| 【発明の名称】 |
画像形成装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】伊藤 功已
【住所又は居所】東京都大田区下丸子３丁目３０番２号 キヤノン株式会社内
|
| 【要約】 |
【課題】像担持体１の帯電手段が磁気ブラシ帯電装置であり、像担持体の静電潜像の現像手段が磁性トナーを含む現像剤を用いた現像装置３である画像形成装置について、帯電用の磁性粒子が現像装置３に混入した場合の画像不良の防止。
【解決手段】現像装置３は、磁性トナー現像剤と、現像剤容器３３と、現像剤を担持し、現像領域Ｄに搬送する回転可能な現像剤担持体３１ａと、現像剤担持体内部の磁界発生手段３１ｂと、現像剤担持体上の現像剤の塗布量を規制する、磁力を有する部材３６ｂを含む現像剤規制体３６ａとを備え、現像剤規制部Ｄにおいて、磁性トナーに互いに逆方向に少なくとも２つ以上の搬送力を与え、上記搬送力のうち少なくとも１つは現像領域Ｄ方向に搬送する力で、その搬送力は主にトナーの帯電電荷量に依存した力とし、現像領域Ｄ方向以外の方向に働く搬送力を現像剤規制体から磁性トナーにかかる磁力に依存する力としたこと。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】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と、磁性体を含有する磁性トナーを含む現像剤と、現像剤を収容する容器と、磁性トナーを含む現像剤を表面に担持し、かつ、現像容器から像担持体の静電潜像を現像する現像領域に現像剤を搬送する回転可能に配置された現像剤担持体と、現像剤担持体内部に静止配置された磁界発生手段と、現像剤担持体上の現像剤の塗布量を規制する、磁力を有する部材を含む現像剤規制体とを備え、かつ、現像剤規制部において、磁性トナーに互いに逆方向に少なくとも２つ以上の搬送力を与え、上記搬送力のうち少なくとも１つは現像領域方向に搬送する力で、かつ、その搬送力は主にトナーの帯電電荷量に依存した力とし、かつ、現像領域方向以外の方向に働く搬送力を現像剤規制体から磁性トナーにかかる磁力に依存する力としたことを特徴とする画像形成装置【請求項２】前記磁気ブラシ帯電装置は、回転するスリーブと、該スリーブに内包された磁界発生手段と、該磁界発生手段により該スリーブ上に拘束された導電性磁性粒子と、該スリーブ上に拘束される該導電性磁性粒子の担持量を規制する規制手段を有し、該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】前記磁気ブラシ帯電装置の導電性磁性粒子による像担持体の帯電は像担持体に電荷を注入することによってなされることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置【請求項４】前記像担持体が非晶質のシリコンを有する表面層からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項５】前記像担持体が表面に１０9〜１０14Ω・ｃｍの材料からなる層を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項６】前記像担持体が、感光層、および表面層を有し、該表面層が樹脂および導電微粒子を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項７】前記導電微粒子がＳｎＯ2であることを特徴とする請求項６に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、電子写真感光体・静電記録誘電体等の像担持体を帯電する帯電手段が磁気ブラシ帯電装置（磁気ブラシ帯電器）であり、像担持体に形成した静電潜像を現像する現像手段が磁性トナーを含む現像剤を用いた現像装置（現像器）である、電子写真装置・静電記録装置等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】（ａ）帯電装置例えば電子写真装置において、像担持体である感光体の面を所定の極性・電位に一様に帯電させる帯電手段としては、従来、コロナ帯電器が利用されてきた。コロナ帯電器は被帯電体に非接触に対向配設し、高圧を印加したコロナ帯電器から放出されるコロナシャワーに被帯電体面を曝して所定の極性・電位に帯電させるものである。
