(57)【要約】【課題】クリーナーレスシステムの画像形成装置において、いかなる被記録材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、良質な画像を維持する画像形成装置を提供することである。【解決手段】被帯電体１に対向した帯電部材２Ａにバイアス電圧を印加することで被帯電体１の帯電を行い、前記被帯電体の帯電面に潜像を形成し、前記潜像を現像バイアスを印加した現像手段４によりトナー像として現像し、前記現像手段４が前記トナー像を被記録材に転写した後に被帯電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、使用する被記録材Ｐの種類に応じて、前記被帯電体の帯電電位と前記現像バイアスの電位差を変化させることを特徴とする画像形成装置。【選択図】図１
2005165114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被帯電体に対向した帯電部材にバイアス電圧を印加することで被帯電体の帯電を行い、前記被帯電体の帯電面に潜像を形成し、前記潜像を現像バイアスを印加した現像手段によりトナー像として現像し、前記現像手段が前記トナー像を被記録材に転写した後に被帯電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、
使用する被記録材の種類に応じて、前記被帯電体の帯電電位と前記現像バイアスの電位差を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
使用する被記録材の種類を選択して制御部へ入力する選択手段を有し、前記制御部は前記選択手段で選択された被記録材の種類に応じて、前記被帯電体の帯電電位と前記現像バイアスの電位差を変化させる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】
使用する被記録材の種類を検知して制御部へ入力する検知手段を有し、前記制御部は前記検知手段で検知された被記録材の種類に応じて、前記被帯電体の帯電電位と前記現像バイアスの電位差を変化させる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４】
前記帯電部材が被帯電体に接触する接触帯電部材であることを特徴とする請求項１から３の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項５】
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を特徴とする請求項１から３の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電部材が導電性繊維ブラシからなることを特徴とする請求項１から３の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記帯電部材が導電性ゴムローラーからなることを特徴とする請求項１から３の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記被帯電体の帯電方式が、表面に電荷注入層を有する被帯電体に電圧を印加した導電性部材を当接させて帯電を行なう接触帯電方式であることを特徴とする請求項１から７の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記被帯電体の作像領域と非作像領域とにおいて前記帯電部材に印加する帯電バイアス条件が異なることを特徴とする請求項１から８の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記帯電バイアスが、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１から９の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
使用する被記録材の種類に応じて、プロセス速度を変更することを特徴とする請求項１から１０の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記被帯電体が感光体であり、該感光体の帯電面に潜像を形成する手段が感光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から１１の何れか１つ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。
【０００２】
より詳しくは、被帯電体である電子写真感光体や静電記録誘電体等の像担持体と、該像担持体に対向した帯電部材にバイアス電圧を印加することで像担持体の帯電を行い、像担持体の帯電面に潜像を形成し、前記潜像を現像バイアスを印加した現像手段によりトナー像として現像し、前記現像手段が前記トナー像を像担持体に転写した後に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】
【０００３】
（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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【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（例えば特許文献１参照）。
【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（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。
【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しきい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。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なうことができる。
【００１２】
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。
【００１３】
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なう方法がある。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感光体表面に得ることが可能である（例えば特許文献２参照）。
【００１４】
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。
【００１５】
（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。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。
【００１６】
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（例えば特許文献１参照）。
【００１７】
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。
【００１８】
