JPH06175462A

JPH06175462A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06175462A
Application number: JP32681992A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; 哲羽根田; Kunio Shigeta; 邦男重田; Yukie Hosokoshizawa; 幸恵細越澤; Masakazu Fukuchi; 真和福地; Shizuo Morita; 静雄森田; Hiroyuki Nomori; 弘之野守
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1992-12-07
Filing date: 1992-12-07
Publication date: 1994-06-24

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】オゾンの発生がなく像形成体の絶縁破壊を起
こさない、極めて安定した均一な帯電を行うことのでき
る画像形成装置を提供する。【構成】外周に磁極を配置し固定した磁石体23の外周
を回転可能に配設された非磁性導電性の帯電ローラ22
と、その帯電ローラ22の外周に付着した磁性粒子21の層
からなる磁気ブラシを、感光体ドラム10の移動に対して
接触させ、前記帯電ローラ22と感光体ドラム10との間に
バイアス電界を形成することで、前記感光体ドラム10の
帯電を行う帯電装置20を備えた画像形成装置であって、
前記帯電ローラ22を導電性部材22ａ上に高抵抗部材22ｂ
を設ける構成とし、前記高抵抗部材22ｂの単位面積当た
りの抵抗をρ_S（Ω／cm²）とし、帯電領域中心での磁気
ブラシ状態での磁性粒子の単位面積当たりの抵抗をρ_m
（Ω／cm²）とするとき、前記感光体ドラム10と帯電ロ
ーラ22との最近接位置において、ρ_S＝（0.1〜10）ρ_m
となるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、静電
記録装置等の静電転写プロセスを利用する画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式による画像形成装置
において、感光体ドラム等の像形成体の帯電には、一般
にコロナ帯電器が使用されていた。このコロナ帯電器
は、高電圧を放電ワイヤに印加して、放電ワイヤの周辺
に強電界を発生させ気体放電を行うもので、その際発生
する電荷イオンを像形成体に吸着させることにより帯電
が行われる。

【０００３】このような従来の画像形成装置に用いられ
ているコロナ帯電器は、像形成体と機械的に接触するこ
となく帯電させることができるため、帯電時に像形成体
を傷付けることがないという利点を有している。しかし
ながら、このコロナ帯電器は高電圧を使用するために感
電したり、リークする危険があり、かつ気体放電に伴っ
て発生するオゾンが人体に有害であり、像形成体の寿命
を短くするという欠点を有していた。また、コロナ帯電
器による帯電電位は温度，湿度に強く影響されるので不
安定であり、さらに、コロナ帯電器では高電圧によるノ
イズ発生があって通信端末機や情報処理装置として電子
写真式画像形成装置を利用する場合の大きな欠点となっ
ている。

【０００４】このようなコロナ帯電器の多くの欠点は、
帯電を行うのに気体放電を伴うことに原因がある。

【０００５】そこで、コロナ帯電器のような高圧の気体
放電を行わず、しかも像形成体に機械的損傷を与えるこ
となく、該像形成体を帯電させることのできる帯電装置
として、磁石体を内包した円筒状の搬送担体上に磁性粒
子を吸着して磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシで像
形成体の表面を摺擦することにより帯電を行うようにし
た帯電装置が特開昭59-133569号、特開平4-21873号、特
開平4-116674号公報に開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に開示された帯電装置においても、像形成体を完全に
安定して一様に帯電させることはできないという問題点
がある。即ち、帯電領域において前記円筒状の磁性粒子
搬送担体表面上の磁性粒子は磁力線に沿って鎖状になり
磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを通して帯電が行
われるが、この場合搬送担体と像形成体との最近接位置
では磁性粒子が圧縮され磁気ブラシの電気抵抗が低くな
るため、像形成体の一部に低抵抗部分があるとこの部分
に電流が流れ磁気ブラシ全体の電圧が下がり、図５に示
すように点状の不良部分10ｄにより磁気ブラシが当接し
ている像形成体10の帯状の領域Ｒ全てが帯電不良とな
り、場合によってはバイアス電源も破損するという問題
点がある。

