(57)【要約】【課題】接触帯電を用いたクリーナーレスシステムにおける画像形成装置において、如何なる記録材料を用いた場合でも反転トナーによるカブリが発生せずに、良質な画像を更に長期に亘って維持することができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】バイアス電圧を被帯電体に対向した帯電部材に印加することで被帯電体の帯電を行い、像露光手段によって像露光を行うことにより潜像を形成し、現像剤担持体に担持された現像剤によって該潜像を現像しトナー像を形成する現像手段と、該現像手段が該トナー像を転写材に転写した後に該像担持体に残留した残トナー粒子を回収するクリーニング手段も兼ねる画像形成装置において、正規の極性とは逆の極性の電荷を帯びた現像剤を、前記現像装置で回収する手段を有する。【選択図】図１
2005331822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイアス電圧を被帯電体に対向した帯電部材に印加することで被帯電体の帯電を行い、像露光手段によって像露光を行うことにより潜像を形成し、現像剤担持体に担持された現像剤によって該潜像を現像しトナー像を形成する現像手段と、該現像手段が該トナー像を転写材に転写した後に該像担持体に残留した残トナー粒子を回収するクリーニング手段も兼ねる画像形成装置において、
正規の極性とは逆の極性の電荷を帯びた現像剤を前記現像装置で回収する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電部材が被帯電体に接触する接触帯電であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記帯電部材が磁性粒子と磁性粒子担持体から成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４】
前記帯電部材が導電性繊維ブラシから成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】
前記帯電部材が導電性ゴムローラから成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６】
前記帯電方式が、表面に電荷注入層を有する感光体に電圧を印加した導電性部材を当接させて帯電を行う接触帯電方式である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７】
前記正規の極性とは逆の極性の電荷を帯びた現像剤は、接触帯電装置に付着した現像剤であることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記正規の極性とは逆の極性の電荷を帯びた現像剤は、接触帯電装置に回収された乃至混入した現像剤であることを特徴とする請求項３〜６の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
正規の極性とは逆の極性の電荷を帯びた現像剤を前記現像装置で回収する手段が、帯電電位と現像バイアスの電位差を変化させることによるものであることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
正規の極性とは逆の極性の電荷を帯びた現像剤を前記現像装置で回収する手段が、帯電電位と現像バイアスの電位差を小さくすることによるものであることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
正規の極性とは逆の極性の電荷を帯びた現像剤を前記現像装置で回収する手段が、現像バイアスの交流成分の波形を変化することによるものであることを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
正規の極性とは逆の極性の電荷を帯びた現像剤を前記現像装置で回収する手段が、現像バイアスの交流成分の振幅を変化することによるものであることを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項１３】
正規の極性とは逆の極性の電荷を帯びた現像剤を前記現像装置で回収する手段が、現像バイアスの交流成分の振幅を大きくすることによるものであることを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項１４】
回収した現像剤を帯電部材から被帯電体上に戻すための帯電部材に対して印加する画像形成時とは異なる現像剤戻しバイアスを持つことを特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項１５】
帯電バイアスが、直流バイアス乃至直流バイアスに交流バイアスを重畳したバイアスであることを特徴とする請求項１４記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記画像形成時とは異なる現像剤戻しバイアスは、交流バイアスの振幅を変化させることを特徴とする請求項１５記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記画像形成時とは異なる現像剤戻しバイアスは、交流バイアスの波形を変化させることを特徴とする請求項１５記載の画像形成装置。
【請求項１８】
選択した被記録材に応じてプロセス速度を変更することを特徴とする請求項１〜１７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、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、該像担持体に対向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と、転写装置により被転写材に移動せずに像担持体表面に残留した現像剤は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晒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。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。
