(57)【要約】【課題】像担持体１の帯電手段が帯電促進粒子ｍを用いた接触帯電手段２であり、この接触帯電手段２に対する帯電促進粒子ｍの供給を現像手段４の現像剤４ｄに帯電促進粒子ｍを混合しておくことで行う画像形成装置について、像担持体１の長手方向における特定の部分の印字率が低い場合においても、像担持体１と接触帯電部材２のニップ部ｎに介在する帯電促進粒子ｍの量を必要量に維持すること。【解決手段】像担持体１の長手方向における各部分毎の画像情報書き込み手段３による画像情報書き込み量を計数する計数手段１０を有し、所定のタイミングで、像担持体の長手方向における各部分に当該各部分に係る前記計数手段の計数結果に応じた量の現像剤を現像手段４で付着させること。【選択図】図１
2004145052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体とニップ部を形成し該像担持体を帯電する帯電部材と、前記像担持体の帯電面に静電潜像を形成する画像情報書き込み手段と、該静電潜像をトナーによりトナー画像として可視化する現像手段と、該トナー画像を記録媒体に転写する転写手段を有し、前記現像手段の現像剤はトナー及び導電性を有する帯電促進粒子を含み、像担持体の静電潜像の現像は該現像剤によりなされ、少なくとも帯電部材と像担持体とのニップ部に、現像部で像担持体に付着し転写後の像担持体上に残留した前記現像剤中に含有の帯電促進粒子が持ち運ばれて介在している画像形成装置において、前記像担持体の長手方向における各部分毎の前記画像情報書き込み手段による画像情報書き込み量を計数する計数手段を有し、所定のタイミングで、前記像担持体の長手方向における各部分に当該各部分に係る前記計数手段の計数結果に応じた量の現像剤を付着させることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、電子写真装置や静電記録装置等の画像形成装置において、電子写真感光体・静電記録誘電体等の像担持体を所要の極性・電位に一様に帯電処理（除電処理も含む）する帯電装置としてはコロナ帯電器（コロナ放電器）がよく使用されていた。
【０００３】
コロナ帯電器は非接触型の帯電装置であり、ワイヤ電極等の放電電極と該放電電極を囲むシールド電極を備え、放電開口部を被帯電体である像担持体に対向させて非接触に配設し、放電電極とシールド電極に高圧を印加することにより生じる放電電流（コロナシャワー）に像担持体面をさらすことで像担持体面を所定に帯電させるものである。
【０００４】
近時は、中低速機種の画像形成装置にあっては、像担持体等の被帯電体の帯電装置として、コロナ帯電器に比べて低オゾン・低電力等の利点があることから接触帯電装置が多く提案され、また実用化されている。
【０００５】
接触帯電装置は、像担持体等の被帯電体に、ローラ型（帯電ローラ）、ファーブラシ型、磁気ブラシ型、ブレード型等の導電性の帯電部材（接触帯電部材・接触帯電器）を接触させ、この接触帯電部材に所定の帯電バイアスを印加して被帯電体面を所定の極性・電位に帯電させるものである。
【０００６】
更に最近、より低オゾン・低電力を図るべく、接触帯電部材と像担持体とにより形成されるニップ部に導電性粉体である帯電促進粒子を介在させることにより接触注入帯電を行なう方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。放電現象を用いないため、帯電に必要とされる電圧は所望する感光体表面電位分のみであり、オゾンの発生もない。
【０００７】
また、従来の転写方式の画像形成装置においては、転写後の感光体（像担持体）に残存する転写残トナーはクリーナー（クリーニング装置）によって感光体面から除去されて廃トナーとなるが、この廃トナーは環境保護の面からも出ないことが望ましい。そこでクリーナーをなくし、転写後の感光体上の転写残トナーは現像装置によって「現像同時クリーニング」で感光体上から除去し現像装置に回収・再用する装置構成にしたトナーリサイクルプロセスが前記出願において提案されている。
【０００８】
上記現像同時クリーニングとは、転写後に感光体上に残留したトナーを次工程以降の現像時、即ち引き続き感光体を帯電し、露光して潜像を形成し、該潜像の現像時にかぶり取りバイアス（現像装置に印加する直流電圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差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装置に回収されて次工程以後に再用されるため、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。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。
【０００９】
また、接触帯電部材と像担持体とにより形成されるニップ部に帯電促進粒子を供給する方法としては、接触帯電部材に直接帯電促進粒子を塗布する装置を設ける方法がある。しかし、この方法は、装置構成が複雑となりコストがかかること、及び塗布装置に帯電促進粒子を補給しなければならないという問題がある。そこで、前記出願では、現像装置の現像剤中に帯電促進粒子を含有させ、静電潜像の現像時にトナーと共に像担持体に付着させ、像担持体の移動により前記ニップ部に帯電促進粒子を供給する方法が提案されている。この構成において、像担持体に付着したトナーは転写手段により転写媒体にその殆どは転移するが、帯電促進粒子は導電性を有するためその殆どは転写媒体に転移せず、像担持体上に付着保持されて残留する。そしてトナーリサイクルプロセスの画像形成装置はクリーナーを用いないため、転写後の像担持体面に残存の転写残トナーおよび上記の残存帯電促進粒子は像担持体と接触帯電部材のニップ部に像担持体面の移動でそのまま持ち運ばれて接触帯電部材に付着・混入する。そしてその内の転写残トナーは接触帯電部材から像担持体面に静電的に吐き出されて現像装置の現像部位に持ち運ばれることで現像同時クリーニングされる。
