JPH07306568A - 帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成が簡単でしかも安定した帯電を与えるこ
とのできる帯電装置を提供するものである。 【構成】 感光体１と、この感光体１の外周に対し間隙
をもって設置され、かつ位置が固定された磁石３を内包
し、感光体１と逆方向に回転移動する帯電電極ローラ２
を備え、前記帯電電極ローラ内部に固定磁石３を設ける
とともに、前記固定磁石３が感光体１と帯電電極２の最
近接部に対し帯電電極ローラ２の下流側に磁束密度のピ
ークを有し、かつ上流側に磁束密度のピークをもたない
ようにし、感光体と帯電電極ローラ２の間に粒子溜まり
４を形成する磁性粒子５を磁力と帯電電極ローラ２の搬
送力で運動させながら、帯電電極ローラ２に電圧を印加
することにより感光体１を帯電する帯電装置の構成とす
る。 【効果】 磁性粒子を用いて帯電するため、オゾン発生
量が少ない。帯電電極ローラの搬送力と磁力により、簡
単な構成で感光体への磁性粒子の付着を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタやファクシミ
リ等に応用できる帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から電子写真方法においては、感光
体を帯電させる方法が種々考案されている。たとえば代
表的なものとしては、コロナ帯電器がある。コロナ帯電
器は安定した帯電機能を有し広く実用化されているが、
多量のオゾンを発生するので、事務所内の環境保持の観
点から、近年はコロナ放電を用いない帯電器が開発され
つつある（電子写真学会誌，２７．４，５７３（１９８
８））。それらには弾性ローラを用いるもの（特開平１
−２６７６６７号公報）、導電性粒子を用いた接触帯電
法（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．６２，２６６５（１９８
７））などがある。

【０００３】そのなかで導電性粒子を用いた接触帯電法
を、図１２を用いて少し詳しく説明する。図１２におい
て、１０１は導電性基体１０２の上に形成された感光体
である。１０３は前記感光体１０１の面に対向するよう
に設けられ、矢印の方向、つまり感光体１０１の移動方
向と同方向に回転移動する帯電電極ローラである。この
担持帯電電極ローラ１０３内には固定磁石１０４が固定
されその外周には導電性の磁性粒子１０５を担持させて
いる。そして帯電電極ローラ１０３には、高圧電源１０
６より高圧を印加するようにしている。

【０００４】以上のように構成された帯電装置につい
て、その動作について説明する。帯電電極ローラ１０３
を回転させると磁性粒子１０５は矢印の方向に移動す
る。高圧電源１０６で帯電電極ローラ１０３に電圧を印
加すると、磁性粒子１０５と感光体１０１の微少な空間
で放電を起こし、感光体１０１は帯電される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、磁性粒子１０５が感光体１０１側に付着
し持ち去られてしまう、いわゆるキャリア付着現象が発
生し、後の露光や現像工程に悪影響を与えていた。ま
た、帯電電極ローラ１０３はローラ全周に磁性粒子１０
５を担持するため、磁性粒子１０５は重力および遠心力
などの影響で帯電電極ローラ１０３からこぼれ落ち、装
置内を汚すとともに帯電電位にも悪影響を与えていた。
この現象は特に帯電電極ローラ１０３を速く回転させた
ときや、装置が大きく振動したときに顕著に発生した。

【０００６】本発明は上記問題点に鑑み、構成が簡単で
しかも安定した帯電を与えることのできる帯電装置を提
供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は、少なくとも移動する電子写真用の感光体
の表面と所定の間隙を有した位置に設置され、進行方向
が前記感光体の進行方向と逆方向に回転する帯電電極ロ
ーラと、前記感光体と前記帯電電極ローラの隙間で粒子
溜まりを形成しながら移動する導電性の磁性粒子と、前
記帯電電極ローラ内部に固定された固定磁石と、前記帯
電電極ローラに電圧を印加する手段と、を有する帯電装
置であって、前記固定磁石が前記感光体と前記帯電電極
ローラの最近接部に対し前記最近接部を含む前記帯電電
極ローラ回転方向の下流側に磁束密度のピークを有し、
かつ上流側に磁束密度のピークを持たない帯電装置の構
成とする。

