JPH1124370A - Charging device and image forming device - Google Patents
Charging device and image forming deviceInfo
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- JPH1124370A JPH1124370A JP19052597A JP19052597A JPH1124370A JP H1124370 A JPH1124370 A JP H1124370A JP 19052597 A JP19052597 A JP 19052597A JP 19052597 A JP19052597 A JP 19052597A JP H1124370 A JPH1124370 A JP H1124370A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気ブラシ帯電装置について、帯電能力を向
上させること、帯電ニップ部での導電性磁性粒子溢れを
防止すること等。
【解決手段】 回転するスリーブ1と、該スリーブに内
包された磁界発生手段2と、該磁界発生手段によりスリ
ーブ上に磁気ブラシとして磁気拘束された導電性の磁性
粒子3と、スリーブ上に拘束される磁性粒子の担持量を
規制する規制手段4を有し、磁性粒子を被帯電体に接触
させて被帯電体7を帯電する磁気ブラシ帯電装置Aにお
いて、スリーブと被帯電体の間隙をLcm、磁性粒子の
見かけ密度をpg/cm3 、スリーブ上の磁性粒子が被
帯電体に接触しない場合の、規制手段で規制した後のス
リーブ上の磁性粒子の担持量をMg/cm2 、磁性粒子
の体積平均粒径をdcmとしたとき、3d<L<M/p
を充たし、かつ被帯電体の当接時は、被帯電体の当接部
と規制部とを通過する磁性粒子の時間当たりの量が常に
平衡状態にあること。
(57) [Problem] To improve a charging ability of a magnetic brush charging device, to prevent overflow of conductive magnetic particles in a charging nip portion, and the like. A rotating sleeve (1), magnetic field generating means (2) contained in the sleeve, conductive magnetic particles (3) magnetically constrained as a magnetic brush on the sleeve by the magnetic field generating means, and constrained on the sleeve. In the magnetic brush charging device A, which has a regulating means 4 for regulating the amount of magnetic particles to be carried, and charges the charged object 7 by bringing the magnetic particles into contact with the charged object, the gap between the sleeve and the charged object is Lcm, When the apparent density of the magnetic particles is pg / cm 3 , when the magnetic particles on the sleeve do not contact the member to be charged, the carrying amount of the magnetic particles on the sleeve after being regulated by the regulating means is Mg / cm 2 , When the volume average particle diameter is dcm, 3d <L <M / p
Is satisfied, and the amount of magnetic particles passing through the contact portion of the member to be charged and the regulating portion is always in an equilibrium state at the time of contact of the member to be charged.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は被帯電体を帯電(除
電も含む)する帯電装置に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a charging device for charging an object to be charged (including charge elimination).
【0002】より詳しくは、接触帯電装置、特には、磁
気ブラシとして磁気拘束させた導電性磁性粒子を被帯電
体に接触させて被帯電体を帯電する磁気ブラシ帯電装置
に関する。More specifically, the present invention relates to a contact charging device, and more particularly, to a magnetic brush charging device for charging a charged object by bringing conductive magnetic particles magnetically constrained as a magnetic brush into contact with the charged object.
【0003】さらには、該帯電装置を具備した、複写機
・プリンタ等の画像形成装置に関する。[0003] Further, the present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer provided with the charging device.
【0004】[0004]
【従来の技術】転写式電子写真装置を例にして説明す
る。該装置は、像担持体として回転ドラム型を一般的と
する電子写真感光体(以下、感光ドラム、あるいは感光
体と記す)を用い、該回転感光ドラムの表面を帯電手段
で所定の極性・電位に一様に帯電させ、帯電後の感光ド
ラム表面を像露光手段で像露光して露光像に対応した静
電潜像を形成させ、現像手段で該静電潜像に現像剤のト
ナーを付着させてトナー像として現像させ、そのトナー
像を転写手段で転写材に転写させる。トナー像を転写さ
せた転写材は定着手段でトナー像を定着処理して画像形
成物(コピー・プリント)として排出させる。また転写
材に対するトナー像転写後の回転感光ドラムはクリーニ
ング手段で転写残トナーの除去を受けて繰り返し作像に
供される。2. Description of the Related Art A transfer type electrophotographic apparatus will be described as an example. This apparatus uses an electrophotographic photosensitive member (hereinafter, referred to as a photosensitive drum or a photosensitive member) generally having a rotating drum type as an image carrier, and the surface of the rotating photosensitive drum is given a predetermined polarity and potential by a charging means. The photosensitive drum surface after charging is image-exposed by an image exposing unit to form an electrostatic latent image corresponding to the exposed image, and a developing unit attaches a toner of a developer to the electrostatic latent image. Then, the toner image is developed, and the toner image is transferred to a transfer material by a transfer unit. The transfer material onto which the toner image has been transferred is subjected to fixing processing of the toner image by a fixing unit, and is discharged as an image formed product (copy / print). After the transfer of the toner image to the transfer material, the rotating photosensitive drum is subjected to removal of the transfer residual toner by the cleaning means, and is repeatedly subjected to image formation.
【0005】従来、電子写真の帯電装置としては、コロ
ナ帯電器が使用されてきた。これは、コロナ帯電器を感
光ドラムに非接触に対向配設し、高圧を印加したコロナ
帯電器から発生するコロナシャワーに感光ドラム表面を
さらすことで感光ドラム表面を所定の極性・電位に帯電
させるものである。Conventionally, a corona charger has been used as a charging device for electrophotography. In this method, a corona charger is disposed in non-contact with a photosensitive drum, and the surface of the photosensitive drum is charged to a predetermined polarity / potential by exposing the surface of the photosensitive drum to a corona shower generated from the corona charger to which a high voltage is applied. Things.
【0006】近年は、これに代わって、接触帯電装置が
実用化されてきている。これは、オゾン、低電力を目的
としており、中でも特に接触帯電部材として導電ローラ
を用いたローラ帯電方式が帯電の安定性という点で好ま
しく、広く用いられている。In recent years, a contact charging device has been put to practical use instead of this. This is intended for ozone and low power, and among them, a roller charging method using a conductive roller as a contact charging member is preferable in terms of charging stability and is widely used.
【0007】ローラ帯電では、導電性の弾性ローラ(帯
電ローラ)を被帯電体に加圧当接させ、これに電圧を印
加することによって被帯電体の帯電を行なう。In the roller charging, a conductive elastic roller (charging roller) is brought into pressure contact with a member to be charged, and a voltage is applied to the member to charge the member.
【0008】接触帯電装置において、帯電バイアスとし
て接触帯電部材に直流バイアスを印加するDCバイアス
印加方式と、直流バイアスを交流バイアスに重畳して印
加するACバイアス印加方式のニ種類がある。There are two types of contact charging devices: a DC bias application method in which a DC bias is applied to a contact charging member as a charging bias, and an AC bias application method in which a DC bias is applied while being superimposed on an AC bias.
【0009】DCバイアス印加方式の場合、環境変動等
によって接触帯電部材の抵抗値が変動するため、また、
感光体が削れることによって膜厚が変化すると、帯電開
始電圧(放電開始電圧)Vthが変動するため、感光体の
電位を所望の値にすることが難しかった。ACバイアス
印加方式の場合は、交流バイアスによるならし効果のた
めに環境などの外乱には影響されることはないが、放電
現象に起因する感光体表面の劣化等がDCバイアスより
も顕著になるという問題がある。また、両方式において
も、その本質的な帯電機構は、接触帯電部材から感光体
への放電現象を用いているため、微量のオゾンは発生す
る。In the case of the DC bias application method, the resistance value of the contact charging member fluctuates due to environmental fluctuation or the like.
When the film thickness changes due to scraping of the photoreceptor, the charging start voltage (discharge start voltage) Vth fluctuates, so that it was difficult to set the potential of the photoreceptor to a desired value. In the case of the AC bias application method, the AC bias is not affected by disturbances such as the environment due to the leveling effect of the AC bias, but the deterioration of the photoconductor surface due to the discharge phenomenon becomes more remarkable than the DC bias. There is a problem. Also, in both types, the essential charging mechanism uses a discharge phenomenon from the contact charging member to the photoreceptor, so that a small amount of ozone is generated.
【0010】そこで新たな帯電方式として、感光体への
電荷の直接注入による注入帯電方式が考案されている。
この帯電方式は、帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電磁気ブ
ラシ等の接触導電部材(接触帯電部材)に電圧を印加
し、感光体表面にある電荷注入層に電荷を注入して接触
注入帯電を行なう方法である。この帯電方式では、放電
現象を用いないため、帯電に必要とされる電圧は所望す
る感光体表面電位分のみであり、オゾンの発生もない。
またACバイアス印加方式にした場合でも放電は抑制さ
れるためオゾンの発生も少なく、感光体表面の劣化も大
幅に低減できる。Therefore, as a new charging method, an injection charging method by directly injecting electric charge to a photosensitive member has been devised.
In this charging method, a voltage is applied to a contact conductive member (contact charging member) such as a charging roller, a charging brush, or a charging magnetic brush, and charge is injected into a charge injection layer on the surface of the photoreceptor to perform contact injection charging. It is. In this charging method, since the discharge phenomenon is not used, the voltage required for charging is only the desired photoconductor surface potential and no ozone is generated.
Further, even in the case of using the AC bias application method, since the discharge is suppressed, the generation of ozone is small, and the deterioration of the photoreceptor surface can be greatly reduced.
【0011】電荷注入層は酸化錫等の導電性微粒子を樹
脂中に分散させたものや、非晶質のシリコン等が用いら
れる。The charge injection layer is made of a material in which conductive fine particles such as tin oxide are dispersed in a resin, amorphous silicon, or the like.