【０００３】近年はこれに代わって、接触帯電装置が実用化されてきている。これは、被帯電体としての感光体に、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接触帯電部材を感光体に当接させ、これに所定の帯電バイアスを印加して感光体面の所定の極性・電位に帯電させるもので、コロナ帯電器に比べて、低オゾン、低電力等の有利性がある。
【０００４】接触帯電部材に対する帯電バイアス印加方式として、直流バイアスのみを印加するＤＣバイアス方式と、直流バイアスを交流バイアスに重畳して印加するＡＣバイアス方式がある。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、接触注入帯電系の２種類が混在しており、どちらが支配的であるかにより各々の特性が現れる。
【０００５】コロナ帯電系は接触帯電部材と被帯電体との間の微小隙間に生じるコロナ放電などの放電現象を用い、その放電成生物で被帯電体を帯電する系である。このコロナ帯電系はコロナ帯電器の場合よりは格段に少ないけれども、微量のオゾンは発生する。
【０００６】接触注入帯電系は、接触帯電部材から被帯電体に直接電荷が注入される事で被帯電体表面が帯電される系である。直接帯電あるいは注入帯電とも称される。特開平６−３９２１号公報等には感光体表面にあるトラップ準位または電荷注入層の導電粒子等の電荷保持部材に帯電ローラ・帯電ブラシ・帯電磁気ブラシ等の接触帯電部材で電荷を注入して接触注入帯電を行う方法が提案されている。
【０００７】接触注入帯電は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、オゾンレス・低電力の帯電方式である。
【０００８】このような接触帯電装置として磁気ブラシ帯電装置が帯電接触の安定性という点から好ましく用いられている。磁気ブラシ帯電装置では、導電性の磁性粒子（磁性体粒子、帯電キャリア）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層として磁気的に拘束させ、停止、あるいは、回転させながら被帯電体に接触させ、これに電圧を印加することによって帯電が開始される。
【０００９】このような磁気ブラシ帯電装置を用い、被帯電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を有するものや、アモルファスシリコン（以下ａ−Ｓｉ）感光体などを用いると、注入帯電により、接触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被帯電体表面に得ることが可能である。この注入帯電を用いれば、被帯電体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】（ｂ）現像装置一方、感光体上に形成された静電潜像を顕在化するための手段としては、パウダークラウド法及びファーブラシ現像法、液体現像法等、多数の現像法が知られている。
【００１１】これらの現像法において、特に、トナー及びキャリアを主体とする現像剤を用いる磁気ブラシ法、カスケード法、液体現像法等が広く実用化されている。これらの方法は、いずれも、比較的安定に良画像が得られる優れた方法である。しかし、いずれの現像方法も２成分現像剤にまつわる、キャリアの劣化、トナーとキャリアの混合比の変動、装置の複雑化、トナーの飛散、キャリアによるすじむら等の共通の欠点を有する。
【００１２】この様な欠点を回避するために、トナーのみよりなる１成分現像剤を用いる現像方法が各種提案されている。例えば、米国特許第３９０９２５８号明細書には、電気的に導電性を有する磁性トナーを用いて現像する方法が提案されている。これは内部に磁性を有する円筒状の導電性スリーブに導電性磁性現像剤（磁性トナー）を支持し、これを静電像に接触せしめて現像するものである。この際、現像部においてトナー粒子により記録体表面とスリーブ表面の間に導電路が形成され、この導電路を経てスリーブよりトナー粒子に電荷が導かれ、静電像画像部との間のクーロン力によりトナー粒子が画像部に付着して現像される。
【００１３】この導電性磁性トナーを用いる現像方法は、従来の２成分現像法にまつわる問題点を回避した優れた方法であるが、反面、トナーが導電性であるため、現像した画像を記録体から普通紙等の最終的な支持部材へ、静電的に転写することが困難であるという欠点を有している。