【０００８】さらに本発明は、少なくとも移動する電子
写真用の感光体の表面と所定の間隙を有した位置に設置
され、進行方向が前記感光体の進行方向と逆方向に回転
する帯電電極ローラと、前記感光体と前記帯電電極ロー
ラの隙間で粒子溜まりを形成しながら移動する導電性の
磁性粒子と、前記帯電電極ローラ内部に固定された固定
磁石と、前記帯電電極ローラに電圧を印加する手段を備
え、前記帯電電極ローラの回転にともなって移動する前
記磁性粒子を前記帯電電極ローラ上から除去するスクレ
ーパを設けたを帯電装置の構成とする。

【０００９】また本発明は前記固定磁石の前記帯電電極
ローラ表面における磁束密度のピークが１つであるこ
と、あるいは前記固定磁石が前記帯電電極ローラ表面に
おいて少なくとも隣合う２つの互いに異なる極性の磁束
密度のピークを持つ構成とする。また本発明は前記帯電
電極ローラの周速が前記感光体の周速より速くする構成
とする。また本発明は前記電圧印加手段による電圧の印
加を前記感光体の移動中のみ行うこと、あるいは前記電
圧印加手段による電圧の印加が所定の電圧値に制御され
た直流定電圧であること、あるいは前記電圧印加手段に
よる電圧の印加が所定の電流値に制御された直流定電流
であること、あるいは前記電圧印加手段による電圧の印
加が交流成分を有するようにする。

【００１０】本発明は、さらに前記スクレーパが前記感
光体と前記帯電電極ローラの最近接部から前記帯電電極
ローラ回転方向に対する下流側に９０゜以内の位置で前
記帯電電極ローラと接触する構成とする。

【００１１】

【作用】図１２で示した従来例の構成では、帯電電極ロ
ーラ１０３内の固定磁石１０４は、帯電電極ローラ１０
３の表面において感光体１０１と帯電電極ローラ１０３
の最近接部より感光体移動方向下流側に磁束密度のピー
クを有する。この下流側の磁束密度のピークによる磁力
は、感光体１０１と帯電電極ローラ１０３の最近接部付
近の磁性粒子１０５を感光体移動方向下流側に引く力と
して磁性粒子１０５に作用するため、磁性粒子１０５は
感光体１０１の移動とともに感光体に持ち去られる。こ
のような磁力は図１２で示したような固定磁石１０４の
場合だけでなく、固定磁石を回転移動させた場合でも磁
力の方向と大きさは変化するが同様に発生する。

【００１２】本発明の構成では、固定磁石は帯電電極ロ
ーラ表面において感光体と帯電電極ローラの最近接部よ
り感光体移動方向下流側に磁束密度のピークを持たない
ため、磁性粒子がこの磁力の影響で感光体に持ち運ばれ
ることを防ぐことができる。

【００１３】また、固定磁石の磁極が１極の場合には、
磁束密度のピークを感光体と帯電電極ローラの最近接部
より感光体移動方向下流側にずらすと、前記の従来例と
同様に磁性粒子が感光体に持ち去られるとともに帯電電
位のバラツキが大きくなることがわかった。特にずらす
角度を５゜以上にするとこの傾向は顕著になる。逆に磁
束密度のピークを最近接部より感光体移動方向上流側に
ずらすと、従来例のように磁性粒子が感光体に持ち去ら
れることはない。しかし、この角度を大きくしすぎると
帯電電極ローラ上の磁性粒子の穂立ちの位置が最近接部
より上流側にずれすぎるため、最近接部に磁束密度のピ
ークがあるときより感光体と磁性粒子の接触効率が悪く
なる。その結果、帯電電極ローラの印加電圧に対する帯
電電位が低くなってしまう。特にずらす角度を５゜以上
にするとこの傾向は顕著になる。

【００１４】本発明の構成では、感光体と帯電電極ロー
ラの最近接部に磁束密度のピークを持たせることによ
り、前記最近接部での磁性粒子の穂立ちが安定するた
め、磁性粒子と感光体の接触が安定する。その結果、帯
電電位のバラツキを小さくできる。さらに、前記最近接
部の磁束密度のピークによる磁力は、従来例とは逆に磁
性粒子に対して最近接部方向に戻す力となって作用する
ため、感光体の移動にともなって感光体に持ち去られよ
うとしている磁性粒子を最近接部方向に引き戻すことが
できる。

【００１５】さらに、帯電電極ローラを感光体の移動方
向とは逆の方向に移動させると、感光体の移動にともな
って感光体に持ち去られようとしている磁性粒子を最近
接部方向に機械的に搬送する力も加わるため、前記の感
光体が磁性粒子を持ち去ることを防ぐ力はより一層強く
なる。

