JP3466840B2

JP3466840B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3466840B2
Application number: JP30801196A
Authority: JP
Inventors: 啓之鈴木; 展之伊東
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-11-19
Filing date: 1996-11-19
Publication date: 2003-11-17
Anticipated expiration: 2016-11-19
Also published as: JPH10148998A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体上のトナ
ー像を転写材に転写する画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式や静電記録方式を用いた図
２に示されるような画像形成装置は、従来、数多く考案
されている。

【０００３】例えば、図２に示した画像形成装置におい
て、レーザー露光装置１２、帯電部材１３により像担持
体としての感光体ドラム１１上に、原稿画像Ｇ’に対応
した暗部と明部とを備える静電潜像を形成する。次にこ
の静電潜像をトナー粒子とキャリア粒子を有するいわゆ
る２成分現像剤を収容した現像手段としての現像装置１
４にて反転現像し、感光体ドラム１１上にトナー像を得
る。このようにして、感光体ドラム１１上に形成された
トナー像は、転写手段１７上に担持された転写材に静電
転写される。その後、転写材は、転写手段１７から分離
されて定着器１６へと搬送され、加熱、加圧されて画像
が出力される。

【０００４】感光体ドラム１１表面はブレード、ファー
ブラシ等より構成されるクリーニング装置１５によっ
て、トナー像転写後に感光体ドラム１１上に残留する転
写残トナー等の付着汚染物を除去する。

【０００５】しかし、クリーニング装置１５によって回
収される廃トナー、つまり転写残トナーは、環境保護の
面からもなくす方が好ましいことから、クリーニング手
段を設けずに、現像装置１４によって現像と転写残トナ
ーのクリーニングを行うものが提案されている。これ
は、転写残トナーを次工程以後の現像時の現像スリーブ
の電位と感光体ドラム１１表面の暗部電位との間の電位
差である、かぶり取り電位差Ｖ_backによって回収する方
法である。

【０００６】この方法によれば、転写残トナーは現像装
置１４に回収されて、次工程以後用いられるため廃トナ
ーをなくすことができ、スペース面での利点も大きく、
大幅に小型化できるようになる。

【０００７】ところで、近年では低オゾン、低電力等の
利点を有することから前述の感光体ドラム１１の帯電部
材１３として接触帯電方式、すなわち、電圧を印加した
帯電部材１３を感光体ドラム１１に当接させて帯電を行
う方式の装置が実用化されてきている。このような方式
の帯電部材１３としては磁気ブラシ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。

【０００８】磁気ブラシ方式の帯電部材では、導電性の
磁性粒子を直接マグネット、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、停止、あるい
は、回転しながら感光体ドラム１１に接触させこれに電
圧を印加することによって帯電が行われる。

【０００９】また、導電性の繊維をブラシ状に形成した
もの、あるいは導電性ゴムをロール状にした導電ゴムロ
ーラも帯電部材として好ましく用いられている。特に、
このような帯電部材を用い、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面層を有するもの
や、アモルファスシリコン感光体などを用いると、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
帯電電位を感光体表面に得ることが可能である。このよ
うな帯電方法のことを注入帯電と称する。この注入帯電
を用いれば、感光体表面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。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、転写残
トナーを現像手段で回収する画像形成装置において接触
帯電部材を用いると、帯電部材に転写残トナー粒子が
混入し、感光体ドラムへの吐き出しが十分に行えない場
合、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、帯電部材全体、あるいは一部の抵抗が上昇
してしまい、感光体ドラムが所望の電位にまで帯電でき
なくなったり、帯電むらが生じたりしてしまい画像不良
が発生してしまう、という欠点があった。

【００１１】また、現像手段において現像と転写残トナ
ーの回収を行うと、画像形成を繰り返すうちに、転写残
トナーが現像手段によって回収できなくなり、前回の画
像が薄く残る“ポジゴースト”が問題となる。この“ポ
ジゴースト”は帯電部材が感光体ドラムと接触する際、
転写残トナーが存在する部分の感光体ドラムを帯電する
ことができないために発生する現象で、帯電部材が転写
残トナーにより汚染すると、より顕著になる。