【0012】帯電磁気ブラシは、給電電極を兼ねる担持
部材に磁気拘束して担持させた導電性磁性粒子の磁気ブ
ラシ部を有し、該磁気ブラシ部を被帯電体としての感光
体に接触させ、担持部材に給電することで、感光体を帯
電させるものである。帯電磁気ブラシは他の接触帯電部
材に比べ、帯電均一性に優れることや、感光体上の残留
物による汚染による影響を受けにくい等の利点がある。The charging magnetic brush has a magnetic brush portion made of conductive magnetic particles magnetically constrained and supported on a supporting member also serving as a power supply electrode, and the magnetic brush portion is brought into contact with a photosensitive member as a member to be charged. By supplying power to the carrier member, the photoconductor is charged. Compared to other contact charging members, the charging magnetic brush has advantages such as excellent charging uniformity and less susceptibility to contamination by residues on the photoreceptor.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、特に、帯電
磁気ブラシを用いた接触帯電装置(磁気ブラシ帯電装
置)の改善である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention particularly relates to an improvement of a contact charging device (magnetic brush charging device) using a charged magnetic brush.
【0014】即ち、磁気ブラシ帯電は被帯電体と磁気ブ
ラシ部の導電性磁性粒子の接触領域のみ帯電される性質
がある。このため、所定の電位まで被帯電体を帯電する
のに十分な帯電能力を得るためには、被帯電体表面と磁
気ブラシ部の導電性磁性粒子との接触機会を多くするこ
とが望ましい。その接触機会を増やす手段としては、導
電性磁性粒子で構成される磁気ブラシを担持している帯
電スリーブの回転速度を速くしたり、磁気ブラシ部と被
帯電体の接触領域を広くすることが有効である。That is, the magnetic brush charging has a property of being charged only in the contact area between the member to be charged and the conductive magnetic particles of the magnetic brush portion. For this reason, in order to obtain sufficient charging ability to charge the member to be charged to a predetermined potential, it is desirable to increase the chance of contact between the surface of the member to be charged and the conductive magnetic particles of the magnetic brush portion. As means for increasing the chance of contact, it is effective to increase the rotation speed of the charging sleeve carrying the magnetic brush composed of conductive magnetic particles or to increase the contact area between the magnetic brush portion and the member to be charged. It is.
【0015】被帯電体表面と磁気ブラシ部の導電性磁性
粒子との接触機会が不十分であると、所定の帯電電位が
得られなくなるだけでなく、磁気ブラシの汚染による帯
電能力の低下が起き易く、画像形成装置にあっては、か
ぶりや、帯電ゴースト(帯電器の帯電能力が低下する
と、被帯電体の潜像の履歴を消すことができなくなり、
次の画像上に、その履歴が現れてしまうこと)の要因と
なることがあった。If the opportunity for contact between the surface of the member to be charged and the conductive magnetic particles of the magnetic brush portion is insufficient, not only will a predetermined charging potential not be obtained, but also the charging capability will decrease due to contamination of the magnetic brush. In the image forming apparatus, fogging and charging ghosts (when the charging ability of the charger is reduced, the history of the latent image on the member to be charged cannot be erased,
(History may appear on the next image).
【0016】本発明は、磁気ブラシ帯電装置において、
被帯電体表面と磁気ブラシ部の導電性磁性粒子との接触
機会を増やすように工夫したものである。The present invention relates to a magnetic brush charging device,
It is devised to increase the chance of contact between the surface of the member to be charged and the conductive magnetic particles of the magnetic brush portion.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする帯電装置及び画像形成装置である。 (1)回転するスリーブと、該スリーブに内包された磁
界発生手段と、該磁界発生手段により該スリーブ上に磁
気ブラシとして磁気拘束された導電性磁性粒子と、該ス
リーブ上に拘束される該導電性磁性粒子の担持量を規制
する規制手段を有し、該導電性磁性粒子を被帯電体に接
触させて該被帯電体を帯電する磁気ブラシ帯電装置にお
いて、該スリーブと該被帯電体の間隙をL[cm]、該
導電性磁性粒子の見かけ密度をp[g/cm3]、該ス
リーブ上の該導電性磁性粒子が被帯電体に接触していな
い場合の、規制手段で規制した後の該スリーブ上での該
導電性磁性粒子の担持量をM[g/cm2]、該導電性
磁性粒子の体積平均粒径をd[cm]としたとき、 3d<L<M/p を充たし、かつ該被帯電体の当接時は、該被帯電体の当
接部を通過する該導電性磁性粒子と規制部を通過する該
導電性磁性粒子の時間当たりの量が常に平衡状態にある
ことを特徴とする帯電装置。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a charging device and an image forming apparatus having the following constitutions. (1) a rotating sleeve, magnetic field generating means contained in the sleeve, conductive magnetic particles magnetically constrained as a magnetic brush on the sleeve by the magnetic field generating means, and the conductive particles confined on the sleeve A magnetic brush charging device that has a regulating unit that regulates the amount of the conductive magnetic particles carried, and charges the charged object by bringing the conductive magnetic particles into contact with the charged object, wherein a gap between the sleeve and the charged object is provided. Is L [cm], the apparent density of the conductive magnetic particles is p [g / cm 3 ], and after the conductive magnetic particles on the sleeve are not in contact with the member to be charged, after being regulated by regulating means. When the carrying amount of the conductive magnetic particles on the sleeve is M [g / cm 2 ] and the volume average particle size of the conductive magnetic particles is d [cm], 3d <L <M / p When charging and contacting the member to be charged, contacting the member to be charged A charging device, characterized in that the amount per time of the conductive magnetic particles passing through the restricting portion and the conductive magnetic particles passing through is always in equilibrium.
【0018】(2)該磁界発生手段は、少なくとも、該
被帯電体との対向位置に第一の磁極と、該スリーブの回
転方向の反対方向に隣り合う第一の磁極とは異なる第二
の磁極を有し、該規制手段の規制位置が第一の磁極と第
二の磁極の間に位置し、かつ該規制位置と該スリーブの
回転中心を結ぶ直線と、該スリーブと被帯電体の最近接
位置と該スリーブの回転中心を結ぶ直線のなす角を70
°以下とすることにより構成されることを特徴とする
(1)に記載の帯電装置。(2) The magnetic field generating means includes a second magnetic pole different from at least a first magnetic pole at a position facing the member to be charged and a first magnetic pole adjacent to the sleeve in a direction opposite to the rotation direction of the sleeve. A magnetic pole, a regulating position of the regulating means is located between the first magnetic pole and the second magnetic pole, and a straight line connecting the regulating position and the rotation center of the sleeve; The angle between the straight line connecting the contact position and the rotation center of the sleeve is 70
° or less, the charging device according to (1), wherein:
【0019】(3)該磁界発生手段は、少なくとも、該
被帯電体との対向位置に第一の磁極と、該スリーブの回
転方向の反対方向に隣り合う第一の磁極とは異なる第二
の磁極を有し、該規制手段の規制位置が第一の磁極と第
二の磁極の間に位置し、かつ該規制位置における、該磁
界発生手段による磁束密度が400×10-4[T(テス
ラ)]以下であることを特徴とする(1)に記載の帯電
装置。(3) The magnetic field generating means includes a second magnetic pole different from at least a first magnetic pole at a position facing the member to be charged and a first magnetic pole adjacent to the sleeve in a direction opposite to the rotation direction of the sleeve. A magnetic pole, and a restricting position of the restricting means is located between the first magnetic pole and the second magnetic pole, and a magnetic flux density by the magnetic field generating means at the restricting position is 400 × 10 -4 [T (Tesla )] The charging device according to (1), wherein:
【0020】(4)該規制手段は、剛体からなるもので
あることを特徴とする(1)ないし(3)の何れか1つ
に記載の帯電装置。(4) The charging device according to any one of (1) to (3), wherein the restricting means is made of a rigid body.
【0021】(5)該規制手段は、可撓性を示す材料か
らなるものであることを特徴とする(1)ないし(3)
の何れか1つに記載の帯電装置。(5) The restricting means is made of a material exhibiting flexibility (1) to (3).
The charging device according to any one of the above.
【0022】(6)被帯電体は、画像形成装置における
像担持体であり、表面に電荷注入層を有する、あるいは
電荷注入帯電性であることを特徴とする(1)ないし
(5)の何れか1つに記載の帯電装置。(6) The member to be charged is an image carrier in an image forming apparatus, and has a charge injection layer on its surface or is chargeable and chargeable. A charging device according to any one of the preceding claims.
【0023】(7)該電荷注入層は、導電性微粒子を分
散した樹脂からなることを特徴とする(6)に記載の帯
電装置。(7) The charging device according to (6), wherein the charge injection layer is made of a resin in which conductive fine particles are dispersed.
【0024】(8)該電荷注入層は、非晶質のシリコン
であることを特徴とする(6)に記載の帯電装置。(8) The charging device according to (6), wherein the charge injection layer is made of amorphous silicon.
【0025】(9)像担持体に該像担持体を帯電する工
程を含む作像プロセスを適用して画像形成を実行する画
像形成装置であり、該像担持体の帯電工程手段が(1)
ないし(8)の何れか1つに記載の帯電装置であること
を特徴とする画像形成装置。(9) An image forming apparatus for performing image formation by applying an image forming process including a step of charging the image carrier to the image carrier, wherein the means for charging the image carrier comprises (1)
An image forming apparatus, which is the charging device according to any one of (8) to (8).
【0026】〈作 用〉磁気ブラシ帯電装置おいて、上
記の関係式3d<L<M/pを充たすことで、帯電ニッ
プ部(スリーブと被帯電体との対向位置における被帯電
体に対する導電性磁性粒子(磁気ブラシ)の接触領域
部)で導電性磁性粒子の最密状態を形成することができ
て、即ち帯電ニップ部での被帯電体表面と磁気ブラシを
構成している導電性磁性粒子との接触機会を増やすこと
ができて、帯電能力を大幅に向上させることができる。<Operation> In the magnetic brush charging device, by satisfying the above-mentioned relational expression 3d <L <M / p, the charging nip portion (the conductivity to the charged object at the position where the sleeve and the charged object are opposed to each other) is satisfied. The closest contact state of the conductive magnetic particles can be formed by the magnetic particles (contact area of the magnetic brush), that is, the conductive magnetic particles forming the magnetic brush with the surface of the member to be charged in the charging nip portion Can be increased, and the charging ability can be greatly improved.
