JPH06230647A

JPH06230647A - 帯電装置

Info

Publication number: JPH06230647A
Application number: JP1408693A
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: 1993-01-29
Filing date: 1993-01-29
Publication date: 1994-08-19

Abstract

(57)【要約】【目的】磁性粒子の被帯電部材への付着や、被帯電部
材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帯電装置を提供する。【構成】帯電領域で水平磁界を形成するよう外周に磁
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スリーブ22と、その帯電スリー
ブ22の外周に付着した磁性粒子21の層からなる磁気ブラ
シにより、前記帯電スリーブ22と感光体ドラム10との間
に交流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であって、帯電領域の上流
部に、その先端部の一面が感光体ドラム10に、他面が磁
気ブラシに接触するように均し部材29を設けたことによ
り、安定して正確に前記磁気ブラシを感光体ドラム10の
移動に対して非接触で対向させたことを特徴とする。

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
の帯電装置に関する。

【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、感光体ドラム等の被帯電部材である像形成体
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、しかも被帯電部材に機械的損傷を与える
ことなく、該被帯電部材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
で被帯電部材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、被帯電部材を完全
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。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、この鎖を通して帯電が行われていた。このため磁
性粒子の被帯電部材への付着や、局所的に帯電が過多と
なり被帯電部材の絶縁破壊や帯電ムラが発生するという
問題点がある。

【０００７】本発明はこれらの点を解決して、磁性粒子
の被帯電部材への付着や被帯電部材の絶縁破壊の発生が
なく、極めて安定した均一な帯電を行うことのできる帯
電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、被帯電部材
に対し、磁気ブラシを形成し、交流バイアス下で帯電を
行う帯電装置において、前記磁気ブラシは被帯電部材と
微小間隙を有して対向することを特徴とする帯電装置に
よって達成される。

【０００９】また、前記磁気ブラシは、水平磁界下で被
帯電部材と対向すると共に、均し部材に接触していて、
該均し部材は、被帯電部材に接触していることを特徴と
する前記帯電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、帯電装置の磁気ブラシを被
帯電部材と微小間隙を有して対向するようにしたので、
従来のコロナ放電に比べ低いバイアス電圧で被帯電部材
を帯電することができる。

【００１１】

【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。

【００１２】図２は本発明の帯電装置を用いた画像形成
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)方向に回転する被帯電部材である（−）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12、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。

【００１３】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、露光部12におい
て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。

【００１４】現像器30内には帯電装置20に用いられるも
のと共通の磁性粒子とトナーとからなる二成分現像剤が
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には所定の交流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非接触又
は、接触の反転現像が行われトナー像が形成される。

【００１５】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画像記録に待
機する。

【００１６】次に本発明の実施例の帯電装置20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。

【００１７】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被帯電部材面に付着
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。

【００１８】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30μ
m以上であることが好ましい。

【００１９】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。

【００２０】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、被帯電部材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。

【００２１】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、被帯電部材面に磁
性粒子が付着し易くなったり、あるいはバイアス電圧に
よる被帯電部材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。

【００２２】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、特に40〜80emu/gを用いると好結果が得られること
が判明した。

【００２３】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。

【００２４】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被帯電部材へ
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重量％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
小さいと電気的に被帯電部材に移動しずらくなることが
認められた。

【００２５】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被帯電部材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。

【００２６】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スリーブの内部に複
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、導電性帯電スリーブ
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。搬送担体の表面は磁性粒子の
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、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、搬送
担体の直径は５〜20mmが好ましい。上記径とすることに
より帯電に必要な帯電領域を確保する。帯電領域が必要
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被帯電部材に付着し
易いために、搬送担体の線速度は下記の範囲内で遅くす
ることが好ましい。搬送担体の回転による磁性粒子の搬
送速度は、被帯電部材の移動速度と殆ど同じか、それよ
りも早くともよいが、遅い方が磁性粒子の飛散を少なく
することから好ましい。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。

【００２７】また、搬送担体上に形成する粒子層の厚さ
は、規制手段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被帯電部材
への接触に不完全な部分を生じ磁性粒子の被帯電部材上
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
10〜300mg/cm²であり、特に好ましくは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
の帯電領域における平均値である。

