JP3697023B2

JP3697023B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3697023B2
Application number: JP13939197A
Authority: JP
Inventors: 啓之鈴木
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Priority date: 1997-05-14
Filing date: 1997-05-14
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2017-05-14
Also published as: JPH10319680A

Description

【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）１０５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ＡＣ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】
▲１▼．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】
▲２▼．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】
▲３▼．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、転写効率の向上および接触帯電部材である磁気ブラシ帯電器の汚染に伴う抵抗アップを防止することで、ポジゴースト等の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、前記現像手段は第２の像担持体に対してトナー像が転写された後の第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、磁性粒子を磁界発生手段の磁気力により磁気ブラシとして前記像担持体に接触させて帯電をする接触帯電手段であり、
前記磁性粒子の平均粒径よりも平均粒径が小さい非磁性導電粒子を、前記磁気ブラシに対して供給する供給手段を具備することを特徴とする画像形成装置。
【００３２】
（２）前記磁気ブラシに供給される導電粒子は平均粒径１０ｎｍ以上であることを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
【００３３】
（３）前記磁気ブラシに供給される導電粒子の体積抵抗は、接触帯電手段の磁性粒子の体積抵抗以下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。
【００３５】
（４）前記磁気ブラシに供給される導電粒子は白色系であることを特徴とする（１）ないし（３）の何れか１つに記載の画像形成装置。
【００３６】
（５）前記第１の像担持体が表面に抵抗１０^９〜１０^１４Ω・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。
【００３７】
（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。
【００３８】
（７）前記導電性微粒子がＳｎＯ_２であることを特徴とする（６）に記載の画像形成装置。
【００３９】
（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（７）の何れか１つに記載の画像形成装置。
【００４０】
（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。
【００４１】
（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。
【００４２】
（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。
【００４３】
〈作用〉
磁性粒子を用いた接触帯電部材（磁気ブラシ帯電器）に対して導電粒子を供給することにより、磁気ブラシ帯電器中の磁性粒子よりも該帯電器内のマグネットによる磁気拘束力の弱い（非磁性の場合は磁気拘束力は無い）導電粒子は、該帯電器側から少量ずつ離脱して第１の像担持体上に供給される。このため、画像形成が繰り返されると第１の像担持体上は導電粒子により薄く覆われるようになる。
【００４４】
このようにして、第１の像担持体上を導電粒子が覆うことにより、該第１の像担持体面と該像担持体面に形成されたトナー像との間の接触状態力が弱められ、転写部での第２の像担持体側へのトナー像の転写効率が高まることで、転写後に磁気ブラシ帯電器側へ運ばれる転写残りトナーの量を少なくすることができる。
【００４５】
また、第１の像担持体面と該像担持体面の転写残りトナーとの間の接触状態力も弱められて、磁気ブラシ帯電器と第１の像担持体との接触部である帯電部における転写残りトナーの磁気ブラシ部の摺擦による攪乱・移動、及び第１の像担持体面側から磁気ブラシ帯電器の磁気ブラシ部側への剥ぎ取り（転写残りトナーの磁気ブラシ帯電器側への一時的な回収）が容易になされる。
【００４６】
かくして、導電粒子が磁気ブラシ帯電器の磁気ブラシ部及び第１の像担持体上に存在することで、転写残りトナーの量が少ないことと、導電粒子に対する電荷注入が行なわれるため、転写残りトナーの下の像担持体面部分に対する帯電も充分に行なわれることで、ポジゴーストの発生が防止できる。
【００４７】
また、磁気ブラシ帯電器の磁気ブラシ部に導電粒子を供給することにより、磁気ブラシ部を構成している帯電用磁性粒子等に対してトナーや第１の像担持体等の樹脂成分や外添剤等が融着してしまったり、磁気ブラシ部内に転写残りトナーが多量に混入し第１の像担持体上への吐き出しが充分に行なえない場合等における、磁気ブラシ帯電器の全体的あるいは部分的な抵抗アップによる帯電能ダウンも防止することができる効果が得られ、耐久性についても大きく向上する。
【００４８】
更に望ましくは、上記接触帯電部材としての磁気ブラシ帯電器に対して印加する帯電バイアスを振動電圧（交番電圧）にすることにより、帯電時のトナー引きはがし力を高め、帯電性をさらに長期にわたって維持できるようになる。
【００４９】
このように、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導電粒子を供給することにより、転写効率の向上および磁気ブラシ帯電手段の抵抗アップが防止でき、長期にわたり良好な画像を得ることが可能となる。
【００５０】
【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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
（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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
（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１００ｍｍ／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。
【００５９】
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。
【００６０】