【００１２】そこで、本発明においては、ポジゴースト
の発生を防止するために、転写残トナーが存在する像担
持体の部分も帯電することを目的とする。また、帯電部
材により転写残トナーを像担持体から取り込むことを目
的とする。さらに、帯電部材により像担持体を帯電した
後に、帯電部材の転写残トナーによる汚染を防止するた
めに、転写残トナーを帯電部材から像担持体上へ吐き出
し、現像手段において転写残トナーを良好に回収するこ
とを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明に係
る画像形成装置にて達成される。要約すると、本発明
は、潜像を担持する像担持体と、前記像担持体上の前記
潜像をトナーで現像する現像手段と、前記像担持体上の
トナー像を転写材に転写する転写手段とを有し、前記転
写手段により転写後、前記像担持体上に残留する転写残
トナーを前記現像手段により回収する画像形成装置にお
いて、前記転写残トナーを帯電する第１帯電部材と、前
記転写残トナーを前記第１帯電部材により帯電した後で
前記現像手段により回収する前に、前記像担持体と接触
し、接触部で前記像担持体を注入帯電する第２帯電部材
と、を有し、前記第１帯電部材に印加する電圧の極性を
前記第２帯電部材に印加する電圧の極性とは逆極性とす
ることにより、前記第１帯電部材は前記転写残トナーを
前記逆極性に帯電し、前記第２帯電部材は前記逆極性に
帯電した前記転写残トナーを回収し、回収した前記転写
残トナーを前記第２帯電部材に印加する電圧の極性と同
極性に摩擦帯電する摩擦帯電特性を備えることを特徴と
する画像形成装置である。

【００１４】

【発明の実施の形態】

（実施例１）図１に示す本発明の実施例について概略構
成ならびに動作について簡単に説明する。コピー開始信
号が入力されると感光体ドラム１が帯電器３２により所
定の電位になるように帯電される。一方、原稿台１０上
に置かれた原稿Ｇに対し原稿照明用ランプ、短焦点レン
ズアレイ、ＣＣＤセンサーが一体となったユニット９が
原稿を光照射しながら操作することにより反射光が短焦
点レンズアレイによって結像されてＣＣＤセンサーに入
射される。ＣＣＤセンサーは受光部、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。
得られたアナログ信号は周知の画像処理を行ってデジタ
ル信号に変換してプリンター部に送られる。プリンター
部においては、上記の画像信号を受けてＯＮ、ＯＦＦ発
光される固体レーザー素子の光を高速で回転する回転多
面鏡によって走査するレーザー露光装置２により像担持
体としての感光体ドラム１上に、原稿画像Ｇに対応した
暗部と明部を備えた静電潜像を形成する。

【００１５】この静電潜像をトナー粒子とキャリア粒子
を有するいわゆる２成分現像剤を収容した現像装置４に
て現像し、感光体ドラム１上にトナー像を得る。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は、
転写手段としての転写装置７によって転写材上に静電転
写される。その後、転写材は、転写装置７から分離され
て定着器６へと搬送され、加熱、加圧されて画像が出力
される。

【００１６】転写装置７によりトナー像を転写材に転写
後、感光体ドラム１上に残留する転写残トナーは、第１
帯電部材３１により帯電される。その後、第２帯電部材
３２は、帯電された転写残トナーを感光体ドラム１から
剥ぎ取り、感光体ドラム１を帯電する。第２帯電部材３
２に取り込まれた転写残トナーは、第２帯電部材３２に
より摩擦帯電され、感光体ドラム１上に吐き出される。
そして、吐き出されたトナーが存在する感光体ドラム１
をレーザー露光装置２より露光して静電潜像を形成し、
現像装置４において、現像と同時に、転写残トナーは回
収される。以下、同様の像形成プロセスが繰り返され
る。

【００１７】図1に示すように、第１帯電部材３１は導
電性繊維による固定ブラシ３１であり、ブラシ長１〜１
０（mm）、ブラシ密度１×１０⁴〜５×１０⁵（本／inch
²）、ブラシ径２〜１２（デニール）、ブラシ体積抵抗
率１０^-2〜１０¹²（Ω・cm）のものが好ましく、帯電時
に流れる電流値を５〜５０（μＡ）程度に制御する。本
実施例においては、ブラシ長４（mm）、ブラシ密度１×
１０⁵（本／inch²）、ブラシ径６（デニール）、ブラシ
体積抵抗率１０⁶（Ω・cm ）のものを用いている。