【０００３】
又、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帯電方式の装置も帯電装置の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。
【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）等も接触帯電部材として好ましく用いられている。
【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われる。
【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。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（電化注入層）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引いた帯電表面に得ることが可能である（特許文献１）。
【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・機器がそれぞれ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、廃トナーを無くし、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。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。更に、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。
【００１３】
転写残のトナーを被帯電体から除去するためのクリーニング装置を有しない系、所謂クリーナーレスシステムにおいては、接触帯電部材に転写残のトナーが多く混入したり付着したりするため、画像形成耐久において、接触帯電部材の抵抗値が変動が変動する。そこで、耐久枚数や画像比率に応じた帯電部材清掃バイアスを、例えば非作像時に印加して帯電部材の劣化を遅らせるというような方法が知られている。つまり、接触帯電においては、磁気ブラシに混入したりローラーに付着したりしたトナーを感光体上に吐き出し易いバイアス条件やハード構成の条件が存在し、帯電器寿命を延ばすことが可能である。
【００１４】
特に、磁気ブラシ注入帯電装置の場合、正負両極性のトナーが存在すると考えられる転写残トナーを一旦磁気ブラシで回収して前画像の履歴を消すとともに、磁性粒子と回収したトナーの接触摩擦によりトナーを正規の極性に帯電させることにより、再びドラム上にトナーを戻す制御が可能となる。
【００１５】
又、磁気ブラシ部から感光体ドラム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質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く、正規極性のトナーは非画像領域においては現像印加バイアスと帯電電位との差により確実に回収することができる。
【００１６】
導電性ローラを用いた帯電の場合は、ローラに付着した反対極性トナーを正規極性に戻すために、ローラに摩擦系列が考慮されたシートを当接する等の方法がある。
【００１７】
【特許文献１】特開平６−００３９２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、このような接触帯電方式を用いたクリーナレス画像形成装置においては、以下のような不具合が生じていた。
【００１９】
上述のように、転写残トナーは帯電装置において正規の極性、即ち帯電極性と同極性に揃えられて現像で回収されるが、僅かながら、殆ど極性を持たなかったり逆極性のままの状態のトナー（以下、反転トナーと称す）が存在することがある。通常、この逆極性のトナーは極微量であり、仮に現像で回収されずにドラム上を連れ回ることがあっても正規の転写条件においては転写されることなく、又、多くの反転トナーは帯電部材との接触により再び正規の極性を持つことができるため、画像上特に問題にはならない。
【００２０】
ところが、使用する記録材料の厚み、表面性によっては画像上の白地部にかぶりとして発生してしまうことがある。この理由については明確ではないが、記録紙の厚みが厚い場合は、転写部における転写ブレード乃至転写ローラの接触圧が強まることにより、逆極性ながらも圧力で転写されてしまうものと考えられる。又、コート紙のように平滑性の高い記録紙においては、記録紙と感光体の密着性が高まるために、同時にトナーが記録紙に押し付けられることを回避する隙間が存在せず、やはり密着度が高まり圧力で転写されるものと考えられる。
【００２１】
反対極性トナーや極性を殆ど持たないトナーは元々或る比率で存在し得るが、特に高湿下でトナーが正規の帯電極性を持ちにくい環境であったり、帯電器内のトナー量が一時的に増加して接触帯電がされにくい状態であったり、又、長期間転写されずにドラム周りを周回しているうちに外添剤が埋め込まれる等、劣化したトナーが増加していった場合に顕著に発生する。それらの反転トナーは、帯電装置内から吐き出されずに蓄積し、或る一定量蓄積すると、それが徐々にドラム上に漏れ出し、現像では回収されないまま圧力転写されてしまうこともある。
【００２２】
又、特に厚紙やコート紙を用いる場合において、定着性を維持するためにプロセススピードを遅くするモードを持つ装置の場合、その分転写部において圧力を長時間受けることになるため、現象は更に顕著となる。
【００２３】
更には、厚紙に限らず長期に亘って使用した場合、現像で回収されず、転写もされない反転トナーは蓄積し、何れは許容量を超え、帯電部材の汚れによる画像不良、飛散や装置の汚れの原因となり、装置そのものの寿命を決定してしまうこともある。
【００２４】
そこで、本発明の目的は、接触帯電を用いたクリーナーレスシステムにおける画像形成装置において、如何なる記録材料を用いた場合でも反転トナーによるカブリが発生せずに、良質な画像を更に長期に亘って維持することができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