【特許文献１】
特開平１０−３０７４５４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例においては、像担持体の長手方向で印字比率の低い部分（一般には両サイドである場合が多い）においては、現像される現像剤が少ないため、その部分に対応する像担持体と接触帯電部材のニップ部に介在する帯電促進粒子の量が少なくなってしまい、良好な帯電が阻害されるという問題がある。例えば、両端に余白のある画像が連続的に通紙されると余白に相当する部分に帯電むらに起因する画像むらが発生する。
【００１１】
そこで、本発明は、像担持体の帯電手段が帯電促進粒子を用いた接触帯電手段であり、この接触帯電手段に対する帯電促進粒子の供給を現像手段の現像剤に帯電促進粒子を混合しておくことで行う画像形成装置について、像担持体の長手方向における特定の部分の印字率が低い場合においても、像担持体の当該部分に対応する像担持体と接触帯電部材のニップ部に介在する帯電促進粒子の量を必要量に維持することにより、良好な帯電ができ、高画質な画像を形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【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。
【００１３】
像担持体と、該像担持体とニップ部を形成し該像担持体を帯電する帯電部材と、前記像担持体の帯電面に静電潜像を形成する画像情報書き込み手段と、該静電潜像をトナーによりトナー画像として可視化する現像手段と、該トナー画像を記録媒体に転写する転写手段を有し、前記現像手段の現像剤はトナー及び導電性を有する帯電促進粒子を含み、像担持体の静電潜像の現像は該現像剤によりなされ、少なくとも帯電部材と像担持体とのニップ部に、現像部で像担持体に付着し転写後の像担持体上に残留した前記現像剤中に含有の帯電促進粒子が持ち運ばれて介在している画像形成装置において、前記像担持体の長手方向における各部分毎の前記画像情報書き込み手段による画像情報書き込み量を計数する計数手段を有し、所定のタイミングで、前記像担持体の長手方向における各部分に当該各部分に係る前記計数手段の計数結果に応じた量の現像剤を付着させることを特徴とする画像形成装置。
【００１４】
【発明の実施の形態】
〈実施形態例１〉
図１は本発明に従う画像形成装置の一例の概略構成模型図である。
本例の画像形成装置は、転写式電子写真プロセス利用、直接注入帯電方式、トナーリサイクルプロセス（クリーナーレスシステム）のレーザープリンタ（記録装置）である。
【００１５】
（１）本例プリンタの全体的な概略構成
１は像担持体としての、φ３０ｍｍの回転ドラム型のＯＰＣ感光体（ネガ感光体）であり、矢印の時計方向に５０ｍｍ／ｓｅｃの周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。
【００１６】
２は接触帯電部材としての導電性弾性ローラ（以下、帯電ローラと記す）である。
【００１７】
この帯電ローラ２は芯金２ａ上に可撓性部材としてのゴムあるいは発泡体の中抵抗層２ｂを形成することにより作成される。中抵抗層２ｂは樹脂（例えばウレタン）、導電性粒子（例えばカーボンブラック）、硫化剤、発泡剤等により処方され、芯金２ａの上にローラ状に形成した。その後必要に応じて表面を研磨して直径１２ｍｍ、長手長さ２５０ｍｍの導電性弾性ローラである帯電ローラ２を作成した。
【００１８】
本例の帯電ローラ２のローラ抵抗を測定したところ１００ｋΩであった。ローラ抵抗は、帯電ローラ２の芯金２ａに総圧９．８Ｎ（１ｋｇ）の加重がかかるようφ３０ｍｍのアルミドラムに帯電ローラ２を圧着した状態で、芯金２ａとアルミドラムとの間に１００Ｖを印加し、計測した。
【００１９】
ここで、導電性弾性ローラである帯電ローラ２は電極として機能することが重要である。つまり、弾性を持たせて被帯電体との十分な接触状態を得ると同時に、移動する被帯電体を充電するに十分低い抵抗を有する必要がある。一方では被帯電体にピンホールなどの欠陥部位が存在した場合に電圧のリークを防止する必要がある。被帯電体として電子写真用感光体を用いた場合、十分な帯電性と耐リークを得るには１０４〜１０７Ωの抵抗が望ましい。
【００２０】
帯電ローラ２の硬度は、硬度が低すぎると形状が安定しないために被帯電体との接触性が悪くなり、高すぎると被帯電体との間に帯電ニップ部を確保できないだけでなく、被帯電体表面へのミクロな接触性が悪くなるので、アスカーＣ硬度で２５度から５０度が好ましい範囲である。帯電ローラ２の材質としては、弾性発泡体に限定するものでは無く、弾性体の材料として、ＥＰＤＭ、ウレタン、ＮＢＲ、シリコーンゴムや、ＩＲ等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものがあげられる。また、特に導電性物質を分散せずに、イオン導電性の材料を用いて抵抗調整をすることも可能である。
【００２１】
