JPH096094A - Charging device and image forming apparatus including the same - Google Patents
Charging device and image forming apparatus including the sameInfo
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- JPH096094A JPH096094A JP15369495A JP15369495A JPH096094A JP H096094 A JPH096094 A JP H096094A JP 15369495 A JP15369495 A JP 15369495A JP 15369495 A JP15369495 A JP 15369495A JP H096094 A JPH096094 A JP H096094A
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- Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 接触帯電部材と感光ドラムとが接触する帯電
ニップ部内に極位置が存在するときの磁性粒子に起因し
た画像不良を防止する。
【構成】 N極とS極とを周方向に交互に並設させたマ
グネットロール21の表面にキャリヤ23を担持させて
磁気ブラシ2を形成する。そして、該磁気ブラシ2を感
光ドラム1に接触させるとともに、電圧を印加させる。
これにより該磁気ブラシ2は、電荷が直接注入されて帯
電される。この際、前記マグネットロール21の極位置
24での表面粗さをマグネットロール21の極間25の
表面粗さよりも大きくすることで、前記極位置が帯電ニ
ップ部内に存在するときに、前記極位置24に担持され
るキャリヤ23の密度を高めて前記感光ドラム1への搬
送性をよくし、感光ドラム1におけるキャリヤ23の搬
送量をほぼ一定に保つようにする。
(57) [Abstract] [Purpose] To prevent image defects caused by magnetic particles when a pole position exists in the charging nip where the contact charging member and the photosensitive drum are in contact with each other. [Structure] A magnetic brush 2 is formed by supporting a carrier 23 on the surface of a magnet roll 21 in which N poles and S poles are alternately arranged side by side in the circumferential direction. Then, the magnetic brush 2 is brought into contact with the photosensitive drum 1 and a voltage is applied.
As a result, the magnetic brush 2 is charged by directly injecting electric charges. At this time, the surface roughness at the pole position 24 of the magnet roll 21 is made larger than the surface roughness at the gap 25 between the magnet rolls 21 so that when the pole position exists in the charging nip portion, the pole position is increased. The density of the carrier 23 carried by 24 is increased to improve the transportability to the photosensitive drum 1, and the transport amount of the carrier 23 on the photosensitive drum 1 is kept substantially constant.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、複写機、レーザビーム
プリンタなどの電子写真装置に設けられ、被帯電体に接
触させて直接注入帯電を行う帯電装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging device which is provided in an electrophotographic apparatus such as a copying machine or a laser beam printer and which directly charges an object to be charged by injecting it.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の電子写真装置の帯電装置には、コ
ロナ帯電器が使用されていたが、近年はコロナ帯電器に
代わって接触帯電装置が実用化されている。この接触帯
電装置は、帯電の安定性の点から帯電部材として導電ロ
ーラを用いた帯電ローラ方式のものが用いられ、オゾン
の発生を低く抑えるとともに、電力消費を低く抑えるこ
とができるという利点を有している。2. Description of the Related Art A corona charger has been used as a charging device for a conventional electrophotographic apparatus, but in recent years, a contact charging device has been put into practical use in place of the corona charger. This contact charging device uses a charging roller system using a conductive roller as a charging member from the viewpoint of charging stability, and has an advantage that ozone generation can be suppressed low and power consumption can be suppressed low. are doing.
【0003】帯電ローラ方式では、導電性の弾性ローラ
である帯電ローラを被帯電体である感光ドラムに加圧接
触させ、これに電圧を印加することによって感光ドラム
の帯電を行っている。また、帯電を帯電ローラから感光
ドラムへの放電によって行っているため、閾値以上、す
なわち帯電開始電圧Vth以上の帯電電圧を印加すること
によって始めて帯電が可能となる。例えば厚さ25μm
のOPC感光ドラムに対して帯電ローラを加圧接触させ
た場合には、約640V以上の電圧を印加すれば感光ド
ラムの表面電位が上昇し始め、それ以降は表面電位は印
加電圧に対して傾き1で線形に増加する。In the charging roller system, a charging roller, which is a conductive elastic roller, is brought into pressure contact with a photosensitive drum, which is a member to be charged, and a voltage is applied to the photosensitive drum to charge the photosensitive drum. Further, since the charging is performed by discharging from the charging roller to the photosensitive drum, the charging becomes possible only by applying the charging voltage equal to or higher than the threshold value, that is, equal to or higher than the charging start voltage Vth. For example, the thickness is 25 μm
When the charging roller is brought into pressure contact with the OPC photosensitive drum, the surface potential of the photosensitive drum starts to rise when a voltage of about 640 V or higher is applied, and thereafter the surface potential is inclined with respect to the applied voltage. 1 increases linearly.
【0004】すなわち、電子写真の画像形成に必要とさ
れる感光ドラムの表面電位Vdを得るためには、帯電ロ
ーラなどの接触帯電部材には(Vd+Vth)以上の直流
電圧を印加する必要がある。しかし、直流電圧のみを帯
電ローラに印加して帯電を行う方式は、環境変動などに
よって帯電ローラの抵抗値が変動したり、また感光ドラ
ムが削れて膜厚が変化したりすると、帯電開始電圧Vth
が変動するので、感光ドラムの帯電電位を所定の値に設
定することが困難であった。That is, in order to obtain the surface potential Vd of the photosensitive drum required for electrophotographic image formation, it is necessary to apply a DC voltage of (Vd + Vth) or more to the contact charging member such as the charging roller. However, in the method in which only the DC voltage is applied to the charging roller to perform charging, if the resistance value of the charging roller changes due to environmental changes or the photosensitive drum is scraped and the film thickness changes, the charging start voltage Vth is changed.
Fluctuates, it is difficult to set the charging potential of the photosensitive drum to a predetermined value.