以下の構成を採ることにより、上記課題が解決される。
【００２６】
バイアス電圧を被帯電体に対向した帯電部材に印加することで被帯電体の帯電を行い、像露光手段によって像露光を行うことにより潜像を形成し、現像剤担持体に担持された現像剤によって該潜像を現像しトナー像を形成する現像手段と、該現像手段が該トナー像を転写材に転写した後に該像担持体に残留した残トナー粒子を回収するクリーニング手段も兼ねる画像形成装置において、正規の極性とは逆の極性の電荷を帯びた現像剤を、前記現像装置で回収する手段を有する。
【００２７】
前記帯電部材が被帯電体に接触する接触帯電であることが好ましい。
【００２８】
前記帯電部材が磁性粒子と磁性粒子担持体からなることが好ましい。
【００２９】
前記帯電部材が導電性ブラシからなることが好ましい。
【００３０】
前記帯電部材が導電性ゴムローラーからなることが好ましい。
【００３１】
前記帯電方式が、表面に電荷注入層を有する感光体に電圧を印加した導電性部材を当接させて帯電を行う接触帯電方式であることが好ましい。
【００３２】
前記正規の極性とは逆の極性の電荷を帯びた現像剤は、接触帯電装置に付着した現像剤であることが好ましい。
【００３３】
前記正規の極性とは逆の極性の電荷を帯びた現像剤は、接触帯電装置に回収された乃至混入した現像剤であることが好ましい。
【００３４】
正規の極性とは逆の極性の電荷を帯びた現像剤を、前記現像装置で回収する手段が、帯電電位と現像バイアスの電位差を変化させることが好ましい。
【００３５】
正規の極性とは逆の極性の電荷を帯びた現像剤を、前記現像装置で回収する手段が、帯電電位と現像バイアスの電位差を小さくすることが好ましい。
【００３６】
正規の極性とは逆の極性の電荷を帯びた現像剤を、前記現像装置で回収する手段が、現像バイアスの交流成分の波形を変化することが好ましい。
【００３７】
正規の極性とは逆の極性の電荷を帯びた現像剤を、前記現像装置で回収する手段が、現像バイアスの交流成分の振幅を変化することが好ましい。
【００３８】
正規の極性とは逆の極性の電荷を帯びた現像剤を、前記現像装置で回収する手段が、現像バイアスの交流成分の振幅を大きくすることが好ましい。
【００３９】
回収した現像剤を帯電部材から被帯電体上に戻すための帯電部材に対して印加する画像形成時とは異なる現像剤戻しバイアスを持つことが好ましい。
【００４０】
帯電バイアスが、直流バイアス乃至直流バイアスに交流バイアスを重畳したバイアスであることが好ましい。
【００４１】
前記画像形成時とは異なる現像剤戻しバイアスは、交流バイアスの振幅を変化させることが好ましい。
【００４２】
前記画像形成時とは異なる現像剤戻しバイアスは、交流バイアスの波形を変化させることが好ましい。
【００４３】
選択した被記録材に応じてプロセス速度を変更することが好ましい。
【００４４】
選択した被記録材に応じてプロセス速度を変更することが好ましい。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、クリーナレスの画像形成装置において、帯電バイアスの振幅を大きくし、帯電電位と現像器に印加するＤＣバイアスの電位差を小さくし、反転トナーを現像器で回収するモードを設定することによって、厚紙、コート紙特有の反転トナーや極性を持たないトナーによるかぶりを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
（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。
【００４７】
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。本実施の形態の感光ドラム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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
４は現像装置である。本実施の形態では、重合法で作製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。
【００５１】
５は感光ドラム１の下側に配置した転写装置であり、本実施の形態の該転写装置は転写ベルトタイプである。５ａは無端状のの転写ベルト（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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
本実施の形態のプリンター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。
【００５６】
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ドラムに当接させ、ＡＣバイアス、帯電と逆極性のＤＣバイアス、又はＡＣバイアスを重畳した帯電と逆極性のＤＣバイアスを印加した導電性ブラシであり、磁気ブラシ帯電装置２による帯電直前の感光体ドラム表面電位をならすと同時に、転写残トナーを除電、若しくは感光体ドラム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回収を容易にする。
（２）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が磁気ブラシ帯電器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。
【００５７】
そして、磁気ブラシ部１４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。
【００５８】
現像剤のトナーｔとして重合法で作製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、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。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１４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。