【００２８】そして、搬送担体と被帯電部材との間隙Ｄ
は100〜5,000μmが好ましい。搬送担体と被帯電部材の
表面間隙Ｄ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領域に供給す
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Ｄ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、搬送担体と被帯電
部材の間隙Ｄ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Ｄ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、磁気ブラシの穂も
均一に形成される。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。

【００２９】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。

【００３０】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、撹乱を受けながら被帯電部材と対向し
ていることになる。

【００３１】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。

【００３２】図１は本発明の帯電装置(図２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スリーブ、23は帯電スリーブ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２に示すように周縁に帯電スリーブ22の表面で
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。帯電スリーブ22は直径が５〜30mmであ
り磁石体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。

【００３３】前記磁石体23の感光体ドラム10に最も近接
した２つの異なる磁極の位置は、帯電スリーブ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の中心と帯電スリーブ22の中心を結ぶ中心線の両側に
あって、帯電スリーブ22の中心と磁極を結ぶ直線の前記
中心線となす角度θ1及びθ2は、実験の結果、それぞれ
５°ないし45°の範囲、好ましくは30°であることが良
好な結果を得ることが判明した。なお、異なる２つの磁
極の極性はどちらがＮ又はＳでもよく限定する必要はな
い。角度θ1，θ2は、さらに好ましくはθ1 ≧ θ2とす
ることが好ましい。こうすることにより下流部で強磁界
を形成した状態で帯電することができ、磁性粒子の付着
を防止する好ましい構成である。

【００３４】この結果、帯電領域における磁力線の方向
は感光体ドラム10の接線方向と平行になる。この磁界を
水平磁界ということにする。

【００３５】25は前記磁性粒子21の貯蔵部を形成する収
容容器であるケーシングで，このケーシング25は絶縁性
材料から成っており、その内部には前記帯電スリーブ22
と磁石体23が配置されている。また、26はケーシング25
の出口に設けられた帯電スリーブ22に付着して搬送され
る磁性粒子21の量の規制手段である規制板、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
体からなる撹拌部材、28は帯電スリーブ22から磁性粒子
21を掻き取る掻き取り部材で、磁性粒子21はこの掻き取
り部材28と撹拌部材27により絶えず撹拌混合されて常に
均一な状態に保持される。前記規制板26と帯電スリーブ
22との間隙は磁性粒子21の搬送量すなわち、帯電領域に
おける帯電スリーブ22上の磁性粒子21の存在量が10〜30
0mg/cm²、特に好ましくは30〜150mg／cm²となるよう調
整される。29は磁性粒子21の層を帯電スリーブ22に向か
って押圧し、その先端は感光体ドラム10の周面に接触す
るように帯電領域の上流側に設けられた均し部材で、感
光体ドラム10や帯電スリーブ22の表面を傷付けず、耐摩
耗性にも優れて、帯電スリーブ22に高圧のバイアス電圧
を印加してもバイアス電圧による感光体ドラム10の絶縁
破壊を生ぜしめないような、厚さ50〜300μm程度の絶縁
性の弾性材料、例えばクリーニング用のブレード51とし
て用いられているようなウレタンゴムやマイラー薄板か
ら成るものが好ましく用いられる。しかし、ゴムのよう
な弾性材料から成るものに限らず、より剛性を有する材
料から成るものであってもよい。均し部材29の先端部の
一面は感光体ドラム10表面に接触すると共に、先端部他
面は磁性粒子21から成る磁気ブラシに接触し、その先端
部と帯電スリーブ22と感光体ドラム10との最近接した位
置（以下これを最近接位置という）からの角度、即ち均
し部材29の先端部と帯電スリーブ22中心とを結ぶ直線と
感光体ドラム10の中心と帯電スリーブ22の中心を結ぶ中
心線とのなす角度βは前記θ1より小さく、θ1＞β＞０
とするのが好ましい。しかも均し部材29の先端部は再近
接位置より１〜３mmであるのが好ましい。この均し部材
29により帯電領域は４〜５mmに制限されることになる。
均し部材２９によって磁性粒子２１の層はさらに帯電領
域の直前で均され規制板26における目詰まりなどで生じ
易い筋ムラも解消され均一な薄層となり帯電領域に搬送
される。磁性粒子21の磁気ブラシは均し部材29により穂
立ちを押さえられ、水平磁界により感光体ドラム10の周
面に接線方向に形成され、一方、感光体ドラム10と帯電
スリーブ22との間隙Ｄは前記範囲内に保たれ、かつ磁気
ブラシの層が、その先端から感光体ドラム10周面より20
〜300μm離れて非接触に保たれるようにされる。

