(57)【要約】【課題】磁気ブラシ注入帯電クリーナーレスプロセスにおいて、帯電終了時に速やかに電位を０Ｖに収束させ、作像動作を終了させること。【解決手段】電子写真感光体に対向した帯電部材を該電子写真感光体に当接させ、帯電バイアスを該帯電部材へ印加することで電子写真感光体の帯電を行う帯電装置と、帯電した該電子写真感光体に静電潜像を形成する露光装置と、該静電潜像を現像剤により顕像化せしめる現像装置と、該電子写真感光体表面の現像剤を被転写材に移動せしめる転写装置を具備し、該転写装置で被転写材に転写されなかった該電子写真感光体上の現像剤を該現像装置で回収する画像形成装置において、作像動作終了時に該露光装置を動作させる。【選択図】図１
2006251144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真感光体に対向した帯電部材を該電子写真感光体に当接させ、帯電バイアスを該帯電部材へ印加することで電子写真感光体の帯電を行う帯電装置と、帯電した該電子写真感光体に静電潜像を形成する露光装置と、該静電潜像を現像剤により顕像化せしめる現像装置と、該電子写真感光体表面の現像剤を被転写材に移動せしめる転写装置を具備し、該転写装置で被転写材に転写されなかった該電子写真感光体上の現像剤を該現像装置で回収する画像形成装置において、
作像動作終了時に該露光装置を動作させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
露光装置の動作時間は、少なくとも電子写真感光体１回転行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
露光装置の動作は、帯電バイアスの直流成分の印加が終了した後に行うことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
作像動作終了時、現像動作終了予定位置が露光位置を通過した後に露光装置の動作を開始することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項５】
作像動作終了時に前記露光装置で露光する長手方向の領域は、前記帯電長手領域よりも広いことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電部材は、磁性粒子及び磁性粒子を磁気的に拘束する回転体から成ることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
像担持体が電荷注入帯電性であること特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
絶縁性のバインダー中に導電製微粒子を分散させた電荷注入層を有する電子写真感光体を用いることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触帯電方式、クリーナーレスプロセスの転写式画像形成装置に関する。より詳しくは、電子写真感光体や静電記録誘電体等の像担持体と、該像担持体に当接する帯電部材を有し該帯電部材に帯電バイアスを印加することで像担持体の帯電を行う接触方式の帯電装置（接触帯電装置、直接帯電装置）と、該像担持体の帯電処理面に静電潜像を形成する画像情報書き込み装置と、該静電潜像を現像剤により顕像化する現像装置と、該像担持体表面の現像剤を被転写材に移動させる転写装置を具備し、転写装置により被転写材に移動しないで像担持体表面に残留した現像剤は前記帯電装置の像担持体に当接する帯電部材に一旦回収させて、その回収現像剤を帯電部材から吐き出させて現像装置にて再回収させる方式の、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
（ａ）接触帯電
電子写真方式や静電記録方式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。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置して、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。
【０００３】
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）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。特に、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。
【０００４】
又、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）、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）等も接触帯電部材として用いることが可能である。特に、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帯電方式の帯電装置は、被帯電体との接触性や安定性という点から好ましく用いられる。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、或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、停止或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。
【０００５】
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（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。
【０００６】
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閾値を有するため、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。又、コロナ帯電器に比べれば発生量は格段に少なくないけれども放電生成物を生じる。
【０００７】
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。
【０００８】
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、又、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採る必要があり、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。
【０００９】
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。
【００１０】