【００１６】図４に帯電電極ローラを感光体の移動方向
と逆の方向に移動させた場合の帯電電極ローラと感光体
の周速比（帯電電極ローラ：感光体）と帯電電位のバラ
ツキの関係を示す。図４から帯電電位のバラツキは、帯
電電極ローラと感光体の周速比を１：１よりも大きくす
ることにより極めて小さくできることがわかる。このよ
うに帯電電極ローラを感光体の移動方向と逆の方向に回
転移動させ、かつその周速比を大きくすることにより、
感光体と帯電電極ローラの最近接部付近の磁性粒子の運
動が活発になり感光体の帯電電位のバラツキを低減でき
る。

【００１７】さらに本発明の構成のように、固定磁石の
帯電電極ローラ表面における磁束密度のピークを２つの
互いに異なる極性のピークにすると、感光体と帯電電極
ローラの最近接部付近の磁性粒子に感光体の移動とは反
対の向きに磁力を作用させることができる。こうする
と、最近接部付近の磁性粒子の循環が活発になり帯電電
位はより一層均一にかつ安定化する。

【００１８】さらに本発明では、帯電電極ローラ上の磁
性粒子を一旦除去するスクレーパを設けることにより、
より安定した帯電が得られる。こうすると、帯電電極ロ
ーラ上での帯電に関与しない表面には、帯電電極ローラ
は磁性粒子を担持しないので、装置に振動が加わったと
きなどに磁性粒子の帯電電極ローラへの付着状態が変わ
ったり、こぼれ落ちたりすることを防止できる。さら
に、磁性粒子の必要量を少なくでき装置を小型化できる
効果もある。また、感光体と帯電電極ローラの最近接部
から帯電電極ローラの回転移動方向下流側の９０゜以内
の位置でスクレーパを帯電電極ローラに接触させると、
図５の矢印Ａで示すように、磁性粒子Ｂの循環を小さく
できる。その結果、スクレーパで帯電電極ローラから除
去された磁性粒子を容易に最近接部方向に戻すことがで
きる。こうすると、磁性粒子の循環はスムーズに行われ
るので、磁性粒子の量が少ない場合でも感光体の帯電電
位を安定させることができる。

【００１９】図６および図７に本発明で帯電電極ローラ
に直流電圧を印加した場合と交流電圧を印加した場合の
帯電電位の比較を示す。図６は印加する交流電圧の周波
数を変えた場合の帯電電位の変化を、図７は印加する交
流電圧の振幅を変えた場合の帯電電位の変化を示す。こ
のように、帯電電極ローラへの印加電圧を交流電圧にす
ることにより直流電圧を印加した場合より帯電開始電圧
を低くできる。

【００２０】また、感光体と帯電電極ローラが停止して
いるときに帯電電極ローラに電圧を印加すると、感光体
に傷がある場合その傷の部分で連続的にリークが発生
し、傷周辺の感光層を著しく損傷することがある。本発
明では、電圧印加を感光体移動時に行う構成である。こ
れにより、電圧印加時には常に磁性粒子が活発に動いて
いるので、前記のように感光体に傷がある場合でも連続
的なリークによる過大な感光層の損傷は発生しない。

【００２１】

【実施例】本発明に使用する感光体には、酸化亜鉛、セ
レン、硫化カドミウム、アモルファスシリコン、さらに
フタロシアニンやアゾ顔料による有機感光体等を用いる
ことができる。

【００２２】本発明に用いる磁性粒子は、鉄粉、マグネ
タイトやフェライトなどの粉、ニッケル粒子などを用い
ることができる。それらをそのまま用いてもよいし、さ
らには表面を酸化鉄で覆ったもの、高抵抗のたとえばテ
フロンやシリコン樹脂の薄膜で覆ったものでもよい。ま
た導電性粒子の中に少量の絶縁性粒子を混合したもので
もよい。粒子の抵抗値は印加する電圧にもよるが、１０
³〜１０⁸Ωｃｍ程度の抵抗値が好ましい。またその粒径
は１０μｍから２００μｍが適当で、さらに好ましくは
２０μｍから１００μｍである。

【００２３】本発明に使用する帯電電極ローラと感光体
の距離は磁性粒子の粒径や抵抗値にもよるが、２００μ
ｍ〜１．５ｍｍ程度が好ましい。また、帯電電極ローラ
表面は磁性粒子の搬送を促進するためにサンドブラスト
等で粗面化してもよい。

