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発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−143177
公開日 平成11年(1999)5月28日
出願番号 特願平9−302245
出願日 平成9年(1997)11月4日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】近島 一夫
発明者 井上 亮
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 像を担持する像担持体と、表面に導電性磁性粒子を拘束し内部に磁界発生手段を内包した回転自在なスリーブを帯電容器内に設けて、前記スリーブ上に拘束される前記導電性磁性粒子の担持量を規制する規制手段を有し、帯電バイアスを印加した前記導電性磁性粒子を前記像担持体に当接して該像担持体を帯電する磁気ブラシ帯電手段と、前記スリーブに帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、を備えた画像形成装置において、前記スリーブ上に拘束された前記導電性磁性粒子を採取する採取手段と、前記スリーブ上に供給される汚染されていない導電性磁性粒子を蓄えた収納部と、前記磁気ブラシ帯電手段の帯電能力を評価するための評価手段と、該評価手段による前記磁気ブラシ帯電手段の帯電能力情報に基づいて、前記採取手段で前記スリーブ上の前記導電性磁性粒子の採取を行うよう制御すると共に、前記収納部から前記スリーブ上に前記汚染されていない導電性磁性粒子を供給するよう制御を行う制御手段と、を備えた、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】 前記評価手段は、前記帯電バイアス電源から帯電バイアスが印加された前記スリーブに流れる電流量を測定する電流量測定手段であり、前記制御手段は、前記電流量測定手段で測定された電流量が予め設定した基準電流量に対して規定値以下になったと判断すると、前記採取手段で前記スリーブ上の前記導電性磁性粒子の採取を行うよう制御すると共に、前記収納部から前記スリーブ上に前記汚染されていない導電性磁性粒子を供給するよう制御を行う、請求項1記載の画像形成装置。
【請求項3】 前記評価手段は、前記像担持体上の電位を測定する電位測定手段であり、前記制御手段は、前記電位測定手段で測定された所定回転経過後における前記像担持体上の電位の比較による電位差が予め設定した基準値以上になったと判断すると、前記採取手段で前記スリーブ上の前記導電性磁性粒子の採取を行うよう制御すると共に、前記収納部から前記スリーブ上に前記汚染されていない導電性磁性粒子を供給するよう制御を行う、請求項1記載の画像形成装置。
【請求項4】 前記採取手段は、前記スリーブに対して当接、離間自在なブレードである、請求項1乃至3のいずれか1項記載の画像形成装置。
【請求項5】 磁気ブラシ帯電手段は、前記像担持体をクリーニングするクリーニング手段も兼ねる、請求項1記載の画像形成装置。
【請求項6】 前記像担持体表面の付着物を除去するクリーナ手段を備えている、請求項1記載の画像形成装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、特に導電性磁性粒子を像担持体に接触させて該像担持体を帯電する磁気ブラシ帯電装置を備えた画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真方式を利用した従来の画像形成装置では、像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体(以下、感光ドラムという)を帯電処理する手段としてコロナ帯電器が多用されていた。これは、コロナ帯電器を感光ドラムに非接触に対向配置し、コロナ帯電器で発生する放電コロナに感光ドラム表面をさらすことで、感光ドラム表面を所定の極性、電位に帯電させるものである。
【0003】また、近年、コロナ帯電器よりも低オゾン、低電力等の利点を有することから、接触帯電装置が実用化されている。これは、電圧を印加した帯電部材を感光ドラムに当接させて感光ドラム表面を所定の極性、電位に帯電させるものである。
