JP3507246B2 - 磁気ブラシ帯電装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被帯電体を帯電処理
（除電処理も含む）するための帯電装置、及び該帯電装
置を具備した画像形成装置に関するものである。

【０００２】特に、磁気ブラシ帯電部材を用いた磁気ブ
ラシ帯電装置及び該帯電装置を具備した画像形成装置に
関するものである。

【０００３】

【従来の技術】被帯電体の帯電処理手段は「非接触系」
と「接触系」の２系統に大別される。

【０００４】非接触系の代表例はコロナ帯電器である。
これは該コロナ帯電器を被帯電体に非接触に対向させて
配設し、高圧印加でコロナ帯電器にコロナ放電を生じさ
せ、該コロナ放電に被帯電体面を曝すことで被帯電体面
を帯電させるものである。

【０００５】接触系には、摩擦帯電や、ローラ体・ブラ
シ体などの帯電部材を被帯電体に接触させ電圧を印加し
て被帯電体を帯電する接触帯電装置などがある。

【０００６】従来、例えば、電子写真方式や静電記録方
式の画像形成装置においては、電子写真感光体・静電記
録誘電体等の像担持体の帯電処理手段としては非接触系
であるコロナ帯電器が多用されていたが、近年、エコロ
ジーが注目されるにつれて、低オゾン・低電力等の利点
を有することから、接触系の接触帯電装置が実用化され
てきている。接触帯電部材としてはゴムローラ型、固定
ブラシ型、ロール形状のファーブラシ型など、様々な形
態部材がある。

【０００７】ａ）ローラ帯電方式 特に接触帯電部材として導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。

【０００８】ローラ帯電方式の接触帯電装置では、帯電
部材として導電性の弾性ローラ（帯電ローラ）を被帯電
体に加圧当接させ、これに電圧を印加することによって
被帯電体を帯電処理する。具体的には、帯電は帯電部材
から被帯電体への放電によって行なわれるため、ある閾
値電圧以上の電圧を印加することによって帯電が開始さ
れる。

【０００９】例を示すと、被帯電体として、厚さ２５μ
ｍのＯＰＣ感光体に対して帯電ローラを加圧当接させて
帯電処理を行なわせる場合には、帯電ローラに対して約
６４０Ｖ以上の電圧を印加すれば感光体の表面電位が上
昇し始め、それ以降は印加電圧に対して傾き１で線形に
感光体表面電位が増加する。この閾値電圧を帯電開始電
圧Ｖｔｈと定義する。

【００１０】つまり、電子写真に必要とされる感光体表
面電位Ｖｄを得るためには帯電ローラにはＶｄ＋Ｖｔｈ
という必要とされる以上のＤＣ電圧が必要となる。この
ようにしてＤＣ電圧のみを接触帯電部材に印加して帯電
を行なう方法を「ＤＣ帯電方式」と称する。

【００１１】しかし、ＤＣ帯電方式においては環境変動
等によって接触帯電部材の抵抗値が変動するため、ま
た、被帯電体としての感光体が削れることによって膜厚
が変化すると帯電開始電圧Ｖｔｈが変動するため、感光
体の電位を所望の値にすることが難しかった。

【００１２】このため、更なる帯電の均一化を図るため
に特開昭６３−１４９６６９号公報に開示されるよう
に、所望のＶｄに相当するＤＣ電圧に、２×Ｖｔｈ以上
のピーク間電圧を持つＡＣ成分を重畳した電圧を接触帯
電部材に印加して被帯電体の帯電を行なう「ＡＣ帯電方
式」が用いられる。これは、ＡＣによる電位のならし効
果を目的としたものであり、被帯電体の電位はＡＣ電圧
のピークの中央であるＶｄに収束し、環境等の外乱には
影響されることはない。

【００１３】しかしながら、このような接触帯電におい
ても、その本質的な帯電機構は、帯電部材から感光体へ
の放電現象を用いているため、先に述べたように帯電に
必要とされる電圧は被帯電体表面電位以上の値が必要と
され、微量のオゾンは発生する。

【００１４】また、帯電均一化のためにＡＣ帯電を行な
った場合には、さらなるオゾン量の発生、ＡＣ電圧の電
界による帯電部材と被帯電体の振動騒音（ＡＣ帯電音）
の発生、また放電による被帯電体表面の劣化等が顕著に
なり、新たな問題点となっていた。

【００１５】ここで、帯電ローラに限らず接触帯電部材
に必要とされる特性において、抵抗値の低い帯電部材を
使用した場合、被帯電体上にキズやピンホール等の低耐
圧欠陥部があると、帯電部材からその低耐圧欠陥部に過
大なリーク電流が流れ込み、低耐圧欠陥部周辺の被帯電
体部分に帯電不良やピンホールの拡大、帯電部材の通電
破壊が生じる。これを防止するためには、帯電部材の抵
抗値を１×１０⁴ Ω程度以上にする必要がある。一方１
×１０⁷ Ω以上では抵抗値が高すぎて、帯電に必要な電
流を流すことができない。従って、接触帯電部材の抵抗
値は１×１０⁴Ω〜１×１０⁷ Ωの範囲でなければなら
ない。

【００１６】ｂ）注入帯電方式 また、接触式であって、被帯電体への電荷の直接注入に
よる帯電を行なわせる帯電方式が考案されている（特開
平６−３９２１号公報，特願平５−６６１５０号等）。

【００１７】この注入帯電方式は、ローラ型・ブラシ型
・磁気ブラシ型等の接触導電部材に所望のＶｄに相当す
るＤＣ電圧のみを印加し、被帯電体表面にあるトラップ
準位に電荷を注入する、あるいは、導電粒子を分散した
保護膜を有する被帯電体に電荷を充電する、といった方
法で所望のＶｄを得るものである。

【００１８】特開平６−３９２１号公報には、表面に電
荷注入層を設けた被帯電体（感光体）の電荷注入層のフ
ロート電極に電荷を注入して接触帯電する方法を開示し
ており、電荷注入層として、感光体表面にアクリル樹脂
に導電フィラーであるアンチモンドープで導電化したＳ
ｎＯ₂ （酸化錫）粒子を分散したものを塗工して用いる
ことが可能であるとの記述がある。

【００１９】この注入帯電方式では、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被帯電体表
面電位分のみのＤＣ電圧であり、オゾンの発生もない。
さらに、ＡＣ電圧を印加しないので、帯電音の発生もな
く、ローラ帯電方式と比べると、より低オゾン性、低電
圧性に優れた帯電方式である。

【００２０】前述のＣＤ帯電方式・ＡＣ帯電方式のよう
な接触帯電方式では、帯電機構が放電によるものである
ため、帯電部材と被帯電体表面の間に多少のギャップが
生じても帯電はなされていたが、注入帯電方式では帯電
部材と被帯電体とが直接接触して電荷を授受するため、
両者が密に接触して微視的な帯電し残しがないような構
成を取る必要がある。

【００２１】また、電荷の授受を妨げないように帯電部
材の抵抗はより低い方が好ましいが、前述したように、
接触帯電部材を用いた装置では、被帯電体上にキズやピ
ンホール等の低耐圧欠陥部があった場合に、帯電部材の
抵抗が低いとリークが生じ、電源電圧が降下して帯電不
良となるため、実用上は帯電部材がある程度以上の抵抗
を保持している必要がある。このように帯電部材の抵抗
が高い場合には電荷の注入性が落ちてしまうので、帯電
部材を早回しする等の手段を用いて、帯電部材と被帯電
体との接触機会を増やしてやり、電荷の注入能力を確保
する必要がある。

【００２２】以上述べてきたように注入帯電方式に用い
る帯電部材としては、被帯電体と密に接触でき、かつ、
被帯電体に対して周速差を持つことが可能な部材という
観点から、磁気ブラシ、磁性流体などの磁気拘束系の帯
電部材（磁気ブラシ帯電部材）が適している。

【００２３】ｃ）磁気ブラシ帯電部材 磁気ブラシ帯電部材は、磁性粒子担持手段に磁性粒子を
磁気力で拘束して磁気ブラシとして付着保持させたもの
で、該磁気ブラシを被帯電体に接触させ、電圧を印加し
て被帯電体の帯電を行なうものである。より具体的に
は、 １）磁性粒子担持手段が回転可能なスリーブであり、該
スリーブ内に配設した固定のマグネットロール（磁石）
の磁気力で磁性粒子がスリーブ外面に拘束されて磁気ブ
ラシとして付着保持されている形態のもの（スリーブ
型）、 ２）磁性粒子担持手段が回転可能なマグネットロール
（磁石）であり、該ロールの外面に直接に磁性粒子が磁
気力で拘束されて磁気ブラシとして付着保持されている
形態のもの（磁性ローラ型）等である。

【００２４】図９の（ａ）は上記１）のスリーブ型の磁
気ブラシ帯電部材２もしくは帯電装置の模式図である。

【００２５】２１は磁性粒子担持手段としての、アルミ
ニウム等の非磁性の導電性スリーブ（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）である。２
２はこのスリーブ２１内に挿入配設した磁界発生手段と
してのマグネットロールである。Ｎ・Ｓは該ロールの着
磁部である。このマグネットロール２２は非回転の固定
部材であり、このマグネットロール２２の外周りをスリ
ーブ２１が同心に矢印の時計方向ｂに不図示の駆動機構
にて所定の周速度にて回転駆動される。２３は導電性の
磁性粒子（以下、キャリアと称す）であり、スリーブ２
１の外周面にスリーブ内部のマグネットロール２２の磁
気力で拘束されて磁気ブラシ（導電性磁気ブラシ）２４
として付着保持されている。キャリア２３はマグネット
ロール２２の磁気拘束力によりスリーブ２１の外面上で
磁気的な穂立ちを形成し、これが集まってブラシ形状と
なっている。Ｅ１はスリーブ２１に対する帯電バイアス
印加電源である。