【０００７】本発明はこれらの点を解決して、像形成体
の絶縁破壊やオゾンの発生がなく、極めて安定した均一
な帯電を行うことのできる画像形成装置を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、磁性粒子を
搬送担体上に供給して磁気ブラシを形成させ、該搬送担
体上の磁気ブラシを振動電界下におき、像形成体を帯電
する画像形成装置において、前記搬送担体は導電性部材
上に高抵抗部材を設ける構成とし、該高抵抗部材の単位
面積当たりの抵抗をρ_S（Ω／cm²）、帯電領域中心での
磁性粒子の単位面積当たりの抵抗をρ_m（Ω／cm²）とす
るとき、前記像形成体と前記搬送担体との最近接位置に
おいて、ρ_S＝（0.1〜10）ρ_mであることを特徴とする
画像形成装置によって達成される。

【０００９】また、前記搬送担体内部に固設した磁石体
の前記帯電領域に近接した磁極の設定位置と前記最近接
位置との間の角度をθとするとき、−15°≦θ≦15°で
あることを特徴とする上記画像形成装置は好ましい実施
態様である。さらに、θを正とする搬送方向の上流側に
設定することが好ましい。

【００１０】

【作用】本発明においては、画像形成装置の帯電装置の
磁性粒子の搬送担体を導電性部材上に高抵抗部材を設け
る構成としたので、帯電領域の像形成体と搬送担体との
間の抵抗が高くなり、従って帯電領域が狭くなりバイア
ス電圧による像形成体の絶縁破壊の確率を低下させる。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を説明する前に磁性粒子の粒
径及び搬送担体の条件について説明する。

【００１２】一般に磁性粒子の平均粒径(重量平均)が大
きいと、（イ）搬送担体上に形成される磁気ブラシの穂
の状態が粗いために、電界により振動を与えながら帯電
しても、磁気ブラシにムラが現れ易く、帯電ムラの問題
が起こる。この問題を解消するには、磁性粒子の平均粒
径を小さくすればよく、実験の結果、平均粒径(重量平
均)150μｍ以下でその効果が現れ初め、特に100μｍ以
下になると、実質的に（イ）の問題が生じなくなること
が判明した。しかし、粒子が細か過ぎると帯電時像形成
体面に付着するようになったり、飛散し易くなったりす
る。これらの現象は、粒子に作用する磁界の強さ、それ
による粒子の磁化の強さにも関係するが、一般的には、
粒子の平均粒径（重量平均）が15μｍ以下に顕著に現れ
るようになる。なお、磁化の強さは20〜200emu/gのもの
が好ましく用いられる。

【００１３】以上から、磁性粒子の粒径は、平均粒径
（重量平均）が150μｍ以下15μｍ以上、特に好ましく
は100μｍ以下30μｍ以上であることが好ましい。

【００１４】このような磁性粒子は、磁性体として従来
の二成分現像剤の磁性キャリヤ粒子におけると同様の、
鉄，クロム，ニッケル，コバルト等の金属、あるいはそ
れらの化合物や合金、例えば四三酸化鉄，γ−酸化第二
鉄，二酸化クロム，酸化マンガン，フェライト，マンガ
ン−銅系合金、と云った強磁性体の粒子、又はそれら磁
性体粒子の表面をスチレン系樹脂，ビニル系樹脂，エチ
レン系樹脂，ロジン変性樹脂，アクリル系樹脂，ポリア
ミド樹脂，エポキシ樹脂，ポリエステル樹脂等の樹脂で
被覆するか、あるいは、磁性体微粒子を分散して含有し
た樹脂で作るかして得られた粒子を従来公知の平均粒径
選別手段で粒径選別することによって得られる。