導電性の接触部材に電圧を印加して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。又、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等を用いると、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表面に得ることが可能である（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
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、又、オゾンを発生しない利点があり、完全なオゾンレス且つ低電力消費型帯電が可能となる。
（ｂ）クリーナーレスプロセス（トナーリサイクルプロセス）
又、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。又、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。
【００１２】
そこで、クリーナーを取り外し、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るため、廃トナーをなくし、メンテナンスに手を煩わせることも少なくすることができる。
【００１３】
又、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。又、感光体の帯電装置が接触帯電性の場合には感光体に接触している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。特に、接触帯電装置として磁気ブラシ帯電器を用いると、一時的に帯電器内に回収できる転写残トナー量を多くできるため、安定した帯電を行うことが可能となる。
【００１４】
クリーナーレスプロセスにおいては、帯電前に感光体の電位をリセットする前露光を行っても、転写残トナーに光が遮られて電位が均一にならず感光体の次周でゴーストとなって画像に現れてしまう。
【００１５】
更に、注入帯電系の場合、転写帯電器等で電荷が感光体に注入され易い。更に、転写残トナーには両極性のトナーが含まれているため、帯電器での回収性を均一に行うために転写残トナーの極性を揃えておく必要があり（回収の容易性から帯電バイアスの逆極性が望ましい）、転写帯電器の下流にトナーと逆極性のバイアスを印加した導電性部材を感光体に接触させる場合がある。この導電部材によっても、感光体の一部は逆極性に注入帯電され、帯電極性とは逆極性の比較的高い電位に帯電されてしまう。逆極性に帯電された領域の除電を前露光で行うことは困難であるため、前露光の効果が十分に発揮されない。
【００１６】
以上の理由により、通常クリーナーレスプロセスにおいて、前露光装置は用いることが少なく、結果、注入帯電クリーナーレス系では作像終了後の感光体表面電位が０Ｖに収束していないことが多くなる。
【００１７】
その電位は、正規極性、逆極性が混在している可能性もあり、そのまま次の作像開始のために直ちに感光体が回転すると、帯電磁性粒子や現像剤が感光体の電位が残っている領域に付着し、現像器に帯電磁性粒子、帯電器に現像剤が混入し、安定した画像形成を妨げる原因となる。
【００１８】
画像形成直後に、帯電器で０Ｖに帯電して感光体表面を０Ｖに徐電してから動作を終了させる方法もあるが（例えば、特許文献２参照）、クリーナーレスプロセスにおいては、度重なる作像により帯電器内に混入したトナーが磁性粒子に付着するため、磁気ブラシの抵抗が大きくなる。結果、感光体表面電位が０Ｖに収束させるために必要な時間が多くなり、装置の動作停止までに時間が掛かってしまい、次の作像開始までに時間が必要となる。
【００１９】
又、感光体が回転している間は常に磁気ブラシ帯電器を回転させることで磁性粒子が感光体に付着するとことを防ぐ方法もあるが、過剰に感光体表面を磁気ブラシで擦ることとなり、感光体の表面削れ等の観点から好ましくない。
【００２０】
【特許文献１】特開平６−００３９２１号公報
【特許文献２】特開２００２−２０７３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、磁気ブラシ注入帯電クリーナーレスプロセスにおいて、帯電終了時に速やかに電位を０Ｖに収束させ、作像動作を終了させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、下記の構成を特徴とする画像形成装置である。
（１）電子写真感光体に対向した帯電部材を該電子写真感光体に当接させ、帯電バイアスを該帯電部材へ印加することで電子写真感光体の帯電を行う帯電装置と、帯電した該電子写真感光体に静電潜像を形成する露光装置と、該静電潜像を現像剤により顕像化せしめる現像装置と、該電子写真感光体表面の現像剤を被転写材に移動せしめる転写装置を具備し、該転写装置で被転写材に転写されなかった該電子写真感光体上の現像剤を該現像装置で回収する画像形成装置において、作像動作終了時に該露光装置を動作させることを特徴とする画像形成装置。
（２）露光装置の動作時間は、少なくとも電子写真感光体１回転行うことを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
（３）露光装置の動作は、帯電バイアスの直流成分の印加が終了した後に行うことを特徴とする（１）又は（２）に記載の画像形成装置。
（４）作像動作終了時、現像動作終了予定位置が露光位置を通過した後に露光装置の動作を開始することを特徴とする（１）又は（２）に記載の画像形成装置。
（５）作像動作終了時に前記露光装置で露光する長手方向の領域は、前記帯電長手領域よりも広いこと特徴とする（１）〜（４）の何れかに記載の画像形成装置。
（６）前記帯電部材は、磁性粒子及び磁性粒子を磁気的に拘束する回転体から成ることを特徴とする（１）〜（５）の何れかに記載の画像形成装置。
（７）像担持体が電荷注入帯電性であること特徴とする（１）〜（６）の何れかに記載の画像形成装置。
（８）絶縁性のバインダー中に導電製微粒子を分散させた電荷注入層を有する電子写真感光体を用いることを特徴とする（１）〜（７）の何れかに記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、転写や補助手段によって逆極性に帯電した感光体表面を注入帯電器で正規極性に帯電した後、全面露光することで感光体表面の電位を速やかに０Ｖに下げ、磁性粒子の付着を防止しながら速やかに作像動作を停止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２５】
＜実施の形態１＞
（１）画像形成装置例（図１）