【００２６】１は被帯電体であり、例えば、矢印の時計
方向ａに所定のプロセススピードをもって回転駆動され
るドラム型電子写真感光体である。磁気ブラシ帯電部材
２は磁気ブラシ２４を被帯電体１の面に接触させて接触
ニップ部（帯電ニップ部）Ｄを形成させた状態にして配
置される。磁気ブラシ２４は、スリーブ２１の回転に伴
って同じ方向に回転搬送され、接触ニップ部Ｄにおいて
回転感光体１面を摺擦し、電源Ｅ１からスリーブ２１を
介して磁気ブラシ２４に印加された帯電バイアスによ
り、被帯電体としての回転感光体１面が接触方式で帯電
処理される。

【００２７】接触ニップ部Ｄにおいて、スリーブ２１の
回転方向、それに伴う磁気ブラシ２４の回転搬送方向は
被帯電体としての回転感光体１の回転方向に対してカウ
ンター方向としてある。

【００２８】スリーブ２１は、磁気ブラシ２４の担持機
能、搬送機能、帯電バイアス印加電極機能を担ってい
る。

【００２９】図９の（ｂ）は前記２）の磁性ローラ型の
磁気ブラシ帯電部材２Ａもしくは帯電装置の模式図であ
る。

【００３０】マグネットロール２２は駆動及び給電を兼
ねた中心芯金２５を中心に矢印の時計方向ｂに不図示の
駆動機構にて所定の周速度にて回転駆動される。このマ
グネットロール２２の外周面は帯電バイアス印加電極
（給電面）としての導電層２２ａで被覆してある。その
導電層２２ａの外周面にキャリア２３をマグネットロー
ル２２の磁気力で拘束して磁気ブラシ２４として付着保
持させたものである。磁気ブラシ２４は、マグネットロ
ール２２の回転に伴って同方向に回転搬送され、接触ニ
ップ部Ｄにおいて回転感光体１面を摺擦し、電源Ｅ１か
らマグネットロール２２の中心芯金２５に印加された帯
電バイアスにより、被帯電体としての回転感光体１面が
接触方式で帯電処理される。マグネットロール２２の外
周面に設けた導電層２２ａは磁気ブラシ２４に帯電バイ
アスを安定して均一に給電する役目をする。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、磁気
ブラシ帯電部材を用いた帯電装置及び該帯電装置を具備
した画像形成装置は、帯電部材と被帯電体とを密に接触
できる、被帯電体に対して周速差を持つことが可能なこ
とから帯電部材と被帯電体との接触機会を多くすること
ができる等、電荷注入性は非常に有利である。

【００３２】図９の（ｂ）のような磁性ローラ型の磁気
ブラシ帯電部材２Ａは、マグネットロールの回転に伴
い、接触ニップ部Ｄにおける磁気ブラシ２４の穂立ち形
状が変化することから、図９の（ａ）のようなスリーブ
型の磁気ブラシ帯電部材２と比較して帯電性が不均一と
なりやすく、帯電不良を生じる場合があった。

【００３３】スリーブ型の磁気ブラシ帯電部材２はスリ
ーブ２１の回転によって、磁気ブラシ２４の穂立ち形状
は基本的に変化しないことから、さらにキャリア２３の
入れ換わりが可能なことから、磁性ローラ型の磁気ブラ
シ帯電部材と比較して帯電均一性は有利である。

【００３４】しかし、何れにしても、キャリア２３を磁
気的な力で磁気ブラシ２４として拘束していることか
ら、キャリアに働く磁気拘束力が不十分な場合、以下の
ような問題点があった。即ち、 （ａ）磁気ブラシ２４からのキャリア２３の離脱による
問題 （ｂ）離脱キャリア２３の被帯電体１面に対する付着に
よる問題である。

【００３５】前者の問題（ａ）は、磁気ブラシ２４を構
成しているキャリア２３が磁気拘束力を逃れて離脱して
被帯電体１面に付着し持ち去られることで、帯電に寄与
する磁気ブラシ２４のキャリア２３が経時的に減少し
て、帯電不良を生じる。

【００３６】また、後者の問題（ｂ）に関しては、キャ
リア２３の被帯電体１面に対する付着による弊害、例え
ば、画像形成装置にあっては、 １）被帯電体としての感光体上に付着したキャリアによ
る像露光の阻害 ２）感光体上のキャリアの付着位置での現像不良 ３）キャリアが現像器に混入した場合の現像性低下 ４）転写材へキャリアが転写された場合、転写された後
の定着工程でキャリアは定着されないための定着不良 ５）転写されなかったキャリアがクリーニング位置でク
リーニングブレードと感光体の間にひっかかることによ
る感光体の傷付き等の弊害を起こすことがあった。

【００３７】磁気ブラシからのキャリアの離脱、キャリ
アの感光体面に対する付着を防止するために、一般的に
スリーブ上の磁束密度及びその分布を工夫してきたが、
しかし、キャリアの離脱およびキャリアの感光体面への
付着防止と必ずしも対応しなかった。

【００３８】そこで本発明は、磁気ブラシ帯電装置及び
該帯電装置を具備した画像形成装置について、磁気ブラ
シ帯電部材２の磁気ブラシ２４からの磁性粒子２３の離
脱、被帯電体１への付着を実質的になくして、帯電不
良、被帯電体に対する磁性粒子付着による弊害、画像形
成装置にあってはそれに起因する画像不良の発生等の問
題を解消することを目的とする。

【００３９】

【課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、磁気ブラシ帯電装置、及び画像形成装置であ
る。

【００４０】 （１）固定された磁石を内包する回転可
能な導電性の磁性粒子担持手段に磁性粒子を磁気力で拘
束して磁気ブラシとして付着保持させた磁気ブラシ帯電
部材を有し、該磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシを被帯
電体に接触させて磁性粒子担持手段の回転で搬送させ、
電圧を印加して磁気ブラシを介して被帯電体を注入帯電
する磁気ブラシ帯電装置において、被帯電体と磁気ブラ
シとの接触部において前記磁性粒子担持手段の移動方向
と前記被帯電体の移動方向はカウンター方向であり、前
記磁石の磁極の帯電主極の位置を、被帯電体との最近接
位置より磁性粒子担持手段の移動方向に対して下流側に
設け、磁性粒子担持手段の移動方向において、被帯電体
と磁気ブラシとの接触部の幅を４ｍｍ以上とし、磁性粒
子担持手段上における法線方向の磁気力Ｆｒのピーク位
置を、被帯電体上の磁気ブラシの接触部の被帯電体の回
転方向下流側端部位置に対する前記磁性粒子担持手段上
における最近接位置から±５°以内とすることを特徴と
する磁気ブラシ帯電装置。

【００４１】

【００４２】

【００４３】（２）像担持体を帯電する工程を含む作像
プロセスにより画像形成を実行する画像形成装置であ
り、像担持体の帯電手段が（１）に記載の磁気ブラシ帯
電装置であることを特徴とする画像形成装置。

【００４４】〈作 用〉 １）即ち、磁性粒子担持手段上における法線方向の磁気
力Ｆｒのピーク位置を、被帯電体上の磁気ブラシの接触
部の被帯電体の回転方向下流側端部位置に対する前記磁
性粒子担持手段上における最近接位置から±５°以内と
することにより、被帯電体と磁気ブラシの接触ニップ部
の被帯電体の回転方向下流側端部位置近傍の磁気ブラシ
部の磁性粒子を磁性粒子担持手段へ引きつける磁気力を
効率的に大きくすることができることから、磁性粒子が
実質的に被帯電体に付着することがなくなるので、磁気
ブラシからの磁性粒子の離脱、被帯電体に対する磁性粒
子付着による弊害の問題を解消することができる。

【００４５】 ２）また、上記構成に加えて、本発明に
おいては、磁性粒子担持手段の移動方向において、被帯
電体と磁気ブラシとの接触部の幅を特に４ｍｍ以上と大
きくしたことにより、磁気ブラシと被帯電体との接触機
械が多くなるため、注入帯電性が向上する。さらに磁性
粒子担持手段と被帯電体の相対移動方向をカウンター方
向とすることによっても、被帯電体に対して周速差を大
きくすることが可能なことから、磁気ブラシを被帯電体
に接触させる接触機会を多くすることができるので、電
荷注入性が向上し、帯電性を向上させることができ、注
入帯電性向上に有利である。

【００４６】３）また、上記構成に更に加えて、前記磁
石の磁極の帯電主極の位置を、被帯電体との最近接位置
より磁性粒子担持手段の移動方向に対して下流側に設け
ることにより、被帯電体と磁気ブラシの接触ニップの磁
性粒子担持手段の移動方向上流側部分に磁気ブラシの過
度の滞留を防止することができることから、磁気ブラシ
の滞留による帯電不良を防止することができる。

【００４７】４）また、上記磁気ブラシ帯電装置を用い
た画像形成装置にあっては、磁気ブラシからの磁性粒子
の離脱、被帯電体に対する磁性粒子付着による弊害及び
それに起因する画像不良の発生等の問題を解消すること
が出来る。

【００４８】

【発明の実施の形態】

〈実施形態例１〉（図１〜図７） （１）画像形成装置例（図１） 図１は、本発明に従う、転写式電子写真プロセス利用、
磁気ブラシ−接触帯電方式のレーザービームプリンタの
一例の概略構成図である。

【００４９】１は被帯電体としての像担持体である回転
感光ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムある
いはドラムと記す）である。本例では直径３０ｍｍのＯ
ＰＣ感光体を用い、矢示ａに示す時計方向に１００ｍｍ
／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって回転駆
動される。感光体の層構成については（２）項で詳述す
る。

【００５０】２は感光ドラム１の周面を所定の極性・電
位に一様に帯電処理するための、スリーブ型の磁気ブラ
シ帯電部材である。この磁気ブラシ帯電部材２について
は（３）項で詳述する。