【００１８】また、第２帯電部材３２は、帯電用磁性粒
子を用いた磁気ブラシ帯電器３２であり、帯電用磁性粒
子としては、平均粒径が１０〜１００（μmm）、飽和磁
化が２０〜２５０（emu／cm³）、体積抵抗率が１×１０
²〜１×１０¹⁰（Ω・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の欠陥が存在すること
を考慮すると、ピンホールによるリークを防止するため
に、１×１０⁶（Ω・cm）以上のものを用いることが好
ましい。帯電用磁性粒子の帯電性能を上げるにはできる
だけ体積抵抗率の小さいものを用いる方がよいので、平
均粒径２５（μm ）、飽和磁化２００（emu／cm³）、体
積抵抗率５×１０⁶（Ω・cm）のものを用いている。ま
た、本実施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、還元処理して体積抵抗率の調整を行っ
たものを用いている。

【００１９】一方、トナーは、絶縁性であり、主にポリ
エステル樹脂から構成され、帯電用磁性粒子の体積抵抗
率よりも大きなものを用いている。特に、トナーの体積
抵抗率は、１０¹⁶（Ω・cm）以上のものが好ましい。

【００２０】ここで、帯電用磁性粒子の体積抵抗率は、
底面積が２２８（mm²）の金属セルに前記帯電用磁性粒
子を２（g）入れた後、６．６（Kg／cm²）で加重し、１
００（V）の電圧を印加して測定している。

【００２１】第２帯電部材３２として用いた、磁気ブラ
シ帯電器３２は、内部に固定マグネットが設けられた回
転自在の外径１６（mm）の非磁性スリーブ上に、帯電用
磁性粒子が磁界によってブラシ状に形成されて、非磁性
スリーブの回転にともない帯電用磁性粒子が搬送され
る。非磁性スリーブの回転速度を速くするほど、感光体
ドラム１に対する帯電均一性は良好になる。そこで、接
触部において、非磁性スリーブは感光体ドラム１の回転
方向と逆方向に回転させ、本実施例においては、感光体
ドラム１の回転速度１００（mm／sec）に対し磁気ブラ
シ帯電器３２は１５０（mm／sec）で回転している。非
磁性スリーブに、帯電電圧を印加することにより、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。

【００２２】本実施例に用いられる感光体ドラム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体積抵抗率
が１０⁹〜１０¹⁴（Ω・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。そこで、本実施例に
おいては、負帯電の有機感光体で、直径３０（mm）のア
ルミニウム製のドラム基体上に下記の第１〜第５の５つ
の層を下から順に設けた感光体ドラム１を用いた。

【００２３】第１層は下引き層であり、アルミニウム基
体（以下、アルミ基体と称する）の欠陥等ならすために
設けられている厚さ２０（μm）の導電層である。

【００２４】第２層は正電荷注入防止層であり、アルミ
基体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目を果たし、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・c
m）程度に体積抵抗率を調整された厚さ１（μm ）の中
抵抗層である。

【００２５】第３層は電荷発生層であり、ジスアゾ系の
顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３（μm）の層であ
り、露光を受けることによって正負の電荷対を発生す
る。

【００２６】第４層は電荷輸送層であり、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。したがって、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。

【００２７】第５層は電荷注入層であり、絶縁性樹脂の
バインダーにＳｎＯ₂超微粒子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絶縁フィ
ラーであるアンチモンをドーピングして低抵抗化した粒
径約０．０３（μm）のＳｎＯ₂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塗工層である。

【００２８】このように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３（μm）に塗工して電荷
注入層とした。感光体ドラム１と導電性繊維による固定
ブラシ３１との接触部の幅を約５（mm）になるように調
整した。帯電条件としては＋２０（μA）の定電流制御
で直流バイアス（＋２００〜＋２０００（V））をブラ
シの支持板金に印加した。

【００２９】また、感光体ドラム１と磁気ブラシ帯電器
３２の帯電用磁性粒子との接触部の幅を約６（mm）にな
るよう調整した。帯電条件としては、−６５０（V）の
直流バイアスを磁気ブラシ帯電器３２の非磁性スリーブ
に印加した。

【００３０】ここで現像工程について説明する。画像の
高画質化や高安定性の面から、本実施例においては、２
成分接触現像法を用いてる。非磁性トナーに対して磁性
キャリアを混合したものを現像剤として用いて、非磁性
トナーをブレード等でスリーブ上にコーティングして搬
送し感光体ドラムに対して接触状態で現像を行なう。現
像装置４の正規トナーの帯電極性は、第２帯電部材３２
である磁気ブラシ帯電器３２に印加する電圧の極性と同
極性である。