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。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。また、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。
【００１９】
転写残のトナーを感光体から除去するためのクリーニング装置を有しない系、いわゆる、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する。
【００２０】
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、接触帯電部材である磁気ブラシやローラに混入したり付着したりしたトナーを感光体上に吐き出しやすいバイアス条件やハード構成の条件が存在し、接触帯電部材寿命を延ばすことが可能である（例えば特許文献１参照）。
【００２１】
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全て正規の極性に帯電させることにより、再び感光体上にトナーを戻す制御が可能となる。
【００２２】
また、磁気ブラシ部から感光体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。
【００２３】
接触帯電部材として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などの方法がある。
【特許文献１】特開平９−９６９４９号公報
【特許文献２】特開平６−３９２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
しかしながら、このようなクリーナー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。
【００２５】
すなわち、上述のごとく、転写残トナーは帯電装置において正規の極性、すなわち帯電極性と同極性に揃えられて現像で回収されるが、わずかながら、ほとん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、この反転トナーは極微量であり、仮に現像で回収されずに感光体上をつれまわ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がないため、特に問題にはならない。
【００２６】
ところが、使用する紙等の被記録材の厚み、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、被記録材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。
【００２７】
また、コート紙のように平滑性の高い被記録材においては、被記録材と感光体の密着性が高まるために、同時にトナーが被記録材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。
【００２８】
反対極性トナーや極性をほとんど持たないトナーはもともとある比率で存在しうるが、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、接触帯電部材に混入あるいは付着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、また、長期間転写されずに感光体周りを周回しているうちに外添剤が埋め込まれるなど、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接触帯電部材から吐き出されずに蓄積し、ある一定量蓄積すると、それが徐々に感光体上にもれだし、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。
【００２９】
また被記録材として特に厚紙やコート紙を用いる時において、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。
【００３０】
そこで、本発明の目的は、クリーナーレスシステムの画像形成装置において、いかなる被記録材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、良質な画像を維持する画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
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）被帯電体に対向した帯電部材にバイアス電圧を印加することで被帯電体の帯電を行い、前記被帯電体の帯電面に潜像を形成し、前記潜像を現像バイアスを印加した現像手段によりトナー像として現像し、前記現像手段が前記トナー像を被記録材に転写した後に被帯電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、使用する被記録材の種類に応じて、前記被帯電体の帯電電位と前記現像バイアスの電位差を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【００３３】
（２）使用する被記録材の種類を選択して制御部へ入力する選択手段を有し、前記制御部は前記選択手段で選択された被記録材の種類に応じて、前記被帯電体の帯電電位と前記現像バイアスの電位差を変化させることを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
【００３４】
（３）使用する被記録材の種類を検知して制御部へ入力する検知手段を有し、前記制御部は前記検知手段で検知された被記録材の種類に応じて、前記被帯電体の帯電電位と前記現像バイアスの電位差を変化させることを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
【００３５】
（４）前記帯電部材が被帯電体に接触する接触帯電部材であることを特徴とする（１）から（３）の何れか１つに記載の画像形成装置。
【００３６】
（５）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を特徴とする（１）から（３）の何れか１つに記載の画像形成装置。
【００３７】
（６）前記帯電部材が導電性繊維ブラシからなることを特徴とする（１）から（３）の何れか１つに記載の画像形成装置。
【００３８】
（７）前記帯電部材が導電性ゴムローラーからなることを特徴とする（１）から（３）の何れか１つに記載の画像形成装置。
【００３９】
（８）前記被帯電体の帯電方式が、表面に電荷注入層を有する被帯電体に電圧を印加した導電性部材を当接させて帯電を行なう接触帯電方式であることを特徴とする（１）から（７）の何れか１つに記載の画像形成装置。
【００４０】
（９）前記被帯電体の作像領域と非作像領域とにおいて前記帯電部材に印加する帯電バイアス条件が異なることを特徴とする（１）から（８）の何れか１つに記載の画像形成装置。
【００４１】
（１０）前記帯電バイアスが、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（１）から（９）の何れか１つに記載の画像形成装置。
【００４２】
（１１）使用する被記録材の種類に応じて、プロセス速度を変更することを特徴とする（１）から（１０）の何れか１つに記載の画像形成装置。
【００４３】
（１２）前記被帯電体が感光体であり、該感光体の帯電面に潜像を形成する手段が感光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）から（１１）の何れか１つに記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００４４】