【００５１】この磁気ブラシ帯電部材２のスリーブ２１
には帯電バイアス印加電源Ｅ１から−７００ＶのＤＣ帯
電バイアスが印加されていて、電荷注入帯電によって回
転感光ドラム１の外周面がほぼ−７００Ｖに一様に帯電
される。

【００５２】この回転感光ドラム１の帯電面に対してレ
ーザーダイオード・ポリゴンミラー等を含むレーザービ
ームスキャナ７から出力される目的の画像情報の時系列
電気デジタル画素信号に対応して強度変調されたレーザ
ービーム７ａによる走査露光がなされ、回転感光ドラム
１の周面に対して目的の画像情報に対応した静電潜像が
形成される。

【００５３】その静電潜像は磁性一成分絶縁トナーを用
いた反転現像装置３によりトナー画像として現像され
る。３ａはマグネット３ｂを内包する直径１６ｍｍの非
磁性現像スリーブであり、この現像スリーブに上記のネ
ガトナーをコートし、感光ドラム表面との距離を３００
μｍに固定した状態で、感光ドラム１と等速で回転さ
せ、スリーブ３ａに現像バイアス印加電源Ｅ２より現像
バイアス電圧を印加する。本例では、−５００ＶのＤＣ
電圧と、周波数１８００Ｈｚ、ピーク間電圧１６００Ｖ
の矩形のＡＣ電圧を重畳したものを用い、スリーブ３ａ
と感光ドラム１の間でジャンピング現像を行なわせる。
即ち現像スリーブ３ａで運ばれてくる負に帯電されたト
ナーを潜像の画像部に電界により付着させて現像する。

【００５４】一方、不図示の給紙部から記録材としての
転写材３０が供給されて、感光ドラム１と、これに所定
の押圧力で当接させた接触転写手段としての、中抵抗の
転写ローラ４との圧接ニップ部（転写部）Ｔに所定のタ
イミングにて導入される。

【００５５】転写ローラ４には転写バイアス印加電源Ｅ
３から所定の転写バイアス電圧が印加される。本例では
転写ローラ４にはローラ抵抗値５×１０⁸ Ωのものを用
い、＋２０００ＶのＤＣ電圧を印加して転写を行なっ
た。

【００５６】転写部Ｔに導入された転写材３０はこの転
写部Ｔを挟持搬送されて、その表面側に回転感光ドラム
１の表面に形成担持されているトナー画像が順次に静電
気力と押し圧力にて転写されていく。

【００５７】トナー画像の転写を受けた転写材３０は感
光ドラム１の面から分離されて熱定着方式等の定着装置
５へ導入されてトナー画像の定着を受け、画像形成物
（プリント、コピー）として装置外へ排出される。

【００５８】また転写材３０に対するトナー画像転写後
の感光ドラム１面はクリーニング装置６により残留トナ
ー等の付着汚染物の除去を受けて清掃され繰り返して作
像に供される。

【００５９】本例の画像形成装置は、感光ドラム１・磁
気ブラシ帯電部材２・現像装置３・クリーニング装置６
の４つのプロセス機器を一括して画像形成装置本体に対
して着脱交換自在のプロセスカートリッジ１０としてあ
る。９は上記４つのプロセス機器１・２・３・６を所定
に組み込んだカートリッジハウジングである。８・８は
画像形成装置本体側のプロセスカートリッジ挿脱案内兼
保持部である。

【００６０】画像形成装置本体に対して該プロセスカー
トリッジ１０を所定に装着した状態において、プロセス
カートリッジ１０側と画像形成装置本体側とが機械的・
電気的に相互カップリング状態となり、またプロセスカ
ートリッジ１０側の感光ドラム１の下面が画像形成装置
本体側の転写ローラ４に所定に当接した状態となり、画
像形成実行可能状態となる。

【００６１】なお、プロセスカートリッジ１０とは、帯
電手段、現像手段またはクリーニング手段と、電子写真
感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッ
ジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものであ
る。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少な
くとも１つの電子写真感光体とを一体的にカートリッジ
化して画像形成装置本体に着脱可能とするものである。
更に、少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的
にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とす
るものをいう。

【００６２】（２）感光体１、注入帯電 ａ）感光体１について（図２） 図２は本例で用いた被帯電体としての感光体１の層構成
模型図である。

【００６３】本例で用いた感光体１は表面に電荷注入機
能を有する負帯電のＯＰＣ感光体である。φ３０ｍｍの
アルミニウム製のドラム基体１１上に下記の第１〜第５
の５層の機能層１２〜１６を下から順に設けたものであ
る。

【００６４】第１層は下引き層１２であり、アルミニウ
ムドラム基体１１の外周面の欠陥等をならすため、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。

【００６５】第２層は正電荷注入防止層１３であり、ア
ルミニウム基体１１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
１０⁶ Ωｃｍ程度に抵抗調整された厚さ約１μｍの中抵
抗層である。

【００６６】第３層は電荷発生層１４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。

【００６７】第４層は電荷輸送層１５であり、ポリカー
ボネート樹脂にヒドラゾンを分散した厚さ約２０μｍの
層であり、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。

【００６８】第５層は電荷注入層１６であり、光硬化性
のアクリル樹脂に超微粒子の導電粒子（導電フィラー）
１６ａとしてＳｎＯ₂ を分散した材料の塗工層である。
具体的には、アンチモンをドーピングし、低抵抗化した
粒径約０．０３μｍのＳｎＯ₂ 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。このよう
にして調合した塗工液をディッピング塗工法にて、厚さ
約３μｍに塗工して電荷注入層とした。

【００６９】感光体の表面層である電荷注入層１６の体
積抵抗は電荷注入帯電を行なうために、１０⁹ 〜１０¹⁴
Ω・ｃｍの低抵抗層を持つことが好ましく、本例におい
ては、電荷注入層１６の体積抵抗は１×１０¹³Ω・ｃｍ
とした。

【００７０】電荷注入層１６の体積抵抗率は、導電性シ
ート（アルミニウムシート）上に電荷注入層を約６〜７
μｍ塗布し、これを横河ヒューレット・パッカード社製
の高抵抗計4329A にRESISTIVITY CELL 16008A を接続し
て印加電圧１００Ｖにて測定したものである。

【００７１】電荷注入層１６は磁気ブラシ帯電装置２か
ら電荷を直接注入することで表面を均一に帯電するため
の注入サイトを意図的に作成したものであるが、潜像の
電荷が表面を流れないよう電荷注入層１６の表面抵抗は
１×１０⁸ Ω以上である必要がある。

【００７２】電荷注入層１６の表面抵抗は、絶縁性シー
ト上に電荷注入層を塗布し、これを横河ヒューレット・
パッカード社製の高抵抗計4329A で印加電圧１００Ｖに
て測定したものである。

【００７３】ｂ）注入帯電について（図３） 上記の感光体１と、接触帯電部材を用いて帯電を行なう
際の原理について述べる。

【００７４】本例における電荷注入帯電は、中抵抗の接
触帯電部材（磁気ブラシ帯電部材）で、中抵抗の表面抵
抗を持つ感光体表面に電荷注入を行なうものであり、感
光体表面材質のもつトラップ電位に電荷を注入するもの
ではなく、電荷注入層１６の導電粒子１６ａに電荷を充
電して帯電を行なう方式である。

【００７５】帯電時に磁気ブラシ帯電部材２に所望の電
圧を印加することで電荷注入層１６に電荷が注入されて
被帯電体としての感光体表面は最終的に磁気ブラシ２４
と同電位に帯電（充電）される。

【００７６】具体的には図３の（ａ）と（ｂ）の模型図
と等価回路図に示すように、感光体１は、電荷輸送層１
５を誘電体とし、アルミニウムドラム基体１１と電荷注
入層１６内の導電粒子１６ａ（ＳｎＯ₂ ）を両電極板と
する微小なコンデンサーの並列集合体とみることがで
き、注入帯電は、その個々の微小なコンデンサーに接触
帯電部材で電荷を充電する理論に基づくものである。

【００７７】この際、導電粒子１６ａは互いに電気的に
独立であり、一種の微小なフロート電極を形成してい
る。このため、マクロ的には感光体表面は均一電位に充
電、帯電されているように見えるが、実際には微小な無
数の充電された導電粒子１６ａが感光体表面を覆ってい
るような状況となっている。このため、レーザーによっ
て画像露光を行なってもそれぞれの導電粒子１６ａは電
気的に独立なため、静電潜像を保持することが可能にな
る。

【００７８】（３）磁気ブラシ帯電装置（図４） ａ）磁気ブラシ帯電部材２ 図４の（ａ）は本例の磁気ブラシ帯電部材２ないしは磁
気ブラシ帯電装置の構成模型図であり、前述図９の
（ａ）のものと同様にスリーブ型のものである。

【００７９】即ち、２１は磁性粒子担持手段としての、
アルミニウム等の非磁性の導電性スリーブ（帯電スリー
ブ）である。

【００８０】２２はこのスリーブ２１内に挿入配設した
磁界発生手段としてのマグネットロールである。Ｎ１・
Ｓ１・Ｎ２・Ｓ２は該ロールの着磁部である。このマグ
ネットロール２２は非回転の固定部材であり、このマグ
ネットロール２２の外周りをスリーブ２１が同心に矢印
ｂに示す時計方向に不図示の駆動機構にて所定の周速度
にて回転駆動される。

【００８１】２３は導電性の磁性粒子（キャリア）であ
り、スリーブ２１の外周面にスリーブ内部のマグネット
ロール２２の磁気力で拘束されて磁気ブラシ（導電性磁
気ブラシ）２４として付着保持されている。キャリア２
３はマグネットロール２２の磁気拘束力によりスリーブ
２１の外面上で磁気的な穂立ちを形成し、これが集まっ
てブラシ形状となっている。