【００１４】この問題を解決するために、静電的に転写することが可能な高抵抗トナーを用いる現像方法として、特開昭５２ー９４１４０号公報に、トナー粒子の誘電分極を利用した現像方法が示されている。しかし、かかる方法は、本質的に現像速度が遅く現像画像の濃度が充分に得られない等の欠点を有しており、実用上困難であった。高抵抗の磁性トナーを用いるその他の方法として、トナー粒子相互の摩擦、トナー粒子とスリーブとの摩擦等により、トナー粒子を摩擦帯電し、これを静電保持部材に接触して現像する方法が知られている。しかし、これらの方法は、トナー粒子と摩擦部材との接触回数が少なく、摩擦帯電不十分になりやすい、あるいは、帯電したトナー粒子とスリーブとのクーロン力が強いときには、トナー粒子がスリーブ上で凝集しやすい、等の欠点を有しており、実用上困難な点が多いことが指摘されている。
【００１５】これに対して、特開昭５４−４３０３６号公報において、上述の欠点を除去した新規な現像方法が提案されている。これは、スリーブ上にトナーを極めて薄く塗布し、これを摩擦帯電し、ついで、これを磁界の作用下で静電像に極めて近接させ、かつ、接触させることなく対向させ、現像するものである。
【００１６】この方法によれば、磁性トナーを極めて薄く塗布するという構成をとることにより、磁性トナーとスリーブとの接触機会を増加させ、現像に供するのに必要な摩擦帯電電荷量をトナーに与えることを可能にしている。
【００１７】この現像方法は、トナー規制が非接触で行われる、感光体とスリーブが非接触である、等の特徴があり、このため高速複写機の１成分現像方法として利用されている。
【００１８】高速の複写機ではプリントアウト量も多いため、使用される感光体の耐久性が求められる。また、帯電のための時間も短くなっているため帯電の高効率化も必要な要素となっている。
【００１９】このような条件を満たすため、像担持体として前述のａ−Ｓｉ感光体や表面に保護層を設けた感光体を使用し、磁気ブラシ注入帯電により帯電させ、磁性トナーを用いた１成分現像を用いるという画像形成装置構成が考えられる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、磁気ブラシ帯電装置を用いた系では、トナーその他の感光体付着物が磁性粒子に付着することにより、磁性粒子が感光体に付着し、現像部において現像装置に取り込まれ、磁性粒子が混入したことによる現像剤コートムラが発生し、画像スジ等の画像不良が発生することがあった。
【００２１】本発明は、像担持体を帯電する帯電手段が磁気ブラシ帯電装置であり、像担持体に形成した静電潜像を現像する現像手段が磁性トナーを含む現像剤を用いた現像装置である画像形成装置について、上記の問題解決する、即ち磁気ブラシ帯電装置の磁性粒子が現像装置に混入した場合の画像不良の防止を目的とする。
【００２２】
【問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。
【００２３】（１）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と、磁性体を含有する磁性トナーを含む現像剤と、現像剤を収容する容器と、磁性トナーを含む現像剤を表面に担持し、かつ、現像容器から像担持体の静電潜像を現像する現像領域に現像剤を搬送する回転可能に配置された現像剤担持体と、現像剤担持体内部に静止配置された磁界発生手段と、現像剤担持体上の現像剤の塗布量を規制する、磁力を有する部材を含む現像剤規制体とを備え、かつ、現像剤規制部において、磁性トナーに互いに逆方向に少なくとも２つ以上の搬送力を与え、上記搬送力のうち少なくとも１つは現像領域方向に搬送する力で、かつ、その搬送力は主にトナーの帯電電荷量に依存した力とし、かつ、現像領域方向以外の方向に働く搬送力を現像剤規制体から磁性トナーにかかる磁力に依存する力としたことを特徴とする画像形成装置（２）前記磁気ブラシ帯電装置は、回転するスリーブと、該スリーブに内包された磁界発生手段と、該磁界発生手段により該スリーブ上に拘束された導電性磁性粒子と、該スリーブ上に拘束される該導電性磁性粒子の担持量を規制する規制手段を有し、該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ことを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