【0027】ただ、帯電ニップ部で導電性磁性粒子の最
密状態を形成すると帯電ニップ部で導電性磁性粒子溢れ
の発生をみやすい。その導電性磁性粒子溢れは、被帯電
体の当接部を通過する導電性磁性粒子と規制部を通過す
る導電性磁性粒子の時間当たりの量が常に平衡状態にあ
ること(自己制御機構)で防止できる。However, when the densest state of the conductive magnetic particles is formed at the charging nip, overflow of the conductive magnetic particles easily occurs at the charging nip. The overflow of the conductive magnetic particles is caused by the fact that the amount of the conductive magnetic particles passing through the contact portion of the member to be charged and the conductive magnetic particles passing through the regulating portion are always in an equilibrium state (self-control mechanism). Can be prevented.
【0028】具体的には、磁界発生手段は、少なくと
も、被帯電体との対向位置に第一の磁極と、スリーブの
回転方向の反対方向に隣り合う第一の磁極とは異なる第
二の磁極を有し、規制手段の規制位置が第一の磁極と第
二の磁極の間に位置し、かつ規制位置とスリーブの回転
中心を結ぶ直線と、スリーブと被帯電体の最近接位置と
スリーブの回転中心を結ぶ直線のなす角を70°以下と
すること、あるいは規制手段の規制位置が第一の磁極と
第二の磁極の間に位置し、かつ規制位置における、磁界
発生手段による磁束密度が400×10-4[T]以下で
あることにより、被帯電体の当接部を通過する導電性磁
性粒子と規制部を通過する導電性磁性粒子の時間当たり
の量を常に平衡状態させて帯電ニップ部における導電性
磁性粒子溢れを防止できる。More specifically, the magnetic field generating means includes at least a first magnetic pole at a position facing the member to be charged and a second magnetic pole different from the first magnetic pole adjacent in the direction opposite to the rotation direction of the sleeve. The regulating position of the regulating means is located between the first magnetic pole and the second magnetic pole, and a straight line connecting the regulating position and the rotation center of the sleeve, the closest position between the sleeve and the member to be charged, and the length of the sleeve. The angle formed by the straight line connecting the rotation centers is 70 ° or less, or the regulating position of the regulating means is located between the first magnetic pole and the second magnetic pole, and the magnetic flux density by the magnetic field generating means at the regulating position is By being equal to or less than 400 × 10 −4 [T], the amount of the conductive magnetic particles passing through the contact portion of the member to be charged and the amount of conductive magnetic particles passing through the regulating portion are always equilibrated and charged. Prevents conductive magnetic particles from overflowing at the nip Kill.
【0029】したがって、帯電ニップ部において導電性
磁性粒子の最密充填状態を磁性粒子を溢れさせることな
く形成でき、帯電能力を向上させることができる。さら
に、このような構成では導電性磁性粒子の供給量が自己
規制されるような状態になっているため、環境変動など
で導電性磁性粒子の流動性が変化しても、導電性磁性粒
子溢れの発生しない安定した帯電を実行させることがで
きる。Therefore, the close-packed state of the conductive magnetic particles can be formed in the charging nip without overflowing the magnetic particles, and the charging ability can be improved. Furthermore, in such a configuration, the supply amount of the conductive magnetic particles is self-regulated, so that the conductive magnetic particles overflow even if the fluidity of the conductive magnetic particles changes due to environmental changes or the like. And stable charging that does not occur can be performed.
【0030】[0030]
〈実施例1〉(図1〜図4) 図1は本発明に従う磁気ブラシ帯電装置例の概略の横断
面模型図である。<Embodiment 1> (FIGS. 1 to 4) FIG. 1 is a schematic cross-sectional model diagram of an example of a magnetic brush charging device according to the present invention.
【0031】(1)帯電装置Aの全体的な概略構成 1は導電性磁性粒子の磁気ブラシの担持部材としての回
転スリーブ(帯電スリーブ)である。本例のスリーブ1
は直径25mmの非磁性のスリーブであり、給電電極を
兼ね、例えばアルミニウム製である。装置ケーシング5
内に両端側を回転自由に軸受けさせて配設してある。こ
のスリーブ1はその前面側を装置ケーシング5の前面開
口部から外側に露呈させてある。(1) Overall Schematic Configuration of Charging Device A Reference numeral 1 denotes a rotating sleeve (charging sleeve) as a holding member for a magnetic brush of conductive magnetic particles. Sleeve 1 of this example
Is a non-magnetic sleeve having a diameter of 25 mm, which also serves as a power supply electrode and is made of, for example, aluminum. Equipment casing 5
Inside, both ends are rotatably supported. The sleeve 1 has its front side exposed outside from the front opening of the device casing 5.
【0032】2は上記スリーブ1内にほぼ同心に挿入し
て内包させた磁界発生手段としてのマグネットローラで
ある。本例のものは4極マグネットローラであり、非回
転に固定したローラである。N1・S1・N2・S2は
磁極部である。Numeral 2 denotes a magnet roller as magnetic field generating means which is substantially concentrically inserted into and contained in the sleeve 1. This embodiment is a four-pole magnet roller, which is a non-rotatably fixed roller. N1, S1, N2, and S2 are magnetic pole portions.
【0033】スリーブ1はこの固定のマグネットローラ
2の外回りを不図示の駆動系により矢印R1の反時計方
向に周速度200mm/secで回転駆動される。The sleeve 1 is driven to rotate around the fixed magnet roller 2 at a peripheral speed of 200 mm / sec by a driving system (not shown) in a counterclockwise direction indicated by an arrow R1.
【0034】3は導電性磁性粒子(磁性キャリア、以
下、磁性粒子と記す)もしくは該磁性粒子の磁気ブラシ
であり、スリーブ1の外面にスリーブ内部のマグネット
ローラ2の磁気力で磁気拘束させてある。Reference numeral 3 denotes conductive magnetic particles (magnetic carriers, hereinafter referred to as magnetic particles) or magnetic brushes of the magnetic particles, and is magnetically constrained on the outer surface of the sleeve 1 by the magnetic force of the magnet roller 2 inside the sleeve. .
【0035】4はスリーブ1上に拘束される磁性粒子の
担持量を規制する規制手段としての規制板(規制部材)
である。本例においてこの規制板4は非磁性の剛体ブレ
ードである。該規制板4は、装置ケーシング5の前面開
口部の上辺側の前面壁に、規制板下辺とスリーブ1の外
面との間に所定の間隙α[cm]を設定して固定配設し
てある。この間隙α部が規制板4による磁性粒子規制位
置である。Reference numeral 4 denotes a regulating plate (regulating member) as regulating means for regulating the amount of magnetic particles carried on the sleeve 1.
It is. In this embodiment, the regulating plate 4 is a non-magnetic rigid blade. The regulating plate 4 is fixedly arranged on the front wall on the upper side of the front opening of the device casing 5 with a predetermined gap α [cm] set between the lower side of the regulating plate and the outer surface of the sleeve 1. . This gap α portion is a magnetic particle regulating position by the regulating plate 4.
【0036】7は被帯電体であり、本例は電子写真装置
における像担持体としての電子写真感光ドラムである。
より具体的には、この感光ドラム7は最表層を電荷注入
層としたものであり、ジスアゾ系の顔料を樹脂に分散し
た電荷発生層と、ポリカーボネート樹脂にヒドラゾンを
分散した電荷輸送層を持ち、さらに最表層には光硬化性
のアクリル樹脂に超微粒子のSnO2 (導電性フィラ
ー)を分散した電荷注入層からなる有機感光層を持ち、
矢印R2の反時計方向に100mm/secの周速度で
回転駆動される。Reference numeral 7 denotes an object to be charged. In this example, an electrophotographic photosensitive drum is used as an image carrier in an electrophotographic apparatus.
More specifically, the photosensitive drum 7 has an outermost layer as a charge injection layer, and has a charge generation layer in which a disazo pigment is dispersed in a resin, and a charge transport layer in which hydrazone is dispersed in a polycarbonate resin. Further, the outermost layer has an organic photosensitive layer composed of a charge injection layer in which ultrafine SnO 2 (conductive filler) is dispersed in a photocurable acrylic resin,
It is rotationally driven at a peripheral speed of 100 mm / sec in the counterclockwise direction of arrow R2.
【0037】装置ケーシング5の前面開口部から外側に
露呈させたスリーブ部分と感光ドラム7とは所定の間隙
L[cm](両者1・7の最近接位置における間隙寸
法)を設定して対向させてある。A predetermined gap L (cm) (a gap dimension at the closest position of 1.7) is set between the sleeve portion exposed to the outside from the front opening of the apparatus casing 5 and the photosensitive drum 7 so as to face each other. It is.
【0038】スリーブ1の外面に磁気拘束されて付着の
磁性粒子3はスリーブ1の反時計方向R1への回転とと
もに同方向に搬送され、装置ケーシング5内において、
スリーブ1の上面部分と、規制板4の裏面部分と、装置
ケーシング5の前面壁裏面部分とで構成される空間部分
に大きい溜り部(滞留部)を生じて保持される。The magnetic particles 3 which are magnetically bound to and adhere to the outer surface of the sleeve 1 are conveyed in the same direction as the sleeve 1 rotates in the counterclockwise direction R1.
A large pool (residence) is formed and held in a space defined by the upper surface of the sleeve 1, the back surface of the regulating plate 4, and the back surface of the front wall of the device casing 5.