【００８２】スリーブ２１に帯電バイアス印加電源Ｅ１
（図１・図３）から帯電バイアスが印加される。帯電バ
イアスは、高すぎると磁気ブラシ２４と感光ドラム１の
間でリークを生じ、低すぎると帯電電位が低くなり、現
像コントラストが小さくなることから、画像が貧弱にな
る。よって帯電電圧としては１００Ｖ〜１５００Ｖが望
ましい。

【００８３】２６はスリーブ２１と小間隔を介して対向
した磁気ブラシ層厚規制ブレード（規制ブレード）で、
スリーブ２１が帯電領域に支持搬送する磁気ブラシ層の
厚みを規制する。

【００８４】Ｄは磁気ブラシ２４を感光ドラム１表面に
接触させて形成させた接触ニップ部（帯電ニップ部）で
ある。

【００８５】感光ドラム１は矢印ａに示す時計方向に不
図示の駆動機構にて所定の周速度にて回転駆動されてお
り、接触ニップ部Ｄにおいて、スリーブ２１の回転方
向、それに伴う磁気ブラシ２４の回転搬送方向は感光ド
ラム１の回転方向に対してカウンター方向としてある。

【００８６】接触ニップ部Ｄにおける磁気ブラシ２４の
回転搬送方向について、感光ドラム１の回転方向に対し
て順方向の場合は、カウンター方向と比較して、磁気ブ
ラシ２４を構成するキャリア２３が感光ドラム１に付着
しやすい傾向がある。また、スリーブ２１と感光ドラム
１の相対的な速度、即ち周速差を大きくするには、スリ
ーブ２１の回転数が高くなってしまう。従って、キャリ
ア２３の飛散を生じやすく、回転トルクも大きくなり、
装置コストも高くなる。

【００８７】カウンター方向は、感光ドラム１へのキャ
リア付着を抑制し、低速で周速差を大きくすることがで
き、従ってキャリアと感光ドラムの接触回数を多くでき
るので、帯電性が良好になる。

【００８８】カウンター方向の方が、感光ドラムへのキ
ャリア付着に対して良好な理由はまだ解明がされていな
いが、磁気ブラシ２４の摺擦により感光ドラム上のキャ
リアを剥ぎ取って引き戻す作用が働くと考えている。

【００８９】スリーブ２１の回転を停止させると、磁気
ブラシ２４の形状がそのまま帯電不良となって画像に出
てしまう。

【００９０】このような理由から磁気ブラシ２４の回転
搬送方向はカウンター方向が好ましい。

【００９１】Ｌはスリーブ２１の回転中心と感光ドラム
１の回転中心を結んだ仮想直線であり、スリーブ２１と
感光ドラム１の対向中心を示すものであり、この部分で
スリーブ２１と感光ドラム１は最近接位置となってい
る。

【００９２】ｈはスリーブ２１と感光ドラム１との最近
接位置での距離である。スリーブ２１と感光ドラム１間
の最小間隔ｈは０．１５〜２．０ｍｍが好ましく、０．
３〜１．０ｍｍがより好ましい。間隔ｈが小さくなりす
ぎると、リークが生じやすくなり、規制ブレード２６に
よって磁気ブラシ層の厚みを均一に規制することが困難
になり、帯電ムラを生じやすくなり、また、十分なキャ
リア量を接触ニップ部Ｄへ供給できなくなり、帯電不良
を生じやすくなる。逆に、間隔ｈが大きくなりすぎる
と、磁気ブラシ層の厚みを大きくしなければならず、磁
気ブラシ２４の表層部の磁気拘束力が弱くなることか
ら、磁気ブラシ層が粗くなり、帯電ムラを生じやすく、
また、電荷注入性も低下して、帯電不良を生じやすくな
る。

【００９３】注入帯電では、感光体の帯電を、磁気ブラ
シ２４を形成しているキャリア２３と感光体との接触に
よる電荷注入によって行なうので、接触ニップ部Ｄ内で
キャリア２３を円滑に移動させ、充分にキャリアと感光
体を接触させる必要がある。

【００９４】電荷注入性を良くするには、接触ニップ部
Ｄでのキャリアの体積比率Ｍｃ、即ち接触ニップ部空間
でのキャリアの占める体積割合を３０〜８０％にするこ
とが好ましい。

【００９５】ここで、上記体積比率Ｍｃは、下記式に従
うものとする。

【００９６】Ｍｃ＝（Ｍ／ｈ）×（１／ρ）×１００ 但し、Ｍはスリーブの単位面積当たりのキャリア量（非
穂立ち状態での）［ｇ／ｃｍ² ］、ｈは帯電領域空間の
高さ［ｃｍ］、ρはキャリアの真密度［ｇ／ｃｍ³ ］で
ある。

【００９７】上記体積比率Ｍｃが小さくなりすぎると、
キャリアと感光体との接触が不十分となりやすく、接触
ニップ部Ｄが不均一になったり、キャリアと感光体の接
触機会が少なくなったりして注入帯電能力が低下し、帯
電不良が生じやすい。

【００９８】一方、体積比率Ｍｃが大きくなりすぎる
と、接触ニップ部Ｄにキャリアが滞留する傾向が生じて
きて、接触ニップ部Ｄ内でのキャリアの円滑な移動が阻
害され、接触ニップ部が不均一になったり、キャリアと
感光体の接触機会が少なくなったりして注入帯電能力が
低下し、帯電不良が生じやすい。また、キャリアの円滑
な移動が阻害され、感光体表面に接しているキャリアの
動きが悪くなると、キャリア自身がチャージアップして
しまい、電荷の注入を阻害して、帯電不良が生じやすく
なる。ここでチャージアップとは、感光体表面に接して
いるキャリアが、感光体へ電荷を与えることによって逆
電荷を蓄電してしまい、実際の印加電圧が減少してしま
う状態を言う。

【００９９】前述の体積比率Ｍｃは、スリーブ２１と規
制ブレード２６間の間隙、スリーブ２１と感光ドラム１
間の間隙ｈ、キャリアの真密度等を相関的に設定するこ
とで所要の値に設定できる。

【０１００】また、電荷注入性を良くするには、接触ニ
ップ部Ｄの幅を２ｍｍ以上にすることが好ましく、４ｍ
ｍ以上にすることがより好ましい。接触ニップ部Ｄの幅
が小さくなりすぎると、キャリアと感光体の接触機会が
少なくなり、帯電が不均一になったり、注入帯電能力が
低下したりして、帯電不良が生じやすい。

【０１０１】本例では、帯電が均一で、注入帯電能力が
十分で、帯電性を良好にするように、接触ニップ部Ｄ
を、接触ニップ最近接位置よりスリーブ回転方向下流側
に幅約２ｍｍ、上流側に幅約３ｍｍ、全体で幅約５ｍｍ
に設定した。

【０１０２】ｂ）キャリア２３ 磁気ブラシ２４を構成させる磁性粒子であるキャリア２
３としては ・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、 ・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Ｎ
ｉ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 等が考えられる。感光ドラム１へのダメージを軽減する
ために、キャリア２３は球形化処理をするのが望まし
い。

【０１０３】これらキャリア２３の抵抗値としては、高
すぎると感光ドラム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
感光ドラム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。

【０１０４】よって、キャリア２３の抵抗値としては、
１×１０⁵ 〜１×１０⁸ Ω・ｃｍが望ましい。キャリア
の抵抗値は、電圧が印加できる金属セル（底面積２２８
ｍｍ² ）にキャリア２３を２ｇ入れた後６．６ｋｇ／ｃ
ｍ² で加重し、電圧を１〜１０００Ｖ印加して測定し
た。例えば１００Ｖ印加して、この系に流れる測定電流
から算出し正規化したもので定義した。

【０１０５】複数種のキャリアを混合して用いることで
帯電性の向上を図ることも可能である。

【０１０６】キャリアの粒径としては、あまり細かすぎ
ると、磁気拘束力が小さくなり、感光ドラム面へのキャ
リア付着を起こす。また大きすぎると、感光ドラムへの
接触面積が減り、帯電不良が増える。よってキャリアの
平均粒径としては５〜５０μｍ程度が帯電性と磁気保持
の点で望ましい。キャリアの平均粒径は、光学顕微鏡ま
たは走査型電子顕微鏡により、ランダムに１００個以上
抽出し、水平方向最大弦長をもって体積粒度分布を算出
しその５０％平均粒径をもって決定した。

【０１０７】キャリア２３の磁気特性としては、感光ド
ラムへのキャリア付着を防止するために磁気力を高くす
る方がよく、飽和磁化が３０（Ａ・ｍ² ／ｋｇ）以上、
より好ましくは５０（Ａ・ｍ² ／ｋｇ）以上が望まし
い。

【０１０８】実際に、本例で用いたキャリア２３は、平
均粒径が３０μｍで、形状は球形、抵抗値が１×１０⁶
Ω・ｃｍ、飽和磁化が６４（Ａ・ｍ² ／ｋｇ）であっ
た。なお、キャリア２３の真密度は約５．８ｇ／ｃｍ³
で、透磁率は約５．０であった。

【０１０９】飽和磁化及び透磁率の測定は、振動試料型
磁力計（商品名：VSM-P-1-型東英工業社製）により、最
大１００００エルステッドの磁場中に置かれた磁性粒子
の磁化を測定し、記録紙に描かれたヒステリシス曲線に
基づいて求めた。

【０１１０】ｃ）マグネットロール２２（図４〜図６） 本例で用いたマグネットロール２２について図４〜図６
を用いて詳述する。図４の（ｂ）は接触ニップ部Ｄ及び
磁極構成の位置を説明するための図である。

【０１１１】Ｌはスリーブ２１の回転中心と感光ドラム
１の回転中心を結んだ仮想直線であり、スリーブ２１と
感光ドラム１の対向中心を示すものであり、この部分で
スリーブ２１と感光ドラム１は最近接位置となってい
る。