【００１５】なお、磁性粒子を球状に形成することは、
搬送担体に形成される粒子層が均一となり、また搬送担
体に高いバイアス電圧を均一に印加することが可能とな
ると云う効果も与える。即ち、磁性粒子が球形化されて
いることは、（１）一般に、磁性粒子は長軸方向に磁化
吸着され易いが、球形化によってその方向性が無くな
り、従って、層が均一に形成され、局所的に抵抗の低い
領域や層厚のムラの発生を防止する、（２）磁性粒子の
高抵抗化と共に、従来の粒子に見られるようなエッジ部
が無くなって、エッジ部への電界の集中が起こらなくな
り、その結果、磁性粒子搬送担体に高いバイアス電圧を
印加しても、像形成体面に均一に放電して帯電ムラが起
こらない、という効果を与える。

【００１６】以上のような効果を奏する球形粒子には磁
性粒子の抵抗率が10³Ω・cm以上10¹²Ω・cm以下特に10⁴Ω
・cm以上10⁹Ω・cm以下であるように導電性の磁性粒子を
形成したものが好ましい。この抵抗率は、粒子を0.50cm
²の断面積を有する容器に入れてタッピングした後、詰
められた粒子上に１kg/cm²の荷重を掛け、荷重と底面電
極との間に1,000Ｖ/cmの電界が生ずる電圧を印加したと
きの電流値を読み取ることで得られる値であり、この抵
抗率が低いと、搬送担体にバイアス電圧を印加した場合
に、磁性粒子に電荷が注入されて、像形成体面に磁性粒
子が付着し易くなったり、あるいはバイアス電圧による
像形成体の絶縁破壊が起こり易くなったりする。また、
抵抗率が高いと電荷注入が行われず帯電が行われない。

【００１７】さらに、本発明に用いられる磁性粒子は、
それにより構成される磁気ブラシが振動電界により軽快
に動き、しかも外部飛散が起きないように、比重の小さ
く、かつ適度の最大磁化を有するものが望ましい。具体
的には真比重が６以下で最大磁化が30〜100emu/gのもの
を用いると好結果が得られることが判明した。

【００１８】以上を総合して、磁性粒子は、少なくとも
長軸と短軸の比が３倍以下であるように球形化されてお
り、針状部やエッジ部等の突起が無く、抵抗率が好まし
くは10⁴Ω・cm以上10⁹Ω・cm以下であることが適正条件で
ある。そして、このような球状の磁性粒子は、磁性体粒
子にできるだけ球形のものを選ぶこと、磁性体微粒子分
散系の粒子では、できるだけ磁性体の微粒子を用いて、
分散樹脂粒子形成後に球形化処理を施すこと、あるいは
スプレードライの方法によって分散樹脂粒子を形成する
こと等によって製造される。

【００１９】また、磁気ブラシにトナーが混入すると、
トナーは絶縁性が高いため帯電性が低下し帯電ムラを生
じる。これを防止するにはトナーが帯電時像形成体へ移
動するようにトナーの電荷量を低くすることが必要であ
り、磁性粒子にトナーを混合し、１％のトナー濃度に調
整した条件下でトナーの摩擦帯電量を帯電極性が同じ
で、かつ１〜20μC/gとした場合、磁気ブラシへのトナ
ーの蓄積を防止できた。このことはトナーが混入しても
帯電時感光体へ付着するためと考えられる。トナーの電
荷量が大きいと磁性粒子から離れずらくなり、一方小さ
いと電気的に像形成体に移動しずらくなることが認めら
れた。

【００２０】以上が磁性粒子についての条件であり、次
に粒子層を形成して像形成体を帯電する磁性粒子の搬送
担体に関する条件について述べる。

【００２１】磁性粒子の搬送担体は、バイアス電圧を印
加し得る導電性の搬送担体が用いられるが、特に、表面
に粒子層が形成される導電性の帯電ローラの内部に複数
の磁極を有する磁石体が設けられている構造のものが好
ましく用いられる。このような搬送担体においては、磁
石体との相対的な回転によって、導電性帯電ローラの表
面に形成される粒子層が波状に起伏して移動するように
なるから、新しい磁性粒子が次々と供給され、搬送担体
表面の粒子層に多少の層厚の不均一があっても、その影
響は上記波状の起伏によって実際上問題とならないよう
に十分カバーされる。そして、搬送担体の回転による磁
性粒子の搬送速度は、像形成体の移動速度より遅くても
よいが殆ど同じか、それよりも早いことが好ましい。ま
た、搬送担体の回転による搬送方向は、帯電部において
同方向が好ましい。同方向の方が反対方向の場合よりも
帯電の均一性に優れている。しかし、それらに限定され
るものではない。