【0004】この帯電部材として磁気ブラシを用いる接触帯電装置は、帯電、接触の安全性等の点から好ましく用いられている。この磁気ブラシ方式の接触帯電装置では、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ブラシとして磁気的に拘束保持させ、この磁気ブラシを感光ドラム表面に停止あるいは回転させながら接触させ、これに電圧を印加することによって感光ドラムの帯電が開始される。
【0005】図7は、従来の画像形成装置の磁気ブラシ帯電装置を示す概略図である。この磁気ブラシ帯電装置101は、帯電容器102内に固定マグネットローラ103を内包した回転自在な非磁性のスリーブ104を備えている。スリーブ104上に磁気力によって担持される磁性粒子Cは、規制部材105によって適当な層圧を規制された後、感光ドラム100と接触して帯電を行う。
【0006】また、接触帯電において、感光ドラムに電荷注入層を設け、この感光ドラムに電圧を印加した帯電部材を当接させることで電荷注入層に電荷を注入して感光ドラム表面を所定の極性、電位に帯電させる注入帯電方式は、帯電部材に対するAC電圧(交番バイアス)重畳の有無にかかわらず、印加したDC電圧(直流バイアス)とほぼ同等の感光ドラムの表面電位を得ることができる。このため、感光ドラム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、オゾンの発生がなく、かつ低電力消費型帯電が可能となる。
【0007】さらに、近年、装置の小型化、簡易化、あるいはエコロジーの観点から廃トナーを出さない等の目的で、上記接触帯電方式を用いるクリーナーレスシステムが実用化されている。これは、転写材に対するトナー画像転写後の感光ドラム表面から転写残トナーを除去するクリーニング装置を省略し、転写残トナーを現像装置で回収するようにしたものである。
【0008】ここで、磁気ブラシ帯電装置を用いたクリーナレスプロセスについて簡単に述べる。このクリーナレスプロセスにおいて、帯電装置の帯電部に進入する転写残トナーの極性は、正極性のものと、転写時の放電等により帯電極性が反転したトナーの両方が含まれている。このうち、正極性のトナーは磁性粒子(磁気ブラシ)の摺擦を受けながら帯電部を通過する。
【0009】これは、感光ドラム表面は通常、帯電装置に印加した電圧よりも若干低い電位までしか帯電されないため、正極性のトナーには感光ドラム方向に押し付けられる電界が生じるためである。このとき、この摺擦により画像パターンはある程度かき乱され、現像装置で回収されやすい状態になる。一方、極性が反転したトナーには逆に帯電装置方向への静電気力が生じ、一旦帯電装置内に回収される。ここで、このトナーは磁性粒子との摩擦帯電により再び極性が正規化されると共に、感光ドラム方向への静電気力により感光ドラム上に付着し、現像装置により回収される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記した磁気ブラシ帯電装置を用いたクリーナレスプロセスにおいても、磁性粒子のトナー樹脂のスペント等による汚染によって帯電能力が低下し、帯電不良画像が出力されてしまうという問題点があった。
【0011】そこで、本発明は、スリーブ上に担持された汚染した導電性磁性粒子を回収し、新しい導電性磁性粒子をスリーブ上に供給して磁気ブラシ帯電手段の帯電性能の低下を防止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、上述事情に鑑みなされたものであって、像を担持する像担持体と、表面に導電性磁性粒子を拘束し内部に磁界発生手段を内包した回転自在なスリーブを帯電容器内に設けて、前記スリーブ上に拘束される前記導電性磁性粒子の担持量を規制する規制手段を有し、帯電バイアスを印加した前記導電性磁性粒子を前記像担持体に当接して該像担持体を帯電する磁気ブラシ帯電手段と、前記スリーブに帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、を備えた画像形成装置において、前記スリーブ上に拘束された前記導電性磁性粒子を採取する採取手段と、前記スリーブ上に供給される汚染されていない導電性磁性粒子を蓄えた収納部と、前記磁気ブラシ帯電手段の帯電能力を評価するための評価手段と、該評価手段による前記磁気ブラシ帯電手段の帯電能力情報に基づいて、前記採取手段で前記スリーブ上の前記導電性磁性粒子の採取を行うよう制御すると共に、前記収納部から前記スリーブ上に前記汚染されていない導電性磁性粒子を供給するよう制御を行う制御手段と、を備えた、ことを特徴としている。