【０１１２】ｈはスリーブ２１と感光ドラム１との最近
接位置での距離である。

【０１１３】Ｐはスリーブ２１上の感光ドラム１との最
近接位置であり、Ｑは感光ドラム１上の最近接位置であ
る。

【０１１４】Ｓは帯電主極Ｓ１に対応するスリーブ２１
上の位置であり、θはスリーブ２１の回転中心と帯電主
極Ｓ１とを結んだ仮想直線と前記仮想直線Ｌとの成す角
度である。即ち、帯電主極Ｓ１はスリーブ２１の回転方
向に対して感光ドラム１との最近接位置Ｐよりも下流側
に位置している。

【０１１５】Ａは感光ドラム１と磁気ブラシ２４の接触
ニップ部Ｄの、感光ドラム１上での感光ドラム回転方向
下流側端部位置である。

【０１１６】Ｌ１は感光ドラム１上でのニップ部下流側
端部位置Ａとスリーブ２１の回転中心を結んだ仮想直線
である。

【０１１７】Ｂはスリーブ２１上における、感光ドラム
１上でのニップ部下流側端部位置Ａとの最近接位置であ
り、仮想直線Ｌ１とスリーブ２１表面とが交差する位置
である。

【０１１８】帯電主極Ｓ１の位置について、感光ドラム
１との最近接位置Ｐよりもスリーブ回転方向に対して上
流側にすると、ニップ部上流側で磁気ブラシが穂立ちし
てスリーブの回転により搬送されたキャリアがニップ部
最近接を通過しようとするのをせき止める作用が働き、
ニップ部内にキャリアが滞留しやすくなる。ニップ部内
にキャリアが滞留すると、接触ニップ部Ｄが不均一にな
ったり、キャリアと感光体の接触機会が少なくなったり
して注入帯電能力が低下し、帯電不良が生じやすい。ま
た、キャリア自身がチャージアップしやすくなり、電荷
の注入を阻害して、帯電不良が生じやすくなる。

【０１１９】一方、帯電主極Ｓ１の位置を、感光ドラム
１との最近接位置Ｐよりもスリーブ回転方向に対して下
流側にすると、スリーブ２１と感光ドラム１の間隔が最
も狭くキャリアの搬送が最も厳しい位置Ｐ・Ｑまでは磁
気ブラシが穂立ちしていないので、キャリアが円滑に搬
送され、ニップ部最近接位置Ｐ・Ｑを通過して空間が拡
がってから磁気ブラシが穂立ちするので、磁気ブラシの
穂立ちによりキャリアの搬送が阻害されない。

【０１２０】従って、キャリアが滞留することがなく、
ニップ部Ｄ中でのキャリアが円滑に移動することができ
るようになり、感光体とチャージアップしていないキャ
リアの接触回数が増加し、帯電不良の発生しなくなる。

【０１２１】なお、帯電主極Ｓ１の位置が感光ドラム１
との最近接位置Ｐよりも離れ過ぎると、ニップ部内のキ
ャリアをニップ出口方向に引き寄せる磁気力が弱くなる
ので、キャリアの搬送性がやや劣る場合がある。

【０１２２】帯電主極Ｓ１の位置は感光ドラム１との最
近接位置Ｐよりもスリーブ回転方向に対して下流側０°
〜３０°（θ）が好ましく、０°〜１５°がより好まし
い。

【０１２３】図５はスリーブ２１上の磁気力Ｆｒを説明
するための図であり、Ｆはスリーブ２１上の磁気力、Ｆ
ｒはスリーブ２１上のスリーブ表面の法線方向の磁気
力、Ｆθはスリーブ２１上のスリーブ表面の接線方向の
磁気力を示している。

【０１２４】ここで、磁気力Ｆｒは下記比例式 Ｆｒ∝｛Ｂ２（ｒ）−Ｂ２（ｒ＋Δｒ）｝／Δｒ 但し、 Ｂ２（ｒ）＝Ｂ２ｒ（ｒ）＋Ｂ２θ（ｒ） Ｂ２（ｒ＋Δｒ）＝Ｂ２ｒ（ｒ＋Δｒ）＋Ｂ２θ（ｒ＋
Δｒ） となる。従って、 ｛Ｂ２（ｒ）−Ｂ２（ｒ＋Δｒ）｝／Δｒ を求めれば、磁気力Ｆｒの相対的な大きさを知ることが
でき、磁気力Ｆｒの分布形態、磁気力Ｆｒのピーク位置
等を知ることができる。

【０１２５】又、Δｒを固定すれば Ｆｒ∝｛Ｂ２（ｒ）−Ｂ２（ｒ＋Δｒ）｝ となり、 ｛Ｂ２（ｒ）−Ｂ２（ｒ＋Δｒ）｝ を求めればよいこととなる。

【０１２６】実際には、ｒを磁性粒子担持手段（帯電ス
リーブ）の半径とし、Δｒを０．５ｍｍとし、磁束密度
Ｂｒ（ｒ）、Ｂｒ（ｒ＋Δｒ）、Ｂθ（ｒ）、Ｂθ（ｒ
＋Δｒ）を後述の如くベル社のガウスメータを用いて測
定し計算により ｛Ｂ２（ｒ）−Ｂ２（ｒ＋Δｒ）｝ を求め磁気力Ｆｒの相対値を求めた。

【０１２７】ここで、Ｂｒ（ｒ）は磁性粒子担持手段上
における垂直方向の磁束密度［ガウス］、Ｂｒ（ｒ＋Δ
ｒ）は磁性粒子担持手段上０．５ｍｍにおける垂直方向
の磁束密度［ガウス］、Ｂθ（ｒ）は磁性粒子担持手段
上における水平方向の磁束密度［ガウス］、Ｂθ（ｒ＋
Δｒ）は磁性粒子担持手段上０．５ｍｍにおける水平方
向の磁束密度［ガウス］、である。

【０１２８】キャリア２３が磁気ブラシ２４から離脱し
て感光ドラム１面に付着するかどうか、即ちキャリア付
着が生じるかどうかは、スリーブ２１上の磁束密度に直
接関係するのではなく、キャリアをスリーブへ引きつけ
る磁気力の大きさに関係する。これを図４・図５を用い
て説明する。

【０１２９】磁気ブラシ２４からのキャリア２３の離脱
は、キャリアをスリーブへ拘束する力としての磁気力
と、キャリアをスリーブから引き剥がす力としてのクー
ロン力・鏡映力・遠心力等とのバランスで決まり、接触
ニップ部Ｄにおいて、キャリアをスリーブへ引きつける
磁気力を大きくすることにより、キャリアのドラムへ付
着を抑制することができる。

【０１３０】では、接触ニップ部Ｄのどの位置での磁気
力を大きくすることが効果あるかというと、上記クーロ
ン力・鏡映力・遠心力等との兼合があるが、接触ニップ
部最近接位置とドラム回転方向下流側端部位置迄の領域
の磁気力が関係し、特に感光ドラム上でのドラム回転方
向下流側端部位置Ａの磁気力が深く関係すると考えられ
る。

【０１３１】つまり、下流側端部位置Ａのキャリアをス
リーブ２１へ引きつければよく、スリーブ２１からみて
下流側端部位置Ａの磁気力Ｆｒを大きくすることが効果
がある。

【０１３２】また、磁束密度はスリーブから離れていく
と、指数関数的に減少し、磁気力はその２乗の大きさで
更に減少度合いが大きくなる。

【０１３３】従って、感光ドラム１とスリーブ２１の距
離が近い場合は、比較的容易にドラム上のキャリアをス
リーブへ磁気的に拘束することができるが、ドラムとス
リーブの距離が離れている場合は、ドラム上のキャリア
をスリーブへ磁気的に拘束することが難しくなる。特
に、下流側端部位置Ａは接触ニップ部Ｄのなかでスリー
ブから最も離れた位置であり、位置Ａでのスリーブへ磁
気力を大きくするには、予めマグネットロール２２の磁
極構成を考慮しなければならない。

【０１３４】つまり、スリーブ２１上における法線方向
の磁気力Ｆｒのピーク位置を下流側端部位置Ａから最近
接に位置するスリーブ上の位置Ｂの近傍にすることによ
り達成できる。

【０１３５】図６は帯電主極Ｓ１の磁束密度Ｂｒの分布
形態および磁気力Ｆｒの分布形態の説明するための図で
あり、横方向は帯電スリーブ周方向の位置を角度で示し
ており、縦方向は帯電スリーブ２１上の磁気力Ｆｒの大
きさ、もしくは帯電スリーブ２１上の磁束密度Ｂｒの大
きさを示している。

【０１３６】この例では帯電主極Ｓ１部に磁気力Ｆｒの
ピークが２ケあるが、スリーブ回転方向上流側のピーク
をＦ１と称し、下流側のピークをＦ２と称す。α１は帯
電主極Ｓ１と磁気力ＦｒのピークＦ１との角度である。

【０１３７】例えば、帯電スリーブ２１の外径を１６ｍ
ｍ、感光ドラム１の外径を３０ｍｍ、感光ドラム１とス
リーブ２１との間隔ｈを０．５ｍｍ、接触ニップ部Ｄの
幅を感光ドラム１の上流側で２ｍｍ、下流側で３ｍｍと
すると、ドラム上の位置Ｑと位置Ａの角度は約２１．５
°、スリーブ上の位置Ｐと位置Ｂの角度は約１８．７°
となる。そして、帯電主極Ｓ１と磁気力ＦｒのピークＦ
１との角度α１を２５°として、帯電主極Ｓ１の位置Ｓ
を感光ドラム１との最近接位置Ｐよりもスリーブ回転方
向に対して下流側６°に配置すると、スリーブ上の位置
Ｐと磁気力Ｆｒのピーク位置Ｆ１の角度は「２５−６＝
１９°」となり、感光ドラム１上のニップ部下流側端部
位置Ａとの最近接位置Ｂとほぼ同じ位置になる。