図１は画像形成装置の概略構成図を示す。本実施の形態に係る画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用、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ーである。
【００２６】
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）である。本実施例の感光ドラム１は負帯電性・電荷注入帯電性のＯＰＣ感光体（有機光導電性感光体）であり、矢印ａ方向（時計方向）に１２０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００２７】
２は感光ドラム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。本実施の形態では、磁気ブラシ帯電装置であり、回転する感光ドラム１の面はこの磁気ブラシ帯電装置２によりほぼ−７００Ｖに電荷注入帯電方式で一様に帯電処理される。
【００２８】
３は画像情報露光手段（露光装置）であり、本実施の形態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レンズ等を有して成り、ＣＣＤ等の光電変換素子を有する原稿読み取り装置、電気計算機、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像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。
【００２９】
４は現像装置である。本実施の形態では、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。
【００３０】
５は感光ドラム１の下側に配置した転写装置であり、本実施の形態の転写装置は転写ベルトタイプである。５ａは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ドラム１の回転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。
【００３１】
６は給紙カセットであり、紙等の被転写材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枚分離給しされ、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。
【００３２】
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ドラム１面側のトナー像が順次に静電転写されていく。
【００３３】
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。
【００３４】
本実施の形態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に転写されないで回転感光体ドラム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置していないが、転写残トナーは、後述するように、引き続く感光ドラム１の回転で導電性ブラシ１２を経由して磁気ブラシ帯電装置２の位置に至り、感光ドラム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に回収され感光ドラム１は繰り返して作像に供される。
（２）画像形成装置例（図２）
図２は上記プリンタの動作シーケンス図である。
【００３５】
ａ．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。
【００３６】
ｂ．前回転工程：プリント前動作を実行させる期間である。個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。
【００３７】
ｃ．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ドラムに対する作像プロセスが実行され、回転感光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。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分繰り返して実行される。
【００３８】
ｄ．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。この期間に転写ニップを通過する回転感光体の領域がその前に帯電ニップ部を通過する間は、帯電バイアスＡＣ成分の振幅の減少若しくは印加を停止により、磁気ブラシ帯電部材で一時的に回収した転写残トナーを回転感光体ドラム面に吐き出す。
【００３９】
ｅ．後回転工程：最後の被転写材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。この期間においても紙間工程と同様に帯電バイアスＡ成分の振幅の減少若しくは印加を停止により、磁気ブラシ帯電部材で一時的に回収した転写残トナーを回転感光体ドラム面に吐き出す。本実施の形態では、後述の通り、この段階で感光ドラム表面の露光動作を行う。
【００４０】
ｆ．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。
【００４１】
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。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。
【００４２】
ｃの印字工程時が画像形成時であり、ａの前多回転工程、ｂの前回転工程、ｄの紙間工程、ｅの後回転工程が非画像形成時（非作像時）になる。
（３）感光体ドラム（図３）
本実施の形態の感光体ドラム１は、前述したように、負帯電性・電荷注入性の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。
【００４３】
第１層１ｂ：下引き層であり、アルミニウムドラム基体の欠陥等をならすため、又、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。
【００４４】
第２層１：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１μｍの中抵抗層である。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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 の超微粒子を樹脂に対して７０重量パーセント分散した材料の約３μｍの塗工層である。この電化注入層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。本実施の形態では、表面抵抗が１×１０11Ω・ｃｍの感光ドラムを用いた。