【００２４】帯電電極ローラに印加する電圧としては直
流電圧でも直流電圧を重畳した交流電圧でも良い。直流
電圧を印加する場合、磁性粒子の抵抗値や感光体と帯電
電極ローラとの距離にもよるが、−５００Ｖ以下（絶対
値で５００Ｖより大きい電圧）を印加することが好まし
い。また、交流電圧を印加する場合は１００Ｈｚ〜２ｋ
Ｈｚ、振幅はピーク・ツー・ピークで１ｋＶ以上を印加
することが好ましい。

【００２５】以下本発明の帯電装置について、図面を参
照しながら説明する。 （実施例１）図１は本発明の帯電装置の一実施例を示す
ものである。図１において、１はフタロシアニンをポリ
エステル系バインダ樹脂に分散した有機のドラム状の感
光体（外径３０ｍｍ）、２は前記感光体１の外周面に対
し間隙をもたせて設置されたステンレス製の帯電帯電電
極ローラ（外径１６ｍｍ、内径１５ｍｍ）である。前記
帯電電極ローラ２には同軸に固定された固定磁石３（外
周半径７ｍｍ）を設けてあり、帯電電極ローラ２の発光
体１に対向する部分には、表面をシリコンコートした粒
径３０μｍの磁性粒子５が形成する粒子溜まり４が形成
されている。６は帯電電極ローラ２に電圧を印加する交
流高圧電源である。前記帯電電極ローラ２の外周部には
磁性粒子５を内包するホッパ７と、磁性粒子５がホッパ
７からのこぼれを防ぐ薄いポリエステルフィルム製のシ
ール材８を設けてあり、シール材８は、その一方の先端
が感光体１表面に接触するようにホッパ７の先端部分に
取り付けられている。なお帯電電極ローラ２と感光体１
との距離は３５０μｍに設定し、感光体１は、周速６０
ｍｍ／ｓで図１の矢印方向に回転させるようにした。ま
た、帯電電極ローラ２は周速１２０ｍｍ／ｓで、感光体
１の進行方向とは逆方向（図１の矢印方向）に回転させ
るようにした。

【００２６】図８に固定磁石３による帯電電極ローラ２
表面の垂直方向の磁束密度の分布を示す。図８では磁束
密度がピーク値を示す部分を０゜として、帯電電極ロー
ラ２の回転移動方向の上流側を−側、下流側を＋側とし
て示している。磁石３による帯電電極ローラ２表面での
ピーク磁束密度は６００Ｇs（Ｎ極）であった。本実施
例では前記した固定磁石３の帯電電極ローラ２表面での
磁束密度のピーク位置が感光体１と帯電電極ローラ２の
最近接位置になるように固定磁石３を固定した。

【００２７】また、図１において９は感光体１に投射さ
れる信号光、１０は感光体１外周でかつ、帯電電極ロー
ラ２より下流側に設けた現像剤溜め、１１はその現像剤
溜め１０に充填された絶縁性磁性１成分現像剤、１２は
感光体１と３００μｍのギャップを開けて設定し、カラ
ー部が絶縁性磁性１成分現像剤１１に接する現像電極ロ
ーラ、１３は現像電極ローラ１２の内部に設置された磁
石である。１４は感光体１内部に固定された磁石、１５
は現像電極ローラ１２に電圧を印加する交流高圧電源、
１６は現像電極ローラ上の現像剤をかきおとすポリエス
テルフィルム製のスクレーパ、１７は感光体上のトナー
像を紙に転写する転写ローラである。なお現像電極ロー
ラ１２は周速６０ｍｍ／ｓで感光体１の進行方向とは逆
方向（図１の矢印方向）に回転させるようにした。また
磁性１成分現像剤１１には粒径５μｍの微粒子絶縁性磁
性１成分トナーを用いた。磁性１成分トナーの構成は、
ポリエステル樹脂７０％、フェライト２５％、カーボン
ブラック３％、オキシカルボン酸金属錯体２％からな
り、さらにコロイダルシリカを１％外添して用いた（い
ずれも重量％）。