【0005】このため、感光ドラムを接触帯電部材で均
一に帯電させるために、特開昭63−149669号公
報に開示されているように、交流帯電方式を用い、表面
電位Vdに相当する直流電圧に2×Vth以上のピーク間
電圧を有する交流成分を重畳した電圧を印加するように
している。これは、交流成分による電位のならし効果を
得るためのものであり、感光ドラムの表面電位Vdは交
流電圧のピーク間の中央となる値に収束し、環境などの
外乱に影響されることはない。Therefore, in order to uniformly charge the photosensitive drum by the contact charging member, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-149669, an AC charging method is used, and a DC voltage corresponding to the surface potential Vd is used. Is applied with a voltage in which an AC component having a peak-to-peak voltage of 2 × Vth or more is superimposed. This is for obtaining the potential leveling effect due to the AC component, and the surface potential Vd of the photosensitive drum converges to a value at the center between the peaks of the AC voltage and is not affected by disturbances such as the environment. Absent.
【0006】ところが、このような接触帯電装置におい
ても、感光ドラムへの帯電は、実際は帯電ローラから感
光ドラムへの放電現象を利用しているため、帯電に必要
とされる印加電圧は感光ドラムの表面電位以上であり、
微量のオゾンは発生する。しかも、帯電均一化のために
交流帯電を行う場合には、オゾンの発生量の増加、交流
電圧の電界による帯電ローラと感光ドラムとの間での振
動や騒音(以下「帯電音」という)の発生および放電に
よる感光ドラムの表面の劣化などが顕著になるという問
題が生じる。However, even in such a contact charging device, the charging of the photosensitive drum actually utilizes the discharging phenomenon from the charging roller to the photosensitive drum. Therefore, the applied voltage required for the charging is applied to the photosensitive drum. Above the surface potential,
A small amount of ozone is generated. In addition, when AC charging is performed for uniform charging, the amount of ozone generated increases, and vibration and noise (hereinafter referred to as "charging sound") between the charging roller and the photosensitive drum due to the electric field of AC voltage are generated. There is a problem in that deterioration of the surface of the photosensitive drum due to generation and discharge becomes significant.
【0007】そのため、新たな帯電方式として、特開平
6−3921号公報に開示されているように感光ドラム
への電荷の直接注入による帯電方式が考えられている。
この帯電方式は、帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電磁気ブ
ラシなどの接触導電部材に電圧を印加し、表面に電荷注
入層を設けた感光ドラム上のフロート電極に、電荷を注
入して接触注入帯電を行うようにしたもので、電荷注入
層として感光ドラム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SnO2粒子を分
散させたものを塗工して用いている。この直接注入帯電
方式では、放電現象を利用していないため、帯電に必要
とされる電圧は、感光ドラムが必要とする表面電位分の
みの直流電圧であるので、低電圧で帯電が行える。ま
た、交流電圧を印加しないので、帯電音の発生もなく帯
電ローラ方式と比較してもオゾンの発生をより低く抑え
ることができる。Therefore, as a new charging method, a charging method by directly injecting an electric charge into the photosensitive drum is considered as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-3921.
In this charging method, a voltage is applied to a contact conductive member such as a charging roller, a charging brush, and a charging magnetic brush, and charges are injected into a float electrode on a photosensitive drum having a charge injection layer on the surface to perform contact injection charging. As a charge injection layer, an acrylic resin having SnO 2 particles made conductive by antimony dope, which is a conductive filler, dispersed on the surface of the photosensitive drum is applied and used. In this direct injection charging method, since the discharge phenomenon is not used, the voltage required for charging is a DC voltage only for the surface potential required by the photosensitive drum, so charging can be performed at a low voltage. Moreover, since no AC voltage is applied, the generation of ozone does not occur and the generation of ozone can be suppressed to a lower level as compared with the charging roller system.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接触導
電部材として磁性粒子を直接マグネットロールに付着さ
せた磁気ブラシを使用し、これを回転させて感光ドラム
の表面を帯電させる場合に、N極とS極とを周方向に交
互に並設したマグネットロールの極位置では磁性粒子の
穂が磁力線の向きに沿ってできるため、感光ドラムと磁
気ブラシとが接触する帯電ニップ部内への磁性粒子の搬
送性が悪化する。このため、帯電ニップ部での磁性粒子
の密度は、極間が帯電ニップ部に存在するときに比べ、
極位置が帯電ニップ部に存在するときの方が粗になるの
で、感光ドラムと接触できる磁性粒子の面積が少なくな
る。However, when a magnetic brush in which magnetic particles are directly attached to a magnet roll is used as the contact conductive member and is rotated to charge the surface of the photosensitive drum, the N pole and the S pole are charged. At the pole position of the magnet roll in which the poles and the poles are alternately arranged side by side, the magnetic particles are formed along the direction of the magnetic force lines, so the transportability of the magnetic particles into the charging nip where the photosensitive drum and the magnetic brush come into contact. Becomes worse. Therefore, the density of the magnetic particles in the charging nip portion is smaller than that when the gap between the electrodes is in the charging nip portion.
When the pole position is present in the charging nip portion, it becomes rougher, so that the area of the magnetic particles that can contact the photosensitive drum becomes smaller.
【0009】特に注入帯電では、磁性粒子と感光ドラム
とが接触したところで前者から後者への電荷の注入が行
われるため、感光ドラム表面のうち、磁性粒子が接触で
きなかった部分は帯電不良が発生してしまう。このた
め、極位置が帯電ニップ部に存在するときには極間に比
べ帯電性が落ちてしまい、マグネットロールの極周期の
帯電むらが画像に現れてしまうという問題があった。Particularly in the injection charging, the charge is injected from the former to the latter when the magnetic particles come into contact with the photosensitive drum, so that the charging failure occurs in the portion of the surface of the photosensitive drum where the magnetic particles cannot contact. Resulting in. For this reason, when the pole position is in the charging nip portion, the charging property is lower than that between the poles, and there is a problem that uneven charging of the magnet roller in the pole cycle appears in the image.