【００３６】間隙が広くなると低電圧の帯電が困難とな
り、近接しすぎると磁性粒子の付着や、過電流による帯
電の不均一性が顕著になることから、好ましい間隙は20
〜300μmである。

【００３７】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。

【００３８】24は前記帯電スリーブ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、帯電ス
リーブ22はこのバイアス電源24を介して接地されてい
る。

【００３９】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、帯電スリーブ22と感光体
ドラム10との間の間隙Ｄ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Ｄが0.1〜５m
mに保持されるとき、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）400
〜7,000Ｖ、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を介して帯電スリーブ22に
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。

【００４０】次に前述した帯電装置20の動作について説
明する。

【００４１】感光体ドラム10を矢示方向に回転させなが
ら帯電スリーブ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、好ましくは0.3〜0.7倍の周速度で回転
させると、帯電スリーブ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スリーブ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が形成され
る。そしてこの磁気ブラシは帯電スリーブ22の回転方向
に搬送されて帯電領域に達して水平磁界により感光体ド
ラム10の周面に平行となり感光体層10ａから磁気ブラシ
層は前記のように20〜300μm離れて対向している。帯電
スリーブ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と感
光体層10ａとの上記微小間隙間で気体放電が行われるこ
とにより帯電が行われる。この場合特に、交流バイアス
電圧を印加することにより振動電界を形成したことと、
帯電領域において水平磁界を形成するよう磁石体23の磁
極を配置し、帯電スリーブ22と感光体ドラム10との最近
接位置上流部に均し部材29を設けたので、磁性粒子21の
鎖状に連結した磁気ブラシは前記水平磁界により感光体
ドラム10の周面接線方向に平行で安定かつ正確に微小間
隙を設けて非接触とすることが可能になり、感光体ドラ
ム10への磁性粒子の付着を防止し、低いバイアス電圧に
よる極めて安定した高速でムラのない均一な帯電を行う
ことができるようになった。

【００４２】なお、以上の実施例において、帯電スリー
ブ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。

【００４３】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。

【００４４】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10⁸Ω・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重量％の条件で−５μC/
gである。

【００４５】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被帯
電部材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
印加を停止する。

【００４６】また、上記帯電装置20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20か
ら帯電時トナーを排出することがあっても排出されたト
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。

【００４７】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の回転時に帯電スリー
ブ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。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、磁気ブラシを被帯電部
材に非接触で対向するようにし、微小間隙の間での気体
放電による帯電方式としたので、従来のコロナ放電によ
る帯電方式に比べ非常に低いバイアス電圧で帯電するこ
とができ、被帯電部材への磁性粒子の付着がなく、被帯
電部材の絶縁破壊の発生を防止し、オゾン発生の少ない
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
ができる帯電装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の帯電装置の一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】本発明の帯電装置を用いた画像形成装置の構成
の概要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（被帯電部材） 20 帯電装置 21 磁性粒子 22 帯電スリーブ（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 29 均し部材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】被帯電部材に対し、磁気ブラシを形成
し、交流バイアス下で帯電を行う帯電装置において、前記磁気ブラシは被帯電部材と微小間隙を有して対向す
ることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】前記磁気ブラシは、水平磁界下で被帯電
部材と対向することを特徴とする請求項１の帯電装置。
【請求項３】前記磁気ブラシは均し部材に接触してい
ることを特徴とする請求項１の帯電装置。
【請求項４】前記均し部材は、被帯電部材に接触して
いることを特徴とする請求項１の帯電装置。