【0039】その溜り部の磁性粒子の一部がスリーブ1
の回転に伴い規制板4の下辺とスリーブ1の外面との間
の間隙部すなわち磁性粒子規制位置αを通って装置ケー
シング5の外側に抜け出てスリーブ1上に層厚規制され
た磁気ブラシとして保持され、スリーブ1と感光ドラム
7との対向位置に搬送される。A part of the magnetic particles in the pool is
As the magnetic brush rotates, it passes through the gap between the lower side of the regulating plate 4 and the outer surface of the sleeve 1, that is, passes through the magnetic particle regulating position α to the outside of the device casing 5 and is held on the sleeve 1 as a magnetic brush whose layer thickness is regulated. Then, the sheet is conveyed to a position where the sleeve 1 and the photosensitive drum 7 face each other.
【0040】スリーブ1と感光ドラム7との対向位置に
搬送された磁性粒子の磁気ブラシは、この対向位置にほ
ぼ対応させて位置させたマグネットローラ2上の第一の
磁極N1(以下、主極と記す)の磁気力で穂立ち、回転
感光ドラム7面に当接し、回転感光ドラム7面が磁性粒
子の磁気ブラシで摺擦される。スリーブ1と感光ドラム
7との対向位置において感光ドラム7面に対する磁性粒
子(磁気ブラシ)の接触領域部が帯電ニップ部aであ
る。The magnetic brush of the magnetic particles conveyed to the position where the sleeve 1 and the photosensitive drum 7 are opposed to each other is a first magnetic pole N1 (hereinafter referred to as a main pole) on the magnet roller 2 located substantially corresponding to the opposed position. ), And comes into contact with the surface of the rotating photosensitive drum 7, and the surface of the rotating photosensitive drum 7 is rubbed with a magnetic brush of magnetic particles. At a position where the sleeve 1 and the photosensitive drum 7 face each other, a contact area of the magnetic particles (magnetic brush) with respect to the surface of the photosensitive drum 7 is a charging nip portion a.
【0041】スリーブ1と感光ドラム7対向位置の間隙
Lを通り抜けた磁性粒子はスリーブ1上に磁気拘束され
て保持され引き続くスリーブ1の回転で装置ケーシング
5内に戻し搬送され、循環的に搬送使用される。The magnetic particles that have passed through the gap L between the position where the sleeve 1 and the photosensitive drum 7 face each other are magnetically constrained and held on the sleeve 1, are returned to the inside of the apparatus casing 5 by the subsequent rotation of the sleeve 1, and are cyclically used. Is done.
【0042】スリーブ1には電源6より所定の帯電バイ
アスが印加され、回転感光ドラム7面は帯電ニップ部a
において磁性粒子の磁気ブラシによる摺擦と印加帯電バ
イアスで、所定の極性・電位に接触帯電処理される。本
実施例では、電源6よりスリーブ1に帯電バイアスとし
て DCバイアス:−700V ACバイアス:振幅1000V、周波数1kHz の重畳バイアスを印加した。A predetermined charging bias is applied to the sleeve 1 from a power supply 6, and the surface of the rotating photosensitive drum 7 is charged at a charging nip a
In the above, the contact charging process is performed to a predetermined polarity and potential by the rubbing of the magnetic particles by the magnetic brush and the applied charging bias. In this embodiment, a superimposed bias having a DC bias of -700 V, an AC bias of 1000 V, and a frequency of 1 kHz was applied from the power source 6 to the sleeve 1 as a charging bias.
【0043】本実施例では被帯電体としての感光ドラム
7は前述したように最表層を電荷注入層としたものであ
るので、該感光ドラム7は上記の印加帯電バイアスのD
Cバイアスに対応してほぼ−700Vに注入帯電方式で
接触帯電処理される。In the present embodiment, the photosensitive drum 7 as the member to be charged has the outermost layer as the charge injection layer as described above, and therefore, the photosensitive drum 7
Contact charging is performed at approximately -700 V in accordance with the C bias by an injection charging method.
【0044】(2)磁性粒子3 磁気ブラシを構成させる磁性粒子としては下記のような
ものが好適に用いられる。(2) Magnetic Particles 3 As the magnetic particles constituting the magnetic brush, the following are preferably used.
【0045】a.樹脂とマグネタイト等の磁性粉体を混
練して粒子に成形したもの、もしくはこれに抵抗値調節
のために導電カーボン等を混ぜたもの、 b.焼結したマグネタイト、フェライト、もしくはこれ
らを還元または酸化処理して抵抗値を調節したもの、 c.上記の磁性粒子を抵抗調整をしたコート材(フェノ
ール樹脂にカーボンを分散したもの等)でコートまたは
Ni等の金属でメッキ処理して抵抗値を適当な値にした
もの等。A. A resin and a magnetic powder such as magnetite are kneaded to form particles, or mixed with conductive carbon or the like to adjust resistance, b. Sintered magnetite, ferrite, or those obtained by reducing or oxidizing these to adjust the resistance value; c. The above magnetic particles are coated with a coating material (for example, a phenol resin in which carbon is dispersed) in which the resistance is adjusted, or plated with a metal such as Ni so as to have an appropriate resistance value.
【0046】これら磁性粒子の抵抗値としては、高すぎ
ると感光ドラム表面に電荷が均一に注入できず、微小な
帯電不良によるカブリ画像となってしまう。低すぎると
感光ドラム表面にピンホールがあったとき、ピンホール
に電流が集中して帯電電圧が降下し感光ドラム表面を帯
電することができず、帯電ニップ状の帯電不良となる。
よって磁性粒子の抵抗値としては、1×104 〜1×1
07 Ωが望ましい。If the resistance value of these magnetic particles is too high, charges cannot be uniformly injected onto the surface of the photosensitive drum, and a fog image due to minute charging failure will result. If the temperature is too low, when there is a pinhole on the surface of the photosensitive drum, current concentrates on the pinhole and the charging voltage drops, so that the surface of the photosensitive drum cannot be charged.
Therefore, the resistance value of the magnetic particles is 1 × 10 4 to 1 × 1
0 7 Ω is desirable.
【0047】磁性粒子の抵抗値は、電圧が印加できる金
属セル(底面積228mm2 )に磁性粒子を2g入れた
後加重し、電圧を1〜1000V印加して測定した。The resistance value of the magnetic particles was measured by placing 2 g of the magnetic particles in a metal cell (bottom area: 228 mm 2 ) to which a voltage could be applied, applying a weight, and applying a voltage of 1 to 1000 V.
【0048】磁性粒子の磁気特性としては、感光ドラム
表面への磁性粒子付着を防止するために磁気拘束力を高
くする方がよく、飽和磁化が50(A・m2 /kg)以
上が望ましい。Regarding the magnetic properties of the magnetic particles, it is better to increase the magnetic binding force in order to prevent the magnetic particles from adhering to the surface of the photosensitive drum, and the saturation magnetization is desirably 50 (A · m 2 / kg) or more.
【0049】磁性粒子の磁気特性測定は、理研電子株式
会社の直流磁化B−H特性自動記録装置BHH−50を
用いることができる。この際、直径(内径)6.5m
m、高さ10mmの円柱状の容器に磁性粒子を荷重約2
g重程度で充填し、容器内で磁性粒子が動かないように
してそのB−Hカーブから飽和磁化を測定する。For the measurement of the magnetic properties of the magnetic particles, a DC magnetization BH characteristic automatic recording apparatus BHH-50 manufactured by Riken Denshi Co., Ltd. can be used. At this time, the diameter (inner diameter) is 6.5 m
m, magnetic particles in a cylindrical container with a height of 10 mm
The filling is performed at about g weight, and the saturation magnetization is measured from the BH curve of the container while keeping the magnetic particles from moving in the container.
【0050】実際に、本実施例で用いた磁性粒子は、体
積平均粒径が30μm、見かけ密度2.0[g/cm
2 ]、抵抗値1×106 Ω、飽和磁化58(A・m2 /
kg)であった。Actually, the magnetic particles used in this example had a volume average particle size of 30 μm and an apparent density of 2.0 g / cm 2.
2 ], resistance value 1 × 10 6 Ω, saturation magnetization 58 (A · m 2 /
kg).
【0051】磁性粒子の見かけ密度はJIS Z25041
記載の方法に準じて行なった。The apparent density of the magnetic particles is JIS Z25041.
Performed according to the method described.
【0052】また、磁性粒子の粒径は帯電能力や帯電の
均一性に影響する。つまり、粒径が大きすぎると感光ド
ラム表面との接触割合が低下し帯電ムラの原因となる。
粒径が小さいと帯電能力、均一性ともに向上する反面、
感光ドラム表面への付着が起きやすくなる。このため磁
性粒子の粒径としては5〜100μmのものが好適に用
いられる。Further, the particle size of the magnetic particles affects charging ability and uniformity of charging. That is, if the particle size is too large, the contact ratio with the surface of the photosensitive drum decreases, which causes charging unevenness.
If the particle size is small, both charging ability and uniformity are improved,
Adhesion to the photosensitive drum surface is likely to occur. Therefore, a magnetic particle having a diameter of 5 to 100 μm is preferably used.
【0053】磁性粒子の体積平均粒径は、水平方向最大
弦長で示し、測定法は顕微鏡法により磁性粒子300個
以上をランダムに選び、その径を実測して算術平均をと
ることによって算出した。The volume average particle diameter of the magnetic particles is represented by the maximum chord length in the horizontal direction, and the measurement was carried out by randomly selecting 300 or more magnetic particles by a microscope, measuring the diameter, and taking the arithmetic average. .
【0054】(3)間隙L、磁極N1・S1・N2・S
2、磁性粒子規制位置α等 a)スリーブ1と感光ドラム7との対向位置の間隙L
[cm]は本実施例では0.05cm(500μm)と
した。(3) Gap L, magnetic poles N1, S1, N2, S
2. Magnetic particle regulating position α, etc. a) The gap L between the facing position of the sleeve 1 and the photosensitive drum 7
[Cm] is 0.05 cm (500 μm) in this embodiment.