【0010】そこで本発明は、上記のような問題点を解
決するためになされたもので、接触帯電部材と感光ドラ
ムとが接触する帯電ニップ部内に極位置が存在するとき
の磁性粒子に起因した画像不良を防止するようにした帯
電装置を提供することを目的とする。Therefore, the present invention has been made in order to solve the above problems, and is caused by magnetic particles when a pole position exists in the charging nip portion where the contact charging member and the photosensitive drum are in contact with each other. An object of the present invention is to provide a charging device that prevents image defects.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る帯電装置は、N極とS極とを周方向
に交互に並設したマグネットロールの表面に磁性粒子を
担持させて接触導電部材を形成し、該接触導電部材を回
転させて前記磁性粒子によって被帯電体の表面を摺接す
るとともに、前記接触導電部材に電圧を印加して前記磁
性粒子を介して前記被帯電体の表面に対して直接的に電
荷を注入するものであって、前記接触導電部材は、前記
マグネットロールの極位置に存在する磁性粒子の前記被
帯電体への搬送性をよくするように前記極位置の表面粗
さを前記マグネットロールの極間の表面粗さより大きく
したことを特徴とする。In order to achieve the above object, the charging device according to the present invention carries magnetic particles on the surface of a magnet roll having N poles and S poles alternately arranged in the circumferential direction. To form a contact conductive member, rotate the contact conductive member to slide the surface of the charged body by the magnetic particles, and apply a voltage to the contact conductive member to charge the charged body through the magnetic particles. The charge is directly injected into the surface of the body, and the contact conductive member is provided so as to improve the transportability of the magnetic particles existing at the pole positions of the magnet roll to the charged body. The surface roughness at the pole position is made larger than the surface roughness between the poles of the magnet roll.
【0012】好ましくは、前記接触導電部材は、磁気ブ
ラシにより形成されている。[0012] Preferably, the contact conductive member is formed by a magnetic brush.
【0013】一例として、前記マグネットロールの極位
置の表面はサンドブラスト処理により研削されている。As an example, the pole surface of the magnet roll is ground by sandblasting.
【0014】また一例として、前記マグネットロールの
極数は、4〜40極である。As an example, the number of poles of the magnet roll is 4 to 40.
【0015】また、本発明の画像形成装置は、上述のい
ずれか記載の帯電装置と、該帯電装置により直接注入帯
電される被帯電体と、該被帯電体に形成された静電潜像
にトナーを付着させてトナー画像を形成する現像器と、
前記被帯電体上のトナー画像を記録材に転写させる転写
帯電器と、前記記録材上に転写されたトナー画像を定着
する定着器とを備えたものである。Further, the image forming apparatus of the present invention provides the charging device described in any one of the above, the charged body directly injected and charged by the charging apparatus, and the electrostatic latent image formed on the charged body. A developing device that adheres toner to form a toner image,
A transfer charger for transferring the toner image on the charged body to a recording material and a fixing device for fixing the toner image transferred on the recording material are provided.
【0016】また好ましくは、前記被帯電体は、表面に
電荷注入層を有し、前記接触導電部材に電圧を印加して
該電荷注入層に直接電荷注入を行って帯電される。Further, preferably, the member to be charged has a charge injection layer on the surface, and a voltage is applied to the contact conductive member to directly charge the charge injection layer to be charged.
【0017】[0017]
【作用】上記の構成に基づいて、N極とS極とを周方向
に交互に並設させたマグネットロールの表面に磁性粒子
を担持させてなる接触導電部材を回転させながら、被帯
電体に接触させるとともに、電圧を印加させる。これに
より該被帯電体は、電荷が直接注入されて帯電される。
この際、前記マグネットロールの極位置での表面粗さを
該マグネットロールの極間の表面粗さよりも大きくする
ことで、前記極位置が帯電ニップ部内に存在するとき
に、前記極位置に担持される磁性粒子の密度を高めて前
記被帯電体への搬送性をよくし、該被帯電体における磁
性粒子の搬送量をほぼ一定に保つようにする。Based on the above construction, while the contact conductive member having magnetic particles carried on the surface of a magnet roll in which N poles and S poles are alternately arranged side by side in the circumferential direction is rotated, the charged body is charged. A voltage is applied while making contact. As a result, the charge is directly injected into the charged body to be charged.
At this time, by making the surface roughness at the pole position of the magnet roll larger than the surface roughness between the poles of the magnet roll, when the pole position exists in the charging nip portion, it is carried at the pole position. The density of the magnetic particles is increased to improve the transportability to the charged body, and the transport amount of the magnetic particles in the charged body is kept substantially constant.
【0018】これにより前記被帯電体の表面の帯電均一
性が向上し、高品位な画像を長期にわたり得ることが可
能となる。As a result, the charging uniformity of the surface of the member to be charged is improved, and it becomes possible to obtain a high-quality image for a long period of time.
【0019】[0019]
【実施例】以下、本発明を図面を参照して詳細に説明す
る。The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0020】図1は本発明の帯電装置の接触導電部材を
示す断面図、図2は図1の接触導電部材を用いた画像形
成装置を示す概略構成図である。FIG. 1 is a sectional view showing a contact conductive member of the charging device of the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration view showing an image forming apparatus using the contact conductive member of FIG.
【0021】まず、本実施例で用いる画像形成装置につ
いて説明する。First, the image forming apparatus used in this embodiment will be described.