【００３１】図５は本実施例において用いた２成分磁気
ブラシ現像用の現像装置４の概略図である。図５におい
て、１１は現像スリーブ、１２は現像スリーブ１１内に
固定配置されたマグネットローラー、１３、１４は攪拌
スクリュー、１５は現像剤を現像スリーブ１１表面に薄
層形成するために配置した規制ブレード、１６は現像容
器である。現像スリーブ１１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５００（μ
m）になるように配置され、現像剤が感光体ドラム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。

【００３２】２成分現像剤において、トナー粒子は平均
粒径６（μm）のネガ帯電トナーに対して平均粒径２０
（nm）の酸化チタンを重量比１％外添したものを用い、
現像用磁性キャリアとしては飽和磁化が２０５（emu／c
m³）、平均粒径が３５（μm）のものを用いた。また、
ネガ帯電トナーと現像用磁性キャリアとの重量比を６：
９４で混合したものを現像剤として用いた。現像剤中の
ネガ帯電トナーの摩擦帯電量は約−２５×１０^-3（c／k
g）であった。ネガ帯電トナーの摩擦帯電量の測定方法
は、後に述べる。

【００３３】ここで、感光体ドラム１上の静電潜像を、
現像装置４を用いて２成分接触現像法により顕像化する
現像工程と現像剤の循環系について図５を用いて説明す
る。まず、現像スリーブ１１の回転に伴いＮ₃極で汲み
上げられた現像剤は、Ｓ₂極→Ｎ₁極へと搬送される過程
において、現像スリーブ１１に対して垂直に配置された
規制ブレード１５によって規制され、現像スリーブ１１
上に薄層形成される。この薄層形成された現像剤が、現
像主極Ｓ₁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によって静
電潜像を現像し、その後、Ｎ₃極、Ｎ₂極の反発磁界によ
って現像スリーブ１１上の現像剤は、現像容器１６内に
戻される。

【００３４】現像スリーブ１１には、図示しない電源か
ら直流電圧及び交流電圧を重畳したものが印加され、本
実施例では、直流電圧として−４８０（ｖ）、交流電圧
としてＶ_pp=１５００（ｖ）、Ｖ_f=３０００（Hz）が印
加されている。一般に２成分接触現像法においては交流
電圧を印加すると現像効率が良くなり、画像は高品位に
なるが、逆にかぶりが発生し易くなるという危険も生じ
る。このため、現像スリーブ１１に印加する直流電圧と
感光体ドラム１表面の暗部電位との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。
このかぶり防止のための電位差をかぶり取り電位差（Ｖ
_back）と呼ぶが、この電位差によって現像時に非画像領
域にトナーが付着するのを防止するとともに転写残トナ
ーの回収も行なっている。

【００３５】感光体ドラム１上のトナー像は、転写装置
７により転写材に転写される。転写装置７は無端状のベ
ルト７１を駆動ローラ７２及び従動ローラ７３間に懸架
し、矢印Ｄ方向に回動させる。転写装置７内には転写帯
電ブレード７４を備え、転写帯電ブレード７４は、ベル
ト７１の内側から感光体ドラム１の方向に加圧力を発生
しつつ、不図示の高圧電源より給電することで転写材の
裏側から前記トナーとは逆極性の帯電を行うことにより
トナー像を転写材上に転写する。

【００３６】ここで転写材は給紙搬送装置から感光体ド
ラム１の回転と同期をとって適正なタイミングで、感光
体ドラム１とベルト７１とがつくる転写部へ搬送され
る。また、本実施例においては、ベルト７１として膜厚
７５（μm）のポリイミド樹脂からなるものを用いた。
前記ベルト７１の材質としてはポリイミド樹脂に限られ
るものではなく、ポリカーボネイト樹脂、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
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７５（μm）に限定されるわけではなく、２５〜２０
００（μm）、好ましくは５０〜１５０（μm）のものが
好適に用いられ得る。さらに、転写装置７は、無端状の
ベルト７１のようなものに限られるわけではない。

【００３７】また、転写帯電ブレード７４としては、体
積抵抗率が１０⁵〜１０⁷（Ω・cm）で、板厚が２（m
m）、長さが３０６（mm）のものを用いた。転写帯電ブ
レード７４に＋１５（μA）のバイアスを定電流制御に
より印加して転写を行った。