帯電ローラ２は被帯電体としての感光体１に対して弾性に抗して所定の押圧力で圧接させて配設してある。ｎは感光体１と帯電ローラ２のニップ部である帯電ニップ部である。この帯電ニップ部幅は３ｍｍである。本例では、この帯電ローラ２を帯電ニップ部ｎにおいて帯電ローラ表面と感光体表面と互いに逆方向に等速で移動するよう凡そ８０ｒｐｍで矢印の時計方向に回転駆動させた。即ち接触帯電部材としての帯電ローラ２の表面は被帯電体としての感光体１の面に対して速度差を持たせるようにした。
【００２２】
また帯電ローラ２の芯金２ａには帯電バイアス印加電源Ｓ１から−７００Ｖの直流電圧を帯電バイアスとして印加するようにした。本例では感光体１の表面は帯電ローラ２に対する印加電圧とほぼ等しい電位（−６８０Ｖ）に直接注入帯電方式にて一様に帯電処理される。これについては後述する。
【００２３】
３はレーザーダイオード・ポリゴンミラー等を含むレーザービームスキャナ（露光器）である。このレーザービームスキャナは目的の画像情報の時系列電気ディジタル画素信号に対応して強度変調されたレーザー光を出力し、該レーザー光で上記回転感光体１の一様帯電面を走査露光Ｌする。この走査露光Ｌにより回転感光体１の面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００２４】
４は現像装置である。回転感光体１面の静電潜像はこの現像装置によりトナー画像として現像される。本例の現像装置は磁性一成分絶縁トナー（ネガトナー）を用いた反転現像装置である。
【００２５】
４ａはマグネットロール４ｂを内包させた、現像剤担持搬送部材として非磁性回転現像スリーブであり、この回転現像スリーブ４ａに規制ブレード４ｃで現像剤４ｄが薄層にコートされる。現像剤４ｄのトナーは規制ブレード４ｃで回転現像スリーブ４ａに対する層厚が規制され、また電荷が付与される。回転現像スリーブ４ａにコートされた現像剤はスリーブ４ａの回転により、感光体１とスリーブ４ａの対向部である現像部（現像領域部）ａに搬送される。またスリーブ４ａには現像バイアス印加電源Ｓ２より現像バイアス電圧が印加される。現像バイアス電圧は、−５００ＶのＤＣ電圧と、周波数１８００Ｈｚ、ピーク間電圧１６００Ｖの矩形のＡＣ電圧を重畳したものを用いた。これにより、感光体１側の静電潜像がトナーで現像される。
【００２６】
現像剤４ｄはトナーｔと帯電促進粒子（帯電補助粒子）ｍの混合物であり、トナーｔは結着樹脂、磁性体粒子、電荷制御剤を混合し、混練、粉砕、分級の各工程を経て作成し、これに、帯電促進粒子ｍや流動化剤を外添剤として添加して作成されたものである。トナーｔの重量平均粒径（Ｄ４）は７μｍであった。帯電促進粒子ｍは本例においては粒径３μｍの導電性酸化亜鉛粒子を用いた。また本例ではトナーｔ１００重量部に対して帯電促進粒子ｍを２重量部外添した。
【００２７】
導電性を有する帯電促進粒子ｍは本例では比抵抗が１０６Ω・ｃｍ、二次凝集体を含めた平均粒径３μｍの導電性酸化亜鉛粒子を用いたけれども、帯電促進粒子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。
【００２８】
粒子抵抗は粒子を介した電荷の授受を行うため比抵抗としては１０１２Ω・ｃｍ以下が必要であり、好ましくは１０１０Ω・ｃｍ以下が望ましい。
【００２９】
抵抗測定は、錠剤法により測定し正規化して求めた。即ち、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１４７Ｎ（１５ｋｇ）の加圧を行うと同時に１００Ｖの電圧を印加し抵抗値を計測、その後正規化して比抵抗を算出した。
【００３０】
粒径は良好な帯電均一性を得るために５０μｍ以下が望ましい。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。
【００３１】
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。
【００３２】
粒径の測定には、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。
【００３３】
以上述べたように帯電促進粒子ｍは、一次粒子の状態で存在するばかりでなく二次粒子の凝集した状態で存在することもなんら問題はない。どのような凝集状態であれ、凝集体として帯電促進粒子としての機能が実現できればその形態は重要ではない。
【００３４】
帯電促進粒子ｍは特に感光体１の帯電に用いる場合に潜像露光時に妨げにならないよう、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、帯電促進粒子ｍが感光体上から記録材Ｐ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、画像露光時に帯電促進粒子による光散乱を防止するためにもその粒子は構成画素サイズ以下であることが望ましい。
【００３５】
また、帯電促進粒子ｍは露光の妨げにならないように非磁性であることが好ましい。
【００３６】
５は接触転写手段としての中抵抗の転写ローラであり、感光体１に所定に圧接させて転写ニップ部ｂを形成させてある。この転写ニップ部ｂに不図示の給紙部から所定のタイミングで記録媒体としての転写材Ｐが給紙され、かつ転写ローラ５に転写バイアス印加電源Ｓ３から所定の転写バイアス電圧が印加されることで、感光体１側のトナー像が転写ニップ部ｂに給紙された転写材Ｐの直に順次に転写されていく。本例ではローラ抵抗値は５×１０８Ωのものを用い、＋２０００ＶのＤＣ電圧を印加して転写を行なった。即ち、転写ニップ部ｂに導入された転写材Ｐはこの転写ニップ部ｂを扶持搬送されて、その表面側に回転感光体１の表面に形成担持されているトナー画像が順次に静電気力と押圧力にて転写されていく。