【0022】図2に示す画像形成装置は電子写真プロセ
ス利用のレーザビームプリンタである。同図において、
被帯電体としての回転ドラム型の電子写真感光ドラム
(以下「感光ドラム」という)1は、直径30mmのOP
C感光ドラムで、矢印R1で示すように時計回り方向に
100mm/sec のプロセススピード(周速度)で回転駆
動される(感光ドラム1については後に詳述する)。そ
して、感光ドラム1の周囲には時計回り方向に、感光ド
ラム1に回転しながら接触している接触導電部材として
の磁気ブラシ(磁気ブラシについては後に詳述する)
2、露光手段としてのレーザビームスキャナ(不図
示)、反転現像装置3、接触転写装置4およびクリーニ
ング装置6が順に配設されている。また、上述の画像形
成装置は、感光ドラム1、磁気ブラシ2、反転現像装置
3およびクリーニング装置6の4つのプロセス機器を、
カートリッジ20に内蔵させたものである。The image forming apparatus shown in FIG. 2 is a laser beam printer utilizing an electrophotographic process. In the figure,
A rotary drum type electrophotographic photosensitive drum (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) 1 as an object to be charged is an OP having a diameter of 30 mm.
The C photosensitive drum is rotationally driven in the clockwise direction at a process speed (peripheral speed) of 100 mm / sec as indicated by an arrow R1 (the photosensitive drum 1 will be described in detail later). A magnetic brush serving as a contact conductive member that contacts the photosensitive drum 1 in a clockwise direction while rotating around the photosensitive drum 1 (the magnetic brush will be described in detail later).
2. A laser beam scanner (not shown) as an exposing means, a reversal developing device 3, a contact transfer device 4, and a cleaning device 6 are arranged in this order. In addition, the above-described image forming apparatus includes four process devices including the photosensitive drum 1, the magnetic brush 2, the reversal developing device 3, and the cleaning device 6,
It is built in the cartridge 20.
【0023】レーザダイオード、ポリゴンミラーなどを
有するレーザビームスキャナは、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ビー
ムによる走査露光光Lを出力し、感光ドラム1表面の被
帯電面に対して目的の画像情報に対応した静電潜像を形
成する。反転現像装置3は、直径16mmの非磁性現像ス
リーブ3aによりマグネット3bを内包したもので、感
光ドラム1から300μmの距離だけ離れて配設されて
いる。現像スリーブ3aには、現像バイアス電源S2が
接続されており、現像バイアス電圧が印加された現像ス
リーブ3aを感光ドラム1と等速で回転させ、磁性一成
分絶縁トナー(ネガトナー)をコートすることにより、
感光ドラム1上の静電潜像を現像してトナー画像を形成
する。この場合の電圧は−500Vの直流電圧と周波数
1800Hzでピーク間電圧1600Vの矩形の交流電
圧とを重畳させたものを用い、現像スリーブ3aと感光
ドラム1との間でジャンピング現像を行わせる。A laser beam scanner having a laser diode, a polygon mirror, etc. outputs scanning exposure light L by a laser beam whose intensity is modulated corresponding to a time-series electric digital pixel signal of image information, so that the surface of the photosensitive drum 1 is covered. An electrostatic latent image corresponding to target image information is formed on the charged surface. The reversal developing device 3 contains a magnet 3b in a non-magnetic developing sleeve 3a having a diameter of 16 mm, and is arranged at a distance of 300 μm from the photosensitive drum 1. The developing bias power source S2 is connected to the developing sleeve 3a, and the developing sleeve 3a to which the developing bias voltage is applied is rotated at the same speed as the photosensitive drum 1 to coat the magnetic one-component insulating toner (negative toner). ,
The electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 is developed to form a toner image. In this case, a voltage in which a DC voltage of -500V and a rectangular AC voltage having a frequency of 1800Hz and a peak-to-peak voltage of 1600V are superimposed is used, and jumping development is performed between the developing sleeve 3a and the photosensitive drum 1.
【0024】一方、接触転写装置4としての中抵抗(抵
抗値は例えば5×108 Ω)の転写ローラ4は、感光ド
ラム1に所定の押圧力で接触するように配設されるとと
もに、+2000Vの直流電圧を印加する転写バイアス
電源S3に接続されている。不図示の給紙部から供給さ
れる記録材としての転写材Pは、感光ドラム1と、転写
ローラ4とが接触する圧接ニップ部(転写部)Tに所定
のタイミングで導入されるように構成されている。すな
わち、給紙部から供給される転写材Pは、その転写面が
感光ドラム1のトナー画像形成面と同期して転写部Tに
臨むようにタイミングローラ(不図示)によって搬送が
一時停止するようになっている。そして、転写材Pが転
写部Tに搬送されたときに静電気力と押圧力とにより感
光ドラム1の表面からトナー画像が転写される。On the other hand, the transfer roller 4 having a medium resistance (the resistance value is, for example, 5 × 10 8 Ω) as the contact transfer device 4 is arranged so as to come into contact with the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force, and is + 2000V. Is connected to the transfer bias power source S3 for applying the DC voltage of. The transfer material P as a recording material supplied from a paper supply unit (not shown) is introduced at a predetermined timing into a pressure contact nip part (transfer part) T where the photosensitive drum 1 and the transfer roller 4 come into contact with each other. Has been done. That is, the transfer material P supplied from the paper feeding unit is temporarily stopped by a timing roller (not shown) so that the transfer surface thereof faces the transfer unit T in synchronization with the toner image forming surface of the photosensitive drum 1. It has become. Then, when the transfer material P is conveyed to the transfer portion T, the toner image is transferred from the surface of the photosensitive drum 1 by the electrostatic force and the pressing force.