【0055】Lは、小さすぎると感光体へのリークが生
じやすくなり、大きすぎると帯電能力が低下してしま
う。Lは0.01[cm]〜0.2[cm]の範囲で概
ね良好な帯電性を示す。If L is too small, leakage to the photoreceptor is likely to occur, and if L is too large, the charging ability will decrease. L shows generally good chargeability in the range of 0.01 [cm] to 0.2 [cm].
【0056】b)スリーブ1内にほぼ同心に挿入して内
包させた磁界発生手段としての非回転・固定のマグネッ
トローラ2は本例のものは4極マグネットローラであ
る。このマグネットローラの磁極N1・S1・N2・S
2のうち、スリーブ1と感光ドラム7との対向位置にほ
ぼ対応させて位置させた主極N1(第一の磁極)のスリ
ーブ1上の磁束密度は本実施例では800×10
-4[T]とした。B) The non-rotating / fixed magnet roller 2 as a magnetic field generating means which is substantially concentrically inserted into and contained in the sleeve 1 is a four-pole magnet roller in this embodiment. Magnetic poles N1, S1, N2, S of this magnet roller
2, the magnetic flux density on the sleeve 1 of the main pole N1 (first magnetic pole) positioned substantially corresponding to the facing position between the sleeve 1 and the photosensitive drum 7 is 800 × 10 3 in this embodiment.
-4 [T].
【0057】この主極N1の磁束密度が小さすぎると感
光ドラム7上に磁性粒子の付着が発生し、また強すぎる
と帯電ニップ部aにおいて磁性粒子が停滞してしまう。
このため、主極N1の磁束密度としては600〜120
0×10-4[T]が好適である。If the magnetic flux density of the main pole N1 is too small, magnetic particles will adhere to the photosensitive drum 7, and if it is too strong, the magnetic particles will stagnate in the charging nip portion a.
For this reason, the magnetic flux density of the main pole N1 is 600 to 120
0 × 10 −4 [T] is preferable.
【0058】主極N1の感光ドラム7に対する対向角度
θ3 (以下、主極位置角と称する)、すなわちスリーブ
1の回転中心軸線O1 と、スリーブ1と感光ドラム7と
の最近接位置を結んだ直線b(=スリーブ1の回転中心
軸線O1 と感光ドラム7の回転中心軸線O7 を結んだ直
線)と、スリーブ1の回転中心軸線O1 と主極N1を結
ぶ直線cとのなす角θ3 は、直線bを境(0°)とし
て、これよりもスリーブ回転方向上流側をプラス、下流
側をマイナスとして、 −10°≦θ3 ≦5° であることが好ましい。The angle θ 3 of the main pole N1 facing the photosensitive drum 7 (hereinafter referred to as the main pole position angle), that is, the rotation center axis O 1 of the sleeve 1 and the closest position between the sleeve 1 and the photosensitive drum 7 are connected. angle between the straight line c connecting the straight line b (= a line connecting the rotation center axis O 7 of the rotation center axis O 1 and the photosensitive drum 7 of the sleeve 1), the rotation center axis O 1 and the main pole N1 of the sleeve 1 they θ 3 is preferably −10 ° ≦ θ 3 ≦ 5 °, with the straight line b as a boundary (0 °), plus the upstream side in the sleeve rotation direction and the downstream side as minus.
【0059】この範囲外であると帯電ニップ部aにおけ
る磁性粒子の保持力が不足するため感光ドラム7への磁
性粒子付着が増加したり、磁性粒子の搬送力が不十分に
なったりする。Outside this range, the holding power of the magnetic particles in the charging nip portion a becomes insufficient, so that the adhesion of the magnetic particles to the photosensitive drum 7 increases and the conveying force of the magnetic particles becomes insufficient.
【0060】本実施例ではθ3 =−5°、すなわち直線
bよりもスリーブ回転方向下流側に5°傾ける(位置ず
れ)構成とした。In this embodiment, θ 3 = −5 °, that is, 5 ° is inclined (position shift) downstream of the straight line b in the sleeve rotation direction.
【0061】c)磁極S1はマグネットローラ2上の第
二の磁極(以下、規制極と記す)であり、主極N1より
もスリーブ回転方向上流側(スリーブ1の回転方向の反
対方向)において主極N1と隣り合う磁極である。C) The magnetic pole S1 is a second magnetic pole on the magnet roller 2 (hereinafter referred to as a regulating pole), and is located upstream of the main pole N1 in the sleeve rotation direction (the direction opposite to the rotation direction of the sleeve 1). The magnetic pole is adjacent to the pole N1.
【0062】この規制極S1は、装置ケーシング5内に
おいて、スリーブ1の上面部分と、規制板4の裏面部分
と、装置ケーシング5の前面壁裏面部分とで構成される
空間部分に形成される磁性粒子の大きい溜り部の位置に
ほぼ対応させて位置させてある。The restricting pole S1 is formed in a space formed in the apparatus casing 5 by a space defined by the upper surface of the sleeve 1, the rear surface of the restricting plate 4, and the rear surface of the front wall of the device casing 5. It is located substantially corresponding to the location of the large reservoir of particles.
【0063】本実施例では主極N1に対して規制極S1
は、スリーブ1の回転中心軸線O1と主極N1を結ぶ直
線cに対して、スリーブ1の回転中心軸線O1 と規制極
S1を結ぶ直線dのなす角θ1 (以下、規制極位置角と
称す)を90°の関係にして設けた。In this embodiment, the regulating pole S1 is set with respect to the main pole N1.
, Relative to the straight line c connecting the rotation center axis O 1 and the main pole N1 of the sleeve 1, the angle theta 1 of the straight line d connecting the rotation center axis O 1 and the regulating pole S1 of the sleeve 1 (hereinafter, regulating pole position angle ) Are provided in a 90 ° relationship.
【0064】規制極S1のスリーブ1上の磁束密度は本
実施例では350×10-4[T]とした。規制極S1の
磁束密度は、小さすぎると磁性粒子の搬送力が不足した
り、規制板4の裏に磁性粒子を保持することができない
場合があり、また強すぎると磁性粒子規制位置αでの磁
性粒子磁気ブラシの層厚規制が安定しなかったり、磁性
粒子にストレスがかかりすぎ、磁性粒子に対するトナー
スペントの要因となったりする。The magnetic flux density of the regulating pole S1 on the sleeve 1 was set to 350 × 10 -4 [T] in this embodiment. If the magnetic flux density of the regulating pole S1 is too small, the force for transporting the magnetic particles may be insufficient, or the magnetic particles may not be able to be held behind the regulating plate 4; The regulation of the layer thickness of the magnetic particle magnetic brush is not stable, or the magnetic particles are excessively stressed, which causes toner spent on the magnetic particles.
【0065】したがって規制極S1の磁束密度としては
200〜1000×10-4[T]のものが好適に用いら
れる。Therefore, the magnetic flux density of the regulating pole S1 is preferably 200 to 1000 × 10 -4 [T].
【0066】d)磁極N2は主極N1のほぼ180°反
対側位置のマグネットローラ上に、また磁極S2は規制
極S1のほぼ180°反対側位置のマグネットローラ上
に、それぞれ着磁させてあり、磁性粒子の搬送極として
機能する。D) The magnetic pole N2 is magnetized on the magnet roller at a position substantially 180 ° opposite to the main pole N1, and the magnetic pole S2 is magnetized on the magnet roller at a position almost 180 ° opposite to the regulating pole S1. , Function as a transport pole of magnetic particles.
【0067】e)規制板4は、本例では、主極N1と規
制極S1の間であり、かつスリーブ1の回転中心軸線O
1 と、スリーブ1と感光ドラム7との最近接位置を結ん
だ直線bと、スリーブ1の回転中心軸線O1 と規制板4
の下辺エッジ部による磁性粒子規制位置αを結ぶ直線e
のなす角θ2 (以下、磁性粒子規制位置角と称す)が8
0°である位置に配置した。E) In this example, the regulating plate 4 is located between the main pole N1 and the regulating pole S1 and the rotation center axis O of the sleeve 1.
1 , a straight line b connecting the closest position between the sleeve 1 and the photosensitive drum 7, a rotation center axis O 1 of the sleeve 1 and a regulating plate 4
Line e connecting the magnetic particle regulating position α by the lower side edge
Angle θ 2 (hereinafter referred to as a magnetic particle regulating position angle) is 8
It was arranged at a position of 0 °.
【0068】(4)3d<L<M/pと、磁性粒子溢れ
防止について 上述のような条件のもと、スリーブ1上の磁性粒子の感
光ドラム非当接時の規制後の担持量と帯電能力の関係を
調べたところ、担持量が0.1[g/cm2 ]を越える
と急激に帯電能が向上することが見いだされた。(4) 3d <L <M / p and Prevention of Overflow of Magnetic Particles Under the above-described conditions, the carried amount and charging of the magnetic particles on the sleeve 1 after the non-contact with the photosensitive drum are regulated. Examination of the relationship between the capacities revealed that the charging capacity sharply improved when the supported amount exceeded 0.1 [g / cm 2 ].
【0069】これを図2に示す。縦軸は初期電位収束率
であり、初期電位の収束電位に対する割合で表され、初
期電位収束率が高いほど帯電能力が高いことを示してい
る。This is shown in FIG. The vertical axis represents the initial potential convergence rate, which is expressed as a ratio of the initial potential to the convergence potential. The higher the initial potential convergence rate, the higher the charging ability.
【0070】担持量0.1[g/cm2 ]前後の帯電ニ
ップ部aの様態を観察したところ、担持量0.1[g/
cm2 ]以上では、磁性粒子が帯電ニップ部a内でパッ
キング状態(最密充填状態)となっていた。Observation of the state of the charging nip portion a at a load of about 0.1 [g / cm 2 ] revealed that the load was 0.1 [g / cm 2 ].
cm 2 ] or more, the magnetic particles were in a packing state (closest packed state) in the charging nip portion a.