被帯電体に対向した帯電部材にバイアス電圧を印加することで被帯電体の帯電を行い、前記被帯電体の帯電面に潜像を形成し、前記潜像を現像バイアスを印加した現像手段によりトナー像として現像し、前記現像手段が前記トナー像を被記録材に転写した後に被帯電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クリーナレスの画像形成装置において、普通紙と、厚紙やコート紙等、使用する被記録材の種類に応じて、前記被帯電体の帯電電位と前記現像バイアスの電位差ΔＶを変化させることにより反転トナーを現像手段で回収して転写部へ通過させないことで、厚紙やコート紙に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が長期にわたり効果的に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
【実施例１】
【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。本実施例の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−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、回転する感光体ドラム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。
【００５０】
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、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は感光体ドラム１の下側に配置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の表面を清掃するクリーナーである。
【００５２】
６は給紙カセットであり、紙等の被記録材（以下、被転写材と記す）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。
【００５３】
転写ニップ部Ｔに給送された被転写材Ｐは感光体ドラム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。
【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。
【００５５】
１００はプリンター制御部としての制御回路部であり、プリンター全体の作像動作シーケンス制御を司る。
【００５６】
（２）クリーナーレスプロセス
本実施例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２ｃ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。
【００５７】
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に当接させ、電源Ｅ６により、ＡＣバイアス、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、も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。
【００５８】
更に説明すると、本実施例のプリンターは、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。
【００５９】
感光体ドラム１上の転写残トナーは転写時の剥離放電などにより、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帯電ニップ部Ｎに至って磁気ブラシ帯電器２Ａの磁気ブラシ部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。
【００６０】
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すべ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の現像部材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。
【００６１】
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内に回収されて再度用いられるため、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な小型化が可能となる。
【００６２】
現像剤のトナー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。
【００６３】
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。
【００６４】
ここで、トナー吐き出しについて簡単に説明する。磁気ブラシ部２ｃにトナーが混入した場合、磁気ブラシ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（感光体帯電電位）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。この現象を利用して、作像時（画像形成時）との対比において非作像時（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ることができる。
【００６５】
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などで行うことで、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。
【００６６】
また、磁気ブラシ部から感光体ドラム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。
【００６７】
（３）プリンターの動作シーケンス例（図２）
次に、上記プリンターの動作シーケンスを説明する。
【００６８】
ａ．前多回転工程：プリンターの始動動作期間（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。
【００６９】
ｂ．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、プリンター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。
【００７０】
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。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。
【００７１】
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成分の振幅を小さくし、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。
【００７２】