【００２４】（３）前記磁気ブラシ帯電装置の導電性磁性粒子による像担持体の帯電は像担持体に電荷を注入することによってなされることを特徴とする（１）または（２）に記載の画像形成装置（４）前記像担持体が非晶質のシリコンを有する表面層からなることを特徴とする（１）から（３）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００２５】（５）前記像担持体が表面に１０9〜１０14Ω・ｃｍの材料からなる層を有することを特徴とする（１）から（４）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００２６】（６）前記像担持体が、感光層、および表面層を有し、該表面層が樹脂および導電微粒子を有することを特徴とする（１）から（４）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００２７】（７）前記導電微粒子がＳｎＯ2であることを特徴とする（６）に記載の画像形成装置。
【００２８】〈作 用〉すなわち、像担持体の帯電手段として磁気ブラシ帯電装置を用い、像担持体面の静電潜像を形成する現像手段として現像領域方向に働く搬送力を主に磁性トナーの帯電電荷量に依存した力とし、現像領域以外の方向に働く搬送力を現像剤規制体から磁性トナーにかかる磁力に依存した力とした現像装置を用いた画像形成装置においては、磁気ブラシ帯電装置から像担持体に付着した帯電用の磁性粒子が現像装置に混入した場合、その混入磁性粒子は現像装置では以下のように動く。
【００２９】１．現像容器内で磁性トナーとともに撹拌されながら現像剤担持体に磁力で拘束される。
【００３０】２．現像剤担持体と現像剤規制体の略対向部で磁力線は現像剤担持体から現像剤規制体方向になっているので、磁性粒子はその磁力線に従い現像剤担持体から現像剤規制体に移動し、拘束される。
【００３１】３．現像剤規制体の回転にともない、現像剤の規制領域から現像容器内へ戻され、スクレーパにより現像剤規制体からかき落とされる。
【００３２】従って、現像装置に混入した磁性粒子は、規制領域にとどまる、現像領域に搬送されるといったことはなく、その結果磁性粒子が混入したことによる、現像剤コートムラの発生が防止され、画像スジ等の画像不良等を解消することが可能となった。
【００３３】
【発明の実施の形態】〈実施例１〉図１は本実施例の画像形成装置の概略構成模型図である。本実施例の画像形成装置は、電子写真プロセス利用、磁気ブラシ帯電方式、磁性トナーを含む現像剤を用いた現像方式、レーザービーム走査露光方式、のプリンターである。
【００３４】Ａはプリンター本体、Ｂはこのプリンター本体の上に搭載した画像読み取り装置（イメージスキャナー）である。
【００３５】（１）画像読み取り装置Ｂ１０１は装置上面に固定配設した原稿台ガラスであり、この原稿台ガラスの上面に原稿Ｇを複写すべき面を下向きにして載置し、その上に不図示の原稿圧着板を被せてセットする。
【００３６】１０２は原稿照射用ランプ・短焦点レンズアレイ・ＣＣＤセンサー等を配設した画像読み取りユニットである。このユニット１０２は、不図示のコピーボタンが押されることで、原稿台ガラス１０１の下側において該ガラスの右辺側の実線示のホームポジションから左辺側にガラス下面に沿って往動駆動され、所定の往動終点に達すると復動駆動されて始めの実線示のホームポジションに戻される。
【００３７】該ユニット１０２の往動駆動過程において、原稿台ガラス１０１上の載置セット原稿Ｇの下向き画像面がユニット１０２の原稿照射用ランプにより右辺側から左辺側にかけて順次に照明走査され、その照明走査光の原稿面反射光が短焦点レンズアレイによってＣＣＤセンサーに結像入射する。
【００３８】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。このようにして得られたアナログ信号を周知の画像処理を行なってデジタル信号に変換してプリンターＡに送る。
【００３９】即ち、画像読み取り装置Ｂにより原稿Ｇの画像情報が時系列電気デジタル画素信号（画像信号）として光電読み取りされる。
【００４０】（２）プリンター本体Ａ１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体である。本例の感光体１はａ−Ｓｉ系感光体である。この感光体１については（３）項で詳述する。
【００４１】感光体１は中心支軸を中心に矢印の時計方向に所定の周速度をもって回転駆動され、その回転過程において、帯電部Ｎにおいて帯電装置２により所定の極性・電位の一様な帯電処理を受ける。帯電装置２は磁気ブラシ帯電装置である。この帯電装置２については（４）項で詳述する。