【０１３８】磁気力Ｆｒのピーク位置Ｆ１はスリーブ上
位置Ｂの近傍にすることが好ましい。具体的には±５°
以内が好ましく、±３°以内がより好ましい。

【０１３９】特に、磁気ブラシ帯電装置の小型化、低コ
スト化のために、帯電スリーブ２１を小径化して、且つ
電荷注入性を良くするために、接触ニップ部Ｄを大きく
し、感光ドラム１の下流側の幅を大きくした場合、キャ
リア付着防止するのに、帯電主極Ｓ１の位置と磁気力Ｆ
ｒのピーク位置を意図的にかなり大きくすることは上述
ように大きな効果があるが、従来このような工夫はなさ
れていなかったので、磁気ブラシ帯電装置の小型化、低
コスト化には限界があった。後述するが、本例によれ
ば、キャリア付着防止しながら、磁気ブラシ帯電装置の
小型化、低コスト化が可能となる。

【０１４０】図７は磁束密度の測定法を説明する図であ
る。本図は帯電スリーブ２１上もしくはスリーブ上０．
５ｍｍの位置の法線方向の磁束密度Ｂｒ及び接線方向の
磁束密度Ｂθの測定法を説明するためのものであり、ベ
ル社のガウスメータモデル9903を用い測定した。

【０１４１】スリーブ２１は水平に固定され、スリーブ
内のマグネットロール（磁石）２２は回転自在に取付け
られている。

【０１４２】４２は２軸型プローブ（ベル社製 YOA99-1
802 ）であり、スリーブ２１とは若干の間隔を保ってス
リーブ２１の中心とプローブ４２の中心が略同一水平面
になるように固定され、ガウスメータ４１と接続してお
り、スリーブ２１上もしくはスリーブ上０．５ｍｍの位
置の法線方向の磁束密度を測定するものである。

【０１４３】スリーブ２１とマグネットロール２２は略
同心円であり、スリーブ２１とマグネットロール２２の
間隔はどこでも等しいと考えてよい。

【０１４４】従って、マグネットロール２２を回転する
ことにより、スリーブ２１上もしくはスリーブ上０．５
ｍｍの位置の法線方向の磁束密度Ｂｒを周方向全てに対
して測定することができる。

【０１４５】マグネットロール２２は矢印方向に回転さ
せているので、例えば、帯電主極Ｓ１よりも規制極Ｎ１
の角度は大きな値となる。即ち、図１や図４におけるス
リーブの移動方向ｂに対して、上流側の方が角度が増え
る方向に測定している。

【０１４６】（４）実験例 本例で、感光ドラム１の周速は１００ｍｍ／ｓｅｃ、外
径は３０ｍｍ、帯電スリーブ２１の周速は１５０ｍｍ／
ｓｅｃ、スリーブ２１の外径は１６ｍｍとした。スリー
ブ２１の回転方向は感光ドラム１に対してカウンター方
向とした。感光ドラム１とスリーブ２１との間隔ｈは
０．５ｍｍとした。帯電主極Ｓ１の位置は感光ドラム１
と最近接位置Ｐよりもスリーブ回転方向に対して下流側
６°（−６°）とした。このとき、スリーブ２１内に固
定する磁石である帯電主極Ｓ１のスリーブ表面上での、
スリーブ表面に対する法線方向の磁束密度のピーク値は
９５０×１０^-4Ｔ（テスラ）であった。磁気ブラシ２４
のキャリア量は約１５ｇで、磁気ブラシ２４の長手巾は
２１０ｍｍで、帯電スリーブ２１上の磁気ブラシ２４の
コート層の厚さは約１ｍｍで、接触ニップＤの幅は上流
側に幅約２ｍｍ、下流側に幅約３ｍｍ、全体で幅約５ｍ
ｍとした。このときのキャリア付着と帯電性について得
られた結果を表１に示す。

【０１４７】更に、マグネットロール２２としては、図
６に示した帯電主極Ｓ１と磁気力ＦｒのピークＦ１との
角度α１が２５°の「ロールＡ」と、帯電主極Ｓ１の磁
束密度が９４０×１０^-4Ｔ（テスラ）で、帯電主極Ｓ１
と磁気力ＦｒのピークＦ１との角度α１が５°の「ロー
ルＢ」を用い、帯電主極位置及び磁気力Ｆｒのピーク位
置について種々変化させたときのキャリア付着と帯電性
について得られた結果（実験例１−１〜１−６）を表１
に示す。

【０１４８】

【表１】 表１において、記号の意味は下記の通りである。

【０１４９】「キャリア付着」の評価に関して ○：「キャリア付着」防止が非常に良好 △：「キャリア付着」防止が良好 ×：「キャリア付着」防止が不良 「搬送性」の評価に関して ○：キャリアの滞留がなく、搬送性が非常に良好 △：キャリアの滞留が実用上問題なく、搬送性が良好 ×：キャリアが滞留して、搬送性が不良 表１をみればわかるように、実験例１−１、１−２、１
−６に示すように、磁気力Ｆｒのピーク位置が感光ドラ
ム１上のニップ部下流側端部位置Ａとの最近接位置Ｂの
近傍（この例では±３°以内）にあれば、キャリア付着
を殆ど生じなく良好であったが、実験例１−３〜１−５
に示すように、最近接位置Ｂから離れた位置にあるとき
は、キャリア付着を生じ不良であった。

【０１５０】また、帯電主極Ｓ１の位置が、感光ドラム
１との最近接位置Ｐよりもスリーブ回転方向に対して上
流側にあると、ニップ部上流側でキャリアの滞留が発生
し、帯電不良を生じ、画像不良を生じたが、下流側にあ
るときは、キャリアの滞留がなく、搬送性が非常に良好
で、帯電性も良好で、画像も良好であった。

【０１５１】最近接位置Ｐにあるときは、キャリアの滞
留が実用上問題なく、搬送性が良好で、帯電性も比較的
良好で、画像も良好であった。

【０１５２】このように、磁気力Ｆｒのピーク位置を感
光ドラム１上のニップ部下流側端部位置Ａとの最近接位
置Ｂの近傍に配置することにより、キャリアのドラムへ
付着を防止することができる。

【０１５３】更に、上記のように帯電主極Ｓ１の位置と
磁気力Ｆｒのピーク位置とのずれを利用することによ
り、磁気力Ｆｒのピーク位置を感光ドラム１上のニップ
部下流側端部位置Ａとの最近接位置Ｂの近傍に配置する
ことにより、キャリアのドラムへ付着を防止するととも
に、帯電主極Ｓ１の位置を感光ドラム１との最近接位置
Ｐよりもスリーブ回転方向に対して下流側に配置するこ
とにより、キャリアの滞留がなく搬送性が非常に良好に
して、帯電性を良好にして、良好な画像を得ることが可
能となり、キャリア付着防止と帯電不良防止の両者を満
足させることができるようになる。

【０１５４】特に、本例のように磁気ブラシ帯電装置の
小型化、低コスト化のために、帯電スリーブ２１を小径
化して、且つ電荷注入性を良くするために、接触ニップ
部Ｄを大きくし、感光ドラム１の下流側の幅を大きくし
た場合、キャリア付着防止するのに、帯電主極Ｓ１の位
置と磁気力Ｆｒのピーク位置を意図的にかなり大きくす
ることは上述ように大きな効果があるが、従来このよう
な工夫はなされていなかったので、磁気ブラシ帯電装置
の小型化、低コスト化には限界があった。本例によれ
ば、キャリア付着を防止しながら、磁気ブラシ帯電装置
の小型化、低コスト化が達成できる。

【０１５５】〈実施形態例２〉（図８） 本例は所謂クリーナレスシステムの画像形成装置に対す
る適用例である。図８はその画像形成装置例の概略構成
図である。

【０１５６】この画像形成装置は前述図１の画像形成装
置との対比において、クリーニング装置６を省略した
点、現像装置として２成分磁気ブラシ現像装置３Ａを用
いた点、磁気ブラシ帯電装置の設定が若干異なっている
点、プロセスカートリッジ方式ではない点以外は図１の
画像形成装置と同様の構成の、転写式電子写真プロセス
利用のレーザービームプリンタであるから再度の説明を
省略する。

【０１５７】このようなクリーナレスシステムの画像形
成装置の場合は回転感光ドラム１から転写材３０へのト
ナー画像転写後に感光ドラム１面に残留した転写残トナ
ーは現像装置３Ａへ至り、所謂現像同時クリーニング作
用により該現像装置（クリーニング兼用の現像装置）に
回収される。クリーナレスシステムの画像形成装置は専
用のクリーニング装置を省略することで、画像形成装置
の小型化・低コスト化等を図ることができる。

【０１５８】ａ）現像装置３Ａ この画像形成装置における現像装置３Ａは従来より広く
用いられている２成分磁気ブラシ接触現像方法を用いた
現像装置である。使用した現像剤は非磁性トナーと磁性
キャリアからなる２成分現像剤であり、トナー粒子とし
ては重合法によって生成した平均粒径６μｍのネガ帯電
トナーに対して平均粒径２０ｎｍの酸化チタンを重量比
１％外添したものを用い、キャリアとしては飽和磁化が
６６（Ａ・ｍ² ／ｋｇ）で平均粒径が３５μｍの磁性キ
ャリアを用いた。またこのトナーをキャリアを重量比
６：９４で混合したものを現像剤として用いた。

【０１５９】３１は内部に固定配置されたマグネットロ
ール３２を内包する直径１６ｍｍの非磁性現像スリーブ
であり、不図示の駆動機構にて感光ドラム１と等速で順
方向に、即ち矢示ｃに示す反時計方向に回転駆動され
る。

【０１６０】この現像スリーブ３１に上記の現像剤をコ
ートし、感光ドラム１表面との最近接距離が０．５ｍｍ
になるように配置され、現像剤が感光ドラム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。