【００２２】また搬送担体表面は磁性粒子の安定な均一
搬送のために表面の平均粗さを２〜15μｍとすることが
好ましい。平滑であると搬送は十分に行えなく、荒すぎ
ると表面の凸部から過電流が流れ、どちらにしても帯電
ムラが生じ易い。上記の表面粗さとするにはサンドブラ
スト処理が好ましく用いられる。

【００２３】また、搬送担体上に形成する粒子層の厚さ
は、規制板によって十分に掻き落されて均一な層となる
厚さであることが好ましい。帯電領域において搬送担体
の表面上の磁性粒子の存在量が多すぎると磁性粒子の振
動が十分に行われず感光体の摩耗や帯電ムラを起こすと
ともに過電流が流れ易く、搬送担体の駆動トルクが大き
くなるという欠点がある。反対に磁性粒子の帯電領域に
おける搬送担体上の存在量が少な過ぎると像形成体への
接触に不完全な部分を生じ磁性粒子の像形成体上への付
着や帯電ムラを起こすことになる。実験を重ねた結果、
帯電領域における磁性粒子の好ましい存在量Ｗは10〜30
0mg/cm²であり、さらに好ましくは30〜150mg/cm²である
ことが判明した。なお、この存在量は、磁気ブラシの接
触領域における平均値である。

【００２４】そして、搬送担体と像形成体との間隙Ｄは
100〜10,000μｍが好ましく、更に好ましくは200〜5,00
0μｍが好ましい。搬送担体と像形成体の表面間隙が200
μｍよりも狭くなり過ぎると、それに対して均一な帯電
作用する磁気ブラシの穂を形成するのが困難となり、ま
た、十分な磁性粒子を帯電部に供給することもできなく
なって、安定した帯電が行われなくなるし、間隙が5,00
0μｍを大きく超すようになると、粒子層が粗く形成さ
れて帯電ムラが起き易く、また、電荷注入効果が低下し
て十分な帯電が得られないようになる。このように、搬
送担体と像形成体の間隙が極端になると、それに対して
搬送担体上の粒子層の厚さを適当にすることができなく
なるが、間隙が200〜5,000μｍの範囲では、それに対し
て粒子層の厚さを適当に形成することができ、磁気ブラ
シの摺擦による掃き目の発生を防止できる。また、さら
に適切な搬送量（Ｗ）と間隙（Ｄ）との間に最も好まし
い条件が存在することが明らかとなった。

【００２５】帯電を均一でかつ高速で安定に行なうには
300≦Ｗ／Ｄ≦3,000（mg/cm³）の条件が重要であった。
Ｗ／Ｄがこの範囲外の場合には帯電が不均一になること
が確認された。

【００２６】搬送担体の直径は５〜20mmφが好ましい。
上記径とすることにより帯電に必要な接触領域を確保す
る。接触領域が必要以上に大きいと帯電電流が過大とな
るし、小さいと帯電ムラが生じ易い。また上記のように
小径とした場合、遠心力により磁性粒子が飛散あるいは
像形成体に付着し易いために、搬送担体の線速を遅くす
ることが好ましい。

【００２７】Ｄは磁性粒子の鎖長を決める要素と考えら
れる。鎖の長さに相当する電気抵抗が、帯電のし易さや
帯電速度と対応すると考えられる。一方、Ｗは磁性粒子
の鎖の密度を決める要素と考えられる。鎖の数を増やす
ことにより、帯電の均一性が向上すると考えられる。し
かしながら、帯電領域において、磁性粒子が狭い間隙を
通過するとき、磁性粒子の鎖の圧縮状態が実現している
と考えられる。この時、磁性粒子の鎖は互いに接触し、
曲がった状態で、撹乱を受けながら像形成体を摺擦して
いることになる。