【0071】このことから、帯電ニップ部a内で磁性粒
子が最密充填されたことに加え、僅かな磁性粒子の滞留
のため帯電ニップ面積が増加したことによる相乗効果に
より帯電能力が急激に増加したことがわかった。As a result, in addition to the magnetic particles being packed most closely in the charging nip portion a, the charging capability sharply increases due to a synergistic effect due to an increase in the charging nip area due to a slight retention of the magnetic particles. I knew it was done.
【0072】さらに、数種類の磁性粒子を用い様々な条
件のもとで検討を行なった結果、帯電ニップ部aにおけ
る磁性粒子のパッキングが生じる場合、 3d<L<M/p・・・・・式1 L:スリーブ1と感光ドラムの間隙[cm] p:磁性粒子の見かけ密度[g/cm3 ] M:スリーブ1上の磁性粒子の感光ドラム非当接時の規
制後の担持量[g/cm2 ] d:磁性粒子の体積平均粒径[cm] の条件を満たしていることがわかった。Further, as a result of investigation under various conditions using several kinds of magnetic particles, when packing of magnetic particles occurs in the charging nip portion a, 3d <L <M / p... 1 L: Gap [cm] between sleeve 1 and photosensitive drum p: Apparent density of magnetic particles [g / cm 3 ] M: Carrying amount of magnetic particles on sleeve 1 after non-contact with photosensitive drum [g / cm 3 ] cm 2 ] d: Volume average particle diameter of magnetic particles [cm].
【0073】L<3dの領域では、磁性粒子が帯電ニッ
プを磁性粒子が安定に通過できずに、逆に磁性粒子が疎
の状態となってしまった。In the region of L <3d, the magnetic particles could not stably pass through the charging nip, and conversely, the magnetic particles became sparse.
【0074】上記の式1の条件により、帯電ニップでは
磁性粒子が最密充填された状態になっており、帯電能力
を大幅にアップさせることができた。Under the conditions of the above equation 1, the magnetic nip is in the state of being most closely packed with the magnetic particles in the charging nip, and the charging ability can be greatly increased.
【0075】しかし、この式1の条件のもとでは、帯電
ニップ部aにおいて磁性粒子溢れが発生した。However, under the condition of Expression 1, the magnetic particles overflowed in the charging nip portion a.
【0076】この磁性粒子溢れの過程を詳しく観察した
結果、磁性粒子溢れは次のようなものであった。これを
図3の(a)〜(c)の模型図を用いて説明する。As a result of closely observing the process of the magnetic particle overflow, the magnetic particle overflow was as follows. This will be described with reference to the model diagrams of FIGS.
【0077】磁性粒子溢れが発生する場合、スリーブ1
・感光ドラム7間、即ちスリーブ1と感光ドラム7の対
向位置の間隙Lを通過できる時間当たりの磁性粒子量よ
りも多い磁性粒子が規制手段部、即ち規制板4の下辺と
スリーブ1の外面との間の間隙部である磁性粒子規制位
置αからスリーブ1上に供給されている。When the magnetic particles overflow, the sleeve 1
Magnetic particles larger than the amount of magnetic particles per unit time that can pass through the gap L between the photosensitive drums 7, that is, the opposing positions of the sleeve 1 and the photosensitive drum 7, are fixed to the regulating unit, that is, the lower side of the regulating plate 4 and the outer surface of the sleeve 1. Is supplied onto the sleeve 1 from the magnetic particle regulating position α, which is a gap between them.
【0078】このため感光ドラム7に対する磁気ブラシ
当接部即ち帯電ニップ部aには徐々に磁性粒子溜まりf
が形成される((a)→(b))。Therefore, the magnetic particle pool f gradually accumulates in the magnetic brush contact portion, that is, the charging nip portion a with respect to the photosensitive drum 7.
Is formed ((a) → (b)).
【0079】この磁性粒子溜まりfは磁気的に拘束され
滞留しており、磁性粒子の働きはきわめて遅い状態にな
っている。磁性粒子溜まりfはスリーブ1が回転するに
つれ成長し、磁気拘束力により保持しきれないほど成長
したとき、磁性粒子溢れgとなる((b)→(c))。This magnetic particle pool f is magnetically restrained and stays, and the operation of the magnetic particles is extremely slow. The magnetic particle pool f grows as the sleeve 1 rotates, and when it grows so as not to be held by the magnetic restraining force, it becomes a magnetic particle overflow g ((b) → (c)).
【0080】この磁性粒子溢れgを防止する方法を検討
した結果、規制板4を帯電ニップ部aに近づけることに
よって磁性粒子溢れgが抑制されることを見いだした。As a result of studying a method for preventing the magnetic particle overflow g, it was found that the magnetic particle overflow g was suppressed by bringing the regulating plate 4 closer to the charging nip portion a.
【0081】さらに、数種類の規制極位置角θ1 の磁極
パターンをもつマグネットローラ2を用いて磁性粒子規
制位置角θ2 と主極位置角θ3 、規制極位置角θ1 、そ
れらと磁性粒子溢れgの関係を調べた結果、以下の条件
では磁性粒子溢れが生じないことがわかった。[0081] Further, the magnetic particles restriction position angle theta 2 and main pole position angle theta 3 using a magnet roller 2 with several restriction pole position angle theta 1 of the magnetic pole patterns, restriction pole position angle theta 1, their magnetic particles As a result of examining the relationship of the overflow g, it was found that magnetic particles did not overflow under the following conditions.
【0082】すなわち、規制板4をスリーブ1上の主極
N1と規制極S2の間に配置し、かつ磁性粒子規制位置
角θ2 が70°以下となるような構成をとることによ
り、磁性粒子溢れが生じないことがわかった。That is, the regulating plate 4 is arranged between the main pole N1 and the regulating pole S2 on the sleeve 1 and the magnetic particle regulating position angle θ 2 is 70 ° or less, so that the magnetic particles are It turned out that overflow did not occur.
【0083】その実験結果を表1に示す。また、方向性
では磁性粒子規制位置角θ2 の下限は20°であった
が、その下限値においても磁性粒子溢れは発生しなかっ
た。Table 1 shows the experimental results. In the directionality, the lower limit of the magnetic particle regulating position angle θ 2 was 20 °, but no overflow of the magnetic particles occurred at the lower limit.
【0084】スリーブ1の直径は本実施例における25
mmのものに加え、15mm、35mmのものも検討し
たが、スリーブ1の直径の依存性は見られなかった。The diameter of the sleeve 1 is 25 in this embodiment.
In addition to 15 mm and 35 mm, the dependence on the diameter of the sleeve 1 was not observed.
【0085】[0085]
【表1】 ここで、上記の構成によって磁性粒子溢れが生じない理
由について図4の(a)〜(c)の模型図を用いて述べ
る。[Table 1] Here, the reason why the magnetic particles do not overflow due to the above configuration will be described with reference to model diagrams of FIGS.
【0086】この条件においても磁性粒子溢れが生じる
場合(図3)と同様に帯電ニップ部aには磁性粒子溜ま
りfが形成される((a)→(b))。Under this condition, a magnetic particle pool f is formed in the charging nip a as in the case where the magnetic particles overflow (FIG. 3) ((a) → (b)).
【0087】この磁性粒子溜まりfの近傍には、該磁性
粒子溜まり部が磁性粒子の流れに対し障害物の様に働く
ことにより、磁性粒子の流れが遅くなる領域が生じる。
その流れは磁性粒子溜まりfに近いほど遅くなる。これ
は磁性粒子溜まりfが形成されることによって、磁性粒
子の流れに対する抵抗のようなものが働いていると言い
替えることができる。In the vicinity of the magnetic particle pool f, a region where the flow of the magnetic particles is slow is generated by the magnetic particle pool acting as an obstacle to the flow of the magnetic particles.
The flow becomes slower as it approaches the magnetic particle pool f. This can be rephrased that the formation of the magnetic particle pool f acts as a resistance to the flow of the magnetic particles.
【0088】そしてその抵抗は磁性粒子溜まりfに近い
ほど大きく、遠いほど小さい。また磁性粒子溜まりfが
大きいほど抵抗は大きく、小さいほど抵抗は小さい。The resistance increases as the distance from the magnetic particle pool f increases, and decreases as the distance increases. Also, the resistance increases as the magnetic particle pool f increases, and decreases as the magnetic particle pool f decreases.
【0089】規制板4を感光ドラム7に対する磁気ブラ
シ当接部即ち帯電ニップ部a側に近づけることは、この
抵抗が及ぶ範囲に規制板4を置くことに他ならない。つ
まり磁性粒子溜りfが形成されるにつれて規制板4近傍
の磁性粒子には抵抗が働き、磁性粒子規制位置αを通過
する時間当たりの磁性粒子の量は減少してくる。The approach of the regulating plate 4 to the magnetic brush contact portion with respect to the photosensitive drum 7, that is, the side of the charging nip a is nothing but placing the regulating plate 4 within a range where the resistance reaches. That is, as the magnetic particle pool f is formed, resistance acts on the magnetic particles near the regulating plate 4, and the amount of magnetic particles per time passing through the magnetic particle regulating position α decreases.
【0090】そしてその量が、スリーブ1と感光ドラム
4との対向位置の間隙Lを通過できる時間当たりの磁性
粒子の量と等しくなったとき、磁性粒子溜まりfは成長
しなくなる。その結果磁性粒子溢れは発生しない
((b)→(c))。When the amount becomes equal to the amount of magnetic particles per unit time that can pass through the gap L between the sleeve 1 and the photosensitive drum 4, the magnetic particle pool f does not grow. As a result, no overflow of the magnetic particles occurs ((b) → (c)).
