JPH06180523A

JPH06180523A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06180523A
Application number: JP33308092A
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: 1992-12-14
Filing date: 1992-12-14
Publication date: 1994-06-28

Abstract

(57)【要約】【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、
前記磁石体23の一つの磁極を規制板26に対向させ、規制
板26の先端と帯電ローラ22との間隙ＤBを帯電ローラ22
と感光体ドラム10との間隙ＤPより小さくなるよう設置
した規制板26を印加電極としてバイアス電源24より交流
バイアス電圧を印加して、帯電ローラ22上の磁気ブラシ
21Ａを通して帯電ムラのない極めて安定した均一な帯電
を行うことのできることを特徴とする画像形成装置。

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
があった。すなわち、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多数の鎖状の穂からな
る磁気ブラシになり、この磁気ブラシを通して帯電が行
われていた。この帯電のためのバイアス電圧は、前記搬
送担体に接触する端子を設けこの端子を通して行うか、
前記搬送担体の回転軸の軸受を通して行っていた。この
ため接触が不安定で帯電バイアス電圧の印加は時々中断
して電荷注入が行われず帯電が安定に行われないという
問題点がある。又感光体の一部に基体が露出していると
過電流が流れ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、交流成分を含む帯電バイア
ス電圧を印加電極から磁気ブラシを通して前記搬送担体
に印加す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、前記印加電極と前記搬送担体との間
隙は、前記搬送担体と前記像形成体との間隙より小さ
く、前記印加電極と前記搬送担体内部の磁石体の磁極と
が対向して、前記印加電極は磁気ブラシ規制手段である
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。

【００１０】

【作用】本発明においては、帯電装置の交流成分を含む
帯電バイアス電圧を磁気ブラシ規制手段を兼ねる印加電
極から磁気ブラシを通して前記搬送担体に印加するよう
にしたので、帯電バイアス電圧は中断することなく確実
に前記磁気ブラシを通して前記像形成体に電荷が注入さ
れるようになる。又、像形成体の一部の基体が露出して
いても電磁ブラシを通した電流経路が長いために、過電
流が流れたりすることが軽減される。

【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（平均重量）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150μ
ｍ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
均粒径が30μｍ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
（平均重量）が150μｍ以下、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。すなわち、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10⁴
Ω・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0.50
cm²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、トナーが磁気ブラシに混入すると、
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と殆ど同じ
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、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】なお、磁性粒子の搬送担体は、内部に固定
又は回転する磁石体を有する帯電ローラから構成される
ものに限らず、帯電ローラを有せず磁石体が回転するも
のでＮ,Ｓ交互に着磁された磁石体のみで構成されても
よい。

【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
0.1mm≦Ｄ≦10mmが好ましく、さらに好ましくは0.2mm≦
Ｄ≦５mmが好ましい。搬送担体と像形成体の表面間隙が
100μｍ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5,000μｍ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100〜5,000μｍ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】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。

【００２７】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、
磁性粒子の鎖は高いパッキング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。

【００２８】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。

【００２９】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を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。

【００３０】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。

【００３１】（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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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記録に待機す
る。

【００３６】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なる磁性粒子21の搬送担体である帯
電ローラで、その表面は磁性粒子21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、粗すぎると表
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。また、帯電ローラ22の直径は
５〜20mm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21が飛散あるいは感光体ドラム10に付着し易いた
めに、帯電ローラ22の線速度を遅くすることが好まし
い。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部の磁極23ａ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。

【００３７】前記磁石体23の感光体ドラム10に最も近接
した主磁極23ａ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、すなわち感光体ドラム10の中心
と帯電ローラ22の中心を結ぶ中心線近傍にあって、帯電
ローラ22の中心と主磁極23ａと結ぶ直線の前記中心線と
なす角度θは、実験の結果、±15°の範囲にあるのが好
ましいと判明した。また、後述する規制板26に対向する
位置にも一つの磁極を設けるようにする。