【００５９】
ここでトナー吐き出しについて簡単に説明する。
【００６０】
磁気ブラシ部にトナーが混入した場合、それの電気抵抗は次第に大きくなっていくため、帯電ニップ通過中に充分な電荷の移動が行われず、帯電ニップ通過後の感光体表面電位は印加電圧より小さくなってしまう。以下、感光体表面電位と印加電圧との電位差をΔＶとする。磁気ブラシ帯電器に取り込まれたトナーが磁気ブラシキャリアとの接触により感光体電位と同極の電荷を付与されている場合、電位差ΔＶによって発生する電界により混入トナーは磁気ブラシ中から感光体表面に吐き出される。特開平９−００９６９４９号公報等に開示されるように、この現象を利用した、非作像時（非画像形成時）に帯電バイアスのＡＣ成分（交流成分）の振幅Ｖppを減少させたり、ＡＣ成分の印加を停止させることで電位差ΔＶを大きくし、積極的にトナーを吐き出させて磁気ブラシの電気抵抗上昇を抑えている。
【００６１】
上述の非作像時の吐き出しとしては、紙間や作像動作終了後の後回転等で行うことで、長期の使用において磁気ブラシ中の混入トナー量を一定以下に保つことが可能となる。
【００６２】
又、磁気ブラシ部14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質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。
（３）動作シーケンス（図２）：
次に、動作シーケンスを説明する。
【００６３】
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ー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。
【００６４】
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ー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。
【００６５】
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。
【００６６】
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、帯電バイアスのＡＣ成分の振幅を変更し、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し、現像器で回収する。
【００６７】
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のＡＣ成分の振幅を変更することで、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し、現像器で回収する。
【００６８】
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。
【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。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、プリンターは前回転工程に移行する。
【００７０】
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。
【００７１】
尚、非作像時におけるトナーの吐き出し、回収に関する詳細は後述する。
（４）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、φ３０ｍｍのアルミニウム製のドラム基体上に第１〜第５の機能層を下から順に設けたものである。
【００７２】
第１層：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。
【００７３】
第２層：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１０6Ω・ｃｍ程度に、抵抗調整された厚さ約１μｍの中抵抗層である。
【００７４】
第３層：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。
【００７５】
第４層：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。
【００７６】
第５層：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。
（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。
【００７７】
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）。
【００７８】
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）。
【００７９】
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）。
【００８０】
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）。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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４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。
【００８５】
現像スリーブ４ｂは、内部の固定磁石４ｃ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の回転と共に搬送され、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４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。