【0091】繰り返すと、磁性粒子溢れg(図3)が発
生するのは、磁気ブラシ当接部即ち帯電ニップ部aから
規制板4が遠い場合、磁性粒子規制位置αまで抵抗を及
ぼすような大きな磁性粒子溜まりfが成長する前に磁性
粒子が磁気的拘束から解かれ、崩壊してしまうからであ
る。[0091] When the magnetic particle overflow g (Fig. 3) is repeated, when the regulating plate 4 is far from the magnetic brush contact portion, that is, the charging nip portion a, a large resistance is applied to the magnetic particle regulating position α. This is because the magnetic particles are released from the magnetic constraint and collapse before the magnetic particle pool f grows.
【0092】本実施例では規制板4として非磁性のもの
を用いたが、これは磁性体であっても、非磁性体に磁性
板を貼ったものであっても同じ傾向を示す。In this embodiment, a non-magnetic regulating plate 4 is used. However, the regulating plate 4 has the same tendency whether it is a magnetic material or a non-magnetic material with a magnetic plate adhered thereto.
【0093】このように、磁性粒子規制位置αを帯電ニ
ップ部aに近づけることにより、スリーブ1・感光ドラ
ム7間の間隙Lを通過できる時間当たりの磁性粒子量よ
り多く磁性粒子を供給することができるようになる。こ
れによって帯電ニップ部aにおいて磁性粒子はパッキン
グ状態となり帯電能が大幅に向上する。As described above, by bringing the magnetic particle regulating position α closer to the charging nip portion a, it is possible to supply more magnetic particles than the amount of magnetic particles per time that can pass through the gap L between the sleeve 1 and the photosensitive drum 7. become able to. As a result, the magnetic particles enter a packing state in the charging nip portion a, and the charging ability is greatly improved.
【0094】また、このような状態では磁性粒子の供給
量があたかも自己制御された様になっている。このため
環境変動で磁性粒子の流動性が変動するなどして磁性粒
子の供給量が変化する状態になっても、磁性粒子溜まり
量が変化するだけで溢れは発生せず、非常に安定した帯
電が可能となる。In such a state, the supply amount of the magnetic particles is controlled as if it were self-controlled. Therefore, even if the supply amount of magnetic particles changes due to fluctuations in the fluidity of the magnetic particles due to environmental fluctuations, etc., only the amount of accumulated magnetic particles changes, no overflow occurs, and extremely stable charging Becomes possible.
【0095】〈実施例2〉(図5) スリーブ上に拘束される磁性粒子の担持量を規制する規
制手段としての規制部材は可撓性部材を用いることもで
きる。Embodiment 2 (FIG. 5) A flexible member may be used as a regulating member for regulating the amount of magnetic particles carried on the sleeve.
【0096】本実施例はその例であり、図5は該装置の
概略の横断面模型図である。This embodiment is an example, and FIG. 5 is a schematic cross-sectional model diagram of the apparatus.
【0097】本実施例の磁気ブラシ帯電装置Aは規制板
として可撓性部材を用いたこと以外は前述実施例1の装
置Aと同様の構成であるので、共通する構成部材・部分
には同一の符号を付して再度の説明を省略する。The magnetic brush charging device A of this embodiment has the same configuration as that of the device A of the first embodiment except that a flexible member is used as the regulating plate. And the description thereof will not be repeated.
【0098】4Aは可撓性の規制板であり、本例のもの
はウレタンゴムを板状に成形したものである。この可撓
性規制板4Aを金属製支持体8上に接着固定し、該金属
製支持体8を装置ケーシング5に取り付けることで配設
してある。Reference numeral 4A denotes a flexible regulating plate. In this embodiment, urethane rubber is formed in a plate shape. The flexible regulating plate 4A is bonded and fixed on a metal support 8, and the metal support 8 is attached to the device casing 5 to be disposed.
【0099】磁性粒子のない状態では可撓性規制板4A
はスリーブ1と接触しているか、あるいは非常に近接し
ているが、スリーブ1の回転に伴い磁性粒子3が搬送さ
れる力によって可撓性規制板4Aが撓み、それによって
生じる反発力によって磁性粒子はスリーブ1上に層厚規
制される。In the state without magnetic particles, the flexible regulating plate 4A
Is in contact with or very close to the sleeve 1, but with the rotation of the sleeve 1, the flexible regulating plate 4 </ b> A is bent by the force of the magnetic particles 3 being conveyed, and the magnetic particles Is regulated on the sleeve 1.
【0100】磁性粒子の担持量は可撓性規制板4Aのス
リーブ1に対する当接圧や距離、あるいは金属支持体8
の端部から、可撓性規制板4Aの先端までの長さを変え
ることによって制御することができる。The carrying amount of the magnetic particles depends on the contact pressure and distance of the flexible regulating plate 4A against the sleeve 1 or the metal support 8
Can be controlled by changing the length from the end to the tip of the flexible regulating plate 4A.
【0101】本実施例では、可撓性規制板4Aとスリー
ブ1の最近接位置をスリーブ上の磁性粒子規制位置αと
する。In this embodiment, the closest position between the flexible regulating plate 4A and the sleeve 1 is defined as the magnetic particle regulating position α on the sleeve.
【0102】前述実施例1の装置Aと同様に本実施例の
装置においても、前記式1の 3d<L<M/p を充たすことによって、帯電ニップ部aで磁性粒子の最
密状態を形成することができる。さらに磁性粒子の層厚
を規制する可撓性規制板4Aによる磁性粒子規制位置θ
2 が70°以下となるような構成をとることにより、帯
電ニップ部aでの磁性粒子溢れを防止することができ
る。Similarly to the apparatus A of the first embodiment, in the apparatus of the present embodiment, by satisfying the expression 3d <L <M / p in the above equation 1, the densest state of the magnetic particles is formed at the charging nip portion a. can do. Further, the magnetic particle regulating position θ by the flexible regulating plate 4A for regulating the layer thickness of the magnetic particles.
By adopting a configuration in which 2 is 70 ° or less, it is possible to prevent the magnetic particles from overflowing at the charging nip portion a.
【0103】以上に示したように、規制板4Aとして可
撓性を持つ材料を用いたとしても帯電ニップ部Aで磁性
粒子溢れを生じさせることなく磁性粒子の最密充填状態
を形成し、帯電能力を大幅に向上させることができる。As described above, even if a flexible material is used for the regulating plate 4A, the magnetic particles are formed in the close-packed state without causing magnetic particles to overflow at the charging nip portion A. Ability can be greatly improved.
【0104】また、磁性粒子の供給量が自己規制される
ような状態になり、環境変動などで磁性粒子の流動性が
変化しても、磁性粒子溢れの発生しない安定した帯電を
行うことができる。In addition, even when the supply amount of the magnetic particles becomes self-regulated and the fluidity of the magnetic particles changes due to environmental fluctuations, etc., stable charging without occurrence of magnetic particle overflow can be performed. .
【0105】可撓性規制板4Aの材料としては、本実施
例ではウレタンゴムを用いたが、その他の可撓性をもつ
もの、例えばシリコンゴムやSUS製の金属板なども用
いることができる。As the material of the flexibility regulating plate 4A, urethane rubber is used in the present embodiment, but other flexible materials such as a silicon rubber or SUS metal plate can also be used.
【0106】〈実施例3〉(図6〜図13) 実施例1で説明した磁性粒子溢れg(図3)は、規制板
4をスリーブ1上の主極N1と規制極S2の間に配置
し、かつ規制板4による磁性粒子規制位置αにおける磁
束密度が400×10-4[T]以下となるような構成を
とることによっても生じないことがわかった。<Embodiment 3> (FIGS. 6 to 13) The magnetic particle overflow g (FIG. 3) described in the embodiment 1 is obtained by disposing the regulating plate 4 between the main pole N1 and the regulating pole S2 on the sleeve 1. In addition, it was found that the magnetic flux density at the magnetic particle restricting position α by the restricting plate 4 did not become 400 × 10 −4 [T] or less.
【0107】そのいくつかの実験のうちの代表的な結果
を表2〜表9に示した。各表において、溢れ発生状況欄
における、○は溢れ発生せず、△は溢れ少、×は溢れ大
を意味している。Representative results of some of the experiments are shown in Tables 2 to 9. In each of the tables, in the overflow occurrence status column, ○ means no overflow, Δ means small overflow, and × means large overflow.
【0108】また図6〜図13のグラフはその各実験に
おいて磁界発生手段として用いたマグネットローラのス
リーブ1上の磁束密度[×10-4T]表すものであり、
夫々表2〜表9に対応する。The graphs in FIGS. 6 to 13 show the magnetic flux density [× 10 −4 T] on the sleeve 1 of the magnet roller used as the magnetic field generating means in each experiment.
Tables 2 to 9 respectively correspond to Tables 2 to 9.
【0109】.表2・表3はそれぞれ、規制極位置角
θ1 が90°であり、規制極S1の磁束密度が500×
10-4[T]であるマグネットローラ2と、規制極位置
角θ1 が90°であり、規制極S1の磁束密度が800
×10-4[T]であるマグネットローラ2における磁性
粒子規制位置αと磁性粒子溢れの発生との関係を示すも
のである。[0109] Each table 2, Table 3, restriction pole position angle theta 1 is is 90 °, the magnetic flux density is 500 × the regulating pole S1
10-4 and the magnet roller 2 is [T], restriction pole position angle theta 1 is is 90 °, the magnetic flux density of the regulating pole S1 is 800
The relationship between the magnetic particle regulating position α in the magnet roller 2 of × 10 −4 [T] and the occurrence of magnetic particle overflow is shown.