【００３８】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
は磁気ブラシ規制手段であり、かつ印加電極を兼ねる規
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と
共に磁性粒子21を通じて帯電ローラ22に帯電バイアス電
圧を印加する。規制板26の先端と帯電ローラ22との間隙
ＤBは磁性粒子21の搬送量すなわち帯電領域における帯
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／cm²となるよう調整されると共
に、帯電ローラ22と感光体ドラム10との間隙ＤPより小
さく、すなわち、ＤB＜ＤPとなるよう設定されている。
これにより帯電ローラ22と感光体ドラム10との間隙ＤP
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。

【００３９】又、この好ましい間隙比は、ＤＢ／ＤＰ＝
0.6〜0.9である。

【００４０】この値が大きいと、電圧が帯電ローラに充
分に印加されず、又帯電部で磁性粒子がつまり易い。一
方この値が小さいと帯電部へ搬送される磁性粒子が減少
し帯電ムラが起こることになる。

【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、バイアス
電圧は保護抵抗Ｒを経て前記規制板26より磁性粒子21を
介して帯電ローラ22に印加されている。

【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ＤP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ＤPが0.1〜５
mmの間に保持される場合、帯電すべき電圧とほぼ同じ−
500Ｖ〜−1,000Ｖの直流成分に、ピーク値間電圧（Ｖ
_P-P）200〜3,500Ｖ（周波数0.3〜10ＫHz）の交流成分を
重畳した交流バイアス電圧を保護抵抗Ｒ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。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から成る
撹拌器である。

【００４４】次に前述した帯電装置20の動作について説
明する。

【００４５】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0.2〜2.0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上の規制板26と感光体ドラム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21Ａ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
電圧が規制板26を介して印加されているので、導電性の
磁性粒子21を経て帯電ローラ22に確実に印加され、導電
性の磁気ブラシ21Ａ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。この場合特に、磁石体23の磁極
の一つを規制板26に対向させ、規制板26を介して交流バ
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23ａを帯電領域の中央部±15°の範囲に
特に好ましくは上流側（θ＞０）設置し磁性粒子21の鎖
状に連結した磁気ブラシ21Ａの穂を寝かせた結果、磁気
ブラシからの電荷注入を確実にしかつ効率を向上させ、
かつ帯電領域を広げ、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。

【００４６】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３に示した。

【００４７】図３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３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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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21Ａ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。

【００５２】帯電ローラとしては、スリーブ内に磁石体
を内包するものを用いたが、それに限らず、磁石体のみ
からなるものでもよい。

【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、前記搬送担体内部の磁石体
の一つの磁極を磁気ブラシの規制手段に対向させ、前記
規制手段先端と搬送担体との間隙を搬送担体と像形成体
との間隙より小さくなるよう設置した規制手段を印加電
極として交流バイアス電圧を印加したので、規制手段近
傍の磁性粒子は圧縮され幅広い規制手段によって確実に
バイアス電圧を導電性の磁性粒子を介して搬送担体に印
加することができ、搬送担体上の磁気ブラシを通して像
形成体は電荷を注入され帯電ムラの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
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】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。

【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） 23 磁石体 24 バイアス電源 25 ケーシング 26 規制板（規制手段）Ｒ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、交流成分を含む帯電バイアス電圧を印加電極から磁気ブ
ラシを通して前記搬送担体に印加することを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】前記印加電極と前記搬送担体との間隙
は、前記搬送担体と前記像形成体との間隙より小さいこ
とを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】前記印加電極と前記搬送担体内部の磁石
体の磁極とが対向していることを特徴とする請求項１の
画像形成装置。
【請求項４】前記印加電極は磁気ブラシ規制手段であ
ることを特徴とする請求項１ないし請求項３の画像形成
装置。
【請求項５】前記間隙の比は、0.6〜0.9であることを
特徴とする請求項４の画像形成装置。