【００２８】上記構成において、画像出力開始とともに
感光体１が回転を開始してから高圧電源６により帯電電
極ローラ２に、周波数１ｋＨｚ、電圧１ｋＶ（ピーク・
ツー・ピーク）、重畳直流電圧−６００Ｖの電圧を印加
したところ、感光体１は−５００Ｖに帯電した。このと
き、感光体１の表面電位のバラツキは±２０Ｖ程度であ
り、安定した均一な帯電が得られた。この感光体１に信
号光９を照射し静電潜像を形成した。このとき感光体１
の露光電位は−９０Ｖであった。この感光体１表面上
に、現像剤１１を現像剤溜め１０内で磁力により付着さ
せた。次に高圧電源１５により周波数１．８ｋＨｚ、電
圧１．５ｋＶ（ピーク・ツー・ピーク）、重畳直流電圧
−３００Ｖの電圧を印加し感光体１と逆方向に回転して
いる現像電極ローラ１２の前に感光体１を通過させた。
すると感光体１の帯電部分に付着したトナーは現像電極
ローラ１２に回収され、感光体１上には画像部にのみネ
ガポジ反転したトナー像が残った。こうして感光体１上
に得られたトナー像を、紙（図示せず）に、転写ローラ
１７によって転写した後、定着器（図示せず）により熱
定着した。このとき、帯電電極ローラ２近傍からのオゾ
ン発生はほとんど観察されなかった。また、帯電電極ロ
ーラ２から磁性粒子が感光体１に付着する現象も発生し
なかった。 （実施例２）図２の構成は図１の構成と、帯電電極ロー
ラ２０表面に接触して帯電電極ローラ２０上の磁性粒子
２３を取り除くスクレーパ１８を付加した点が異なる。
以下、図２に示した帯電装置について説明する。

【００２９】図２において、１９はフタロシアニンをポ
リエステル系バインダ樹脂に分散した有機のドラム状の
感光体（外径３０ｍｍ）、２０はステンレス製の帯電電
極ローラ（外径１６ｍｍ、内径１５ｍｍ）、２１は帯電
電極ローラ２０と同軸で固定された固定磁石（外周半径
７ｍｍ）、２２は表面をシリコンコートした粒径３０μ
ｍの磁性粒子２３が形成する粒子溜まり、２４は帯電電
極ローラ２０に電圧を印加する交流高圧電源である。２
５は磁性粒子２３を内包するホッパ、２６は磁性粒子２
３がホッパ２５からのこぼれを防ぐ薄いポリエステルフ
ィルム製のシール材で、一方の先端が感光体１９表面に
接触するようにホッパ２５の先端部分に取り付けられて
いる。帯電電極ローラ２０と感光体１９との距離は３５
０μｍに設定した。感光体１９は、周速６０ｍｍ／ｓで
図２の矢印方向に回転させるようにした。帯電電極ロー
ラ２０は周速１２０ｍｍ／ｓで感光体の進行方向とは逆
方向（図２の矢印方向）に回転させるようにした。

【００３０】図９に固定磁石２１による帯電電極ローラ
２０表面の垂直方向の磁束密度の分布を示す。図９では
磁束密度がピーク値を示す部分を０゜として、帯電電極
ローラ２０の回転移動方向の上流側を−側、下流側を＋
側として示している。磁石２１による帯電電極ローラ２
０表面でのピーク磁束密度は６００Ｇs（Ｎ極）であっ
た。本実施例では前記した固定磁石２１の帯電電極ロー
ラ２０表面での磁束密度のピーク位置が感光体１９と帯
電電極ローラ２０の最近接位置になるように固定磁石２
１を固定した。

【００３１】１８は本実施例の特徴とする部材で、すな
わち帯電電極ローラ２０上の磁性粒子２３を帯電電極ロ
ーラ２０上から取り除くために設けられたポリエステル
フィルム製のスクレーパ（厚さ１５０μｍ、先端部自由
長３ｍｍ）であり、図２に示すように帯電電極ローラ２
０表面で感光体１９と帯電電極ローラ２０の最近接位置
から帯電電極ローラ２０の移動方向下流側に４５゜回転
した位置に接線方向に対して３０゜の角度になるように
取り付けられている。

【００３２】２７は信号光、２８は現像剤溜め、２９は
絶縁性磁性１成分現像剤、３０は感光体１９と３００μ
ｍのギャップを開けて設定した現像電極ローラ、３１は
現像電極ローラ３０の内部に設置された磁石、３２は感
光体１９内部に固定された磁石、３３は現像電極ローラ
３０に電圧を印加する交流高圧電源、３４は現像電極ロ
ーラ上の現像剤をかきおとすポリエステルフィルム製の
スクレーパ、３５は感光体上のトナー像を紙に転写する
転写ローラである。現像電極ローラ３０は周速６０ｍｍ
／ｓで感光体の進行方向とは逆方向（図２の矢印方向）
に回転させるようにした。