【００３８】このようにして、感光体ドラム１上に形成
されたトナー像は、転写帯電ブレード７４によって転写
材上に静電転写される。その後、転写材は、定着器６へ
と搬送され、加熱、加圧されて画像が出力される。

【００３９】一方、トナー像転写後の感光体ドラム１の
面には、転写残トナーが残留している。転写残トナーは
転写時の剥離放電により、帯電極性が反転してしまうも
のと、反転しないものが存在する。このような転写残ト
ナーが直接、磁気ブラシ帯電器３２の帯電位置へ到達す
る場合、磁気ブラシ帯電器３２の印加バイアスよりも感
光体ドラム１の帯電電位が低くなるため、帯電極性が反
転した転写残トナーは磁気ブラシ帯電器３２において回
収は行われるが、帯電極性が反転していない転写残トナ
ーは磁気ブラシ帯電器３２において回収を行うことは困
難（磁気ブラシ帯電器３２の印加バイアスよりも感光体
ドラム１の帯電電位が低くなるため）である。

【００４０】そこで、本実施例のように、感光体ドラム
１上のトナー像を転写材へ転写する転写領域と磁気ブラ
シ帯電器３２との間に、導電性繊維の固定ブラシ３１を
設け、磁気ブラシ帯電器３２に印加する電圧の極性とは
逆極性の電圧、すなわち現像装置４の正規トナーの帯電
極性と逆極性の電圧を固定ブラシ３１に印加し、転写残
トナーを正の帯電極性にそろえることによって、磁気ブ
ラシ帯電器３２による転写残トナーの回収効率を高めて
いる。

【００４１】表１に導電性繊維の固定ブラシ３１を通過
した後の転写残トナーの帯電量とポジゴーストとの関係
を示す。これより、固定ブラシ３１を通過した後の転写
残トナーの帯電極性が、第２帯電部材３２に印加する帯
電極性とは逆極性の場合のときだけ、磁気ブラシ帯電器
３２による転写残トナーの回収が十分に行われ、ポジゴ
ーストは発生しないことが分かる。

【００４２】例えば、導電性繊維の固定ブラシ３１を用
いずに、転写帯電ブレード７４に印加する電圧を強めて
いくと、転写残トナーの帯電極性は、第２帯電部材３２
に印加する電圧の極性とは逆極性に反転し易くなり、磁
気ブラシ帯電器３２による転写残トナーの回収性は向上
する。ただし、平均の転写残トナーの帯電量としては、
帯電極性が反転しているとしても、若干の転写残トナー
は帯電極性が反転せずに残るため完全にポジゴーストの
発生を抑えることはできない。また、転写帯電ブレード
７４に印加する電圧を適正値以上に強くすることは、転
写効率の低下等を引き起こしてしまうため好ましくな
い。

【００４３】以上のように、導電性繊維の固定ブラシ３
１に第２帯電部材３２である磁気ブラシ帯電器３２に印
加する電圧の極性と逆極性の電圧を印加することによ
り、固定ブラシ３１を通過した後の転写残トナーは、帯
電極性が反転し、磁気ブラシ帯電器３２に回収されるよ
うになるが、磁気ブラシ帯電器３２の帯電用磁性粒子内
に転写残トナーが多量に混入すると、帯電用磁性粒子の
帯電能が低下する原因となる。

【００４４】そこで、磁気ブラシ帯電器３２により回収
された転写残トナーを、帯電用磁性粒子との摺擦によ
り、第２帯電部材３２に印加する電圧の極性と同極性に
摩擦帯電し、感光体ドラム１上に吐き出すように、帯電
用磁性粒子とトナーとの摩擦帯電特性を調整した。すな
わち、転写残トナーの摩擦帯電極性は、第２帯電部材３
２に印加する電圧の極性とは同極性であり、第２帯電部
材３２に印加する電圧よりも感光体ドラム１表面の帯電
電位の方が低いため、転写残トナーが感光体1上に吐き
出されることになる。また、転写残トナーは、第２帯電
部材３２に一旦取り込まれてから、感光体ドラム１上に
吐き出されるので、吐き出された転写残トナーは、感光
体ドラム１上に薄い均一な層を形成する。したがって、
転写残トナーが、レーザー露光装置２による感光体ドラ
ム１への像露光を妨げることは、最小限に抑えることが
できる。