【0013】また、前記評価手段は、前記帯電バイアス電源から帯電バイアスが印加された前記スリーブに流れる電流量を測定する電流量測定手段であり、前記制御手段は、前記電流量測定手段で測定された電流量が予め設定した基準電流量に対して規定値以下になったと判断すると、前記採取手段で前記スリーブ上の前記導電性磁性粒子の採取を行うよう制御すると共に、前記収納部から前記スリーブ上に前記汚染されていない導電性磁性粒子を供給するよう制御を行う、ことを特徴としている。
【0014】また、前記評価手段は、前記像担持体上の電位を測定する電位測定手段であり、前記制御手段は、前記電位測定手段で測定された所定回転経過後における前記像担持体上の電位の比較による電位差が予め設定した基準値以上になったと判断すると、前記採取手段で前記スリーブ上の前記導電性磁性粒子の採取を行うよう制御すると共に、前記収納部から前記スリーブ上に前記汚染されていない導電性磁性粒子を供給するよう制御を行う、ことを特徴としている。
【0015】また、前記採取手段は、前記スリーブに対して当接、離間自在なブレードである、ことを特徴としている。
【0016】また、磁気ブラシ帯電手段は、前記像担持体をクリーニングするクリーニング手段も兼ねる、ことを特徴としている。
【0017】また、前記像担持体表面の付着物を除去するクリーナ手段を備えている、ことを特徴としている。
【0018】(作用)本発明の構成によれば、スリーブ上の汚染された導電性磁性粒子を採取手段で採取して、汚染されていない新しい導電性磁性粒子を収納部からスリーブ上に供給することにより、導電性磁性粒子の汚染による磁気ブラシ帯電手段の帯電性能の低下を防止することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図面に沿って本発明の実施の形態について説明する。
【0020】(実施の形態1)図1は、本実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。本実施の形態の画像形成装置は、像担持体の帯電手段として磁気ブラシタイプの接触帯電装置を用い、またクリーナレスシステムの装置である。
【0021】この画像形成装置は、像担持体としての感光ドラム1、磁気ブラシ帯電装置2、現像装置3、転写ローラ4、搬送ベルト5、定着装置6等を備えている。
【0022】感光ドラム1は、本実施の形態では負帯電の有機感光体で、アルミニウム製のドラム基体(不図示)上に下から順に第1から第5の5つの層からなる感光体層(不図示)を有しており、所定のプロセススピードで矢印a方向に回転駆動される。
【0023】前記感光体層の一番下の第1層は下引き層であり、ドラム基体の欠陥等をならすために設けられている厚さ20μmの導電層である。第2の層は正電荷注入防止層であり、ドラム基体から注入された正電荷が感光ドラム1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・cm程度に抵抗調整された厚さ1μmの中抵抗層である。第3の層は電荷発生層で、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、露光を受けることによって正負の電荷対を発生する。第4の層は電荷輸送層で、ポリカーボネー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。
【0024】従って、感光ドラム1表面に帯電された負電荷はこの層(第4の層)を移動することができず、第3層(電荷発生層)で発生した正電荷のみを感光ドラム1表面に輸送することができる。最表面の第5層は電荷注入層であり、絶縁性樹脂のバインダーに導電性微粒子として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)した粒径約0.03μm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。