【００３３】磁性１成分現像剤２９には粒径５μｍの微
粒子絶縁性磁性１成分トナーを用いた。磁性１成分トナ
ーの構成は、ポリエステル樹脂７０％、フェライト２５
％、カーボンブラック３％、オキシカルボン酸金属錯体
２％からなり、さらにコロイダルシリカを１％外添して
用いた（いずれも重量％）。

【００３４】上記構成において画像出力開始とともに感
光体１９が回転を開始してから高圧電源２４により帯電
電極ローラ２０に、周波数１ｋＨｚ、電圧１ｋＶ（ピー
ク・ツー・ピーク）、重畳直流電圧−６００Ｖの電圧を
印加したところ、感光体１９は−５００Ｖに帯電した。
このとき感光体１９の表面電位のバラツキは、スクレー
パがないときと比べて約半分の±１０Ｖ程度であった。
この感光体１９に信号光２７を照射し静電潜像を形成し
た。このとき感光体の露光電位は−９０Ｖであった。こ
の感光体１９表面上に、現像剤２９を現像剤溜め２８内
で磁力により付着させた。次に感光体１９を高圧電源３
３により周波数１．８ｋＨｚ、電圧１．５ｋＶ（ピーク
・ツー・ピーク）、重畳直流電圧−３００Ｖの電圧を印
加され感光体１９と逆方向に回転している現像電極ロー
ラ３０の前を通過させた。すると感光体１９の帯電部分
に付着したトナーは現像電極ローラ３０に回収され、感
光体１９上には画像部にのみネガポジ反転したトナー像
が残った。こうして感光体１９上に得られたトナー像
を、紙（図示せず）に、転写ローラ３５によって転写し
た後、定着器（図示せず）により熱定着した。このと
き、帯電電極ローラ２０近傍からのオゾン発生はほとん
ど観察されなかった。

【００３５】このようにスクレーパ１８を取り付ける
と、スクレーパがないときと比べて帯電電位が安定す
る。さらに、低温低湿下の悪条件で画像を出力したとき
でも磁性粒子が感光体１９に付着することがなく、特に
効果的であった。また、装置が振動したときでも、帯電
電極ローラ２０から磁性粒子２３がこぼれて装置内を汚
染することはなくなった。

【００３６】なお、本発明ではスクレーパ１８の材料と
してポリエステルフィルムを用いたが、たとえば肉厚が
薄いリン青銅板やステンレス板のような金属でも本発明
の本質と作用効果は変わることはない。 （実施例３）図３の構成は図２の構成と、帯電電極ロー
ラ３６内部に設けた固定磁石３７を帯電電極ローラ３６
表面で隣接する互いに異なる２つの磁束密度のピークを
発生する固定磁石３６に変更した点が異なる。以下、図
３に示した帯電装置について説明する。

【００３７】図３において、３７はフタロシアニンをポ
リエステル系バインダ樹脂に分散した有機のドラム状の
感光体（外径３０ｍｍ）、３８はステンレス製の帯電電
極ローラ（外径１６ｍｍ、内径１５ｍｍ）、３６は帯電
電極ローラ３８と同軸で固定され互いに異なる２つの磁
束密度のピークを持つ固定磁石（外周半径７ｍｍ）、３
９は表面をシリコンコートした粒径３０μｍの磁性粒子
４０が形成する粒子溜まり、４１は帯電電極ローラ３８
に電圧を印加する交流高圧電源である。４２は磁性粒子
４０を内包するホッパ、４３は磁性粒子４０がホッパ４
２からのこぼれを防ぐ薄いポリエステルフィルム製のシ
ール材で、一方の先端が感光体３７表面に接触するよう
にホッパ４２の先端部分に取り付けられている。帯電電
極ローラ３８と感光体３７との距離は３５０μｍに設定
した。感光体３７は、周速６０ｍｍ／ｓで図３の矢印方
向に回転するようにした。帯電電極ローラ３８は周速１
２０ｍｍ／ｓで感光体の進行方向とは逆方向（図３の矢
印方向）に回転させるようにした。