３１は磁気ブラシ帯電器３に対する導電粒子供給手段である。この磁気ブラシ帯電器３と導電粒子供給手段３１の構成については後記（４）項で詳述する。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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２ａ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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
（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 〜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。
【００７０】
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。
【００７１】
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２０μｍの導電層である。
【００７２】
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１×１０⁶ Ω・ｃｍ程度に抵抗調整された厚さ１μｍの中抵抗層である。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
（４）磁気ブラシ帯電器３と、導電粒子供給手段３１
ａ）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。
【００７７】
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。
【００７８】
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６ｍｍになるように調整した。
【００７９】
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。
【００８０】
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−６５０Ｖの直流バイアスを印加して回転感光体ドラム１面を略−６５０Ｖに電荷注入接触帯電させるようにした。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。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。
【００８１】
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 〜１×１０¹⁰Ω・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。
【００８２】
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ので、本例においては、
平均粒径２５μｍ、
飽和磁化２００emu/cm³ 、
抵抗５×１０⁶ Ω・ｃｍ
の磁性粒子を用いた。また本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。
【００８３】
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。
【００８４】
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３００個以上をランダムに選び、その径を実測して算術平均をとることによって平均粒径とした。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
ｂ）導電粒子供給手段３１
磁気ブラシ帯電器３に対する導電粒子供給手段３１は本例の場合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。
【００８８】
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導電粒子ホッパー部３２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、１０ｍｍ／ｓｅｃの低速度で回転駆動させるようにしてある。ｍは導電粒子ホッパー部３２内に収容させた導電粒子（導電性粒子）である。
【００８９】
スポンジローラ３１は導電粒子ホッパー部３２の下側開口部においてホッパー部３２内の導電粒子ｍの溜り部に接しており、回転駆動に伴いその周面に導電粒子ｍ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の導電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に導電粒子ｍが供給される。本例においては、出力枚数１００枚当たり０．０５ｇの導電粒子ｍが磁気ブラシ帯電器３の磁気ブラシ部３ｃに供給されるように設定した。
【００９０】
本例においては、導電粒子ｍとして、比抵抗が１０⁶ Ω・ｃｍ、平均粒径３μｍの導電性酸化亜鉛粒子を用いた。
【００９１】
導電粒子ｍの材料としては、他の金属酸化物などの導電性無機粒子や有機物との混合物など各種導電粒子が使用可能である。
【００９２】
磁気ブラシ帯電器３の磁気ブラシ部３ｃに導電粒子ｍを供給することの作用効果は後記（７）項で詳述する。
【００９３】
導電粒子ｍについて、粒子抵抗は粒子を介した電荷の授受を行なうため比抵抗としては帯電用磁性粒子の抵抗値アップ防止の効果を考えると、帯電用磁性粒子の抵抗以下の抵抗が望ましい。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。
【００９４】
また粒径は帯電用磁性粒子の粒径（平均粒径）より小さいことが望ましく、粒径の下限値は、粒子が安定して得られるものとして１０ｎｍが限界である。
【００９５】
本発明において、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。
【００９６】
導電粒子ｍ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、導電粒子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。また、画像露光時に粒子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。
【００９７】
（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）。
【００９８】
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）。
【００９９】
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）。
【０１００】
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）。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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５００μｍ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。
【０１０４】