（４）磁気ブラシ帯電装置２（図４〜図６）
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。本実施の形態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等から成る。
【００４８】
磁気ブラシ帯電器２Ａは、本実施の形態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２ａに外嵌させた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、帯電スリーブ等と称される）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磁性粒子２ｄの磁気ブラシ部２ｃから成る。マグネットロール２ａは、非回転の固定部材であり、スリーブ２ｂは、このマグネットロール２ａの外回りを矢印ｂの方向に不図示の駆動系により所定の周速度、本実施の形態では１８０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転駆動される。
【００４９】
又、スリーブ２ｂは、感光対ドラム１に対してスペーサーコロ等の手段で５００μｍ程度の隙間を保たせて配設してある。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、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。容器２Ｂ内の磁性粒子２ｄはその一部がスリーブの２ｂ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２ｃとして保持される。
【００５０】
磁気ブラシ部２ｃは、スリーブ２ｂの回転駆動に伴い、スリーブ２ｂと一緒にスリーブ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せる。そして、その磁気ブラシ部２ｃｃの規制層厚は、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はスリーブ２ｂと感光対ドラム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。
【００５１】
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のスリーブ２ｂの回転に伴い回転する磁気ブラシ部２ｃ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。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。
【００５２】
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の周面が本実施の形態の場合は注入帯電方式で所定の極製・電位に一様に接触帯電処理される。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、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°であれば更に良い。それより下流だと主極位置に磁性粒子が引き付けられ、帯電ニップ部Ｎの感光体ドラム回転方向下流側に磁性粒子の滞留が発生し易くなり、又、上流過ぎると、帯電ニップＮを通過する磁性粒子の搬送性が悪くなり、滞留が発生し易くなる。
【００５３】
又、帯電ニップ部Ｎに磁極がない場合は、磁性粒子に働くスリーブ２ｂへの拘束力が弱くなり、磁性粒子が感光体ドラム１に付着し易くなるのは明らかである。ここで述べている帯電ニップ部Ｎは、帯電時に磁性ブラシ部２の磁性粒子が感光体ドラム１と接触している領域を示す。本実施の形態では、上流側１０°の位置に約９００Ｇの磁極を配置した。
【００５４】
帯電バイアスは電源Ｅ２によってスリーブ２ｂと規制ブレード２ｅに印加される。本実施の形態ではＤＣ成分にＡＣ成分が重畳しているバイアスを用いている。
【００５５】
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磁性粒子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。本実施の形態の場合は、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。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。
【００５６】
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５の等価回路に示すような、抵抗ＲとコンデンサーＣの直列回路と見なすことができる。このような回路の場合、抵抗値をｒ、感光体の静電容量をＣｐ、印加電圧をＶ０、帯電時間（感光体ドラム表面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）で表わされる。
【００５７】
Ｖｄ＝Ｖ０ (１−ｅｘｐ（Ｔ０／（Ｃｐ・ｒ）））  …  （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、本実施の形態では−７００Ｖとした。
【００５８】
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、２０００Ｖ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、電位の立ち上がり向上の効果が薄く、それ以上では、磁性粒子の滞留や感光体ドラムへの付着が悪化する。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、磁性粒子の感光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。ＡＣの波形は矩形波、三角波、ｓｉｎ波等が良い。本実施の形態では、ピーク間電圧Ｖppは７００Ｖを用いた。
【００５９】
磁気ブラシ部２を構成させる磁性粒子２ｄは、本実施の形態では、焼結した強磁性体（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成形したもの、若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。
【００６０】