【００３８】図１０に磁石３６による帯電電極ローラ３
８表面の垂直方向の磁束密度の分布を示す。図１０では
感光体３７と帯電電極ローラ３８の最近接部分を０゜と
して、帯電電極ローラ３８の回転移動方向の上流側（感
光体３７の移動方向の下流側）を−側、帯電電極ローラ
３８の回転移動方向の下流側（感光体３７の移動方向の
上流側）を＋側として示している。固定磁石３６による
帯電電極ローラ３８表面でのピーク磁束密度は０゜の部
分に６００Ｇs（Ｎ極）、＋４０゜の部分に４００Ｇs
（Ｓ極）であった。

【００３９】図３において４４は帯電電極ローラ３８上
の磁性粒子４０を帯電電極ローラ３８上から取り除くた
めに設けられたポリエステルフィルム製のスクレーパ
（厚さ１５０μｍ、先端部自由長３ｍｍ）で、帯電電極
ローラ３８表面で感光体３７と帯電電極ローラ３８の最
近接位置から帯電電極ローラ３８の移動方向下流側に４
５゜回転した位置に接線方向に対して３０゜の角度にな
るように取り付けられている。

【００４０】４５は信号光、４６は現像剤溜め、４７は
絶縁性磁性１成分現像剤、４８は感光体３７と３００μ
ｍのギャップを開けて設定した現像電極ローラ、４９は
現像電極ローラ４８の内部に設置された磁石、５０は感
光体３７内部に固定された磁石、５１は現像電極ローラ
４８に電圧を印加する交流高圧電源、５２は現像電極ロ
ーラ上の現像剤をかきおとすポリエステルフィルム製の
スクレーパ、５３は感光体上のトナー像を紙に転写する
転写ローラである。現像電極ローラ４８は周速６０ｍｍ
／ｓで感光体の進行方向とは逆方向（図３の矢印方向）
に回転させるようにした。

【００４１】磁性１成分現像剤４７には粒径５μｍの微
粒子絶縁性磁性１成分トナーを用いた。磁性１成分トナ
ーの構成は、ポリエステル樹脂７０％、フェライト２５
％、カーボンブラック３％、オキシカルボン酸金属錯体
２％からなり、さらにコロイダルシリカを１％外添して
用いた（いずれも重量％）。

【００４２】上記構成において画像出力開始とともに感
光体３７が回転を開始してから高圧電源４１により帯電
電極ローラ３８に、周波数１ｋＨｚ、電圧１ｋＶ（ピー
ク・ツー・ピーク）、重畳直流電圧−６００Ｖの電圧を
印加したところ、感光体３７は−５００Ｖに帯電した。
この感光体３７に信号光４５を照射し静電潜像を形成し
た。このとき感光体の露光電位は−９０Ｖであった。こ
の感光体３７表面上に、現像剤４７を現像剤溜め４６内
で磁力により付着させた。次に感光体３７を高圧電源５
１により周波数１．８ｋＨｚ、電圧１．５ｋＶ（ピーク
・ツー・ピーク）、重畳直流電圧−３００Ｖの電圧を印
加され感光体３７と逆方向に回転している現像電極ロー
ラ４８の前を通過させた。すると感光体３７の帯電部分
に付着したトナーは現像電極ローラ４８に回収され、感
光体３７上には画像部にのみネガポジ反転したトナー像
が残った。こうして感光体３７上に得られたトナー像
を、紙（図示せず）に、転写ローラ５３によって転写し
た後、定着器（図示せず）により熱定着した。このと
き、帯電電極ローラ３８近傍からのオゾン発生はほとん
ど観察されなかった。

【００４３】このように、２つの磁束密度のピークを有
するようにすると、表面電位のバラツキがピークが１つ
のときと比べて半分の±５Ｖ程度に抑えられ効果的であ
る。さらに、磁性粒子を細かくしたときでも容易に搬送
することができ、特に効果的であった。

【００４４】なお、本発明では帯電電極ローラ内の固定
磁石に互いに異なる２つの極性の磁束密度のピークを有
する磁石を用いたが、この磁石の代わりに、たとえば図
１１に示す３つの磁束密度のピークを持つ磁石Ｃのよう
に、帯電電極ローラ表面上で感光体と帯電電極ローラと
の最近接部とスクレーパまでの間に３つ以上の磁束密度
のピークを持つ磁石を用いても本発明の本質と作用効果
は変わることはない。

【００４５】

【発明の効果】以上の実施例の説明より明らかなよう
に、本発明は帯電電極ローラ内部に固定した固定磁石を
改良し、スクレーパを設けることにより、磁性粒子に作
用する力を改善したため （１）感光体の機械的搬送力と静電引力に負けて磁性粒
子が持ち去られることがない。