【0025】このようにして調合した塗工液をディッピング塗工法、スプレー塗工法、ロールコート塗工法、ビームコート塗工法等の適当な塗工法にて厚さ約3μmに塗工して電荷注入層とした。
【0026】磁気ブラシ帯電装置2は、図1、図2に示すように、内部に固定されたマグネットローラ8が設けられた回転自在の直径25mmの非磁性のスリーブ7と、このスリーブ7の外周面に固定マグネットローラ8の磁力で付着保持させた磁性粒子(磁性キャリア)Cと、スリーブ7を収納した帯電容器9と、磁性粒子Cをスリーブ7表面に薄層形成するための規制板10を備えている。
【0027】スリーブ7は、感光ドラム1に対しカウンター方向(矢印b方向)に回転自在であり、スリーブ7に帯電バイアス電源S1より帯電バイアス(例えば、−700Vの直流電圧にピーク間電圧1000V、周波数1000Hzの交番電界を重畳した帯電バイアス)を印加することにより、磁性粒子Cから電荷が感光ドラム1上に与えられ、帯電バイアスに対応した電位に帯電される。
【0028】また、スリーブ7と帯電バイアス電源S1間には、スリーブ7上の磁性粒子Cに流れる直流電流量を検知する電流量検知装置11と、制御装置(CPU)12が接続されており、制御装置(CPU)12は、電流量検知装置11で検知した磁性粒子Cに流れる直流電流量情報に基づいてスリーブ7上への磁性粒子Cの供給制御を行う(詳細は後述する)。
【0029】磁性粒子Cは、規制板10によって層厚規制され磁気力によってスリーブ7上に保持されており、感光ドラム1との対向位置において磁気ブラシを形成し、矢印a方向に回転する感光ドラム1に当接されている。スリーブ7上の磁性粒子Cの担持量は150mm/secである。また、感光ドラム1とスリーブ7の間隙を0.05cmとした。
【0030】帯電容器9は、汚染されていない新しい磁性粒子C1を収納する第1収納部13と、スリーブ7上から採取した使用済みの磁性粒子C2を収納する第2収納部14を備えている。第1収納部13には、280gの磁性粒子C1が充填されている。
【0031】第1収納部13内には、磁性粒子C1の残量を検知する残量検知センサー15が設置されている。第2収納部14の上部には、スリーブ7に対し接触、離間が自在なスクレーパ16が設けられており、制御装置(CPU)12の制御によって不図示の駆動装置により駆動される。スクレーパ16は、通常の画像形成時にはスリーブ7から離間しているが、必要に応じてスリーブ7に接触し、スリーブ7上に担持されている磁性粒子Cを第2収納部14内に掻き落とすことができる。
【0032】マグネットローラ8は4つの磁極を持ち、スリーブ7上の磁束密度はそれぞれ800ガウスである。
【0033】規制板10は、マグネットローラ8のS1極(規制極)とN1極(主極)間の、S1極とスリーブ回転軸Oを結ぶ直線と、規制板10とスリーブ回転軸Oを結ぶ直線のなす角(以下、θ1とする)が80°である位置に配置した。
【0034】また、S1極の感光ドラム1に対する対向角度θ2、すなわちスリーブ回転軸Oと感光ドラム1とスリーブ1の最近接位置を結んだ直線と、スリーブ回転軸OとS1極を結ぶ直線のなす角はスリーブ7の回転方向上流側をプラス側として、−10°≦θ2≦5°であることが好ましい。この範囲外であると、帯電ニップにおける磁性粒子Cの保持力が不足するために感光ドラム1への磁性粒子C付着が増加したり、磁性粒子Cの搬送力が不十分になったりする。本実施の形態ではθ2=−5°、すなわちスリーブ7の回転方向下流側に5°傾ける構成とした。
【0035】磁性粒子Cとしては、下記のものを好適に用いることができる。
【0036】樹脂とマグネタイト等の磁性粉体を混練して粒子に成型したもの、もしくはこれに抵抗値調節のために導電カーボン等を混ぜたもの。または、焼結したマグネタイト、フェライト、もしくはこれらを還元または酸化処理して抵抗値を調節したもの。または、上記の磁性粒子を抵抗調整をしたコート材(フェノール樹脂にカーボンを分散したもの等)でコート、又はNi等の金属でメッキ処理して抵抗値を適当な値にしたもの。