【0025】転写材Pは、感光ドラム1から分離された
後、熱定着方式などの定着装置5へ導入されてトナー画
像の定着を受け、画像形成物(プリント紙)として装置
外へ排出される。After the transfer material P is separated from the photosensitive drum 1, the transfer material P is introduced into a fixing device 5 such as a heat fixing system to fix a toner image, and is discharged outside the device as an image formed product (print paper). .
【0026】また、トナー画像を転写材Pに転写した後
の感光ドラム1には残留トナーなどの付着汚染物が残留
している。クリーニング装置6はこの付着汚染物を除去
し、感光ドラム1を清掃する。これにより感光ドラム1
は繰り返して画像形成に使用される。Further, adhered contaminants such as residual toner remain on the photosensitive drum 1 after the toner image is transferred onto the transfer material P. The cleaning device 6 removes the attached contaminants and cleans the photosensitive drum 1. As a result, the photosensitive drum 1
Are repeatedly used for image formation.
【0027】次に、感光ドラム1について説明する。Next, the photosensitive drum 1 will be described.
【0028】感光ドラム1は、アルミニウム製のドラム
基体上に5つの機能層を設けたものである。第1層は、
厚さ約20μmの導電層である下引き層で、アルミニウ
ム製のドラム基体の欠陥などを均すため、またレーザ露
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。The photosensitive drum 1 is formed by providing five functional layers on a drum base made of aluminum. The first layer is
An undercoating layer that is a conductive layer having a thickness of about 20 μm is provided to smooth defects such as the aluminum drum base and to prevent moire due to reflection of laser exposure.
【0029】第2層は、厚さ約1μmの中抵抗層である
正電荷注入防止層で、アルミニウム製のドラム基体から
注入された正電荷が感光ドラム1の表面に帯電された負
電荷を打ち消すことを防止する役割を果たすものであ
り、アミラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンとによっ
て106 Ωcm程度に抵抗調整されている。The second layer is a positive charge injection preventing layer which is a medium resistance layer having a thickness of about 1 μm, and the positive charges injected from the aluminum drum substrate cancel the negative charges charged on the surface of the photosensitive drum 1. The resistance is adjusted to about 10 6 Ωcm by the amylan resin and methoxymethylated nylon.
【0030】第3層は、ジスアゾ系の顔料を樹脂に分散
させた厚さ約0.3μmの電荷発生層であり、レーザ露
光を受けることによって正負の電荷対を発生する。The third layer is a charge generation layer having a thickness of about 0.3 μm in which a disazo pigment is dispersed in a resin, and positive and negative charge pairs are generated by laser exposure.
【0031】第4層は、感光ドラム1の表面に帯電され
た負電荷を移動させず、電荷発生層で発生した正電荷の
みを感光ドラム1の表面に輸送させる電荷輸送層であ
り、ポリカーボネート樹脂にヒドラゾンを分散させたP
型半導体である。The fourth layer is a charge transport layer that does not move the negative charges charged on the surface of the photosensitive drum 1 but transports only the positive charges generated in the charge generation layer to the surface of the photosensitive drum 1, and is a polycarbonate resin. P with hydrazone dispersed in
Type semiconductor.
【0032】第5層は、光硬化性のアクリル樹脂にSn
O2 の超微粒子を分散させた電荷注入層である。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SnΟ2 粒子をアクリル樹脂に対して7
0wt%分散させたものである。また、本実施例のような
マグネットロール回転系の場合、スリーブ系(説明は省
略)に比ベ磁性粒子(キャリヤ)23の穂が硬くなるた
め、テフロンを26%分散させて滑りをよくすることで
キャリヤ23を動き易くしている。The fifth layer is a photo-curable acrylic resin containing Sn.
This is a charge injection layer in which ultrafine particles of O 2 are dispersed. Specifically, antimony-doped SnO 2 particles with a resistance of about 0.03 μm are added to an acrylic resin in an amount of 7%.
It is a dispersion of 0 wt%. Further, in the case of the magnet roll rotating system as in this embodiment, since the spikes of the magnetic particles (carrier) 23 are harder than those in the sleeve system (the explanation is omitted), Teflon should be dispersed by 26% to improve the sliding. Makes the carrier 23 easy to move.
【0033】次に、図1に示す磁気ブラシについて説明
する。Next, the magnetic brush shown in FIG. 1 will be described.
【0034】磁気ブラシ2は、芯金22によって回転可
能なマグネットロール21に磁性粒子(キャリヤ)23
(図2参照)を付着させて形成されたもので、マグネッ
トロール21の極位置(マグネットロールの表面に対し
て垂直方向の磁気力がピーク値の50%以上である範
囲)24の表面粗さを極間(極位置と極位置との間)2
5の表面粗さより大きく形成している。これにより感光
ドラム1と磁気ブラシ2とが接触する帯電ニップ部への
極位置24に存在するキャリヤ23(図2参照)の搬送
性が改善されることになる。The magnetic brush 2 includes magnetic particles (carriers) 23 on a magnet roll 21 rotatable by a cored bar 22.
(Refer to FIG. 2), the surface roughness of the pole position of the magnet roll 21 (range in which the magnetic force in the direction perpendicular to the surface of the magnet roll is 50% or more of the peak value) 24 Between poles (between pole positions) 2
The surface roughness is larger than that of No. 5. This improves the transportability of the carrier 23 (see FIG. 2) at the pole position 24 to the charging nip portion where the photosensitive drum 1 and the magnetic brush 2 contact each other.
【0035】マグネットロール21は、N極とS極とを
周方向に交互に並設した、例えば等極8極で、直径が1
8mmに、長手方向の長さが230mmに形成されている。
このマグネットロール21の外周面に導電性接着層26
を介して導電テープ(本実施例では厚さ50μmの銅テ
ープ)27を貼り付けて被覆することで磁気ブラシ付着
表面を導電化させている。The magnet roll 21 has, for example, eight poles of equal poles, in which N poles and S poles are alternately arranged side by side in the circumferential direction, and the diameter is 1
The length is 8 mm and the length in the longitudinal direction is 230 mm.