【００４５】また、本実施例において用いた帯電用磁性
粒子とトナーとの摩擦帯電特性は、トナーの摩擦帯電量
が約−５×１０^-3（c／kg）となるものを用いて設定し
た。

【００４６】以下にトナーの摩擦帯電量の測定方法につ
いて、図４を用いて述べる。測定しようとするトナーと
磁性キャリアとの重量比を５：９５で混合した２成分剤
を５０〜１００（ml）容量のポリエチレン製のビンに入
れ、約１０〜４０秒間、ビンを振とうする。８００メッ
シュの導電性スクリーン４３を備えた金属製の測定容器
４２に、ビン内で摩擦帯電された２成分剤を約０．５〜
１．５（g）入れて金属製の蓋４４をする。このときの
測定容器４２全体の重量をＷ₁（kg）とする。次に、吸
引機４１（測定容器４２と接する部分は少なくとも絶縁
体）により吸引口４７から吸引し、風量調節弁４６を調
節して真空計４５の圧力を２５０（mmAq）とする。この
状態で、好ましくは２分間吸引を行い、トナーを除去す
る。このときの電位計４９の電位をＶ（ボルト）とす
る。ここで、４８はコンデンサーであり、容量はＣ
（F）とする。また、吸引後の測定容器４２全体の重量
をＷ₂（kg）とする。トナーの摩擦帯電量は以下のよう
に計算される。

【００４７】

【外１】

【００４８】このように、磁気ブラシ帯電器３２の帯電
用磁性粒子とトナーとの摩擦帯電特性を、前記トナーが
第２帯電部材３２に印加する電圧の極性と同極性に摩擦
帯電されるように調整することによって、磁気ブラシ帯
電器３２に回収された転写残トナーが、感光体ドラム１
上に速やかに吐き出され、磁気ブラシ帯電器３２の汚染
を防止することが可能となる。これにより、磁気ブラシ
帯電器３２の帯電能の低下を防止することが可能とな
る。つまり、現像装置４の正規トナーの帯電極性と、第
２帯電部材３２に印加する電圧の極性とは同極性であ
り、さらに転写残トナーは第２帯電部材３２により前記
極性に摩擦帯電されるので、現像装置４において、現像
スリーブの電位を感光体ドラム１の暗部電位と明部電位
との間に設定し、現像スリーブの電位と明部電位との電
位差によって現像を行なうと同時に、現像スリーブの電
位と暗部電位との電位差（Ｖ_back）によって感光体１上
の転写残トナーが回収され、再利用が可能となる。

【００４９】本実施例においては、磁気ブラシ帯電器３
２に印加するバイアスを直流電圧のみとしたが、磁気ブ
ラシ帯電器３２での転写残トナーの回収性や感光体ドラ
ム１に対する帯電均一性を高めるためには、直流電圧に
交流電圧を重畳した交番電圧にすることが望ましい。

【００５０】具体的には、交流電圧の周波数を２００〜
８００（Hz）程度、振幅を２００〜１５００（V）程度
に設定することにより効果が得られる。また、交流電圧
の振幅を約７００（V）以上にすることにより、導電性
繊維の固定ブラシ３１に電圧を印加しない場合でも、ポ
ジゴーストの防止が実現できることがある。ただし、１
００００枚以上の転写材に転写を行うような長期耐久等
により、磁気ブラシ帯電器３２の帯電用磁性粒子に転写
残トナーが融着し、帯電用磁性粒子の帯電能が低下した
場合、固定ブラシ３１が無い場合にはポジゴーストが発
生してしまうが、本実施例のように、固定ブラシ３１に
第２帯電部材３２に印加する電圧の極性とは逆極性の電
圧を印加することにより、ある程度の帯電用磁性粒子の
帯電能の低下に対してはポジゴーストの発生を防止する
ことができる。よって、磁気ブラシ帯電器３２に交番電
圧を印加する場合、第２帯電部材３２に印加する電圧の
極性とは逆極性の電圧を印加する導電性繊維の固定ブラ
シ３１を設けることによって、長期に渡って良好な画像
を得ることが可能となる。

【００５１】また、本実施例においては、磁気ブラシ帯
電器３２については、回動可能な非磁性スリーブ内に固
定されたマグネットローラを有する構成となっている
が、この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が回転する系やマグネットローラの
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により実現可能で
ある。

【００５２】（実施例２）本発明において用いられる帯
電用磁性キャリアとしては、樹脂中に磁性材料としてマ
グネタイトを分散し、導電化、及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なったもの、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
抵抗調整を行なったもの等が用いられ得る。