【００２８】この撹乱条件が、帯電のスジなどを生じさ
せず電荷の移動を容易にし均一な帯電に有効と考えられ
る。すなわち、磁性粒子密度に相当するＷ／Ｄが小さい
ときは、磁性粒子の鎖は粗となり撹乱をうける割合が少
なく、帯電が不均一になる。Ｗ／Ｄが大となるときは、
磁性粒子の鎖は強い圧縮により十分に形成されず、磁性
粒子の撹乱は少ない。このことが電荷の自由な移動を妨
げ、均一な帯電が行われなくなる原因と考えられる。

【００２９】なお、搬送量Ｗを10mg/cm²より少くした場
合は磁性粒子の付着や帯電ムラが現れ、300mg/cm²より
多くした場合は感光体の摩耗や帯電ムラが現れ、好まし
い結果が得られなかった。その間での好ましい範囲は30
〜150mg/cm²であった。

【００３０】また、さらに上記搬送量条件下で、像形成
体と磁性粒子搬送担体との間隔Ｄ（cm）とした時、Ｗ／
Ｄを300mg/cm³＜Ｗ／Ｄ＜3,000mg/cm³の条件に設定する
ことにより、より好ましい磁性粒子の付着や帯電ムラの
ない均一な帯電特性が得られることが明らかとなった。
300mg/cm³より少くした場合や3,000mg/cm³より大きくし
た場合は磁性粒子の付着や帯電ムラが起こる現象がみら
れた。

【００３１】以上の事から、好ましい条件は磁力を有す
る磁性粒子の搬送担体上に付着した磁性粒子層からなる
磁気ブラシを、移動する像形成体に接触させ、搬送担体
と像形成体との間にバイアス電界を形成することで、像
形成体の帯電を行う帯電装置において、バイアス電界に
は振動電界を用いるとともに、帯電領域での磁性粒子の
存在量Ｗが10〜300mg/cm²となるように磁性ブラシを形
成し、さらに磁性粒子の搬送担体と像形成体との間隙を
Ｄ（cm）とするとき、300≦Ｗ／Ｄ≦3,000（mg/cm³）で
あることが好ましい条件である。

【００３２】（実施例）以下図面を用いて本発明の実施
例について説明する。

【００３３】図１は本発明の画像形成装置である静電記
録装置の構成の概要を示す断面図である。図において、
10は矢示（時計）方向に回転する像形成体である（−）
帯電のＯＰＣから成る感光体ドラムで、その周縁部には
後述する帯電装置20、露光装置からの像光Ｌの入射する
露光部、現像器30、転写ローラ13、クリーニング装置50
等が設けられている。

【００３４】本実施例のコピープロセスの基本動作は、
図示しない操作部よりコピー開始指令が図示しない制御
部に送出されると、制御部の制御により、感光体ドラム
10は矢示方向に回転を始める。感光体ドラム10の回転に
従いその周面は、後述する帯電装置20により一様に帯電
され通過する。感光体ドラム10上には、画像書き込み装
置等からの例えばレーザビームの像光Ｌによる画像の書
き込みが行われ、画像に対応した静電潜像が形成され
る。

【００３５】現像器30内には二成分現像剤があって撹拌
スクリュー33A,33Bによって撹拌されたのち、磁石体ロ
ーラ32の外側にあって回転する現像スリーブ31外周に付
着して現像剤の磁気ブラシを形成し、現像スリーブ31に
は所定のバイアス電圧が印加されて、感光体ドラム10に
対向した現像領域において反転現像が行われる。