【００４２】そして該回転感光体１の一様帯電面に対して、レーザー走査部（レーザースキャナー）７から出力される、画像読み取り装置ＢからプリンターＡ側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザー光による走査露光Ｌがなされることで、回転感光体１面には画像読み取り装置Ｂにより光電読み取りされた原稿Ｇの画像情報に対応した静電潜像が順次に形成されていく。
【００４３】レーザー走査部７は、発光信号発生器、固体レーザー素子、コリメーターレンズ系、回転多面鏡（ポリゴンミラー）等からなる。
【００４４】回転感光体１面の形成静電潜像が現像装置３により順次にトナー像として本例の場合は反転現像されていく。本例の現像装置４は磁性トナーを含む現像剤を用いた現像装置である。この現像装置３については（５）項で詳述する。
【００４５】一方、給紙カセット８内に収納の記録媒体としての転写材Ｐが給紙ローラ８ａにより一枚宛繰り出されてプリンターＡ内に給送され、レジストローラ８ｂにより所定の制御タイミングにて感光体１と転写装置（転写ローラ）４との接触ニップ部である転写部Ｔに給紙される。転写装置４には不図示の転写バイアス電源から所定の転写バイアスが所定の制御タイミングにて印加され、転写部Ｔに給紙された転写材Ｐの面に回転感光体１面側のトナー像が順次に静電転写される。
【００４６】転写部Ｔを通りトナー像の転写を受けた転写材Ｐは感光体１の面から順次に分離されて搬送装置９で定着装置６へ搬送され、トナー像の熱定着を受けてコピーもしくはプリントとして出力される。
【００４７】また転写材分離後の回転感光体１面はクリーニング装置５により転写残トナーの除去を受けて、繰り返して作像に供される。
【００４８】（３）感光体１本実施例において用いたａ−Ｓｉ系感光体１の各種構造を示す模式的な断面図を図２の（ａ）〜（ｅ）に示す。
【００４９】（ａ）に示す感光体１は、感光体用としての支持体１１の上に、感光層１２が設けられている。該感光層１２は、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層１３で構成されている。
【００５０】（ｂ）に示す感光体１は、感光体用としてのＡｌなどからなる導電性支持体１１の上に、感光層１２が設けられている。該感光層１２は、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層１３と、ａ−Ｓｉ系表面層１４とから構成されている。
【００５１】（ｃ）〜（ｆ）の様に、ａ−Ｓｉ系電荷注入阻止層１５（ここで、電荷注入阻止層１５は導電性支持体１１から光導電層１３への電荷の注入を阻止するためのものであり、必要に応じて設けられる）を設けたり、光導電層１３がａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる電荷発生層１７ならびに電荷輸送層１８と、ａ−Ｓｉ系表面層７０４とから構成されてもよい。
【００５２】（４）磁気ブラシ帯電装置２磁気ブラシ帯電装置２の概略構成を図３に示す。２１５は磁性粒子容器、２１０は磁性粒子担持体としての非磁性のスリーブであり、磁性粒子容器２１５内に下面を露呈させて回転自在に配設してある。２１１はスリーブ２１０内に非回転に固定さして配設した磁界発生手段としてのマグネットローラ、２１２は磁性粒子層厚規制ブレードであり、先端部をスリーブ２１０に対して所定のギャップ（隙間）を存して接近対向させて磁性粒子容器２１５に固定して配設してある。２１３は磁性粒子容器２１５内に収容させた導電性の磁性粒子（磁性体粒子、帯電キャリア）であり、ブレード２１２の上部には磁性粒子２１３を貯留しておく貯留部２１４が設けられており、磁性粒子が３００ｇ貯留されている。この部分２１４の磁性粒子のほとんどはスリーブ２１０が回転してもほとんど動くことのない不動層となっている。
【００５３】Ｓ１・Ｓ２はスリーブ２１０に対する第１と第２のバイアス印加電源、ＳＷは上記第１と第２のバイアス印加電源Ｓ１・Ｓ２の切換えスイッチである。第１のバイアス印加電源Ｓ１はスイッチＳＷが該電源側に切換えられることで、スリーブ２１０に対して、７００Ｖｐｐ、１ｋＨｚの交番電界、−７００Ｖの直流電圧を重畳した帯電バイアスを印加する。また第２のバイアス印加電源Ｓ２はスイッチＳＷが該電源側に切換えられることで、スリーブ２１０に対して、＋３５０Ｖの直流電圧の回収バイアスを印加する。スイッチＳＷは不図示の制御回路により所定の制御シーケンスで自動的に切換え制御される。帯電バイアスとしては交番電界を作用することにより、帯電能の向上と、ポジゴーストの防止に効果がある。