【００５３】実施例１においては、磁気ブラシ帯電器３
２の帯電用磁性粒子として、フェライト表面を酸化、還
元処理して体積抵抗率の調整を行ったものを用いたが、
本実施例においては、シリコンやフッ素等の樹脂に対し
てカーボンを分散したコート剤を１％コートした帯電用
磁性粒子を用いた例を示す。帯電用磁性サンプル粒子を
６種類作成し、各々の帯電用磁性サンプル粒子とトナー
との摩擦帯電特性が帯電用磁性サンプル粒子の汚染に対
してどのような影響を及ぼすかを調べた。

【００５４】表２は、６種類の帯電用磁性サンプル粒子
Ａ〜Ｆに対するトナーの摩擦帯電量を示しており、図３
は、それぞれの帯電用磁性サンプル粒子を用いた場合の
耐久枚数（画像を形成する回数）に対する、磁気ブラシ
帯電器３２への印加バイアスと磁気ブラシ帯電器３２通
過後の感光体ドラム１の帯電電位との差ΔＶ（ボルト）
の関係を示している。ΔＶが小さいほど、帯電用磁性サ
ンプル粒子の帯電能が良好であることを示している。つ
まり、図３から分かるように、トナーを磁気ブラシ帯電
器３２に印加する電圧の極性とは逆極性に摩擦帯電する
帯電用磁性サンプル粒子は、耐久枚数の増加に対して急
激に帯電能が低下しているが、一方、トナーを磁気ブラ
シ帯電器３２に印加する電圧の極性と同極性に摩擦帯電
させる帯電用磁性サンプル粒子は、耐久枚数の増加に対
して帯電能の低下は非常に小さい。

【００５５】ただし、帯電用磁性サンプル粒子Ａはトナ
ーを磁気ブラシ帯電器３２に印加する電圧の極性と同極
性に帯電させるが、摩擦帯電特性が強すぎるため若干の
帯電能の低下が見られる。したがって、帯電用磁性サン
プル粒子の摩擦帯電特性を、トナーの摩擦帯電量が−２
×１０^-3〜−３０×１０^-3（c／kg）程度になるように
調整することが更に望ましい。

【００５６】（実施例３）実施例１、２においては、第
１帯電部材３１として導電性繊維の固定ブラシを用いた
が、本実施例においては、自己を中心として回転する方
式の導電性繊維ブラシローラ、導電性スポンジローラを
用いた。前記方式のローラは、接触部において、感光体
ドラム１の回転方向と同方向に回転する。

【００５７】表３は、第１帯電部材３１から感光体ドラ
ム１に流れる電流量に対する、第１帯電部材３１を通過
した後の転写残トナーの帯電量と、ポジゴーストとの関
係を示している。転写残トナーの帯電極性が第２帯電部
材３２に印加する電圧の極性とは逆極性の場合のみ、第
２帯電部材３２である磁気ブラシ帯電器３２において転
写残トナーの回収が十分に行われ、ポジゴーストは発生
していない。つまり、第１帯電部材３１において、転写
残トナーを第２帯電部材３２に印加する電圧の極性とは
逆極性に帯電させることにより、磁気ブラシ帯電器３２
において転写残トナーを回収可能となるようにすること
が重要である。

【００５８】第１帯電部材として、非接触帯電器である
コロナ帯電器を用いても良い。本実施例において用いて
いる接触帯電器である導電性ブラシローラ又は導電性ス
ポンジローラとを比較すると、省電力、オゾンレスとい
う環境問題の見地から、コロナ帯電器よりも導電性繊維
ブラシローラ又は導電性スポンジローラの方が好適に用
いられる。実施例１において用いている、導電性繊維の
固定ブラシ３１についても同様のことが言える。

【００５９】また、帯電部材を３つ以上設けても良い。
ただし、この場合、第２帯電部材としては、複数の帯電
部材のうちの最終のものとする。

【００６０】現像方法としては、実施例１、２、３にお
いて、２成分接触現像法について述べたが他の現像方法
でも効果がある。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成分接触現像法や２成分接触現
像法の方が現像手段における転写残トナーの回収効果を
見込める。また、現像剤中のトナー粒子としては、粉砕
トナー等を用いても可能であり、重合トナーを用いた場
合には、１成分接触現像法や２成分接触現像法はもちろ
ん１成分非接触現像法や２成分非接触現像法など他の現
像法においても、現像手段における転写残トナーの回収
効果を見込める。