A conductive adhesive layer 26 is formed on the outer peripheral surface of the magnet roll 21.
A conductive tape (copper tape having a thickness of 50 μm in this embodiment) 27 is adhered to and covered with the magnetic brush to make the surface attached to the magnetic brush conductive.
【0036】このマグネットロール21の極に当る部分
(極位置)の表面粗さは、サンドブラスト処理すること
により極間25の表面粗さより大きく形成される。極位
置24の表面粗さを大きくする手段として、表面粗さの
安定性を考慮してサンドブラスト処理を用いたが、この
他に鉄やすり、サンドペーパーなどを用いてもよい。そ
のほか、導電性のバインダーに粒子を混入したものを極
位置24にコートしても構わない。なお、極位置24で
の平均表面粗さは約5μm、極間25での平均表面粗さ
は約2μmであった。The surface roughness of the portion (pole position) of the magnet roll 21 that contacts the pole is formed to be larger than the surface roughness of the gap 25 between the poles by sandblasting. As a means for increasing the surface roughness of the pole position 24, the sandblasting treatment is used in consideration of the stability of the surface roughness, but iron rasp, sandpaper or the like may be used instead. In addition, the pole position 24 may be coated with a mixture of particles in a conductive binder. The average surface roughness at the pole position 24 was about 5 μm, and the average surface roughness at the gap 25 was about 2 μm.
【0037】マグネットロール21の平均表面粗さとし
ては、この粗さがキャリヤ23の平均粒径の5%よりも
小さいと、マグネットロール21の表面でキャリヤ23
が滑り、帯電ニップ部へのキャリヤ23の搬送性が悪く
なる。また、キャリヤ23の平均粒径の100%を超え
ると、搬送量としては変わらなくなる。したがって、マ
グネットロール21の平均表面粗さの範囲としてはキャ
リヤ23の平均粒径の5〜100%の範囲が望ましい。
また、マグネットロール21の極数は4極未満の場合、
キャリヤ23に対する磁気拘束力の差が極位置24と極
間25とで大きく異なり、極間25では感光ドラム1へ
の付着などが起こり易い。また、極数が多過ぎると、漏
れ磁束が少なくなるため、キャリヤ23の層厚が減って
しまい、帯電ニップ部が形成されにくくなる。その結
果、帯電性が落ちてしまう。上述のことからマグネット
ロール21の極数としては4〜40極が好ましく、でき
るだけ極間25が等間隔で、磁気力の等しいものがよ
い。As for the average surface roughness of the magnet roll 21, if this roughness is smaller than 5% of the average particle diameter of the carrier 23, the carrier 23 on the surface of the magnet roll 21.
Slips, and the transportability of the carrier 23 to the charging nip portion deteriorates. Further, when the carrier 23 exceeds 100% of the average particle diameter, the carry amount does not change. Therefore, the range of the average surface roughness of the magnet roll 21 is preferably 5 to 100% of the average particle size of the carrier 23.
When the number of poles of the magnet roll 21 is less than 4,
The difference in magnetic restraining force on the carrier 23 is greatly different between the pole position 24 and the gap 25, and the gap 25 is likely to be attached to the photosensitive drum 1. Further, if the number of poles is too large, the leakage magnetic flux is reduced, so that the layer thickness of the carrier 23 is reduced and it is difficult to form the charging nip portion. As a result, the charging property is deteriorated. From the above, the number of poles of the magnet roll 21 is preferably 4 to 40 poles, and it is preferable that the pole gaps 25 are as uniform as possible and have the same magnetic force.
【0038】マグネットロール21の磁極表面位置での
磁束密度は0.1T(テスラ)であった。磁束密度とし
てはキャリヤ23に対する磁気拘束力を考慮すると0.
03T以上が好ましい。The magnetic flux density at the magnetic pole surface position of the magnet roll 21 was 0.1 T (tesla). The magnetic flux density is 0.
03T or more is preferable.
【0039】本実施例のキャリヤ23は平均粒径30μ
m、最大磁化60Am2 /kg、密度が2.2g/cm
2 の中抵抗のフェライトキャリヤを使用している。マグ
ネットロール21から感光ドラム1表面までのギャップ
はマグネットロール21の両端にコロを装着することで
500μmに保持されている。マグネットロール21上
の搬送量を20gにした場合、キャリヤ溜りを含めた全
体の帯電ニップ幅は約5mmとなる。この帯電ニップ幅で
のキャリヤ抵抗は直流電圧100Vを印加したとき5×
106 Ωであった。The carrier 23 of this embodiment has an average particle size of 30 μm.
m, maximum magnetization 60 Am 2 / kg, density 2.2 g / cm
2 Medium resistance ferrite carrier is used. The gap from the magnet roll 21 to the surface of the photosensitive drum 1 is maintained at 500 μm by mounting rollers on both ends of the magnet roll 21. When the carrying amount on the magnet roll 21 is set to 20 g, the entire charging nip width including the carrier pool is about 5 mm. The carrier resistance in this charging nip width is 5 × when a DC voltage of 100 V is applied.
It was 10 6 Ω.
【0040】また、磁気ブラシ2と感光ドラム1との周
速比は次式で定義する。The peripheral speed ratio between the magnetic brush 2 and the photosensitive drum 1 is defined by the following equation.