【００３６】給紙カセット40からは、記録紙Ｐが一枚ず
つ第１給紙ローラ41によって繰り出される。この繰り出
された記録紙Ｐは、感光体ドラム10上の前記トナー像と
同期して作動する第２給紙ローラ42によって感光体ドラ
ム10上に送出される。そして転写ローラ13の作用によ
り、感光体ドラム10上のトナー像が記録紙Ｐ上に転写さ
れ、感光体ドラム10上から分離される。トナー像を転写
された記録紙Ｐは搬送手段80を経て図示しない定着装置
へ送られ、熱定着ローラ及び圧着ローラによって挟持さ
れ、溶融定着されたのち装置外へ排出される。記録紙Ｐ
に転写されずに残ったトナーを有して回転する感光体ド
ラム10の表面は、ブレード51等を備えたクリーニング装
置50により掻き落とされ清掃されて次回の複写に待機す
る。

【００３７】図２は図１の画像形成装置に用いられる帯
電装置20の一実施例を示す断面図、図３は図２の帯電領
域を示す拡大断面図である。図において、21は磁性粒
子、22は例えばアルミニウムなどの非磁性かつ導電性の
金属から成る円筒状の導電性部材22ａの表面を、例えば
バインダ樹脂とカーボンから成り抵抗率10⁴〜10¹²Ω・c
mに調整された厚さ20〜100μｍの高抵抗部材22ｂで被覆
した構成を有する磁性粒子21の搬送担体である帯電ロー
ラ、23は帯電ローラ22の内部に固定して配設された柱状
の磁石体で、この磁石体23は図に示すように周縁に帯電
ローラ22表面で500〜1,000ガウスとなるようにＳ極及び
Ｎ極を配置して着磁されている。この磁極の内感光体ド
ラム10に最も近接した帯電領域の磁極を主磁極というこ
とにする。帯電ローラ22は磁石体23に対し回動可能にな
っていて、感光体ドラム10との対向位置で0.5〜1.0mmの
間隙に保持され感光体ドラム10の移動方向と同方向に1.
2〜2.0倍の周速度で回転させられる。

【００３８】前記高抵抗部材22ｂの単位面積当たりの抵
抗をρ_S（Ω／cm²）とし、帯電領域中心での磁気ブラシ
状態での磁性粒子の単位面積当たりの抵抗をρ_m（Ω／c
m²）とするとき、前記感光体ドラム10と帯電ローラ22と
の最近接位置において、ρ_S=(0.1〜10）ρ_mとなるよう
に高抵抗部材22ｂの抵抗率は選択される。

【００３９】前記磁石体23の感光体ドラム10に最も近接
した主磁極の位置は、帯電ローラ22と感光体ドラム10と
の最近接した位置、即ち感光体ドラム10の中心と帯電ロ
ーラ22の中心を結ぶ中心線の近傍にあって、帯電ローラ
22の中心と主磁極とを結ぶ直線の前記中心線となす角度
θは、実験の結果、−15°≦θ≦15°の範囲にあるのが
好ましいことが判明した。さらにθを正とする搬送方向
の上流側に設定することが好ましい。

【００４０】前記のように帯電ローラ22の表面を高抵抗
部材22ｂで被覆する構成としたので、磁気ブラシ21Ａを
含む帯電ローラ22と感光体ドラム10間の抵抗が高くなり
感光体ドラム10に電荷を有効に注入して帯電させる領域
が狭くなる。図３のｄ₀は高抵抗部材22ｂのない従来の
帯電領域の幅を示し、ｄ₁は本発明の実施例による帯電
領域の幅を示す。

【００４１】感光体ドラム10は、導電基材10ｂとその表
面を覆う感光体層10ａとからなり、導電基材10ｂは接地
されている。

【００４２】24は前記帯電ローラ22と導電基材10ｂとの
間にバイアス電圧を付与するバイアス電源で、帯電ロー
ラ22はこのバイアス電源24を介して接地されている。