【００５４】帯電装置２は磁性粒子容器２１５から露呈しているスリーブ下面を感光体１に対して所定のギャップ（隙間）を存して接近対向させて配設してある。本実施例においては、このギャップは５００μｍに設定し、帯電部Ｎのスリーブ２１０上でのマグネットによる磁束密度は８００×１０-4Ｔである。感光体１とスリーブ２１１のギャップは、スリーブ２１１とブレード２１２のギャップよりも小さく設定してある。
【００５５】磁性粒子容器２１５内の磁性粒子２１３は、スリーブ２１０の外周面近傍部分がスリーブ２１０内のマグネットローラ２１１の磁界により磁気ブラシ層として磁気拘束されてスリーブ２１０上に保持される。そしてスリーブ２１０が矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動されることで、該スリーブ外周面に保持されている磁性粒子の磁気ブラシ層もスリーブ２１０の回転と共に搬送され、スリーブ２１０とブレード２１２とのギャップを通ることで層厚規制され、感光ドラム１とスリーブ２１０とのギャップ部において所定の幅をもって感光ドラム１面に接触して感光ドラム１面を周速度差をもって摺擦する。この磁性粒子の磁気ブラシ層の感光ドラム摺擦部が帯電部（帯電ニップ部）Ｎである。この時、第１のバイアス電源Ｓ１からスリーブ２１０に対して前記の帯電バイアスが印加されていることにより、回転する感光体１の周面がほぼ−７００Ｖに一様に接触注入帯電される。
【００５６】磁性粒子２１３としては、下記のものが好適に用いられる。
【００５７】・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るたもの、・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、・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）でコートまたは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等。
【００５８】これら磁性粒子の抵抗値としては、高すぎると感光体に電荷が均一に注入できず、微小な帯電不良によるカブリ画像となってしまう。低すぎると感光体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体表面を帯電することができず、帯電ニップ状の帯電不良となる。よって磁性粒子の抵抗値としては、１×１０4〜１×１０7Ωが望ましい。
【００５９】磁性粒子の磁気特性としては、感光体への磁性粒子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。
【００６０】実際に、本実施例で用いた磁性粒子２１３は、体積平均粒径が３０μｍ、見かけ密度２．０［ｇ／ｃｍ3］、抵抗値１×１０6Ω、飽和磁化５８（Ａ・ｍ2／ｋｇ）であった。
【００６１】また、磁性粒子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体との接触割合が低下し帯電ムラの原因となる。粒径が小さいと帯電能力、均一性ともに向上する反面、感光体１への付着が起きやすくなる。このため磁性粒子の粒径としては５〜１００μｍのものが好適に用いられる。
【００６２】（５）現像装置３現像装置３の構成を図４に示す。３１ａは矢印ａの反時計方向に回転する現像剤担持体である非磁性金属部材により構成される現像スリーブ、３１ｂは該現像スリーブ３１ａの内部に配設された永久磁石、３３は現像剤容器、３４は該現像剤容器３３内の磁性トナーを含む現像剤（図には省略）を撹拌し、現像スリーブ３１ａ方向に搬送するための搬送部材、３６ａは非磁性金属部材で構成されるトナー層厚規制体、３６ｂは該トナー層厚規制体３６ａの内部に配設された永久磁石である。３５はトナー層厚規制体３６ａに対するスクレーパである。
【００６３】トナー層厚規制体３６ａは、現像スリーブ３１ａの近傍に、現像スリーブ３１ａの回転方向ａと同方向の矢印ｂの時計方向に回転可能に配されたスリーブ構成としている。現像スリーブ３１ａとトナー層厚規制体３６ａの距離（ギャップ）Ｗは１００μｍから２ｍｍの範囲で設定してある。