【００３７】
６は熱定着方式等の定着装置である。転写ニップ部ｂに給紙されて感光体１側のトナー像の転写を受けた転写材Ｐは回転感光体１の直から分離されてこの定着装置６に導入され、トナー像の定着を受けて画像形成物（プリント、コピー）ととして装置外へ排出される。
【００３８】
本例のプリンタはクリーナーレスであり、転写材Ｐに対するトナー像転写後の感光体１面に残留の転写残トナーはクリーナーで除去されることなく、感光体１の回転にともない帯電部ｎを経由して現像部ａに至り、現像装置４において現像同時クリーニング（回収）される（トナーリサイクルプロセス）。
【００３９】
（２）感光体１の直接注入帯電について
ａ）現像装置４の現像剤４ｄに含有させた導電性を有する帯電促進粒子ｍは、現像装置４による感光体１側の静電潜像のトナー現像時にトナーとともに適当量が感光体１側に移行する。
【００４０】
感光体１上のトナー画像は転写ニップ部ｂにおいて転写バイアスの影響で転写材Ｐ側に引かれて積極的に転移するが、感光体１上の帯電促進粒子ｍは導電性であることで転写材Ｐ側には積極的には転移せず、感光体１上に実質的に付着保持されて残留する。また感光体１面に実質的に付着保持される帯電促進粒子ｍの存在によりトナー画像の感光体１側から転写材Ｐ側への転写効率が向上する効果も得られる。
【００４１】
そしてトナーリサイクルプロセスの画像形成装置はクリーナーを用いないため、転写後の感光体１面に残存の転写残トナーおよび上記の残存帯電促進粒子ｍは感光体１と接触帯電部材である帯電ローラ２の帯電ニップ部ｎに感光体１の回転でそのまま持ち運ばれて帯電ローラ２に付着・混入する。
【００４２】
したがって、感光体１と帯電ローラ２との転写ニップ部ｎにこの帯電促進粒子ｍが存在した状態で感光体１の接触帯電が行なわれる。なお、印字初期においては帯電ローラ表面に帯電促進粒子が供給されず帯電が行なえないので帯電ローラ表面には予め帯電促進粒子を塗布しておくを可とする。
【００４３】
この帯電促進粒子ｍの存在により、帯電ローラ２にトナーが付着・混入した場合でも、帯電ローラ２の感光体１への緻密な接触性と接触抵抗を維持できるため、接触帯電部材が帯電ローラのような簡易な部材であり、しかも帯電ローラの転写残トナーによる汚染にかかわらず、該帯電ローラ２による感光体１の直接注入帯電を行なわせることができる。
【００４４】
つまり、帯電ローラ２が帯電促進粒子ｍを介して密に感光体に接触して、帯電ローラ２と感光体１のニップ部ｎに存在する帯電促進粒子ｍが感光体１表面を隙間なく摺擦することで、帯電ローラ２による感光体１の帯電は帯電促進粒子ｍの存在により放電現象を用いない安定かつ安全な直接注入帯電が支配的となり、従来のローラ帯電等では得られなかった高い帯電効率が得られ、帯電ローラ２に印加した電圧とほぼ同等の電位を感光体１に与えることができる。
【００４５】
また帯電ローラ２に付着・混入した転写残トナーは帯電ローラ２から徐々に感光体１上に吐き出されて感光体１面の移動とともに現像部ａに至り、現像装置４において現像同時クリーニング（回収）される（トナーリサイクルプロセス）。現像同時クリーニングは前述したように、転写後に感光体１上に残留したトナーを引き続く画像形成工程の現像時、即ち引き続き感光体を帯電し、露光して潜像を形成し、その潜像の現像時において、現像装置のかぶり取りバイアス、即ち現像装置に印加する直流電圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋによって回収するものである。本実施例におけるプリンタのように反転現像の場合では、この現像同時クリーニングは、感光体の暗部電位から現像スリーブにトナーを回収する電界と、現像スリーブから感光体の明部電位ヘトナーを付着させる電界の作用でなされる。
【００４６】
また帯電ローラ２から帯電促進粒子ｍが脱落しても、画像形成装置が稼働されることで、現像装置４の現像剤４ｄに含有させてある帯電促進粒子ｍが現像部ａで感光体１面に移行し該感光体１の回転により転写ニップ部ｂを経て帯電部ｎに持ち運ばれて帯電ローラ２に逐次に供給され続けるため、帯電促進粒子ｍの存在による良好な帯電性が安定して維持される。
【００４７】
ｂ）帯電ローラ２と感光体１とのニップ部ｎに帯電促進粒子ｍを介在させることにより、該帯電促進粒子ｍの潤滑効果（摩擦低減効果）により帯電ローラ２と感光体１との間に容易に効果的に速度差を設けることが可能となる。
【００４８】
帯電ローラ２と感光体１との間に速度差を設けることにより、帯電ローラ２と感光体１のニップ部ｎにおいて帯電促進粒子ｍが感光体１に接触する機会を格段に増加させ、高い接触性を得ることができ、容易に直接注入帯電を可能にする。
【００４９】
速度差を設ける構成として、好ましくは帯電部ｎに持ち運ばれる感光体１上の転写残トナーを帯電ローラ２に一時的に回収し均すために、帯電ローラ２を回転駆動し、さらに、その回転方向は感光体１表面の移動方向とは逆方向に回転するように構成することが望ましい。即ち、逆方向回転で感光体１上の転写残トナーを一旦引離し帯電を行なうことにより優位に直接注入帯電を行なうことが可能である。
【００５０】