【００４３】前記バイアス電源24は帯電すべき電圧と同
じ値に設定された直流成分に交流成分を重畳した交流バ
イアス電圧を供給する電源で、帯電ローラ22と感光体ド
ラム10との間の間隙の大きさ、感光体ドラム10を帯電す
る帯電電圧等によって異なるが、間隙は0.1〜５mmの間
に保持され、帯電すべき電圧とほぼ同じ−500Ｖ〜−1,0
00Ｖの直流成分に、ピーク値間電圧（Ｖ_P-P）として200
〜3,500Ｖ，300〜7,000Hzの交流成分を重畳した交流バ
イアス電圧を保護抵抗28を介して供給することにより、
好ましい帯電条件を得ることができた。なおバイアス電
源24は、直流成分は定電圧制御を、交流成分は定電流制
御を行っている。

【００４４】25は前記磁性粒子21の貯蔵部を形成するケ
ーシングで，このケーシング25内に前記帯電ローラ22と
磁石体23が配置されており、またケーシング25の出口に
は規制板26が設けてあって、帯電ローラ22に付着して搬
出される磁性粒子21層の厚さを規制するようになってい
る。規制板26と帯電ローラ22との間隙は磁性粒子21の搬
送量即ち現像領域における帯電ローラ22上の磁性粒子21
の存在量が10〜300mg/cm²、特に好ましくは30〜150mg/c
m²となるよう調整される。感光体ドラム10と帯電ローラ
22との間隙は厚さを規制された磁性粒子21の磁気ブラシ
で接続される。

【００４５】次に前述した帯電装置20の動作について説
明する。

【００４６】感光体ドラム10を矢示方向に回転させなが
ら帯電ローラ22を矢示同方向に感光体ドラム10の周速度
の1.2〜2.0倍の周速度で回転させると、帯電ローラ22に
付着・搬送される磁性粒子21の層は磁石体23の磁力線に
より帯電ローラ22上の感光体ドラム10との対向位置で磁
気的に鎖状に連結して一種のブラシ状になり、いわゆる
磁気ブラシ21Ａが形成される。そしてこの磁気ブラシ21
Ａは帯電ローラ22の回転方向に搬送されて感光体ドラム
10の感光体層10ａに接触し摺擦する。帯電ローラ22と感
光体ドラム10との間には前記交流バイアス電圧が印加さ
れているので、導電性の磁性粒子21を経て感光体層10ａ
上に電荷が注入されて帯電が行われる。撹拌板27は磁性
粒子21の偏りを修正する板状部材を軸の回りに有する回
転体である。

【００４７】なお、以上の実施例において、帯電ローラ
22に印加する交流電圧成分の周波数と電圧を変化させた
結果を図４に示した。

【００４８】図４において、縦線で陰を有した範囲が絶
縁破壊の生じ易い範囲、斜線で陰を付した範囲が帯電ム
ラを生じ易い範囲であり、陰を付してない範囲が安定し
て帯電の得られる好ましい範囲である。図から明らかな
ように、好ましい範囲は、交流電圧成分の変化によって
多少変化する。なお、交流電圧成分の波形は、正弦波に
限らず、矩形波や三角波であってもよい。また図４にお
いて、散点状の陰を施した低周波領域は、周波数が低い
ために帯電ムラが生ずるようになる範囲である。

【００４９】前記実施例の磁性粒子21として導電性を有
するようコーティングした球形フェライト粒子を用い
た。その他に磁性粒子と樹脂を主成分としてこれを熱錬
成後に粉砕して得られる導電性の磁性樹脂粒子を用いる
こともできる。良好な帯電を行うために、外形は真球で
粒径50μｍ、比抵抗10³Ω・cmに調整されていて、トナー
との摩擦帯電量はトナー濃度１％の条件で−５μC/gで
ある。

【００５０】なお、本実施例の帯電装置20を用いて感光
体ドラム10の除電をすることも可能である。除電はバイ
アス電圧の直流成分のみを零とすることによって行うこ
とができる。画像形成後、交流成分のみを印加して像形
成体を回動させることにより感光体ドラム10を除電す
る。感光体ドラム10の除電が終了した時点で交流成分も
印加を停止し、磁石体23の磁極のＮＳ方向を感光体ドラ
ム10の対向部の接線と平行となるよう回動させると、磁
気ブラシ21Ａが水平磁界により感光体ドラム10との対向
部の接線方向と平行となり、磁性粒子21を感光体ドラム
10周面に付着させないで、磁気ブラシ21Ａの先端を感光
体ドラム10より離すことができる。