【００６１】

【表１】

【００６２】

【表２】

【００６３】

【表３】

【００６４】

【発明の効果】本発明においては、第１帯電部材に印加
する電圧の極性と、第２帯電部材に印加する電圧の極性
とを逆極性にすることにより、転写残トナーを第２帯電
部材に取り込み、転写残トナーが存在する像担持体の部
分も帯電を行うことが可能となる。また、第２帯電部材
は、転写残トナーを第２帯電部材に印加する電圧の極性
と同極性に摩擦帯電する摩擦帯電特性を示すので、第２
帯電部材に取り込まれた転写残トナーを像担持体上に吐
き出し、帯電部材の転写残トナーによる汚染及び帯電能
の低下を防止することが可能となる。さらに、像担持体
上に吐き出された転写残トナーは、現像手段において、
現像と同時に、回収することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の断面図
である。

【図２】従来の画像形成装置の断面図である。

【図３】６種類の帯電用磁性サンプル粒子Ａ〜Ｆを用い
た場合の耐久枚数と、磁性ブラシ帯電器３２への印加電
圧と感光体ドラム１の帯電電位との差ΔＶ（ボルト）の
関係を示すグラフである。

【図４】トナーの摩擦帯電量を測定する測定装置であ
る。

【図５】２成分現像剤を有する現像装置の断面図であ
る。

【符号の説明】

１、１１感光体ドラム２、１２レーザー露光装置３１第１帯電部材３２第２帯電部材４、１４現像装置１５クリーニング装置６、１６定着器７転写装置７１転写ベルト７４転写帯電ブレードＧ、Ｇ’ 原稿

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平８−160816（ＪＰ，Ａ) 特開平６−314015（ＪＰ，Ａ) 特開平８−211741（ＪＰ，Ａ) 特開平８−69165（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像を担持する像担持体と、前記像担持
体上の前記潜像をトナーで現像する現像手段と、前記像
担持体上のトナー像を転写材に転写する転写手段とを有
し、前記転写手段により転写後、前記像担持体上に残留
する転写残トナーを前記現像手段により回収する画像形
成装置において、前記転写残トナーを帯電する第１帯電部材と、前記転写
残トナーを前記第１帯電部材により帯電した後で前記現
像手段により回収する前に、前記像担持体と接触し、接
触部で前記像担持体を注入帯電する第２帯電部材と、を
有し、前記第１帯電部材に印加する電圧の極性を前記第
２帯電部材に印加する電圧の極性とは逆極性とすること
により、前記第１帯電部材は前記転写残トナーを前記逆
極性に帯電し、前記第２帯電部材は前記逆極性に帯電し
た前記転写残トナーを回収し、回収した前記転写残トナ
ーを前記第２帯電部材に印加する電圧の極性と同極性に
摩擦帯電する摩擦帯電特性を備えることを特徴とする画
像形成装置。
【請求項２】前記第２帯電部材は前記像担持体に接触
する磁性粒子を有することを特徴とする請求項１の画像
形成装置。
【請求項３】前記像担持体の表面層の体積抵抗率は１
０^９〜１０^１４Ω・ｃｍであることを特徴とする請求項
１又は２の画像形成装置。
【請求項４】前記像担持体の表面層は樹脂及び導電性
微粒子を有することを特徴とする請求項１乃至３のいず
れかの画像形成装置。
【請求項５】前記導電性微粒子はＳｎＯ_２であること
を特徴とする請求項４の画像形成装置。
【請求項６】前記像担持体の表面層は非晶質シリコン
層であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの
画像形成装置。
【請求項７】前記第１帯電部材は前記像担持体に接触
する導電性の繊維を有することを特徴とする請求項１乃
至６のいずれかの画像形成装置。
【請求項８】前記現像手段は、トナーとキャリアを備
え、前記トナーが前記像担持体に対して接触して現像を
行なうことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかの画
像形成装置。
【請求項９】前記現像手段は、前記像担持体の前記潜
像をトナーで現像すると同時に前記転写残トナーの回収
を行なうことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかの
画像形成装置。
【請求項１０】前記現像手段の正規トナーの帯電極性
と前記第２帯電部材に印加する電圧の極性とは同極性で
あることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかの画像
形成装置。