像担持体としての感光体１と接触帯電部材としての帯電ローラ２とのニップ部ｎにおける帯電促進粒子ｍの介在量は、少なすぎると、該粒子による潤滑効果が十分に得られず、帯電ローラ２と感光体１との摩擦が大きくて帯電ローラ２を感光体１に速度差を持って回転駆動させることが困難である。つまり、駆動トルクが過大となるし、無理に回転させると帯電ローラ２や感光体１の表面が削れてしまう。更に該粒子による接触機会増加の効果が得られないこともあり十分な帯電性能が得られない。一方、該介在量が多過ぎると、帯電促進粒子の帯電ローラ２からの脱落が著しく増加し作像上に悪影響が出る。
【００５１】
実験によると該介在量は１０３個／ｍｍ２以上が望ましい。１０３個／ｍｍ２より低いと十分な潤滑効果と接触機会増加の効果が得られず帯電性能の低下が生じる。
【００５２】
より望ましくは１０３〜５×１０５個／ｍｍ２の該介在量が好ましい。５×１０５個／ｍｍ２を超えると、該粒子の感光体１へ脱落が著しく増加し、粒子自体の光透過性を問わず、感光体１への露光量不足が生じる。５×１０５個／ｍｍ２以下では脱落する粒子量も低く抑えられ該悪影響を改善できる。該介在量範囲において感光体１上に脱落した粒子の存在量を測ると１０２〜１０５個／ｍｍ２であったことから、作像上弊害がない該存在量としては１０５個／ｍｍ２以下が望まれる。
【００５３】
該介在量及び感光体１上の該存在量の測定方法について述べる。該介在量は帯電ローラ２と感光体１の接触面部を直接測ることが望ましいが、帯電ローラ２に接触する前に感光体１上に存在した粒子の多くは逆方向に移動しながら接触する帯電ローラ２に剥ぎ取られることから、本発明では接触面部に到達する直前の帯電ローラ２表面の粒子量をもって該介在量とした。具体的には、帯電バイアスを印加しない状態で感光体１及び帯電ローラ２の回転を停止し、感光体１及び帯電ローラ２の表面をビデオマイクロスコープ（ＯＬＹＭＰＵＳ製ＯＶＭ１０００Ｎ）及びデジタルスチルレコーダ（ＤＥＬＴＩＳ製ＳＲ−３１００）で撮影した。帯電ローラ２については、帯電ローラ２を感光体１に当接するのと同じ条件でスライドガラスに当接し、スライドガラスの背面からビデオマイクロスコープにて該接触面を１０００倍の対物レンズで１０箇所以上撮影した。得られたデジィタル画像から個々の粒子を領域分離するため、ある閥値を持って２値化処理し、粒子の存在する領域の数を所望の画像処理ソフトを用いて計測した。また、感光体１上の該存在量についても感光体１上を同様のビデオマイクロスコープにて撮影し同様の処理を行い計測した。
【００５４】
該介在量の調整は、現像装置４の現像剤４ｄにおける帯電促進粒子ｍの配合量を設定することにより行った。一般には現像剤（トナー）ｔ１００重量部に対して帯電促進粒子ｍは０．０１〜２０重量部である。
【００５５】
（３）プリンタの動作シーケンス
図２は上記プリンタの動作シーケンス図である。
【００５６】
ａ．前多回転動作
プリンタの起動時の始動動作期間（起動動作期間、ウォーミング期間）である。電源スイッチ−オンにより、感光体１を回転駆動させ、また定着装置６の所定温度への立ち上げ等の所定のプロセス機器の準備動作を実行させる。
【００５７】
ｂ．前回転動作
プリント信号−オンから実際にプリント動作（画像形成動作）がなされるまでの間の画像形成前の準備回転動作期間であり、前多回転動作中にプリント信号が入力したときには前多回転動作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動作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１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動作が実行される。
【００５８】
ｃ．プリント動作
所定の前回転動作が終了すると、引き続いて感光体１に対する作像プロセスが実行され、感光体１面に形成されたトナー画像の転写材Ｐへの転写、定着装置６によるトナー画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。
【００５９】
連続プリントモードの場合は上記のプリント動作が所定の設定プリント枚数ｎ分繰り返して実行される。
【００６０】
ｄ．紙間
連続プリントモードにおいて、一の転写材Ｐの後端部が転写ニップ部ｂを通過した後、次の転写材Ｐの先端部が転写ニップ部ｂに到達するまでの間の転写ニップ部ｂにおける転写材Ｐの非通紙状態期間である。
【００６１】
ｅ．後回転動作
最後の転写材のプリント動作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１を回転駆動させ、所定の後動作を実行させる期間である。
【００６２】
ｆ．スタンバイ
所定の後回転動作が終了すると、メインモータの駆動が停止されて感光体１の回転駆動が停止され、プリンタは次のプリントスタ−ト信号が入力するまでスタンバイ状態に保たれる。
【００６３】
１枚だけのプリントの場合は、そのプリント終了後、プリンタは後回転動作を経てスタンバイ状態になる。
【００６４】
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、プリンタは前回転動作に移行する。
【００６５】
前多回転動作時、前回転動作時、紙間、後回転動作時は非画像形成時である。
【００６６】
（４）本実施形態例における特徴的な制御
以下、図３に示す画像パターンをプリントする場合を例に説明する。
【００６７】
図３において、Ｓｎ（ｎ＝１、２、・・・、ｘ）は、列ｎ（ｎ＝１、２、・・・、ｘ）それぞれにおけるドット（現像剤が現像せしめられる画素）の総和である。ここで、本実施形態例においては、ｘ＝６７６０である。
【００６８】