【０１６１】スリーブ３１には現像バイアス印加電源Ｅ
２より現像バイアス電圧を印加する。本例では、−５０
０Ｖの直流電圧と、周波数２０００Ｈｚ、ピーク間電圧
１５００Ｖの矩形の交流電圧を重畳したものを印加し
た。

【０１６２】ｂ）磁気ブラシ帯電装置２ 本例で用いた磁気ブラシ帯電装置２は、実施形態例１の
ものとの対比において磁気ブラシ帯電部材に対する帯電
バイアスの印加条件が異なるだけで、他の構成は実施形
態例１のものと同じであるから再度の説明を省略する。

【０１６３】即ち、本例においては磁気ブラシ帯電部材
に対する帯電バイアスとして直流電圧に交流電圧を重畳
したものを用いた。

【０１６４】帯電バイアスとして直流電圧のみを用いた
場合、初期的には良好な帯電性が得られるが、本例の画
像形成装置のように、専用のクリーニング装置がないク
リーナレスシステムの画像形成装置の場合には、画像形
成を繰り返し行なったときに（耐久時）、転写残トナー
を磁気ブラシ帯電部材に十分に回収することができず、
帯電不良を生じたり、画像不良を生じたりする場合があ
る。

【０１６５】ところが、帯電バイアスとして直流電圧に
交流電圧を重畳したものを用いると、転写残トナーを磁
気ブラシ帯電部材に十分に回収することが可能となり、
帯電性を良好にでき、画像性を良好にすることが可能で
ある。

【０１６６】交流電圧により転写残トナーを十分に回収
できる理由として、正及び負の電圧をかけることになる
ので、正極性に帯電しているトナーと負極性に帯電して
いるトナーの両方を回収できるものと考えられる。ま
た、交流電圧を重畳すると、磁気ブラシ帯電部材に転写
残トナーが混入しても、帯電性を良好にできる。この理
由としては、交流電圧の作用によりキャリアが振動して
活発に動くことから、感光体との接触機会が増加するこ
とによるものと考えられる。

【０１６７】交流電圧の周波数としては、低すぎると、
周波数のムラが現われ帯電ムラを生じる。高すぎると、
直流電圧に近づくため、効果が薄くなる。よって、周波
数は、４００ピークＨｚ〜４０００Ｈｚが好ましい。交
流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ、振幅）としては、低す
ぎると、直流電圧に近づくため、効果が薄くなる。高す
ぎると、感光ドラムとの間にリークを生じたり、キャリ
ア付着を生じたりする。よって、ピーク間電圧は５０〜
５０００Ｖが好ましい。

【０１６８】本例では、帯電スリーブ２１に−７００Ｖ
の直流電圧と、周波数１０００Ｈｚ、ピーク間電圧８０
０Ｖの矩形の交流電圧を重畳したものを印加した。

【０１６９】本例では、マグネットロール２２として
は、実施形態例１で用いた「ロールＡ」及び「ロール
Ｂ」と、帯電主極Ｓ１の磁束密度が９５０×１０^-4Ｔ
（テスラ）で帯電主極Ｓ１と磁気力ＦｒのピークＦ１と
の角度α１が２９°の「ロールＣ」を用い、帯電主極Ｓ
１の磁束密度が９４０×１０^-4Ｔ（テスラ）で、帯電主
極Ｓ１と磁気力ＦｒのピークＦ１との角度α１が２２°
の「ロールＤ」を用い、帯電主極位置及び磁気力Ｆｒの
ピーク位置について種々変化させたときのキャリア付着
と帯電性について得られた結果を表２に示す（実験例２
−１〜２−１９）。

【０１７０】

【表２】 表２において、記号の意味は下記の通りである。

【０１７１】「キャリア付着」の評価に関して ○：「キャリア付着」防止が非常に良好 △：「キャリア付着」防止が良好 ×：「キャリア付着」防止が不良 「搬送性」の評価に関して ○：キャリアの滞留がなく、搬送性が非常に良好 △：キャリアの滞留が実用上問題なく、搬送性が良好 ×：キャリアが滞留して、搬送性が不良 「帯電性」の評価に関して ○：帯電性が非常に良好 △：帯電性が比較的良好 ×：帯電性が不良 「ゴースト」の評価に関して ○：ゴーストがなく、非常に良好 △：ゴーストがややあるが、実用上問題ない ×：ゴーストがあり、不良 注）「ゴースト」とはある履歴を持ったパターンで画像
むらを生じる現象のことをいう。

【０１７２】表２に示すように、磁気力Ｆｒのピーク位
置Ｆ１が感光ドラム１上のニップ部下流側端部位置Ａと
の最近接位置Ｂの近傍±５°以内にあれば、キャリア付
着を殆ど生じなく良好であり、特に位置Ｂの近傍±３°
以内にあれば、非常に良好であったが、最近接位置Ｂか
ら離れた位置（±６°以上）にあるときは、キャリア付
着を生じ不良であった。

【０１７３】また、帯電主極Ｓ１の位置が、感光ドラム
１との最近接位置Ｐよりもスリーブ回転方向に対して上
流側にあると、ニップ部上流側でキャリアの滞留が発生
し、帯電不良を生じ、ゴースト画像となり画像不良を生
じたが、下流側にあるときは、キャリアの滞留がなく、
搬送性が非常に良好で、帯電性も良好で、画像も良好で
あった。最近接位置Ｐにあるときは、キャリアの滞留が
実用上問題なく、搬送性が良好で、帯電性も比較的良好
で、画像も良好であった。

【０１７４】このように、磁気力Ｆｒのピーク位置を感
光ドラム１上のニップ部下流側端部位置Ａとの最近接位
置Ｂの近傍に配置することにより、キャリアのドラムへ
付着を防止することができる。

【０１７５】更に、上記のように帯電主極Ｓ１の位置と
磁気力Ｆｒのピーク位置とのずれを利用することによ
り、磁気力Ｆｒのピーク位置を感光ドラム１上のニップ
部下流側端部位置Ａとの最近接位置Ｂの近傍に配置する
ことにより、キャリアのドラムへ付着を防止するととも
に、帯電主極Ｓ１の位置を感光ドラム１との最近接位置
Ｐよりもスリーブ回転方向に対して下流側に配置するこ
とにより、キャリアの滞留がなく搬送性が非常に良好に
して、帯電性を良好にして、良好な画像を得ることが可
能となり、キャリア付着防止と帯電不良防止の両者を満
足させることができるようになる。

【０１７６】〈実施形態例３〉本例は、上記実施形態例
２のクリーナレスシステムの画像形成装置において、磁
気ブラシ帯電装置の構成を若干変更したものである。

【０１７７】即ち、本例における磁気ブラシ帯電装置
は、実施形態例２における磁気ブラシ帯電装置との対比
において、使用したキャリアが異なることと、帯電スリ
ーブ２１の外径を１２ｍｍとしたことと、それに伴い、
マグネットロール２２の構成が若干異なっている。磁気
ブラシ帯電装置以外の構成は実施形態例２の画像形成装
置と同じであるから再度の説明を省略する。

【０１７８】本例で、感光ドラム１の周速は１００ｍｍ
／ｓｅｃ、外径は３０ｍｍ、帯電スリーブ２１の周速は
１５０ｍｍ／ｓｅｃ、スリーブ２１の外径は１２ｍｍと
した。スリーブ２１の回転方向は感光ドラム１に対して
カウンター方向とした。感光ドラム１とスリーブ２１と
の間隔ｈは０．５ｍｍとし、接触ニップ部Ｄの幅は上流
側に幅約２ｍｍ、下流側に幅約３ｍｍ、全体で幅約５ｍ
ｍとした。帯電スリーブ２１に印加するバイアス電圧
は、−７００Ｖの直流電圧と、周波数１０００Ｈｚ、ピ
ーク間電圧８００Ｖの矩形の交流電圧を重畳したもので
ある。キャリア２３の平均粒径は３５μｍで形状は球
形、抵抗値は１×１０⁶ Ω・ｃｍ、飽和磁化は６６（Ａ
・ｍ² ／ｋｇ）であった。なお、キャリア２３の真密度
は約５．８ｇ／ｃｍ³ で、透磁率は約５．０であった。

【０１７９】マグネットロール２２としては、帯電主極
Ｓ１の磁束密度が７５０×１０^-4Ｔ（テスラ）で帯電主
極Ｓ１と磁気力ＦｒのピークＦ１との角度α１が３０°
のロールＥを用い帯電主極位置及び磁気力Ｆｒのピーク
位置について種々変化させたときのキャリア付着と帯電
性について得られた結果を表３に示す。

【０１８０】なお、本例における感光ドラム１上のニッ
プ部下流側端部位置Ａとの帯電スリーブ２１上の最近接
位置Ｂについて説明する。帯電スリーブ２１の外径が１
６ｍｍ、感光ドラム１の外径が３０ｍｍ、感光ドラム１
とスリーブ２１との間隔ｈが０．５ｍｍで、接触ニップ
部Ｄの感光ドラム１の下流側の幅が３ｍｍなので、感光
ドラム１上の位置Ｑと位置Ａの角度は約２８．７°、ス
リーブ２１上の位置Ｐと位置Ｂの角度は約２３．７°と
なる。そして、帯電主極Ｓ１と磁気力ＦｒのピークＦ１
との角度α１を３０°なので、帯電主極Ｓ１の位置Ｓを
感光ドラム１との最近接位置Ｐよりもスリーブ回転方向
に対して下流側６°（−６°）に配置すると、スリーブ
上位置Ｐと磁気力Ｆｒのピーク位置Ｆ１の角度は「３０
−６＝２４°」となり、感光ドラム１上のニップ部下流
側端部位置Ａとの最近接位置Ｂとほぼ同じ位置になる。

【０１８１】

【表３】 表３において、記号の意味は実施形態例２の表２の場合
と同様である。

【０１８２】表３に示すように、磁気力Ｆｒのピーク位
置Ｆ１が感光ドラム１上のニップ部下流側端部位置Ａと
の最近接位置Ｂの近傍±３°以内にある実験例３−１と
３−２はキャリア付着を生じなく非常に良好であった
が、最近接位置Ｂから±６°以上離れた位置にある実験
例３−３〜３−５は、キャリア付着を生じ不良であっ
た。