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平均粒径２０ｎｍ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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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５０〜１００ｍｌ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。
【０１０８】
この時の測定容器５２全体の重量を量りＷ１（ｋｇ）とする。
【０１０９】
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２５０ｍｍＡｑとする。
【０１１０】
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。
【０１１１】
このトナーの摩擦帯電量は下式のごとく計算される。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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）。
【０１１７】
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。
【０１１８】
（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７ｃ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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
本例においては、ベルト７ａとして膜厚７５μｍ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、ポリカーボネート樹脂や、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。
【０１２１】
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３０６ｍｍ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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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７ｅ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。
【０１２４】
（７）クリーナーレスシステムと、導電粒子ｍ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、転写効率を向上させて転写残りトナーを少なくすること、磁気ブラシ帯電器の汚染に伴う抵抗アップを防止することで、ポジゴースト等の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ている。
【０１２５】
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や導電粒子ｍ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。
【０１２６】
ａ）クリーナーレスシステム
▲１▼．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。
【０１２７】
▲２▼．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、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、即ち感光体ドラム１面から引き剥がされること、から帯電部ｎ１において転写残りトナーの下の感光体ドラム面部分も帯電される。
【０１２８】
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。
【０１２９】
▲３▼．磁気ブラシ帯電器３の磁気ブラシ部３ｃ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、磁気ブラシ層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。
【０１３０】
▲４▼．そして上記▲２▼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▲３▼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）。
【０１３１】
ｂ）導電粒子ｍの作用効果
▲１▼．前述したように磁気ブラシ帯電器３の磁気ブラシ部３ｃには導電粒子供給手段３１により適量の導電粒子ｍを供給するようにしてある。
【０１３２】
磁気ブラシ帯電器３の磁気ブラシ部３ｃに適量の導電粒子ｍを供給することにより、磁気ブラシ部３ｃに供給されて混入した導電粒子ｍは磁気ブラシ部３ｃを構成している帯電用磁性粒子よりもマグネットローラ３ａによる磁気拘束力が弱いから（導電粒子ｍが非磁性の場合は磁気拘束力は無い）、磁気ブラシ部３ｃ内から少量ずつ離脱して回転感光体ドラム１面上に少量ずつ供給される。
【０１３３】
このため、画像形成が繰り返されると感光体ドラム１の周面は導電粒子ｍで薄く覆われた状態になる。
【０１３４】
このようにして感光体ドラム１面が導電粒子ｍで薄く覆われた状態になることにより、該感光体ドラム１面と該感光体ドラム面に形成されたトナー像ｔａとの間の接触状態力が弱められ、転写部７ｅでの転写材Ｐ側へのトナー像の転写効率が高まることで、磁気ブラシ帯電器３側へ運ばれる転写残りトナーｔｃを少なくすることができる。
【０１３５】
また、感光体ドラム１面と該感光体ドラム面の転写残りトナーｔｃとの間の接触状態力も弱められて、前記ａ）の▲２▼の、帯電部ｎ１における転写残りトナーの、磁気ブラシ部の摺擦による攪乱・移動、及び感光体ドラム１面側から磁気ブラシ部３ｃ側への剥ぎ取りが容易になされる。
【０１３６】
かくして、導電粒子ｍが磁気ブラシ帯電器３の磁気ブラシ部３ｃ及び感光体ドラム１上に存在することで、転写残りトナーｔｃの量が少ないことと、導電粒子ｍに対する電荷注入が行なわれるため、トナーの下の感光体ドラム面部分に対する帯電も充分に行なわれることで、ポジゴーストの発生が防止できる。
【０１３７】
▲２▼．また、磁気ブラシ帯電器３の磁気ブラシ部３ｃに適量の導電粒子ｍを供給することにより、磁気ブラシ部３ｃを構成している帯電用磁性粒子やスリーブ３ｂ面等に対してトナーや感光体ドラム等の樹脂成分や外添剤等が融着してしまったり、磁気ブラシ部３ｃ内に転写残りトナーが多量に混入し感光体ドラム１上への吐き出しが充分に行なえない場合等における、磁気ブラシ帯電器３の全体的あるいは部分的な抵抗アップによる帯電能ダウンも防止することができる効果が得られ、耐久性についても大きく向上する。
【０１３８】
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、導電粒子ｍを供給した場合Ａと、しない場合Ｂでは、耐久性に大きな差が生じている。
【０１３９】
感光体ドラム１面側から磁気ブラシ帯電器３側への転写残トナーｔｃの回収効率即ち剥ぎ取り効率を高めるために、転写部７ｅと磁気ブラシ帯電器３の間において転写残トナーｔｃ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。