【００６４】現像スリーブ近傍の現像剤は現像スリーブ３１ａの外周面に現像スリーブ内の永久磁石の磁界によりトナー層として磁気的に保持されて現像スリーブ３１ａの回転と共に搬送され、現像スリーブ３１ａとトナー層厚規制体３６ａの対向ギャップ部である現像剤規制領域Ｅを通過することで所定のトナー層厚に規制され、引き続く感光体１の回転で感光体１と現像スリーブ３１ａとの対向部である現像領域Ｄに搬送される。現像スリーブ３１ａには不図示のバイアス印加電源から所定の現像バイアスが印加されており、現像領域Ｄにおいて現像スリーブ３１ａ側の現像剤が感光体１面の静電潜像パターンに選択的に付着することで静電潜像がトナー像として現像される。
【００６５】静電潜像の現像に供されずに現像スリーブ３１ａの面に残留した現像剤は引き続く現像スリーブ３１ａの回転で現像剤容器３３に戻し搬送され、その現像スリーブ面に現像剤の供給がなされる。
【００６６】（６）現像装置に混入した帯電用磁性粒子に対する対策構成現像スリーブ３１ａ内に配設した磁界発生手段としての永久磁石３１ｂと、トナー層厚規制体３６ａ内に配設した磁界発生手段としての永久磁石３６ｂとにおいて、それぞれ、現像スリーブ３１ａとトナー層厚規制体３６ａの対向位置、即ち現像剤規制領域Ｅにある磁極Ｎ１１と磁極Ｓ６１について、磁極Ｎ１１の磁束密度を９×１０-4Ｔ、磁極Ｓ６１の磁束密度を８×１０-4Ｔとし、かつ、各々の該磁極Ｎ１１と磁極Ｓ６１の磁束密度のピーク値に対して５０％以上の値を示す領域の幅（便宜上、以後５０％値と称する）の比を、（磁極Ｓ６１の５０％値）／（磁極Ｎ１１の５０％値）≦０．８とし、磁極Ｎ１１の幅に対して磁極Ｓ６１の幅を狭くすることにより、磁極Ｓ６１と磁極Ｎ１１との間で形成される磁場の磁束密度の変化が、現像スリーブ３１ａからトナー層厚規制体３６ａ側に行くほど磁束密度が高くなる構成とし、また、現像スリーブ３１ａとトナー層厚規制体３６ａの距離（ギャップ）Ｗを１００μｍから２ｍｍの範囲とし、また、現像スリーブ３１ａの周速の絶対値とトナー層厚規制体３６ａの周速の絶対値の比を、（トナー層厚規制体３６ａの周速の絶対値）／（現像スリーブ３１ａの周速の絶対値）＞０．５となる構成とした。
【００６７】即ち、現像剤規制領域（現像剤規制部）Ｅにおいて、磁性トナーに互いに逆方向に少なくとも２つ以上の搬送力を与え、上記搬送力のうち少なくとも１つは現像領域Ｄ方向に搬送する力で、かつ、その搬送力は主にトナーの帯電電荷量に依存した力とし、かつ、現像領域Ｄ方向以外の方向に働く搬送力を現像剤規制体３６ａから磁性トナーにかかる磁力に依存する力とした。
【００６８】磁性トナーは、重量平均径が５μｍ以上、磁性トナーに内添される磁性体の重量が、磁性トナーの重量の１０％以上とした。
【００６９】図４に示すように構成された現像装置３においては、磁気ブラシ帯電装置２から磁性体粒子２１３が感光体１に付着し、現像領域Ｄで磁性粒子が現像装置３に混入した場合、混入した磁性粒子は現像装置３内で以下のように振る舞う。
【００７０】即ち、感光体１に付着した磁性粒子は、現像領域Ｄで現像スリーブ３１ａと感光体１間にかかる現像バイアスにより現像スリーブ３１ａに移動する。移動した磁性粒子は現像スリーブ３１ａの回転により現像容器３３内に取り込まれる。
【００７１】取り込まれた磁性粒子は現像容器３３内で磁性トナーと撹拌されながら現像スリーブ３１ａ内の磁石３１ｂからの磁力により現像スリーブ１ａに再度拘束され、現像スリーブ３１ａの回転により現像スリーブ３１ａとトナー層厚規制体３６ａの略対向部の現像剤規制領域Ｅに搬送される。
【００７２】現像剤規制領域Ｅでは現像スリーブ３１ａからトナー層厚規制体３６ａ側に行くほど磁束密度が高くなっているため、現像スリーブ３１ａとトナー層厚規制体３６ａとの間に存在する磁性粒子には、現像スリーブ３１ａからトナー層厚規制体３６ａ側への磁気力が働く。そのため、現像剤規制領域Ｅ内で磁性粒子はトナー層厚規制体３６ａに保持される。
【００７３】トナー層厚規制体３６ａは、現像スリーブ３１ａと同方向である矢印ｂ方向に回転させる構成としているため、トナー層厚規制体３６ａ表面に磁気力によって保持された磁性粒子は、上記磁界による力とトナー層厚規制体３６ａ表面との摩擦力により、トナー層厚規制体３６ａから現像容器３３内方向への搬送力が与えられる。