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ー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成分の振幅を小さくすることで、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す。
【００７３】
ｆ．スタンバイ：所定の後回転工程が終了すると、メインモーターの駆動が停止され感光体ドラムの回転駆動が停止され、プリンター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。
【００７４】
１枚だけのプリントの場合は、そのプリント終了後、プリンター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。
【００７５】
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。
【００７６】
（４）感光体ドラム（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・電荷注入性のＯＰＣ感光体であり、φ３０ｍｍのアルミニウム製のドラム基体１ａ上に第１〜第５の機能層を下から順に設けたものである。
【００７７】
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。
【００７８】
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１０６Ω・ｃｍ程度に、抵抗調整された厚さ約１μｍの中抵抗層である。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
（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。
【００８３】
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）
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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、感光ドラム１の帯電電位と現像バイアスのＤＣ成分値との電位差ΔＶ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。
【００８９】
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。
【００９０】
（６）磁気ブラシ帯電装置（図１、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。本実施例の磁気ブラシ帯電装置２は、大きく分けて、接触帯電部材としての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。
【００９１】
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磁性粒子２ｄの磁気ブラシ部２ｃからなる。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、本実施例では２２５ｍｍ／ｓｅｃ．の周速で回転駆動される。
【００９２】
また、スリーブ２ｂは感光体ドラム１に対してスペーサーコロなどの手段で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２ｃとして保持される。
【００９３】
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。
【００９４】
そして、その磁気ブラシ部２ｃ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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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く、上流側１５°〜０°であればさらによい。それより下流だと主極位置に磁性粒子が引きつけられ、帯電ニップ部Ｎの感光体ドラム回転方向下流側に磁性粒子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、滞留が発生しやすくなる。また、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に付着しやす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２ｃ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。本実施例では、上流側１０°の位置に約９００Ｇの磁極を配置した。
【００９８】
磁気ブラシ部２ｃを構成させる磁性粒子２ｄは、本実施例では、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、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。
【００９９】
磁気ブラシ部２ｃ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やすくなる傾向があり、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。また、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。
【０１００】
本実施例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、感光ドラム１の表面電位も、−７００ｖとなった。
【０１０１】
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。すなわち、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、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９８Ｎ（１０ｋｇｆ）、印加電圧１００Ｖである。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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（図３）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。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。
【０１０６】
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の直列回路とみなすことができる。この様な回路の場合、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。
【数１】
2005165114.tif 000003
【０１０７】
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。
【０１０８】