【0037】磁性粒子Cの抵抗値としては、高すぎると感光ドラム1に電荷が均一に注入できず、微小な帯電不良によるかぶり画像となってしまう。逆に低すぎると感光ドラム1表面にピンホールがあったとき、ピンホールに電流が集中して帯電電圧が降下し感光ドラム1表面に帯電することができず、帯電ニップ状の帯電不良となる。よって、磁性粒子Cの抵抗値としては、1×104 〜1×107 Ωが望ましい。また、磁性粒子Cの磁気特性としては、感光ドラム1への磁性粒子C付着を防止するために磁気拘束力を高くする方がよく、飽和磁化が50(A・m2 /kg)以上が望ましい。本実施の形態で用いた磁性粒子Cは、体積平均粒径30μm、見かけ密度2.0g/cm3 、抵抗値1×106 Ω、飽和磁化58(A・m2 /kg)であった。
【0038】磁性粒子Cの抵抗値は、電圧が印加できる金属セル(底面積228mm2 )に磁性粒子Cを2g入れた後加重し、電圧を1〜1000V印加して測定した。また、磁性粒子Cの体積平均粒径は、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ことによって算出した。磁性粒子Cの磁気特性測定は、理研電子株式会社の直流磁化B−H特性自動記録装置BHH−50を用いることができる。この際、直径(内径)6.5mm、高さ10mmの円柱状の容器に磁性粒子Cを荷重約2g中程度で充填し、容器内で磁性粒子Cが動かないようにしてそのB−Hカーブから飽和磁化を測定する。磁性粒子Cの見かけ密度はJISZ25041記載の方法に準じて行った。
【0039】磁性粒子Cの粒径は、帯電能力や帯電の均一性に影響する。つまり、粒径が大きすぎると感光ドラム1との接触割合が低下し帯電むらの原因となる。粒径が小さいと帯電能力、均一性ともに向上する反面、感光ドラム1への付着が起きやすくなる。このため、磁性粒子Cの粒径としては、5〜100μmのものが好適に用いられる。
【0040】現像装置4は、図1、図3に示すように2成分接触現像装置(2成分磁気ブラシ現像装置)であり、内部に固定されたマグネットローラ21が設けられた回転自在の現像スリーブ20を備えており、現像容器22内に収納した現像剤Tをベレード23で薄層に現像スリーブ20上にコーティングし、現像部へ搬送している。現像スリーブ20は、矢印c方向に150mm/secの周速度で回転駆動されている。
【0041】現像剤Tは、2成分現像剤で負帯電性の平均粒径8μmのトナーと正帯電性の平均粒径50μmの磁性キャリアが重量トナー濃度5%で混合されている。本実施の形態で用いたトナーは重合法によって製造されたトナーであって、通常この種の装置に用いられる粉砕法によって作られたトナーよりも形状が球形で流動性が非常によい。トナー濃度は不図示の光学式トナー濃度センサーによって制御され、トナーホッパ24内のトナー(不図示)が供給ローラ25によって補給される。現像容器22内の現像剤Tは、撹拌部材26、27により均一に撹拌される。
【0042】現像スリーブ20には、現像バイアス電源(不図示)から−500Vの直流電圧にピーク間電圧2000V、周波数2000Hzの交番電界を重畳した現像バイアスが印加される。
【0043】次に、上記した画像形成装置の画像形成動作について説明する。
【0044】画像形成時には、感光ドラム1は駆動手段(不図示)により矢印a方向に回転駆動され、磁気ブラシ帯電装置2によって−700Vに帯電される。そして、画像信号に対応したレーザービームLが感光ドラム1上に照射され、感光ドラム1上の電位はレーザービームLが照射された部分の電位が低下し、静電潜像が形成される。そして、現像器装置3によって静電潜像のレーザービームLが照射された部分に負極性のトナーが反転現像され、転写ローラ4によって転写材Pに転写される。
【0045】トナー像が転写された転写材Pは、搬送ベルト5によって定着装置6の加熱ローラ6aと加圧ローラ6b間に搬送され、転写材P上にトナー像が熱定着されて排出される。