【００７４】現像容器３３内に戻された磁性体粒子は、スクレーパ３５によりトナー層厚規制体３６ａ表面からかき落とされる。このようにして現像容器３３内に戻された磁性粒子は、搬送部材３４によりトナーと撹拌され、再度現像スリーブ３１ａ表面を搬送され、磁極Ｎ１１と磁極Ｓ６１の対向位置まで搬送される。
【００７５】従って、磁性粒子は現像剤規制領域Ｅから現像容器内に常に戻されるので、現像スリーブ３１ａ上を現像領域Ｄまで搬送されたり、現像剤規制領域Ｅにとどまったりすることはない。
【００７６】つまり、本構成によれば、混入した磁性粒子を現像剤規制領域Ｅから現像容器内に戻すことにより、磁性粒子が現像領域Ｄに搬送されてしまったり、現像剤規制領域Ｅにとどまることによるコートスジ等による画像不良を解消することが可能となった。
【００７７】その結果、感光体の長寿命化、高速機での十分な帯電性を確保し、画像不良の無い良好な出力画像を得ることが可能となった。
【００７８】〈実施例２〉本実施例では実施例１で説明したプリンターにおいて、感光体１として、ジスアゾ系の顔料を樹脂に分散した電荷発生層とポリカーボネート樹脂にヒドラゾンを分散した電荷輸送層を持ち、さらに最表層には光硬化性のアクリル樹脂に超微粒子のＳｎＯ2を分散した電荷注入層からなる有機感光層を持つ感光体を用いた。
【００７９】本構成においても実施例１と同様の効果により、現像装置３に混入した帯電装置２側の磁性粒子を現像剤規制領域Ｅから現像容器３３内に戻すことにより、磁性粒子が現像領域Ｄに搬送されてしまったり、現像剤規制領域Ｅにとどまることによるコートスジ等による画像不良を解消することが可能となり、感光体表面に設けた光硬化性のアクリル樹脂層により耐久性の確保も可能となり、感光体の長寿命化、高速機での十分な帯電性を確保し、画像不良の無い良好な出力画像を得ることが可能となった。
【００８０】〈その他〉１）磁気ブラシ帯電装置２は、実施例のスリーブ回転タイプの装置に限られず、マグネットローラに直接に磁性粒子を吸着保持させてマグネットローラを回転させるタイプ、非回転タイプなどにすることもできる。
【００８１】２）情報書き込み手段としての画像露光装置７は、実施例のレーザースキャナに限られず、ＬＥＤアレイ装置、光源と液晶シャッタとの組み合わせ装置などの他のデジタル露光装置であってもよいし、原稿画像の結像投影装置などのアナログ露光装置であってもよい。
【００８２】３）像担持体は感光体に限られず、静電記録誘電体等であってもよい。この場合は、一様に帯電した像担持体面を除電針アレイ、電子銃等の除電手段を情報書き込み手段として、選択的に除電して静電潜像を形成する。
【００８３】４）転写装置４はローラ転写に限られず、ベルト転写やコロナ放電転写、圧力転写など任意である。
【００８４】５）転写ドラムや転写ベルト等の中間転写手段を用い、単色画像ばかりでなく、多重転写等により多色やフルカラー画像を形成する画像形成装置であってもよい。
【００８５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、像担持体を帯電する手段を磁気ブラシ帯電装置にし、像担持体に形成した静電潜像を現像する手段を磁性トナーを含む現像剤を用いた現像装置にして、像担持体の長寿命化を測り、高速機での十分な帯電性を確保した画像形成装置において、磁気ブラシ帯電装置がわから現像装置に混入した磁性粒子を現像剤規制領域から現像容器内に戻すことにより、磁性粒子が現像領域に搬送されてしまったり、現像剤規制領域にとどまることによるコートスジ等による画像不良を解消することが可能となった。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１００７
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
【住所又は居所】東京都大田区下丸子３丁目３０番２号
|
| 【出願日】 |
平成１３年７月１７日（２００１．７．１７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８６８１８
【弁理士】
【氏名又は名称】高梨 幸雄
|
| 【公開番号】 |
特開２００３−２９５０１（Ｐ２００３−２９５０１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１月３１日（２００３．１．３１） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−２１６５３９（Ｐ２００１−２１６５３９） |
|