【００４６】（２）感光体と磁性粒子の接触が安定する
ため均質で安定な帯電を行える。 （３）装置が振動しても帯電電極ローラから磁性粒子が
こぼれ落ちないようになる。

【００４７】その結果、小型でしかもオゾンの発生量が
少なく高画質の得られる帯電装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の帯電装置の構成図

【図２】本発明の第２の実施例の帯電装置の構成図

【図３】本発明の第３の実施例の帯電装置の構成図

【図４】本発明の実施例における帯電電極ローラを感光
体の移動方向と逆の方向に移動させた場合の帯電電極ロ
ーラと感光体の周速比と帯電電位のバラツキの関係を示
す図

【図５】本発明の実施例におけるスクレーパの位置と磁
性粒子の循環を示す図

【図６】本発明の実施例における帯電電極ローラに印加
する交流電圧の周波数と帯電電位の関係を示す図

【図７】本発明の実施例における帯電電極ローラに印加
する交流電圧の振幅と帯電電位の関係を示す図

【図８】本発明の第１の実施例において帯電に用いた固
定磁石の帯電電極ローラ表面での磁束密度分布を示す図

【図９】本発明の第２の実施例において帯電に用いた固
定磁石の帯電電極ローラ表面での磁束密度分布を示す図

【図１０】本発明の第３の実施例において帯電に用いた
固定磁石の帯電電極ローラ表面での磁束密度分布を示す
図

【図１１】本発明の第３の実施例における帯電装置の構
成図

【図１２】従来の帯電装置の構成図

【符号の説明】

１ 感光体 ２ 帯電電極ローラ ３ 固定磁石 ４ 粒子溜まり ５ 磁性粒子 ６ 高圧電源

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも移動する電子写真用の感光体
   の表面と所定の間隙を有した位置に設置され、進行方向
   が前記感光体の進行方向と逆方向に回転する帯電電極ロ
   ーラと、 前記感光体と前記帯電電極ローラの隙間で粒子溜まりを
   形成しながら移動する導電性の磁性粒子と、 前記帯電電極ローラ内部に固定された固定磁石と、 前記帯電電極ローラに電圧を印加する手段と、 を有する帯電装置であって、 前記固定磁石が前記感光体と前記帯電電極ローラの最近
   接部に対し前記最近接部を含む前記帯電電極ローラ回転
   方向の下流側に磁束密度のピークを有し、かつ上流側に
   磁束密度のピークを持たないことを特徴とする帯電装
   置。
2. 【請求項２】 固定磁石の帯電電極ローラ表面における
   磁束密度のピークが１つであることを特徴とする請求項
   １記載の帯電装置。
3. 【請求項３】 固定磁石が帯電電極ローラ表面において
   少なくとも隣合う２つの互いに異なる極性の磁束密度の
   ピークを持つことを特徴とする請求項１記載の帯電装
   置。
4. 【請求項４】 帯電電極ローラの周速が感光体の周速よ
   り速いことを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
5. 【請求項５】 電圧印加手段による電圧の印加を感光体
   の移動中のみ行うことを特徴とする請求項１記載の帯電
   装置。
6. 【請求項６】 電圧印加手段による電圧の印加が所定の
   電圧値に制御された直流定電圧であることを特徴とする
   請求項１記載の帯電装置。
7. 【請求項７】 電圧印加手段による電圧の印加が所定の
   電流値に制御された直流定電流であることを特徴とする
   請求項１記載の帯電装置。
8. 【請求項８】 電圧印加手段による電圧の印加が交流成
   分を有することを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
9. 【請求項９】 少なくとも移動する電子写真用の感光体
   の表面と所定の間隙を有した位置に設置され、進行方向
   が前記感光体の進行方向と逆方向に回転する帯電電極ロ
   ーラと、 前記感光体と前記帯電電極ローラの隙間で粒子溜まりを
   形成しながら移動する導電性の磁性粒子と、 前記帯電電極ローラ内部に固定された固定磁石と、 前記帯電電極ローラに電圧を印加する手段を備え、 前記帯電電極ローラの回転にともなって移動する前記磁
   性粒子を前記帯電電極ローラ上から除去するスクレーパ
   を設けたことを特徴とする帯電装置。
10. 【請求項１０】 スクレーパが感光体と帯電電極ローラ
    の最近接部から前記電極ローラ回転方向に対する下流側
    に９０゜以内の位置で前記電極ローラと接触することを
    特徴とする請求項９記載の帯電装置。