【００８６】
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。
【００８７】
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）磁気ブラシ帯電装置（図１及び図４）：
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）１４を収容させた容器（ハウジング）２、磁気ブラシ帯電器２Ａに対する帯電バイアス印加電源Ｅ４等から成る。
【００８８】
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）１２とこのマグネットロール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）１３と、該スリーブ１３の外周面にスリーブ内部のマグネットロール１２の磁気力で磁気拘束させて形成保持させた磁性粒子１４の磁気ブラシ部から成る。
【００８９】
マグネットロール１２は、非回転の固定部材であり、スリーブ１３はこのマグネットロール１２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２２５ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転駆動される。又、スリーブ１３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。
【００９０】
２ｅは容器２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１４は、その一部がスリーブ１３の外周面にスリーブ内部のマグネットロール１２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。磁気ブラシ部２は、スリーブ１３の回転駆動に伴い、スリーブ１３と一緒にスリーブ１３と同方向に回転する。このとき、磁気ブラシ部の層厚はブレード１５により均一厚さに規制させる。そして、その磁気ブラシ部の規制層厚はスリーブ１３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、磁気ブラシ部はスリーブ１３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。
【００９１】
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１３の回転に伴い回転する磁気ブラシ部で摺擦される。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１３と磁気ブラシ層厚規制ブレード１５には電源Ｅ４から所定の帯電バイアスが印加される。
【００９２】
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１３が回転駆動され、電源Ｅ４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１３内に固定配置されているマグネットロール１２は、スリーブ１３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を通過した磁性粒子の搬送性が悪くなり、滞留が発生し易くなる。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１３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。
【００９３】
磁気ブラシ部を構成させる磁性粒子１４は、本実施の形態では、焼結した強磁性体（フェライト）を還元処理を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。磁気ブラシ部の磁性粒子１４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１×１０4Ω〜１×１０9Ωであることが好ましく、特には１×１０4Ω〜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１×１０4Ω未満ではピンホールリークが生じ易くなる傾向があり、１×１０9Ω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１×１０4Ω・ｃｍ〜１×１０9Ω・ｃｍであることが望ましく、特には１×１０4Ω・ｃｍ〜１×１０7Ω・ｃｍであることがより好ましい。
【００９４】
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、１×１０6Ω・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。
【００９５】
磁性粒子１４の体積抵抗値は、図６に略図を示す装置で測定した。即ち、セルＡに磁性体粒子２ｄを充填し、該充填磁性体粒子１４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。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１４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１４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取る。
【００９６】
帯電バイアスは電源Ｅ２によってスリーブ１３と規制ブレード１５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。
【００９７】
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、磁気ブラシ部を構成している帯電用事製粒子１４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１３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。
