト領域端部は内側に位置し、静電潜像を顕在化する二成
   分接触現像手段と、を有する 画像形成装置において、 画像形成領域の中心を基準に、前記磁場発生部材の長手
   方向の端部よりも、前記電気的に絶縁する部材が外側に
   あることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】像担持体と、導電性磁性粒子担持体を有し、前記像担持体を帯電する
   帯電部材と、 前記像担持体の下方に位置する転写帯電器と、被転写材
   担持体もしくは中間転写体と、を有する 画像形成装置に
   おいて、前記被転写材担持体長手方向端部もしくは前記中間転写
   体長手方向端部は、前記帯電部材の導電性磁性粒子担持
   体上の導電性磁性粒子担持領域長手方向の端部よりも外
   側である ことを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の画像形成装置に
   おいて、 前記 電気的に絶縁する部材と、前記被転写材担持体もし
   くは前記中間転写体に接触して表面の付着物を除去する
   ブレード状清掃部材とを有し、 画像形成領域の中心から、前記ブレード状清掃部材の長
   手方向の端部、前記電気的に絶縁する部材の長手方向内
   側の端部、導電性磁性粒子の長手方向の担持領域端部、
   の順に並んでいることを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の画像形成装置において、 画像形成領域の中心から、前記被転写材担持体もしくは
   前記中間転写体の長手方向の端部、前記ブレード状清掃
   部材の長手方向の端部、の順に並んでいることを特徴と
   する画像形成装置。
5. 【請求項５】 請求項１または２に記載の画像形成装置に
   おいて、 前記 電気的に絶縁する部材と、前記被転写材担持体もし
   くは前記中間転写体に接触して表面の付着物を除去する
   ブラシ状清掃部材とを有し、 画像形成領域の中心から、前記電気的に絶縁する部材の
   長手方向の内側の端部、磁性粒子の長手方向の担持領域
   端部、前記転写帯電器の長手方向の端部、前記ブラシ状
   清掃部材の長手方向の端部、の順に並んでいることを特
   徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の画像形成装置において、 画像形成領域の中心から、 前記被転写材担持体もしくは
   前記中間転写体の長手方向の端部、前記ブラシ状清掃部
   材の長手方向の端部、の順に並んでいることを特徴とす
   る画像形成装置。