磁気ブラシ部２の磁性粒子２ｄは、感光体ドラム表面のトラップ準位に電荷を良好に注入する役割と、感光体上ドラム上に生じたピンホール等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。従って、磁気ブラシ帯電器２Ａの電気抵抗値は１×１０4 Ω〜１×１０9 Ωであることが好ましく、特には１×１０4 Ω〜１×１０7Ωであることが好ましい。磁気ブラシ帯電器２Ａの電気抵抗値が１×１０4 Ω未満ではピンホールリークが生じ易くなる傾向があり、１×１０9 Ωを超えると良好な電荷の注入がしにくくなる傾向にある。又、抵抗値を上記範囲内に制御するためには、磁性粒子２ｄの体積抵抗値は１×１０4 Ω〜１×１０9Ω・ｃｍであることが望ましく、特には１×１０4 Ω〜１×１０7Ω・ｃｍであることがより好ましい。
【００６１】
本実施の形態で用いた磁気ブラシ帯電器２Ａの電気抵抗値は、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。
【００６２】
磁性粒子２ｄの体積抵抗値は、図６に示す要領で測定した。即ち、セルＡに磁性体粒子２ｄを充填し、該充填磁性体粒子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から電圧を印加して、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。その測定条件は、２３℃、６５％の環境で充填磁性粒子２ｄのセルとの接触面積Ｓ＝２ｃｍ2 、厚みｄ＝１ｍｍ、上部電極１８の荷重１０ｋｇ、印加電圧１００Ｖである
磁性粒子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及び磁性粒子の感光体ドラム１表面への付着防止の観点から好ましい。磁性粒子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。
（５）現像装置４（図７）
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。
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）。
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）。
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煮よって搬送し感光対煮対して接触状態で現像する方法（２成分接触現像）。
ｄ. 上記の２成分現像を剤を非接触状態にして現像する方法（２成分非接触現像）。
【００６３】
この中で、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。
【００６４】
図７は本実施の形態で用いた現像装置４の拡大横断面模型図である。本実施の形態における現像装置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（現像用磁性粒子、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。
【００６５】
４ａは現像容器、４ｂは現像剤担持体としての現像スリーブ、４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は現像剤容器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。
【００６６】
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。
【００６７】
現像スリーブ４ｂは、内部の固定磁石４の外回りを矢印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４ｃ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。
【００６８】
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。本実施の形態での現像特性は、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以下であるとかぶりが生じ、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−４００Ｖとした。
【００６９】
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消費されていく。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。
（６）クリーナーレスプロセス
本実施の形態のプリンタは、クリーナーレスプロセスであるから、被転写材Ｐに対するトナー像転写後の感光体ドラム１に残留したトナー（転写残トナー）は、感光体ドラム１の帯電ニップ部Ｎに持ち運ばれて磁気ブラシ接触帯電装置２の磁気ブラシ帯電器２Ａの磁気ブラシ部２ｃに混入して一時的に回収される。感光ドラム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。この極性が混在した転写残トナーは、帯電極性と逆極性の直流電圧（＋５００Ｖ）を印加した導電性ブラシを通過することで、極性がゼロから正極性に揃えられる。
【００７０】
極性が揃えられた転写残トナーは、磁気ブラシ帯電器２Ａに至り、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２ｃｃ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と感光体ドラム１間の振動電界効果によってより効果的に行わせることができる。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。
【００７１】
極性が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回収される。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。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、廃トナーを無くすことができる。又、スペースの面での利点も大きく、画像形成装置の大幅な小型化が可能となる。
【００７２】
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、又、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。
【００７３】
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２ｃの電気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すことで、良好な帯電を維持することができる。
【００７４】