【００９８】
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。
【００９９】
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、本実施の形態では−７００Ｖとした。
【０１００】
画像形成時（作像時）におけるＡＣ成分は、そのピーク間電圧が小さい場合、帯電均一性、電位収束性の効果が薄く、大き過ぎる場合では、磁性粒子の滞留や感光体ドラムへの付着レベルが悪化する。又、そのＶppの上下限は、通紙耐久継続時には、転写残トナーの混入量や、磁性粒子の劣化状態、或は外部の環境次第で変化する。即ち、トナー混入量が多い場合や、長期に亘る通紙耐久により磁性粒子にトナーや外添剤が付着して劣化した場合、外部環境が低湿度である場合、磁性粒子の抵抗値が上昇しているため適正な帯電を行うためにはＶppを大きくし、電流量を増やすことが必要となる。
【０１０１】
しかしながら、Ｖppを大きくした場合の弊害として考えられる磁性粒子の感光体への付着レベルは逆に抵抗値が大きいほど減少する傾向にある。これは磁性粒子に注入される電荷量が大きいほど印加バイアスと感光体との電位差の影響を受け易く、より付着され易くなるためである。つまり、電流量に依存して、適正なＡＣバイアス振幅は上下限共に同じ方向へシフトする。従って、逆に抵抗値が低い場合は磁性粒子の付着は増加する傾向にあるが、その分Ｖppを小さめに設定しても帯電には十分な電流量が得られる。
【０１０２】
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。
【０１０３】
ここで、作像時、非作像時に帯電装置に印加するバイアスの特性について述べる。
【０１０４】
ＤＣ電界のみを帯電装置に印加した場合、帯電装置内に混入したトナーの感光体への吐き出し性は向上し、キャリアを劣化させず長時間維持するが、ＡＣ電界を印加した場合に比べ僅かのキャリア劣化に対しても帯電性は落ちる。例えば、帯電電位目標７００Ｖに対し、初期、７００Ｖ印加しても、６９０Ｖ程度にしか感光体上を帯電しない。磁気ブラシが耐久劣化してくると更に電位が低下し、ＡＣ電界を印加した場合との差が次第に広がってゆく。従って、現像バイアスのＤＣ値に対して必要な逆電位が維持されず、かぶってしまうことになる。又、初期の設定電位に対し、電位低下が或る値を超えると露光部電位の変動により出力画像の初期に対する濃度変化が許容レベルを超えてしまうことになる。
【０１０５】
通常かぶりだす電位低下レベルよりも、一定の濃度変化を引き起こす電位低下のレベルの方が条件としては厳しい。つまり、かぶらないまでも、帯電電位低下により現像コントラストが変化して出力画像の濃度及び色見が許容レベルを超えてしまうことがある。又、特にべた画像のような画像比率の高い画像が連続で出力された場合、一時的に帯電部材中のトナー濃度が上がって帯電能力が低下し、画像部ではゴーストが発生したり、必要な逆電位が維持されなくなるような事態も考えられるため、少なくとも紙が通過する通紙部はＡＣバイアスを適正な振幅で印加し続けることが望ましい。
【０１０６】
このように、画像部は少なくとも安定したＡＣ帯電を維持し、吐き出しは紙間及び前乃至後回転中に行うことが必要となる。しかしながら、紙間や後回転においてもかぶってしまうと紙間、後回転時の転写残トナーが発生し、帯電器混入トナー増加に繋がるため、かぶりの発生しない帯電レベルを維持することは必要である。その際、環境による帯電性、吐き出し性を考慮してバイアス設定をすることが望まれる。本実施の形態では、通常環境においては、印加バイアスの振幅を作像時は６００Ｖ、非作像時は４００Ｖと設定した。
（７）反転トナー吐き出し回収モード：
しかしながら、先述のようにドラム上、注入帯電器の磁気ブラシ内や現像機内に極性を殆ど持たないトナーや反転トナーが存在し、それが転写部に至った場合、厚紙やコート紙に圧力転写されてしまうという不具合がある。
【０１０７】
ドラム上に存在する極性を持たないトナーや反転トナーは、通常転写バイアスや現像バイアスの作用により除去される機会が少ないため、注入帯電器の磁気ブラシ内部に蓄積することが多い。注入帯電器からドラム上に吐き出されるトナーは、この反転トナーと正規極性トナーが共に存在する。正規極性トナーは、非画像領域においては現像部で回収されるため、画像に影響を与えることは少なく、又、非作像時の吐き出しバイアスにより常に処理されている。
【０１０８】
一方、反転トナーが作像時に吐き出された場合には、現像部で回収されないため、厚紙やコート紙ではかぶりが発生してしまう。これは、極微量の反転トナーが存在するだけでも発生してしまうことが分かった。そのため、厚紙やコート紙を使用する場合においては、反転トナーについても処理する機構を設ける必要がある。厚紙使用がごく稀である場合は、作像時に反転トナーが吐き出されないようなバイアス設定も可能ではある。
【０１０９】
しかし、厚紙が頻繁に使用される場合は反転トナーはバイアスの設定に対し、正規トナーとは正反対の挙動を示すため、上述の正規トナーの処理のためのバイアス設定とは両立できない。従って、予め帯電器内に混入している反転トナーを特別に軽減しておく必要がある。
【０１１０】
そこで、本実施の形態では、Ａ４サイズの通紙１００枚ごとに、１００枚目の排紙後、５秒間の反転トナー吐き出し回収モードを設定した。以下に詳細を説明する。
【０１１１】
このモード時における帯電バイアスのＡＣ振幅は、作像時より高い７５０Ｖとした。これは、反転トナーはΔＶが小さければ小さいほど良く、帯電電位の収束性をより高めたものである。この設定によって蓄積されていた反転トナーが吐き出される。
【０１１２】
次に、現像器における回収は、現像バイアスを帯電電位により近付けることにより回収する。具体的には、帯電電位が−７００Ｖであり、通常設定では現像バイアスは−５００Ｖという設定であるのに対し、本モードでは−６５０Ｖにする。このことにより、正規のネガ極性トナーが電界の作用で現像装置から感光体に付着することもあるが、それらは通常の通紙モードで再回収可能であり、それよりもこれまで回収されることのなかった反転トナーが現像バイアスのＡＣ成分により感光体から離され、最終的に２成分現像器の磁性粒子の穂に掻き取られて回収されることとなった効果は大きい。