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、電位の立ち上がり向上の効果が薄く、大きすぎる場合では、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。またその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、あるいは外部の環境次第で変化する。すなわち、トナー混入量が多い場合や、長期にわた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。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、より付着されやすくなるためである。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ともに同じ方向へシフトする。したがって、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。
【０１０９】
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波などがよい。
【０１１０】
（７）使用する被記録材Ｐの種類と電位差ΔＶの制御
ここで、作像時、非作像時に磁気ブラシ帯電器（注入帯電器）２Ａに印加するバイアスの特性について述べる。ＤＣ電界のみを磁気ブラシ帯電器２Ａに印加した場合、磁気ブラシ帯電器２Ａの磁気ブラシ部２ｃ内に混入したトナーの感光体ドラム１への吐き出し性は向上し、磁性粒子（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わず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程度にしか感光体ドラム１上を帯電しない。磁気ブラシが耐久劣化してくるとさらに電位が低下し、ＡＣ電界を印加した場合との差が次第に広がってゆく。
【０１１１】
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。また、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。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。また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、一時的に磁気ブラシ帯電器２Ａの磁気ブラシ部２ｃ中のトナー濃度が上がって帯電能力が低下し、画像部（感光体ドラム１の作像領域）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。
【０１１２】
ここで、現像バイアスのＤＣ値に対して必要な逆電位についていま少し説明する。例えばマイナスに帯電するトナーの場合、現像ＤＣ値が−５００Ｖに対し、感光体電位が−５００Ｖ以上、つまり−３００Ｖとか−４００Ｖ等に制御すれば、トナーは現像スリーブから感光体へ電界の作用で移動し、可視像化したい静電潜像が現像される。つまりΔＶ＝（ドラム上電位−現像ＤＣ値）の値が大きいほど電界が強く、多量のトナーが移動する。これが電子写真の基本原理の一部である。しかしながら、上記ΔＶが０Ｖ以下、すなわち逆電界であっても、現像ＡＣ電界により現像領域で往復運動を繰り返すトナーのうちの一部は感光体に付着したまま残ってしまう。これはトナーの保持電荷にも分布が有り、必ずしも電界の方向に対し、１００％のトナーが忠実に挙動するとは限らないということである。したがって、ΔＶを０Ｖとしても、可視像化したくない領域にトナーが付着してしまい、本来白地部の領域がかぶってしまう。そこで一般に、例えば現像ＤＣ−５００に対し、白地部の感光体上電位は−６５０とするなど、逆電界が一定以上確保できるような設定にする。
【０１１３】
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、トナー吐き出しは非画像部（感光体ドラム１の非作像領域）である紙間及び前回転中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、磁気ブラシ帯電器２Ａの磁気ブラシ部２ｃへの混入トナー増加につながるため、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。
【０１１４】
しかしながら、先述のごとくに感光体ドラム上、磁気ブラシ帯電器２Ａの磁気ブラシ部２ｃ内や現像装置４内に極性をほとんど持たないトナーや反転トナーが存在し、それが転写部にいたった場合、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。感光体ドラム１上に存在する極性をも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、磁気ブラシ帯電器２Ａの磁気ブラシ部２ｃ内部に蓄積することが多い。磁気ブラシ帯電器２Ａから感光体ドラム１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、感光体ドラム１上の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い。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わかった。
【０１１５】
そのため、厚紙やコート紙を使用する場合においてはむしろ、帯電電位と現像装置に印加するＤＣバイアスの電位差ΔＶを小さくすることにより反転トナーを現像装置で回収して転写部へ通過させない必要がある。
【０１１６】
そこで本実施例では、坪量１００ｇ／ｍ２程度以下の、いわゆる普通紙と呼ばれる紙を使用する通常のモード（普通紙モード）では、作像時の帯電電位と現像スリーブ印加バイアスの電位差ΔＶを２５０Ｖで設定するのに対し、厚紙やコート紙を使用するモード（特殊紙モード）では、帯電電位と現像スリーブ印加バイアスの差ΔＶを１５０Ｖに切り替えるようにした。
【０１１７】
上記のように、極性をもたないトナーや反転トナーは帯電電位と現像装置に印加するＤＣバイアス（現像印加バイアス）の電位差ΔＶを小さくする（ΔＶ２５０Ｖ→ΔＶ１５０Ｖ）ことにより現像装置で回収されるようになる。すなわち、前記した逆電界＝ΔＶをより小さくする方が、意図せず反転極性化したトナーが現像スリーブに回収される確率が高まり、回収される量が増える（ネガトナーと逆の挙動）。
本実施例において、普通紙モードでの帯電電位が−７００Ｖで、電位差ΔＶ＝２５０Ｖであるとすると、現像装置に印加するＤＣバイアスは−４５０Ｖ、ＡＣ成分Ｖｐｐは１．８ｋＶの設定である。
【０１１８】
本実施例において、電位差ΔＶの変更（ΔＶ２５０Ｖ⇔ΔＶ１５０Ｖ）は具体的には、帯電電位と現像装置に印加するＤＣバイアスの双方を調整する。つまり、最大濃度部の露光部電位が−２００Ｖが適性であった場合、現像の最大濃度部の必要コントラストは２５０Ｖ、ΔＶを１００Ｖに変更したいので、そのときの最大露光量において、感光体電位が１００＋２５０＝３５０Ｖになるような帯電電位を見つける工程から始める。予めテーブルを持っている場合もあるが、電位センサーで帯電電位と最大露光部電位を検出してフィードバック制御を行う場合もある。その上で、その帯電電位が得られる帯電バイアスと、その帯電電位にΔＶ１００Ｖをのせた現像バイアスを決定する。
【０１１９】