図３の画像パターンに対応して感光体１表面に静電潜像が形成され、当該静電潜像に対応して現像剤が付着して潜像が現像される。従って、帯電ローラ２と感光体１のニップ部ｎの長手各部分に供給される帯電促進粒子ｍの量も当該画像パターンに対応したものとなる。特に、余白領域Ｄ１及びＤ２に対応するニップ部ｎへの帯電促進粒子ｍの供給量は非常に少ない。このプリントが連続的に、又は高頻度で行われると、ニップ部ｎに介在する帯電促進粒子ｍの量の感光体長手方向分布むらが顕著となり、帯電むらが発生してしまう。
【００６９】
ここで、当該長手方向分布はドット総和Ｓｎの分布と同様となり、特に、余白領域Ｄ１及びＤ２に対応する帯電ローラ２と感光体１のニップ部ｎに介在する帯電促進粒子ｍの量が所望の量以下となり、当該領域において帯電性能の低下という弊害を招くこととなってしまう。
【００７０】
そこで、本実施形態例の装置では、かかる弊害を防止すべく、制御回路１０が所定のタイミングでレーザービームスキャナ３を制御して、感光体１表面の各列毎に当該各列におけるドット総和に応じた量のパターン露光を行わせ、これにより露光パターンに対応した静電潜像を感光体１面に形成させ、その静電潜像を現像装置４のトナーｔと帯電促進粒子ｍの混合物である現像剤４ｄで現像せしめることとした。
【００７１】
本実施形態例の装置では、所定のタイミングを１００枚プリント毎の後回転時とし、当該タイミングにおいて、感光体１表面の各列ｎ毎に以下のドット数Ｄｎの静電潜像を形成し、当該ドット数に対応した量の現像剤を付着せしめることとする。
【００７２】
Ｄｎ＝１００Ｙ×０．０５−ΣＳｋｎ
（ΣＳｋｎ＜１００Ｙ×０．０５のとき）
Ｄｎ＝０
（ΣＳｋｎ＞１００Ｙ×０．０５のとき）
Ｙは１プリントの感光体１の進行方向の画素の総和であり、Ｓｋｎはｋ枚目のプリントに対応する画像の列ｎのドットの総和である。本実施形態例では、Ｙ＝４７１２である。
【００７３】
また、本実施形態例の装置では、上記の通りに感光体１に付着した現像剤４ｄが転写ローラ５と感光体１の転写ニップ部ｂを通過する期間においては、トナーと同極性の電圧を転写ローラ５に印加し、トナーが転写ローラ５に付着しないようにしている。
【００７４】
転写ニップ部ｂを通過した、感光体１上のトナーｔと帯電促進粒子ｍの混合物である現像剤４ｄは引き続く感光ドラム１の回転で、感光体１と帯電ローラ２の帯電ニップ部ｎにそのまま持ち運ばれて帯電ローラ２に付着・混入する。即ち帯電ニップ部ｎに対する帯電促進粒子ｍの供給がなされる。また帯電ローラ２に付着・混入したトナーは帯電ローラ２から徐々に感光体１上に吐き出されて感光体１面の移動とともに現像部ａに至り、現像装置４において現像同時クリーニング（回収）される。
【００７５】
上述のように、非画像形成時において感光体１の長手方向の各列毎に画像パターンに応じた量の静電潜像を形成し、現像部ａでトナーｔと帯電促進粒子ｍの混合物である現像剤を付着せしめることにより、画像パターンに起因する帯電ローラ２と感光体１のニップｎに介在する帯電促進粒子ｍの量の感光体長手方向分布むらの度合を軽減でき、帯電促進粒子ｍの不足する領域をなくすことができ、良好な帯電ができ、高画質な画像を形成することができる画像形成装置を提供することができた。
【００７６】
尚、本実施形態例では、所定のタイミングを１００枚プリント毎の後回転時としたが、これに限らない。帯電不良等の弊害を防止することができる限り、何枚プリント毎でもよく、プリント枚数毎ではなく画像形成総画素毎等としてもよく、後回転時ではなく画像形成前、画像形成中等とすることもできる。
【００７７】
〈実施形態例２〉
本例においては、画像形成装置の構成及び画像形成動作は前記実施形態例１とほぼ同じであるが、制御回路１０は、画像パターンの感光体長手方向の複数の列を単位列とし、当該単位列の総ドット数を計数し、所定のタイミングに、当該単位列毎に当該単位列に係る計数結果に応じた量の静電潜像を形成し現像剤で現像せしめることを特徴とする。
【００７８】
すなわち、本発明は、非画像形成時にニップ部ｎの所望の位置に所望の量の帯電促進粒子ｍを供給することを目的とする。しかし、実施形態例１における各列の幅は数＋μｍと非常に小さく、レーザービームスキャナの振れ等により書き込み位置がずれることがあり、ニップ部ｎの所望の位置に帯電促進粒子ｍを供給できないおそれがある。一方、非常に小さいドットは物理的に現像が困難であり、所望の量の帯電促進粒子ｍを供給することが困難となる。
【００７９】
そこで、本例では、本発明の実効を図るべく、画像パターンの感光体長手方向の複数の列を単位列とすることにより、書き込み位置のずれを緩和するとともに上記現像の困難性を解消しようとするものである。
【００８０】
以下、本実施形態例の画像形成装置について図３の画像パターンにより説明する。
【００８１】
本例では、画像パターンの１０列を単位列として扱う。画像パターンの感光体１の長手方向の列数は６７６０であるから本例の単位列は６７６列である。
【００８２】
本実施形態例の装置では、１００枚プリント毎の後回転時において、感光体１表面の各単位列ｎ毎に以下のドット数Ｄｎの静電潜像を形成し、当該ドット数に対応した量の現像剤を付着せしめることとする。
【００８３】
Ｄｎ＝１００×１０Ｙ×０．０５−ΣＳｋｎ
（ΣＳｋｎ＜１００×１０Ｙ×０．０５のとき）
Ｄｎ＝０
（ΣＳｋｎ＞１００×１０Ｙ×０．０５のとき）
Ｙは１プリントの感光体１の進行方向の画素の総和であり、Ｓｋｎはｋ枚目のプリントに対応する画像の単位列ｎのドットの総和である。本実施形態例では、Ｙ＝４７１２である。
【００８４】
また、上記ドット数Ｄｎの静電潜像の書き込みの順番は図４の通りとする。図４において各升目は画素を表し、升目内の数字は書き込みの順番を示す。