【０１１３】
＜実施の形態２＞
次に、本発明における実施の形態２について説明する。
【０１１４】
本実施の形態においては、実施の形態１と同様の磁気ブラシ注入帯電方式を用いたクリーナレスシステムを採用しており、帯電装置上流に配置した補助帯電ブラシに印加するバイアスを同時に制御することにより、反転トナーの吐き出し性を向上させている。
【０１１５】
前述のように、図１中、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ドラムに当接させ、ＡＣバイアス、帯電と逆極性のＤＣバイアス、又はＡＣバイアスを重畳した帯電と逆極性のＤＣバイアスを印加した導電性ブラシであり、磁気ブラシ帯電装置２による帯電直前の感光体ドラム表面電位をならすと同時に、転写残トナーを除電、若しくは感光体ドラム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回収を容易にする。常温常湿環境下ではプラス５００Ｖ程度のＤＣバイアスを印加し、環境によりその値を制御する構成を採っている。
【０１１６】
ここで、磁気ブラシに混入した極性を持たないトナーや反転トナーは帯電バイアスのＡＣ成分（交流成分）の振幅Ｖppを大きくし、電位差ΔＶを小さくすることで吐き出すことが可能であったが、該補助ブラシには常時帯電極性とは逆極性のバイアスを印加していたため、磁気ブラシによる帯電後においても、ブラシの毛先通過部など逆電荷が特に注入される微小領域で帯電不良部が残ってしまうことがある。つまり、その領域でΔＶが或る値を持つということを意味し、反転トナーが吐き出されにくい状態であると言える。
【０１１７】
そこで、本実施の形態では実施の形態１における反転トナー吐き出し回収モードにおいて、補助ブラシ印加バイアスにマイナス１０００ＶのＤＣバイアスを印加した。このとき、補助ブラシ通過後のドラム表面電位は−８００Ｖ程度まで帯電しており、本来の磁気ブラシ帯電の帯電ＤＣバイアスよりも帯電極性側に高い値となる。このとき、帯電電位は磁気ブラシ帯電通過後は磁気ブラシに印加するＡＣバイアスにより−７００Ｖに収束するため、帯電電位の制御になんら支障はない。反転トナーの吐き出し性は、ΔＶが残らず、むしろマイナスになる部分が生じるために向上する。
【０１１８】
＜実施の形態３＞
本実施の形態は、本発明を帯電ローラを用いたクリーナレスシステムに適用した場合を示す。図１は本実施の形態におけるドラム周りの構成図である。
【０１１９】
２は帯電ローラ、４は現像装置、５ａは転写ローラである。７に示す補助ブラシＡには、動作中は−８００ＶのＤＣバイアスが印加され、８に示す補助ブラシＢには＋４００ＶのＤＣバイアスが印加されている。補助ブラシＢは、転写後のドラム表面電位の履歴を消去するために帯電極性と逆極性のバイアスが印加されており、補助ブラシＡは、転写残トナーの帯電電荷を一様に正規極性、即ちマイナスに揃える効果及び帯電の補助的な機能を持つものである。
【０１２０】
一方、帯電ローラ２には通常環境では−７００ＶのＤＣバイアスに、２０００μＡの交流電流を維持する一定電流制御を施した交流バイアスを重畳している。補助ブラシＡを通過してくる転写残トナーは理想的にはマイナス極性を持つものであり、帯電ローラ５通過時に受けるＡＣ放電により、現像回収に適した−３０μＣ／ｃｍ2程度に収束するが、一部帯電ローラに付着し、帯電不良の原因となる。この帯電ローラに付着するトナーは反転トナーが多く、適宜感光体へ戻していくことが望ましい。
【０１２１】
そこで、本実施の形態においては、実施の形態２のように反転トナー吐き出し回収モードを設けた。吐き出し回収モード時の高圧設定は、補助ブラシＢはＯＦＦ、補助ブラシＡは−１０００Ｖ、帯電ローラは通常通りである。
【０１２２】
反転トナー吐き出し回収モード時における現像バイアスは、ＤＣバイアスを−６５０Ｖとすることは前記実施の形態１，２と同様とし、ＡＣ成分の振幅を１．８ｋＶから２．２ｋＶに変更した。通常は現像コントラストに対する現像トナー量のリニアリティを確保するために最適な振幅を設定するが、このトナー回収だけを目的とした間は、極力高い振幅で回収性を高めることが望ましい。
ぶりを長期に亘って効果的に防止することができた。又、反転トナーが帯電機内に混入している影響である帯電器からの飛散や、帯電不良の発生をより長期に亘って防止することができた。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明は特に、磁気ブラシ注入帯電装置を例に説明がなされたが、その他の各種帯電装置にも適用でき、又、高圧条件も、ＤＣ成分や、周波数、波形等、あらゆる代替が可能であることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるシーケンス制御を説明する工程説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１，２で用いた感光体の概略構成図である。
【図４】本発明の実施の形態１，２で用いた帯電装置の概略構成図である。
【図５】本発明の実施の形態１，２における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】本発明の実施の形態で用いた現像装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１２５】
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
４    現像装置
５    転写装置
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
１４    磁気ブラシ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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