【００５１】また、上記帯電装置がクリーニング装置と
して用いられる画像形成方法では現像に当って正規現像
より反転現像の方が好ましい。なぜなら帯電装置から帯
電時トナーを排出しやすく、排出されたトナーは、反転
現像時には同一極性となり、現像部で現像バイアスによ
り回収することになり画像のカブリが防止できることに
なるからである。

【００５２】なお、長期使用によって感光体ドラム10表
面にクリーニングされずに残留したトナーの磁性粒子21
層内への混入が多くなり磁気ブラシの抵抗が高くなって
帯電効率が損なわれることがある。これには画像形成前
あるいは後の感光体ドラム10の回転時に帯電ローラ22に
印加する直流バイアス電圧の極性を高く設定し、あるい
は交流電圧を高く設定して、トナーが感光体ドラム10に
付着し易い条件を設定してトナー混入を防止することが
できる。特に反転現像を行う画像形成装置のように感光
体ドラム10の帯電極性がトナーと同極性の場合は現像器
30内のトナー極性と同じとなるためにトナーによる汚染
が発生しずらく、現像時画像にかぶりとして現れず極め
て好適な組合わせとなる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、像形成体を搬送担体上
に形成した磁気ブラシを通じて直接電荷を注入して帯電
するので、バイアス電圧を低くすることができ、オゾン
の発生を防止できる。また、交流バイアスを印加するこ
とにより振動電界を形成したことと、前記主磁極を最近
接位置両側15°以内に設置したことにより、磁性粒子の
鎖状に連結した磁気ブラシからの電荷注入の効率を向上
させ、かつ画像形成装置の帯電装置の磁性粒子の搬送担
体を導電性部材上に高抵抗部材を設ける構成としたの
で、帯電領域の磁気ブラシを含む搬送担体と像形成体の
間の抵抗を高くして過電流の発生を防止し帯電領域の無
用の広がりを抑制し、バイアス電圧による像形成体の絶
縁破壊の確率を低下させ、極めて安定した高速でムラの
ない均一な帯電を行うことができる画像形成装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の構成の概要を示す断面
図である。

【図２】図１の帯電装置の一実施例を示す断面図であ
る。

【図３】図２の帯電領域を拡大した断面図である。

【図４】交流電圧成分の周波数と電圧を変化させたとき
の帯電特性図である。

【図５】従来の磁気ブラシ帯電装置による帯電不良部分
を示す斜視図である。

【符号の説明】

10 感光体ドラム（像形成体） 20 帯電装置 21 磁性粒子 22 帯電ローラ（搬送担体） 22ａ導電性部材 22ｂ高抵抗部材 23 磁石体 24 バイアス電源 26 規制板 28 保護抵抗

フロントページの続き (72)発明者福地真和東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内 (72)発明者森田静雄東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内 (72)発明者野守弘之東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性粒子を搬送担体上に供給して磁気ブ
ラシを形成させ、該搬送担体上の前記磁気ブラシを振動
電界下におき、像形成体を帯電する画像形成装置におい
て、前記搬送担体は導電性部材上に高抵抗部材を有する構成
とし、該高抵抗部材の単位面積当たりの抵抗をρ_S（Ω
／cm²）、帯電領域中心での磁性粒子の単位面積当たり
の抵抗をρ_m（Ω／cm²）とするとき、前記像形成体と前
記搬送担体との最近接位置において、ρ_S＝（0.1〜10）
ρ_mであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記搬送担体内部に固設した磁石体の前
記帯電領域に近接した磁極の設定位置と前記最近接位置
との間の角度をθとするとき、 −15°≦θ≦15° であることを特徴とする請求項１の画像形成装置。