【0041】周速比(%)={(磁気ブラシ周速−感光
ドラム周速)/感光ドラム周速}×100 磁気ブラシ2の周速は感光ドラム1の回転方向と磁気ブ
ラシ2の回転方向とが同方向である場合には、負の値と
なる。磁気ブラシ2と感光ドラム1との接触機会を考慮
すると、周速比の絶対値としては100%以上が望まし
いが、−100%は磁気ブラシ2が停止している状態で
あり、この場合、帯電ニップ部に位置する磁気ブラシ2
と感光ドラム1との表面が十分に接触しないところは帯
電不良となり、接触不良の箇所がそのまま画像に現れて
しまう。また、順方向の回転は、逆方向と同じ周速比を
得ようとすると、磁気ブラシ2の回転数が高くなってし
まい、キャリヤ23が飛散してしまうという不利が生じ
るので、本実施例においては周速比を−200%とす
る。この磁気ブラシ2に帯電バイアス印加電源S1から
−700Vの直流帯電バイアス電圧を印加したとき、感
光ドラム1の外周面はほぼ−700Vに一様に帯電され
た。Peripheral speed ratio (%) = {(magnetic brush peripheral speed-photosensitive drum peripheral speed) / photosensitive drum peripheral speed} × 100 The peripheral speed of the magnetic brush 2 is the rotational direction of the photosensitive drum 1 and the rotational direction of the magnetic brush 2. If and are in the same direction, the value is negative. Considering the opportunity of contact between the magnetic brush 2 and the photosensitive drum 1, it is desirable that the absolute value of the peripheral speed ratio is 100% or more, but -100% is the state in which the magnetic brush 2 is stopped. Magnetic brush 2 located at the nip
Where the surface of the photosensitive drum 1 and the surface of the photosensitive drum 1 do not sufficiently contact with each other, charging failure occurs, and the location of contact failure appears in the image as it is. Further, in the forward rotation, if an attempt is made to obtain the same peripheral speed ratio as in the reverse rotation, the rotational speed of the magnetic brush 2 becomes high, which causes a disadvantage that the carrier 23 is scattered. Sets the peripheral speed ratio to -200%. When a DC bias voltage of -700V was applied from the charging bias applying power source S1 to the magnetic brush 2, the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 was uniformly charged to approximately -700V.
【0042】従来、マグネットロールの極位置が帯電ニ
ップ部に到達すると、極位置では磁力線の向きに沿って
キャリヤの穂ができるため、極間に比べキャリヤの密度
が少なくなっていた。そのため、帯電ニップ部に極位置
が到達したときには、キャリヤと感光ドラムとが接触し
ない部分が生じ、この部分で帯電不良が発生し、帯電不
良が極周期の帯電むらとなって画像に現れてしまうとい
う問題があった。そのため、キャリヤの搬送量を増やす
方法として、マグネットロールの表面を粗くする方法が
あるが、マグネットロールの表面全体を均一に粗くした
だけでは、極位置および極間とも同様にキャリヤの搬送
量が増えるだけなので、極周期の帯電むらをなくすこと
ができなかった。Conventionally, when the pole position of the magnet roll reaches the charging nip portion, the carrier ears are formed along the direction of the lines of magnetic force at the pole position, so that the carrier density is lower than between the poles. Therefore, when the pole position reaches the charging nip portion, a portion where the carrier and the photosensitive drum do not come into contact with each other occurs, and a charging failure occurs in this portion, and the charging failure appears as an uneven charging in a polar cycle in an image. There was a problem. Therefore, there is a method of roughening the surface of the magnet roll as a method of increasing the carry amount of the carrier. However, if the entire surface of the magnet roll is roughened uniformly, the carry amount of the carrier similarly increases at the pole positions and between the poles. Therefore, it was not possible to eliminate the uneven charging of the polar cycle.
【0043】そこで、本実施例のように極間25の表面
粗さに比べ、極位置24の表面粗さを大きくすること
で、極位置24での搬送量を増やし、極位置24が帯電
ニップ部内に到達したときのキャリヤ23の密度を極間
25と同程度にすることにより、帯電ニップ部内に存在
するキャリヤ23を感光ドラム1と均一に接触させる。
これにより感光ドラム1の表面を均一に帯電することが
でき、良好な画像を長期にわたり得ることが可能となっ
た。Therefore, by increasing the surface roughness of the pole position 24 as compared with the surface roughness of the pole gap 25 as in the present embodiment, the carry amount at the pole position 24 is increased and the pole position 24 is charged at the charging nip. By setting the density of the carrier 23 when reaching the inside of the unit to be approximately the same as that of the gap 25, the carrier 23 existing in the charging nip portion is brought into uniform contact with the photosensitive drum 1.
As a result, the surface of the photosensitive drum 1 can be uniformly charged, and a good image can be obtained for a long time.
【0044】なお、上記実施例の画像形成装置は、感光
ドラム1、磁気ブラシ2、反転現像装置3およびクリー
ニング装置6の4つのプロセス機器を、カートリッジ2
0に内蔵させたもので、このカートリッジ20は画像形
成装置本体に対して一括して着脱交換自在に装着されて
いるが、これに限定されるものではない。In the image forming apparatus of the above-described embodiment, the four process equipments including the photosensitive drum 1, the magnetic brush 2, the reversal developing device 3 and the cleaning device 6 are connected to the cartridge 2
The cartridge 20 is built into the image forming apparatus main body so that it can be attached to and detached from the main body of the image forming apparatus in a detachable and replaceable manner, but the present invention is not limited to this.
【0045】また、上記実施例では、被帯電体として電
荷注入層を設けたOPC感光ドラムを用いたが、これに
限定されず、被帯電体は、表面に注入ポイントを持つa
−Siやa−Seなどの感光ドラムを用いても上記実施
例と同様の効果を奏する。Further, in the above embodiment, the OPC photosensitive drum provided with the charge injection layer is used as the charged body, but the present invention is not limited to this, and the charged body has an injection point a on its surface.