【００８５】
〈実施形態例３〉
本例は前記実施形態例１又は２の画像形成装置において、像担持体である感光体１の表面抵抗を調整することで更に安定して均一に帯電を行なうものである。
【００８６】
つまり、接触帯電部材に転写残トナーが混入し感光体１との接触面積が低下した場合でも、帯電促進粒子ｍの介在と、感光体側の表面抵抗を潜像形成可能な領域で低く設定することにより、一層効率良く電荷の授受を行なうものである。
【００８７】
本例では感光体１の表面に電荷注入層を設けて感光体表面の抵抗を調節している。図５は、本例で使用した、表面に電荷注入層を設けた感光体１の層構成模型図である。即ち該感光体１は、アルミドラム基体（Ａ１ドラム基体）１１上に下引き層１２、正電荷注入防止層１３、電荷発生層１４、電荷輸送層１５の順に重ねて塗工された一般的な有機感光体ドラムに電荷注入層１６を塗布することにより、帯電性能を向上したものである。
【００８８】
電荷注入層１６は、バインダーとしての光硬化型のアクリル樹脂に、導電性粒子（導電フィラー）としてのＳｎＯ２超微粒子１６ａ（径が約０．０３μｍ）、４フッ化エチレン樹脂（商品名テフロン（登録商標））などの滑剤、重合開始剤等を混合分散し、塗工後、光硬化法により膜形成したものである。
【００８９】
電荷注入層１６として重要な点は、表層の抵抗にある。電荷の直接注入による帯電方式においては、被帯電体側の抵抗を下げることでより効率良く電荷の授受が行えるようになる。一方、感光体として用いる場合には静電潜像を一定時間保持する必要があるため、電荷注入層１６の体積抵抗値としては１×１０９〜１×１０１４（Ω・ｃｍ）の範囲が適当である。
【００９０】
また本構成のように電荷注入層１６を用いでいない場合でも、例えば電荷輸送層１５が上記抵抗範囲に或る場合は同等の効果が得られる。
さらに、表層の体積抵抗が約１０１３Ωｃｍであるアモルファスシリコン感光体等を用いても同様な効果が得られる。
【００９１】
〈その他〉
１）接触帯電部材としての帯電ローラ２は実施形態例の帯電ローラに限られるものではない。また可撓性の接触帯電部材は弾性帯電ローラの他に、ファーブラシ、フェルト、布などの材質・形状のものも使用可能である。また、これらを積層し、より適切な弾性と導電性を得ることも可能である。
【００９２】
２）接触帯電部材２や現像スリーブ４ａに対する印加帯電バイアスあるいは印加現像バイアスは直流電圧に交番電圧（交流電圧）を重畳してもよい。
【００９３】
交番電圧の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能である。また、直流電源を周期的にオン／オフすることによって形成された矩形波であっても良い。このように交番電圧の波形としては周期的にその電圧値が変化するようなバイアスが使用できる。
【００９４】
３）静電潜像形成のための画像露光手段としては、実施形態例の様にレーザー走査露光手段に限定されるものではなく、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。
【００９５】
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。
【００９６】
４）現像手段４は実施形態例では一成分磁性トナーによる現像装置を例に説明したが現像装置構成について特に限定するものではない。
【００９７】
５）像担持体からトナー画像の転写を受ける記録媒体は転写ドラム等の中間転写体であってもよい。
【００９８】
６）実施形態例では、転写残トナー除去のために一般に用いられるクリーニング装置を具備しない場合を例に説明したが、帯電促進粒子がクリーニング装置をすり抜けて帯電ローラに到達する構成にすれば、クリーニング装置を設けてもよい。
【００９９】
７）トナー粒度の測定方法の１例を述べる。測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−２型（コールター社製）を用い、個数平均分布、体積平均分布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＣＸ−１パーソナルコンピュータ（キヤノン製）を接続し、電解液は一級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。
【０１００】
測定法としては、前記電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくは、アルキルベンゼンスルホン酸塩０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。
【０１０１】
試料を懸濁しだ電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、前記コールターカウンターＴＡ−２型により、アパーチャーとして１００μアパーチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定して、体積平均分布を求める。これらの求めた体積平均分布より体積平均粒径を得る。
【０１０２】
以上、本発明の様々な例と実施例が示され説明されたが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるものではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。