【０１４０】
〈実施例２〉（図６）
上記実施例１において、磁気ブラシ帯電器３に対する帯電バイアスを−６５０Ｖの直流電圧のみとしたが（ＤＣバイアス印加方式）、磁気ブラシ帯電器３に印加する帯電バイアスは、該帯電器３での転写残りトナーの回収効率即ち剥ぎ取り効率や、帯電均一性をより高めるためには直流電圧に交番電圧を重畳することが望ましい（ＡＣバイアス印加方式）。
【０１４１】
本実施例はそのＡＣバイアス印加方式の場合の例である。即ち、実施例１において磁気ブラシ帯電器３に対する帯電バイアスを
直流電圧：−６５０Ｖ
交番電圧：周波数１０００Ｈｚ、振幅７００Ｖ
を重畳した振動電圧とした。回転感光体ドラム１の周面は略−６５０Ｖに電荷注入接触帯電される。
【０１４２】
その他の装置構成・設定条件等は実施例１と同じである。
【０１４３】
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。
【０１４４】
交番電圧の設定条件としては、周波数として２００〜８０００Ｈｚ程度で、振幅として２００〜１５００Ｖ程度に設定することにより効果が得られる。
【０１４５】
図６は、上記のＡＣバイアス印加方式の場合における、磁気ブラシ帯電器３に導電粒子ｍを供給した場合Ｃと、しない場合Ｄとの、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。
【０１４６】
図６からわかるように、磁気ブラシ帯電器３に導電粒子ｍを供給し、更に交番電圧を重畳した帯電バイアスを印加するＡＣバイアス印加方式の場合Ｃは、ほとんど帯電能の低下がなく、良好な帯電性が長期にたり可能となる。
【０１４７】
〈実施例３〉（図７・図８）
実施例１、２においては、磁気ブラシ帯電器３に対する導電粒子ｍの補給を、出力枚数１００枚当たり０．０５ｇの割合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導電粒子ｍを補給した。
【０１４８】
本実施例においては実施例１と同様に磁気ブラシ帯電器３に印加する帯電バイアスは−６５０Ｖの直流電圧のみとしたＤＣバイアス印加方式とした。
【０１４９】
その他の装置構成・設定条件等は等は実施例１と同じである。
【０１５０】
図７は、本実施例において、磁気ブラシ帯電器３に対する導電粒子ｍの補給量（出力１００枚当たり）の経時的推移を示している。耐久が進むごとに補給量が若干多くなる。これは、磁気ブラシ帯電器３の磁気ブラシ部３ｃを構成する磁性粒子に対する耐久に伴うトナー等の樹脂成分の融着や外添剤付着等による磁気ブラシ帯電器３の汚染に起因する磁気ブラシ帯電器３の抵抗アップにほぼ対応させたものである。
【０１５１】
このような導電粒子ｍ−補給量制御を行うことにより、図８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、実施例１の導電粒子ｍ−定量補給の場合よりも、より小さい変動に抑えることが可能となる。
【０１５２】
〈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、接触帯電手段に対して導電粒子ｍを供給する手段が設けられている、全ての構成を含んでいる。
【０１５３】
２）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。
【０１５４】
３）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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
４）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。
【０１５７】
５）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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
６）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。
【０１６０】
７）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。
【０１６１】
８）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。
【０１６２】
９）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。
【０１６３】
【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、転写効率の向上および接触帯電部材である磁気ブラシ帯電器の汚染に伴う抵抗アップを防止して、ポジゴースト等の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における磁気ブラシ帯電器の耐久に伴う帯電能変動グラフ
【図７】実施例３における導電粒子補給量の推移グラフ
【図８】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）
３１導電粒子供給手段（スポンジローラ）
ｍ導電粒子
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

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、前記現像手段は第２の像担持体に対してトナー像が転写された後の第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、磁性粒子を磁界発生手段の磁気力により磁気ブラシとして前記像担持体に接触させて帯電をする接触帯電手段であり、
前記磁性粒子の平均粒径よりも平均粒径が小さい非磁性導電粒子を、前記磁気ブラシに対して供給する供給手段を具備することを特徴とする画像形成装置。
前記磁気ブラシに供給される導電粒子は平均粒径１０ｎｍ以上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。
前記磁気ブラシに供給される導電粒子の体積抵抗は、接触帯電手段の磁性粒子の体積抵抗以下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。
前記磁気ブラシに供給される導電粒子は白色系である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。
前記第１の像担持体が表面に抵抗１０^９〜１０^１４Ω・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。
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。
前記導電性微粒子がＳｎＯ_２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。
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７の何れか１つに記載の画像形成装置。
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。
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。
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。