上記のように、普通紙モード時と特殊紙モード時とで電位差ΔＶを変更するために、帯電電位または現像装置に印加するＤＣバイアスまたはその両方を変更した場合は、普通紙モード時と特殊紙モード時との両者間で画像形成条件が変わってしまい、両者間で画質等が変化する、すなわち、現像バイアス電位に対し、レーザーやＬＥＤによる露光部の潜像の形が相対的に変わることにより画像が異なることが想定される。その場合は、レーザー光量やＬＥＤ光量を調整したり、必要な最大濃度部コントラストを調整する等でカバーすることができる。
【０１２０】
上記の普通紙モードと特殊紙モードとの切換えは、たとえば、プリンターの操作部（不図示）に設けたモード選択切換えキー１０１（図１）を操作者が操作することでなすことができる。このモード選択切換えキー１０１は使用する被記録材を選択する選択手段である。プリンター制御部１００は上記のモード選択切換えキー１００で選択されたモードに応じて、すなわち使用される被記録材の種類に応じて上記のように電位差ΔＶを変更してプリンターの動作シーケンスを実行させる。
【０１２１】
上記の普通紙モードと特殊紙モードとの切換えは、転写ニップ部Ｔよりも被記録材搬送方向上流側の被記録材搬送路中に紙種自動検知装置１０２を配設して行わせこともできる。紙種自動検知装置１０２は、通紙された被記録材の厚み・光沢度・透明度等を機械的・光学的・電気的手段で測定して通紙された被記録材が普通紙であるか特殊紙であるかを自動検知するもので、その検知情報がプリンター制御部１００に入力する。プリンター制御部１００は入力した紙種自動検知結果により上記のように電位差ΔＶを変更してプリンターの動作シーケンスを実行させる。
【０１２２】
図８は、現像印加バイアスと帯電電位の電位差ΔＶに対し、磁気ブラシ帯電器２Ａから感光体ドラム１上に吐き出された０．２ｍｇ／ｃｍ２の正規極性トナーと反対極性トナーそれぞれが現像領域ｍを通過して被転写材Ｐに転写される量を、かぶり反射率濃度で示している。図中ａ、ｂはそれぞれ厚紙、普通紙への正規極性トナーの転写量を示しており、電位差ΔＶが１３０Ｖより小さくなると少しずつ通過し始める。これに対し、図中ｃは反対極性トナーの厚紙への転写量を示しており、電位差ΔＶが１５０Ｖを超えると急激に増えていくことがわかる。従って、両者が共に少ない範囲の電位差ΔＶを設定することにより、厚紙におけるかぶりを防止することができる。
【０１２３】
一方、普通紙の場合は、図中ｄのように、反対極性トナーはほとんど転写されないことから、正規カブリに対する安全性を考慮し、反転トナーによるかぶりが発生しないレベル、もしくは２成分現像剤のキャリアがドラムに付着しないレベルで電位差ΔＶは大きめに設定しておくことが好ましい。
【０１２４】
図９は、１０％画像比率の原稿を用いて普通紙の連続通紙を行った場合の、１００枚に１枚の厚紙を通紙したときの１００００枚時点における反転トナーによるカブリと、帯電不良による正規極性の紙上かぶり反射率の推移を示している。図中Ａ、Ｂは、従来通り作像時の電位差ΔＶを２５０Ｖに設定した場合の厚紙、普通紙におけるそれぞれのかぶり反射率である。また、図中Ｃは、厚紙の作像時の電位差ΔＶを１５０Ｖに設定した場合の厚紙におけるかぶり反射率である。Ｃにおいては、Ｂに比べ、正規極性のトナーによるかぶりに対して不利な設定となっているため、磁気ブラシ帯電器２Ａの汚れなどにより帯電能が低下してくると正規かぶりを発生しやすくなる。しかしながら、通紙初期から実用上十分な性能とは思われないＡに比べ、反対極性トナーの影響が著しく減少していることがわかる。
【０１２５】
上記のように、クリーナレスの画像形成装置において、厚紙やコート紙を使用する場合において、帯電電位と現像装置に印加するＤＣバイアスの電位差ΔＶを小さくすることにより反転トナーを現像装置４で回収して転写部Ｔへ通過させないことで、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が長期にわたり効果的に防止できる。
【０１２６】
また、被記録材として特に厚紙やコート紙を用いる特殊紙モード時において、定着性を維持するために普通紙モード時よりもプロセススピードを遅くする制御モード（使用する被記録材の種類に応じて、プロセス速度を変更する制御モード）を持つ装置の場合においても、反転トナーや極性を持たないトナーによるかぶりが長期にわたり効果的に防止できる。
【０１２７】
（その他）
１）上記の実施例は接触帯電装置として磁気ブラシ注入帯電装置を例に説明したが、その他の各種の接触帯電装置、たとえば導電性繊維ブラシや導電性ゴムローラー等の導電性部材を感光体ドラムに当接させて帯電を行うものを使用でき、また高圧条件も、ＤＣ成分や、周波数、波形など、あらゆる代替が可能であることは明白である。また非接触タイプの帯電装置を使用することもできる。
【０１２８】
２）静電潜像のトナー現像方式・手段は任意である。反転現像方式でも正規現像方式でもよい。
【０１２９】
３）転写手段は実施例のベルト転写に限られず、ローラ転写、ブレード転写、その他の接触転写帯電方式であってもよいし、コロナ帯電器を使用した非接触転写帯電方式でもよい。
【０１３０】
４）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本発明は適用できる。
【０１３１】
５）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。即ち帯電は、電荷注入帯電方式、放電現象が支配的な接触帯電系のどちらでもよい。
【０１３２】
６）画像形成装置の作像プロセスは実施例に限らず任意である。また必要に応じて他の補助プロセス機器を加えてもよい。
【０１３３】
７）静電潜像形成のための像露光手段としては、実施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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
８）像担持体、帯電装置、現像装置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。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】実施例における画像形成装置の概略構成図
【図２】実施例におけるシーケンス制御を説明する行程説明図
【図３】実施例で用いた感光体の構成概略図
【図４】実施例で用いた帯電装置の構成概略図
【図５】帯電回路の等価回路図
【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
【図７】実施例で用いた現像装置の構成概略図
【図８】実施例における通紙耐久時における紙上かぶり反射率の推移を示す説明図
【図９】現像印加バイアスと帯電電位の電位差ΔＶに対し、帯電部材から吐き出された０．２ｍｇ／ｃｍ２の正規極性トナーと反対極性トナーとのそれぞれが現像領域を通過して被記録材に転写される量をかぶり反射率濃度で示した説明図
【符号の説明】
【０１３７】
１・・感光体ドラム（像担持体）
２・・帯電装置（磁気ブラシ注入帯電装置）
３・・像露光装置
４・・現像装置
５・・転写装置
６・・給紙カセット
Ｐ・・被記録材
１１・・定着装置
１２・・導電性ブラシ
【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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【図８】
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【図９】
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