又、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極めて均一な散布状態にあり、又、その量も少量であるため、次の像露光過程に実施対的に悪影響を及ぼすことはない。又、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。
（７）帯電終了シーケンスと磁性粒子付着（図８〜図１１）
図８に感光対ドラム周りの帯電、露光、転写及び導電性ブラシの位置関係、図９に作像終了時の露光動作を行わない場合の動作順序を絶対時間で示す。帯電・露光間角度θ１、露光・現像間角度θ２、現像・転写間角度θ３、転写・導電性ブラシ間角度θ４、導電性ブラシ・帯電間角度θ５、感光体ドラムの回転角速度ωとする。
【００７５】
画像形成後に帯電器内のトナーを感光ドラム上に出す吐き出し動作が終了した感光ドラム上の点が現像位置、転写位置、導電性ブラシ位置を通過した後に、現像、転写、導電性ブラシの動作を順次停止する。これは、吐き出されたトナーを現像で回収すると共に、回収できなかったトナーを再び帯電器に戻すためである。各停止動作は、停止順序を時間誤差に対して確実なものとするため、数１０ｍｓｅｃとするマージンを取りながら行っている（図中では灰色の幅で示す）。
【００７６】
転写バイアスや導電性ブラシバイアスが印加された感光ドラムの表面はプラスに帯電している可能性があり、露光により除電できない。よって、転写バイアス、導電性ブラシの電圧印加停止位置が帯電位置を通過してから、帯電直流バイアスの停止を行う。この際、急激に直流電圧を下げると電位差により磁性粒子が感光ドラムに付着するため、本実施の形態では３００ｍｓｅｃの時間を掛けて０Ｖに下げている。その後、帯電器には交流を印加しながら回転を続ける。このとき、帯電器直後の感光ドラム表面電位は図１０に示すようになっている。
【００７７】
磁性粒子への汚れの付着が少なく、磁性粒子の抵抗値が１×１０6 Ωの場合は、（ａ）の様に感光体１回転でほぼ０Ｖまで収束しているのに対し、１０００００枚の画像形成の後では磁性粒子に現像剤の一部が付着しているために抵抗が約１×１０9 Ωまで上昇し、０Ｖに収束するまでに数回転必要となっている（ｂ）。
【００７８】
本実施の形態の帯電器は、帯電スリーブと感光ドラム表面電位との電位差が５０Ｖを超えているときに帯電スリーブが回転していないと磁性粒子が感光ドラム表面に付着するため、直流電圧を０Ｖに下げてから３回転させて交流印加停止及び帯電スリーブの停止を行う必要がある（帯電スリーブが回転しているのみの場合は約２００Ｖの電位差以上で磁性粒子が感光ドラムに付着する）。
【００７９】
そこで、図１１に示すように、帯電の直流電圧を０Ｖにした位置から、感光ドラムを露光したところ、感光ドラムが１回転する間に感光ドラム表面電位が５０Ｖ以下に下がった。露光をした領域が完全に帯電器位置を通過した後にスリーブの回転を停めて、感光ドラム１周分の露光が完了したところで感光ドラムの回転を終了することになるため、露光を行わない図８の場合に比べて、感光ドラム約２回転分早く停止することが可能となった。
【００８０】
通常画像形成時の露光領域の長手幅は帯電領域よりも狭い領域であるが、本実施の形態で行う後回転での露光は帯電長手方向幅よりも広い領域を露光することで、感光ドラム全域の除電を行い、帯電器端部で磁性粒子が感光体に付着することも防止する。
【００８１】
＜実施の形態２＞
実施の形態１においては、帯電直流電圧を０Ｖに下げてから露光行ったが、露光された感光ドラムの領域が帯電器に到達するまでは帯電スリーブの回転を行う必要がある。
【００８２】
本実施の形態では、帯電動作を行っている領域から露光を行った。図１１にその動作順序を示す。この際、現像動作を行う予定領域を露光してしまうと、無駄に現像剤を消費するため、現像動作が停止する予定位置が露光位置を通過してから露光を開始しなければならない。この場合、帯電直流電圧印加を停止する時点に帯電位置を通過している感光ドラム表面は既に露光されているため、電位が５０Ｖを下回っており、直ちに帯電スリーブの回転を停止することができる。
【００８３】
そして、帯電動作停止位置が露光位置を通過した後に露光動作及び感光ドラムの回転停止を行い、実施の形態１より感光体１周分早く動作を停止することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施の形態１における画像形成装置例の概略構成図である。
【図２】画像形成装置の動作シーケンス図である。
【図３】感光体の層構成模型図である。
【図４】磁気ブラシ帯電装置の拡大横断面模型図である。
【図５】帯電回路の等価回路図である。
【図６】磁性粒子（帯電キャリア）の電気抵抗値（体積抵抗値）の測定要領説明図である。
【図７】現像装置の拡大横断面模型図である。
【図８】本発明の実施の形態１で用いた帯電装置、露光装置、転写装置、導電性ブラシの位置関係を示す図である。
【図９】従来の帯電装置、露光装置、転写装置、導電性ブラシの動作順序を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態１で帯電直流電圧印加終了後における帯電器下流の感光体電位の推移を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態１で用いたの帯電装置、露光装置、転写装置、導電性ブラシの動作順序を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態２で用いたの帯電装置、露光装置、転写装置、導電性ブラシの動作順序を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１    感光ドラム
２    磁気ブラシ帯電装置
３    レーザービームスキャナー
４    現像装置
５    転写装置
５ａ    転写ベルト
５ｂ    駆動ローラ
５ｃ    従動ローラ
５ｄ    導電性ブレード
６    給紙カセット
７    給紙ローラ
８    搬送ローラ
９，１０  シートパス
１１    定着装置
１２    導電性ブラシ
Ｐ    被転写材
Ｔ    転写ニップ部
【図１】
2006251144.tif 000003
【図２】
2006251144.tif 000004
【図３】
2006251144.tif 000005
【図４】
2006251144.tif 000006
【図５】
2006251144.tif 000007
【図６】
2006251144.tif 000008
【図７】
2006251144.tif 000009
【図８】
2006251144.tif 000010
【図９】
2006251144.tif 000011
【図１０】
2006251144.tif 000012
【図１１】
2006251144.tif 000013
【図１２】
2006251144.tif 000014