【０１８３】また、帯電主極Ｓ１の位置が、感光ドラム
１との最近接位置Ｐよりもスリーブ回転方向に対して上
流側にある実験例３−５は、ニップ部上流側でキャリア
の滞留が発生し、帯電不良を生じ、ゴースト画像となり
画像不良を生じたが、下流側にある３−１〜３−３は、
キャリアの滞留がなく、搬送性が非常に良好で、帯電性
も良好で、画像も良好であった。最近接位置Ｐにある３
−４は、キャリアの滞留が実用上問題なく、搬送性が良
好で、帯電性も比較的良好で、画像も良好であった。

【０１８４】このように、磁気力Ｆｒのピーク位置を感
光ドラム１上のニップ部下流側端部位置Ａとの最近接位
置Ｂの近傍に配置することにより、キャリアのドラムへ
付着を防止することができる。

【０１８５】更に、上記のように帯電主極Ｓ１の位置と
磁気力Ｆｒのピーク位置とのずれを利用することによ
り、磁気力Ｆｒのピーク位置を感光ドラム１上のニップ
部下流側端部位置Ａとの最近接位置Ｂの近傍に配置する
ことにより、キャリアのドラムへ付着を防止するととも
に、帯電主極Ｓ１の位置を感光ドラム１との最近接位置
Ｐよりもスリーブ回転方向に対して下流側に配置するこ
とにより、キャリアの滞留がなく、搬送性が非常に良好
にして、帯電性を良好にして、良好な画像を得ることが
可能となり、キャリア付着防止と帯電不良防止の両者を
満足させることができるようになる。

【０１８６】特に、本例のように磁気ブラシ帯電装置の
小型化、低コスト化のために、帯電スリーブを小径化し
て、且つ電荷注入性を良くするために、接触ニップ部Ｄ
を大きくし、感光ドラム１の下流側に幅を大きくした場
合に、キャリア付着防止するのに、帯電主極Ｓ１の位置
と磁気力Ｆｒのピーク位置を意図的にかなり大きくする
ことは上述ように大きな効果があるが、従来このような
工夫はなされていなかったので、磁気ブラシ帯電装置の
小型化、低コスト化には限界があった。本例によれば、
キャリア付着防止しながら、磁気ブラシ帯電装置の小型
化、低コスト化が達成できる。

【０１８７】〈その他〉 １）本発明に係る磁気ブラシ帯電装置は、実施形態例の
画像形成装置においける像担持体の帯電処理に限らず、
広く被帯電体の接触帯電処理手段として有効であること
は勿論である。

【０１８８】２）被帯電体は放電による帯電が支配的な
ものであってもよい。放電による接触帯電系であって、
ＡＣ帯電方式の接触帯電手段として、本出願人の先の提
案に係る特公平２−５２０５８号公報に開示のように、
接触帯電部材に所定の直流電圧成分と所定の交番電圧成
分（接触帯電部材に直流電圧を印加したときの被帯電体
の帯電開始電圧値の２倍以上のピーク間電圧を有する交
番電圧）を有する振動電圧を印加する方式は均一帯電性
に優れる。交番電圧成分（ＡＣバイアス成分）は正弦
波、方形波（矩形波）、三角波、鋸波等適宜の波形のも
のを使用可能である。直流電源を周期的にオン・オフす
ることによって形成された矩形波も含む。本発明はこの
ような接触帯電手段にも適用できる。

【０１８９】３）画像形成装置に関して、作像プロセス
は任意である。転写方式でも、感光紙（エレクトロファ
ックス紙）や静電記録紙に直接に画像形成する、画像転
写工程が無い直接方式でもよい。

【０１９０】像担持体は静電記録誘電体などであっても
よい。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。

【０１９１】静電潜像の現像方式・手段は任意であり、
反転現像方式でも、正規現像方式であってもよい。

【０１９２】転写方法としては、実施形態例に示したロ
ーラ転写だけでなく、ブレード転写やその他の接触帯電
方式、更に転写ドラムや転写ベルトや中間転写体などを
用いて、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適応可
能なことは言うまでもない。

【０１９３】また、像担持体としての電子写真感光体や
静電記録誘電体を回動ベルト型にし、これに帯電・潜像
形成・現像の工程手段により所要の画像情報に対応した
トナー像を形成させ、そのトナー像形成部を閲読表示部
に位置させて画像表示させ、像担持体は繰り返して表示
画像の形成に使用する画像表示装置もある。本発明の画
像形成装置にはこのような画像表示装置も含む。

【０１９４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁性粒子担持手段上における法線方向の磁気力Ｆｒのピ
ーク位置を、被帯電体上の磁気ブラシの接触部の被帯電
体の回転方向下流側端部位置に対する前記磁性粒子担持
手段上における最近接位置から±５°以内とすることに
より、被帯電体と磁気ブラシの接触ニップ部の被帯電体
の回転方向下流側端部位置近傍の磁気ブラシ部の磁性粒
子を磁性粒子担持手段へ引きつける磁気力を効率的に大
きくすることができることから、磁性粒子が実質的に被
帯電体に付着することがなくなるので、磁気ブラシから
の磁性粒子の離脱、被帯電体に対する磁性粒子付着によ
る弊害の問題を解消することができる。

【０１９５】 また、上記構成に加えて、本発明におい
ては、磁性粒子担持手段の移動方向において、被帯電体
と磁気ブラシとの接触部の幅を特に４ｍｍ以上と大きく
したことにより、磁気ブラシと被帯電体との接触機械が
多くなるため、注入帯電性が向上する。さらに磁性粒子
担持手段と被帯電体の相対移動方向をカウンター方向と
することによっても、被帯電体に対して周速差を大きく
することが可能なことから、磁気ブラシを被帯電体に接
触させる接触機会を多くすることができるので、電荷注
入性が向上し、帯電性を向上させることができ、注入帯
電性向上に有利である。

【０１９６】また、上記構成に更に加えて、磁石磁極の
帯電主極の位置を、被帯電体との最近接位置より磁性粒
子担持手段の移動方向に対して下流側に設けることによ
り、被帯電体と磁気ブラシの接触ニップの磁性粒子担持
手段の移動方向上流側部分に磁気ブラシの過度の滞留を
防止することができることから、磁気ブラシの滞留によ
る帯電不良を防止することができる。

【０１９７】また、上記磁気ブラシ帯電装置を用いた画
像形成装置にあっては、磁気ブラシからの磁性粒子の離
脱、被帯電体に対する磁性粒子付着による弊害及びそれ
に起因する画像不良の発生等の問題を解消することが出
来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１における画像形成装置例の概略構
成図

【図２】被帯電体としての感光体の層構成模型図

【図３】注入帯電の原理を説明するための図

【図４】（ａ）は磁気ブラシ帯電装置の構成模型図、
（ｂ）は接触ニップ部及び磁極構成の位置を説明するた
めの図

【図５】帯電スリーブ２１上の磁気力Ｆｒを説明するた
めの図

【図６】帯電主極Ｓ１の磁束密度Ｂｒの分布形態および
磁気力Ｆｒの分布形態を説明するための図

【図７】帯電スリーブ２１上の法線方向の磁束密度Ｂｒ
および接線方向の磁束密度Ｂθの測定法を説明するため
の図

【図８】実施形態例２におけるクリーナレスシステムの
画像形成装置例の概略構成図

【図９】（ａ）はスリーブ型の磁気ブラシ帯電装置の概
略構成模型図、（ｂ）は磁性ローラ型の磁気ブラシ帯電
装置の概略構成模型図

【符号の説明】

１ 被帯電体（電子写真感光体、感光ドラム） ２ 磁気ブラシ帯電部材 ２１ 帯電スリーブ（磁性粒子担持体） ２２ マグネットロール ２３ 磁性粒子（キャリア） ２４ 磁気ブラシ ２５ 規制ブレード ３ 現像装置 ４ 転写ローラ ５ 定着装置 ６ クリーニング装置 １０ プロセスカートリッジ ３０ 記録材（転写材） Ｅ１ 帯電バイアス印加電源

フロントページの続き (72)発明者 児野 康則 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 (56)参考文献 特開 平３−4262（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−230647（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−234567（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−287432（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−306568（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−6401（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/02 G03G 15/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定された磁石を内包する回転可能な導
   電性の磁性粒子担持手段に磁性粒子を磁気力で拘束して
   磁気ブラシとして付着保持させた磁気ブラシ帯電部材を
   有し、該磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシを被帯電体に
   接触させて磁性粒子担持手段の回転で搬送させ、電圧を
   印加して磁気ブラシを介して被帯電体を注入帯電する磁
   気ブラシ帯電装置において、 被帯電体と磁気ブラシとの接触部において前記磁性粒子
   担持手段の移動方向と前記被帯電体の移動方向はカウン
   ター方向であり、前記磁石の磁極の帯電主極の位置を、
   被帯電体との最近接位置より磁性粒子担持手段の移動方
   向に対して下流側に設け、磁性粒子担持手段の移動方向において、被帯電体と磁気
   ブラシとの接触部の幅を４ｍｍ以上とし、 磁性粒子担持手段上における法線方向の磁気力Ｆｒのピ
   ーク位置を、被帯電体上の磁気ブラシの接触部の被帯電
   体の回転方向下流側端部位置に対する前記磁性粒子担持
   手段上における最近接位置から±５°以内とすることを
   特徴とする磁気ブラシ帯電装置。
2. 【請求項２】 像担持体を帯電する工程を含む作像プロ
   セスにより画像形成を実行する画像形成装置であり、像
   担持体の帯電手段が請求項１に記載の磁気ブラシ帯電装
   置であることを特徴とする画像形成装置。