【0046】一方、上記した画像形成後に感光ドラム上1に残存した転写残トナーは、感光ドラム1上を運ばれて次の画像形成工程に入る。転写残トナーは、磁気ブラシ帯電装置2によってパターンの掻きみだしと、極性の正規化を受けた後、現像工程においてかぶり取り電位によって現像装置3の現像スリーブ20によって現像容器22内に回収される。
【0047】このクリーナレスプロセスでは、上記したように画像出力に伴い磁性粒子C表面にトナーの樹脂成分や外添剤等が付着して抵抗が上昇することにより、磁気ブラシ帯電装置2の帯電能力が低下してかぶりやゴースト画像が出力される。
【0048】このため、本実施の形態では、磁性粒子Cの帯電能力を磁性粒子Cの抵抗を電流量検知装置11で測定することによって検知し、制御装置12の制御によってスリーブ7上の磁性粒子Cをスクレーパ16で掻き落とすことにより、スリーブ7上に新しい磁性粒子Cを供給して、磁気ブラシ帯電装置2の高耐久化を図るものである。
【0049】ここで、スリーブ7上の磁性粒子Cの交換動作について説明する。
【0050】第2収納部14のスクレーパ16は画像形成時にはスリーブ7より離間しているが、磁性粒子Cの交換時には、図2に示すようにスリーブ7に接触する。この状態でスリーブ7を矢印b方向に回転させると、トナーの樹脂成分や外添剤等が付着した磁性粒子Cは、スクレーパ16に掻き落とされて第2収納部14に落下する。そして、スリーブ7上には第1収納部13より新しい磁性粒子C1が供給された後、スクレーパ16はスリーブ7より離間し、通常の画像形成が可能となる。
【0051】通常の画像形成時には、スリーブ7上に担持された磁性粒子Cと第1収納部13に収納された磁性粒子C1の混合はほとんど起こらない。これは、規制板10に層厚規制され感光ドラム1に供給される磁性粒子C1の時間当たりの量と、第1収納部13に入ってくる時間当たりの磁性粒子C1の量がほぼ等しく、また、スリーブ7上の磁性粒子Cはスリーブ7上にマグネットローラ8の磁気力により拘束されているためである。このため、第1収納部13内の磁性粒子C1はスリーブ7上の一部のものを除き、常に未使用の状態が保たれる。このため、スリーブ7上の磁性粒子Cを剥ぎ取ることによって、第1収納部13内の新しい磁性粒子C1がスリーブ7上に供給される。
【0052】掻き落とす磁性粒子Cの量はスリーブ7の回転数によって決まるが、本実施の形態ではスクレーパ16を接触させながらスリーブ7を一回転させることとした。このときの落下量よりスリーブ7上の80%以上の交換が可能であった。
【0053】ここで、磁気ブラシ帯電装置2の帯電能力の検知方法について述べる。
【0054】上記したように磁気ブラシ帯電装置2には、帯電バイアス印加電源S1から−700Vの直流電圧にピーク間電圧1000V、周波数1000Hzの交番電界を重畳した帯電バイアスが印加されており、帯電バイアス電源S1と磁気ブラシ帯電装置2の間の磁性粒子Cに流れるDC電流量は電流量検知装置11によって検知される。
【0055】電流量検知装置11による電流量検知は、所定の枚数を超えたときの画像形成後に行うようにする。本実施の形態では画像出力1500枚ごとに行うこととした。
【0056】電流量検知装置11による電流量検知は、磁性粒子Cの抵抗を正確に測定するため、感光ドラム1に対する磁性粒子Cの電位差を一定の値にする必要がある。従って、画像形成時は画像比率や転写電圧が変化するために、帯電時の感光ドラム1との電位差が一定ではないため検知は行わず、非画像形成時に感光ドラム1上の電位を一定にして電流検知を行う。本実施の形態では、非画像形成時に、感光ドラム1表面をレーザービームLにより全面露光し、現像バイアス印加電源(不図示)と転写バイアス印加電源(不図示)をオフにして、露光部電位から帯電電位までの一定電位差でのDC電流を測定した。
【0057】そして、制御装置(CPU)12は電流量検知装置11で検知した電流量情報を取り込んで、検知測定した電流量の基準電流に対する割合を求め、規格以下であればスリーブ7上の磁性粒子Cをスクレーパ16で掻き落とし、第1収納部13から新しい磁性粒子C1の供給を行うよう制御する。また、供給後の電流量も測定して供給前の値と比較し、この二つの値の比がある範囲内であり、帯電能力が改善されない場合、環境変動による電流量変化とみなして以降磁性粒子C1の供給を行わないよう制御する。