Even if a photosensitive drum such as -Si or a-Se is used, the same effect as that of the above embodiment can be obtained.
【0046】[0046]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
接触導電部材は、N極とS極とを周方向に交互に並設さ
せたマグネットロールの極位置の表面粗さを極間の表面
粗さよりも大きくしたので、極位置が帯電ニップ部内に
存在するときに、極位置に付着する磁性粒子の被帯電体
への搬送性をよくし、帯電ニップ部内の搬送量を極間が
帯電ニップ部に到達したときと同程度に保つことができ
る。As described above, according to the present invention,
Since the contact conductive member has the surface roughness at the pole positions of the magnet roll in which the N poles and the S poles are alternately arranged side by side in the circumferential direction larger than the surface roughness between the poles, the pole positions exist in the charging nip portion. At this time, the transportability of the magnetic particles adhering to the pole positions to the body to be charged can be improved, and the transport amount within the charging nip portion can be maintained at the same level as when the gap between the electrodes reaches the charging nip portion.
【0047】その結果、被帯電体の表面の帯電均一性が
向上し、高品位の画像を長期にわたって得ることができ
る。また、接触導電部材により被帯電体に直接注入帯電
させるように構成したので、接触導電部材に印加する電
圧の低電圧化が図れるとともに、オゾンの発生、交流帯
電による帯電音の発生および放電による被帯電体表面の
劣化を減少させることができる。As a result, the charging uniformity on the surface of the member to be charged is improved, and a high-quality image can be obtained for a long period of time. In addition, since the contact conductive member is configured to be directly injected and charged by the contact conductive member, the voltage applied to the contact conductive member can be lowered, and at the same time, generation of ozone, generation of charging noise due to AC charging, and discharge caused by discharge. It is possible to reduce the deterioration of the surface of the charged body.
【図1】本発明に係る帯電装置に用いられているマグネ
ットロールの一例を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a magnet roll used in a charging device according to the present invention.
【図2】本発明の帯電装置が設けられた画像形成装置の
一例を示す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of an image forming apparatus provided with a charging device of the present invention.
【符号の説明】 1 被帯電体(感光ドラム) 2 接触導電部材(磁気ブラシ) 21 マグネットロール 23 磁性粒子(キャリヤ) 24 極位置 25 極間[Explanation of Codes] 1 charged body (photosensitive drum) 2 contact conductive member (magnetic brush) 21 magnet roll 23 magnetic particles (carrier) 24 pole position 25 pole gap
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石山 晴美 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 (72)発明者 山本 武男 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Harumi Ishiyama 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Takeo Yamamoto 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Within the corporation
Claims (6)
マグネットロールの表面に磁性粒子を担持させて接触導
電部材を形成し、該接触導電部材を回転させて前記磁性
粒子によって被帯電体の表面を摺接するとともに、前記
接触導電部材に電圧を印加して前記磁性粒子を介して前
記被帯電体の表面に対して直接的に電荷を注入する帯電
装置において、 前記接触導電部材は、前記マグネットロールの極位置に
存在する磁性粒子の前記被帯電体への搬送性をよくする
ように前記極位置の表面粗さを前記マグネットロールの
極間の表面粗さより大きくした、 ことを特徴とする帯電装置。1. A contact conductive member is formed by supporting magnetic particles on the surface of a magnet roll in which N poles and S poles are alternately arranged side by side in the circumferential direction, and the contact conductive member is rotated to generate the contact conductive member. A charging device for slidingly contacting a surface of an object to be charged and applying a voltage to the contact conductive member to directly inject an electric charge to the surface of the object to be charged via the magnetic particles, wherein the contact conductive member The surface roughness of the pole position is made larger than the surface roughness between the poles of the magnet roll so as to improve the transportability of the magnetic particles existing at the pole position of the magnet roll to the charged body. Characteristic charging device.
成されている、 ことを特徴とする請求項1記載の帯電装置。2. The charging device according to claim 1, wherein the contact conductive member is formed of a magnetic brush.
サンドブラスト処理により研削されている、 ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の帯電装
置。3. The charging device according to claim 1, wherein the pole surface of the magnet roll is ground by sandblasting.
0極である、 ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか記
載の帯電装置。4. The number of poles of the magnet roll is 4 to 4
The charging device according to claim 1, wherein the charging device has 0 poles.
の帯電装置と、 該帯電装置により直接注入帯電される被帯電体と、 該被帯電体に形成された静電潜像にトナーを付着させて
トナー画像を形成する現像器と、 前記被帯電体上のトナー画像を記録材に転写させる転写
帯電器と、 前記記録材上に転写されたトナー画像を定着する定着器
とを備えた、 ことを特徴とする画像形成装置。5. The charging device according to claim 1, a charged body directly injected and charged by the charging device, and a toner on an electrostatic latent image formed on the charged body. A developing device that adheres to form a toner image, a transfer charger that transfers the toner image on the body to be charged onto a recording material, and a fixing device that fixes the toner image transferred on the recording material An image forming apparatus characterized by the above.
し、前記接触導電部材から該電荷注入層に直接電荷注入
を行って帯電される、 ことを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。6. The charged body has a charge injection layer on its surface, and is charged by directly injecting charge from the contact conductive member into the charge injection layer. Image forming apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15369495A JPH096094A (en) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | Charging device and image forming apparatus including the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15369495A JPH096094A (en) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | Charging device and image forming apparatus including the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH096094A true JPH096094A (en) | 1997-01-10 |
Family
ID=15568096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15369495A Pending JPH096094A (en) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | Charging device and image forming apparatus including the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH096094A (en) |
-
1995
- 1995-06-20 JP JP15369495A patent/JPH096094A/en active Pending
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