【０１０３】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【０１０４】
〔実施態様１〕像担持体と、該像担持体とニップ部を形成し該像担持体を帯電する帯電部材と、前記像担持体の帯電面に静電潜像を形成する画像情報書き込み手段と、該静電潜像をトナーによりトナー画像として可視化する現像手段と、該トナー画像を記録媒体に転写する転写手段を有し、前記現像手段の現像剤はトナー及び導電性を有する帯電促進粒子を含み、像担持体の静電潜像の現像は該現像剤によりなされ、少なくとも帯電部材と像担持体とのニップ部に、現像部で像担持体に付着し転写後の像担持体上に残留した前記現像剤中に含有の帯電促進粒子が持ち運ばれて介在している画像形成装置において、前記像担持体の長手方向における各部分毎の前記画像情報書き込み手段による画像情報書き込み量を計数する計数手段を有し、所定のタイミングで、前記像担持体の長手方向における各部分に当該各部分に係る前記計数手段の計数結果に応じた量の現像剤を付着させることを特徴とする画像形成装置。
【０１０５】
〔実施態様２〕前記現像手段がトナー画像を記録媒体に転写した後に像担持体上に残留したトナーを回収するクリーニング手段を兼ねていることを特徴とする実施態様１に記載の画像形成装置。
【０１０６】
〔実施態様３〕前記現像剤を付着させる所定のタイミングが画像情報に対応する静電潜像を現像する期間外であることを特徴とする実施態様１又は２に記載の画像形成装置。
【０１０７】
〔実施態様４〕前記所定のタイミングで前記像担持体に付着させた現像剤が転写部を通過する期間は、前記転写手段には前記現像剤の極性と同極性の電圧を印加することを特徴とする実施態様１から３の何れか１つに記載の画像形成装置。
【０１０８】
〔実施態様５〕前記帯電促進粒子の粒子抵抗が１０１２Ω・ｃｍ以下であり、粒径が５０μｍ以下であることを特徴とする実施態様１から４の何れか１つに記載の画像形成装置。
【０１０９】
〔実施態様６〕前記帯電促進粒子の粒子抵抗が１０１０Ω・ｃｍ以下であり、粒径が５０μｍ以下であることを特徴とする実施態様１から４の何れか１つに記載の画像形成装置。
【０１１０】
〔実施態様７〕ニップ部を形成する前記帯電部材の表面と前記像担持体の表面には速度差を設けることを特徴とする実施態様１から６の何れか１つに記載の画像形成装置。
【０１１１】
〔実施態様８〕前記帯電部材と前記像担持体は互いに逆方向に移動することを特徴とする実施態様１から７の何れか１つに記載の画像形成装置。
【０１１２】
〔実施態様９〕前記帯電部材は弾性導電ローラであることを特徴とする実施態様１から８の何れか１つに記載の画像形成装置。
【０１１３】
〔実施態様１０〕前記帯電部材は導電性繊維から構成されるブラシであることを特徴とする実施態様１から８の何れか１つに記載の画像形成装置。
【０１１４】
〔実施態様１１〕前記像担持体の最表面層の体積抵抗が１×１０９（Ω・ｃｍ）以上１×１０１４（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする実施態様１から１０の何れか１つに記載の画像形成装置。
【０１１５】
〔実施態様１２〕像担持体の帯電面に静電潜像を形成する画像情報書き込み手段が像露光手段であることを特徴とする実施態様１から１１の何れか１つに記載の画像形成装置。
【０１１６】
〔実施態様１３〕前記像担持体の長手方向における各部分毎の単位が前記画像情報書き込み手段の１ドットであり、各部分毎の前記画像情報書き込み手段による画像情報書き込み量が前記像担持体の進行方向におけるドット数であることを特徴とする実施態様１から１２の何れか１つに記載の画像形成装置。
【０１１７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明は、像担持体の帯電手段が帯電促進粒子を用いた接触帯電手段であり、この接触帯電手段に対する帯電促進粒子の供給を現像手段の現像剤に帯電促進粒子を混合しておくことで行なわせる画像形成装置について、像担持体の長手方向における各部分毎の画像情報書き込み手段による画像情報書き込み量を計数し、所定のタイミングで、像担持体の長手方向における各部分毎に計数結果に応じた量の現像剤を付着させることとする。これにより、像担持体の長手方向における特定の部分の印字率が低い場合においても、像担持体の当該部分に対応する像担持体と接触帯電部材のニップ部に介在する帯電促進粒子の量を必要量に維持することにより、良好な帯電ができ、高画質な画像を形成することができる画像形成装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１における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】画像情報パターン例
【図４】実施形態例２における静電潜像の書き込みの順を表す図
【図５】実施形態例３における、表面に電荷注入層を設けた感光体の層構成模型図
【符号の説明】
１　　感光体（像担持体、被帯電体）
２　　帯電ローラ（接触帯電部材）
３　　レーザービームスキャナ（露光器）
４　　現像装置
４ａ　現像スリーブ
４ｄ　現像剤（トナーｔ＋帯電促進粒子ｍ）
５　　転写ローラ
６　　定着装置
１０　制御回路
Ｐ　　転写材
【図１】
2004145052.tif 000003
【図２】
2004145052.tif 000004
【図３】
2004145052.tif 000005
【図４】
2004145052.tif 000006
【図５】
2004145052.tif 000007