【0058】また、第1収納部13に備えた残量検知センサー15により、第1収納部13に磁性粒子C1がなくなったことを検知すると、制御装置(CPU)12はそれ以降の磁性粒子C1の交換を行わないように制御する。
【0059】図4は、本実施の形態と従来例における画像出力に応じた帯電能の推移を示した図である。この図の縦軸は、感光ドラム1を露光部電位から一回帯電したときの電位と感光ドラム1の電位が飽和したときの電位の差を表しており、この絶対値が小さい方が帯電能が高いことを意味している。この図から明らかなように、帯電バイアス電源S1と磁気ブラシ帯電装置2の間の磁性粒子Cに流れるDC電流量が規格以下になると新しい磁性粒子C1を感光ドラム1上に供給することにより、従来例に比して帯電能の低下が大幅に改善されていることが分かる。
【0060】このように、画像出力による磁性粒子の高抵抗化を検知し事前に汚染されていない新しい磁性粒子を供給することで、帯電不良画像の出力を未然に防止し、かつ出力可能枚数を大幅に伸ばすことができた。
【0061】(実施の形態2)図5は、本実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図であり、実施の形態1と同一部材には同一符号を付し重複する説明は省略する。本実施の形態では、感光ドラム1上の電位を測定する電位計30を設けた構成であり、他の構成、画像形成動作は実施の形態1と同様である。
【0062】本実施の形態では、画像出力枚数が1500枚を越えた時点で、画像形成終了後に磁気ブラシ帯電装置2の帯電能をチェックするシーケンスを実行する。即ち、露光装置(不図示)からレーザービームLを感光ドラム1上に全面照射し、感光ドラム上の電位を露光部電位まで減衰させる。そして、レーザービームLによる露光、現像バイアス、転写バイアスをそれぞれオフにし、磁気ブラシ帯電装置2には通常の帯電バイアスを印加しながら感光ドラム1を回転させる。このときの感光ドラム1周目と3周目の電位を電位計30で測定し、制御装置(CPU)17は電位計30で測定した上記電位情報を取り込んで、感光ドラム1周目と3周目の電位差が規定の値以上になると、スリーブ7上の磁性粒子Cをスクレーパ16で掻き落とし、第1収納部13から汚染されていない新しい磁性粒子C1の供給を行うよう制御する。
【0063】このように本実施の形態例においても、実施の形態1と同様に磁性粒子の汚染による帯電能の低下を未然に防ぎ、磁気ブラシ帯電装置2の耐久性を飛躍的に向上させることができた。
【0064】(実施の形態3)図6は、本実施の形態に係る画像形成装置の磁気ブラシ帯電装置を示す概略側断面図であり、実施の形態1と同一部材には同一符号を付し重複する説明は省略する。本実施の形態では、感光ドラム1表面の転写残トナー等の付着物を除去するクリーナ31を備えている以外は上記実施の形態1、または2の画像形成装置と同様の構成である。
【0065】画像形成後にクリーナ31によって感光ドラム1表面の転写残トナー等の付着物を除去しても、クリーナ31をすり抜けたトナーの外添剤などがスリーブ7上の磁性粒子Cに混入し、帯電能は徐々に悪化するが、上記した実施の形態1、2のように、磁気ブラシ帯電装置2のスリーブ7上の磁性粒子Cをスクレーパ16で掻き落とし、帯電バイアス電源S1と磁気ブラシ帯電装置2の間の磁性粒子Cに流れる電流量、または感光ドラム1上の電位に基づいてスリーブ7上に汚染されていない新しい磁性粒子C1を供給することで、磁性粒子の汚染による帯電能の低下を未然に防ぎ、磁気ブラシ帯電装置2の耐久性を飛躍的に向上させることができた。
【0066】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、画像出力による磁気ブラシ帯電手段のスリーブ上の汚染された導電性磁性粒子を採取手段で採取すると共に、汚染されていない導電性磁性粒子を収納部からスリーブ上に供給して像担持体を帯電することにより、導電性磁性粒子の汚染による磁気ブラシ帯電手段の帯電性能の低下が防止され、長期にわたって安定して良好な画像形成を行うことができる。




 

 


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