【0110】これらの結果と、表2・表3にそれぞれ対
応の図6・図7のスリーブ1上の磁束密度を照らし合わ
せると、磁性粒子溢れは規制極S1の磁束密度の大きさ
によらず、磁性粒子規制位置αにおける磁束密度が40
0×10-4[T]以下である場合におおむね発生しない
ことがわかる。When these results are compared with the magnetic flux densities on the sleeve 1 shown in FIGS. 6 and 7 corresponding to Tables 2 and 3, respectively, the magnetic particle overflow is independent of the magnitude of the magnetic flux density of the regulating pole S1. And the magnetic flux density at the magnetic particle regulating position α is 40
It can be seen that almost no occurrence occurs when the value is 0 × 10 −4 [T] or less.
【0111】.表4・表5はそれぞれ、規制極位置角
θ1 が120°であり、規制極S1の磁束密度が800
×10-4[T]であるマグネットローラ2と、規制極位
置角θ1 が120°であり、規制極S1の磁束密度が5
00×10-4[T]であるマグネットローラ2における
磁性粒子規制位置αと磁性粒子溢れの発生との関係を示
すものである。[0111] Table 4 respectively, Table 5 is the restriction pole position angle theta 1 is 120 °, the magnetic flux density of the regulating pole S1 is 800
× 10 -4 magnet roller 2 is [T], restriction pole position angle theta 1 is 120 °, the magnetic flux density of the regulating pole S1 is 5
The relationship between the magnetic particle regulating position α of the magnet roller 2 which is 00 × 10 −4 [T] and the occurrence of magnetic particle overflow is shown.
【0112】これらの結果と、表4・表5にそれぞれ対
応の図8・図9のスリーブ1上の磁束密度を照らし合わ
せると、主極N1と規制極S1の角度即ち規制極位置角
θ1または規制極S1の磁束密度によらず、磁性粒子規
制位置αにおける磁束密度が400×10-4[T]以下
である場合に磁性粒子溢れは発生しないことがわかる。By comparing these results with the magnetic flux densities on the sleeve 1 shown in FIGS. 8 and 9 corresponding to Tables 4 and 5, respectively, the angle between the main pole N1 and the regulating pole S1, that is, the regulating pole position angle θ 1 is shown. Alternatively, it can be seen that the magnetic particles do not overflow when the magnetic flux density at the magnetic particle regulating position α is 400 × 10 −4 [T] or less regardless of the magnetic flux density of the regulating pole S1.
【0113】.表6・表7・表8・表9は規制極位置
角θ1 が90°で、それぞれ規制極S1の磁束密度が5
00×10-4[T]と800×10-4[T]であるニつ
のマグネットローラ2を用いて主極位置角θ3 と磁性粒
子溢れの発生の関係を調べた結果である。主極位置角θ
3 は−10°、15°である。[0113] Table 6 - Table 7, Table 8, Table 9 in regulating pole position angle theta 1 is 90 °, the magnetic flux density of each regulating pole S1 5
This is a result of examining the relationship between the main pole position angle θ 3 and occurrence of magnetic particle overflow using two magnet rollers 2 of 00 × 10 −4 [T] and 800 × 10 −4 [T]. Main pole position angle θ
3 is −10 ° and 15 °.
【0114】これらの結果と、表6〜表9にそれぞれ対
応の図10〜図13の結果を照らし合わせると、このと
きも磁性粒子の溢れは主極位置角θ3 によらず規制極に
おける磁束密度が400×10-4[T]である場合にお
おむね発生しないことがわかる。When these results are compared with the results shown in FIGS. 10 to 13 corresponding to Tables 6 to 9, respectively, the overflow of the magnetic particles at this time also shows that the overflow of the magnetic particles does not depend on the main pole position angle θ 3 but the magnetic flux at the regulating pole. It can be seen that almost no occurrence occurs when the density is 400 × 10 −4 [T].
【0115】上述の実験結果は、磁性粒子規制位置αに
おける磁束密度が400×10-4[T]以下であれば、
磁性粒子の供給力は磁性粒子溜まりの抵抗力と十分バラ
ンスをとることが可能であることを示している。The above experimental results show that if the magnetic flux density at the magnetic particle regulating position α is 400 × 10 −4 [T] or less,
This indicates that the supply force of the magnetic particles can be sufficiently balanced with the resistance force of the magnetic particle pool.
【0116】このように、磁性粒子規制位置αにおける
磁束密度を400×10-4[T]以下とすることによ
り、磁性粒子溢れを防止しながら磁性粒子溜まりを形成
することが可能となるため、帯電ニップ部aにおいて磁
性粒子はパッキング状態となり帯電能が大幅に向上す
る。As described above, by setting the magnetic flux density at the magnetic particle regulating position α to 400 × 10 −4 [T] or less, it becomes possible to form a magnetic particle pool while preventing magnetic particles from overflowing. In the charging nip portion a, the magnetic particles are in a packing state, and the charging ability is greatly improved.
【0117】また、このような状態では磁性粒子の供給
量は自己制御された状態になっている。このため環境変
動で磁性粒子の流動性が変動するなどして磁性粒子の供
給量が変化する状態になっても、磁性粒子溜まり量が変
化するだけで溢れは発生せず、非常に安定した帯電が可
能となる。In such a state, the supply amount of the magnetic particles is in a self-controlled state. Therefore, even if the supply amount of magnetic particles changes due to fluctuations in the fluidity of the magnetic particles due to environmental fluctuations, etc., only the amount of accumulated magnetic particles changes, no overflow occurs, and extremely stable charging Becomes possible.
【0118】また本構成では磁性粒子規制位置角θ2 の
下限は20°であるが、実験結果から判断して磁性粒子
規制位置角θ2 が20°以下であっても磁性粒子溢れは
発生しないことが推察できる。In this configuration, the lower limit of the magnetic particle regulating position angle θ 2 is 20 °. However, judging from the experimental results, even if the magnetic particle regulating position angle θ 2 is less than 20 °, no magnetic particles overflow. This can be inferred.
【0119】またスリーブ1の直径は本実施例における
25mmのものに加え、15mm、35mmのものも検
討したが、スリーブ1の直径の依存性は見られなかっ
た。The diameter of the sleeve 1 was 15 mm and 35 mm in addition to the diameter of 25 mm in this embodiment, but no dependence on the diameter of the sleeve 1 was observed.
【0120】また本実施例では規制板4として非磁性の
ものを用いたが、これは磁性体であっても、非磁性体に
磁性板を貼ったものであっても同じ傾向を示した。In this embodiment, a non-magnetic regulating plate 4 is used. However, the same tendency is exhibited regardless of whether the regulating plate 4 is a magnetic material or a non-magnetic material with a magnetic plate adhered thereto.
【0121】本実施例の装置においても、スリーブ上に
拘束される磁性粒子の担持量を規制する規制手段として
の規制部材は、前述実施例2の装置のように、可撓性部
材4Aを用いることができることは勿論である。Also in the apparatus of the present embodiment, a flexible member 4A is used as a restricting member as a restricting means for restricting the amount of magnetic particles carried on the sleeve, as in the apparatus of the second embodiment. Of course, you can do that.
【0122】[0122]
【表2】 [Table 2]
【0123】[0123]
【表3】 [Table 3]
【0124】[0124]
【表4】 [Table 4]
【0125】[0125]
【表5】 [Table 5]
【0126】[0126]
【表6】 [Table 6]
【0127】[0127]
【表7】 〈実施例4〉(図14) 図14は本発明に係る磁気ブラシ帯電装置Aを像担持体
の帯電手段として用いた画像形成装置の一例の概略構成
図である。[Table 7] <Embodiment 4> (FIG. 14) FIG. 14 is a schematic configuration diagram of an example of an image forming apparatus using a magnetic brush charging device A according to the present invention as a charging unit for an image carrier.
【0128】本例の画像形成装置は転写式電子写真プロ
セス利用、クリーナレスシステム(現像同時クリーニン
グ)の複写機あるいはレーザープリンタである。The image forming apparatus of this embodiment is a copying machine or a laser printer using a transfer type electrophotographic process and a cleanerless system (simultaneous development and cleaning).
【0129】7は像担持体であり、本例は実施例1と同
様の電荷注入帯電性の感光ドラムであり、矢印R2の反
時計方向に所定の周速度(プロセススピード)をもって
回転駆動される。この感光ドラム7は回転過程で磁気ブ
ラシ帯電装置Aにより所定の極性・電位に電荷注入帯電
式で一様に接触帯電処理される。この帯電装置Aは例え
ば実施例1の帯電装置である。Reference numeral 7 denotes an image bearing member. In this embodiment, a photosensitive drum having the same charge injection charge as that of the first embodiment is rotated at a predetermined peripheral speed (process speed) in a counterclockwise direction indicated by an arrow R2. . The photosensitive drum 7 is uniformly contact-charged to a predetermined polarity and potential by a charge injection charging method by a magnetic brush charging device A during the rotation process. The charging device A is, for example, the charging device of the first embodiment.
【0130】次いで、その回転感光ドラム7の帯電処理
面に対して、不図示の像露光装置(原稿画像のスリット
露光装置、レーザービーム走査露光装置等)により、目
的の画像情報の像露光11がなされることで、回転感光
ドラム面に像露光に対応した静電潜像が形成される。Next, an image exposure apparatus 11 (not shown) such as an original image slit exposure apparatus or a laser beam scanning exposure apparatus exposes the charged surface of the rotating photosensitive drum 7 to an image exposure 11 of target image information. By doing so, an electrostatic latent image corresponding to the image exposure is formed on the rotating photosensitive drum surface.
【0131】次いで、その静電潜像は現像装置12によ
りトナー画像として正規現像あるいは反転現像される。
12aは現像ローラあるいは現像スリーブである。12
Sは現像ローラあるいは現像スリーブに対する現像バイ
アス印加電源である。Next, the electrostatic latent image is subjected to regular development or reverse development as a toner image by the developing device 12.
12a is a developing roller or a developing sleeve. 12
S is a power supply for applying a developing bias to the developing roller or the developing sleeve.
【0132】そのトナー画像が、感光ドラム7と転写ロ
ーラ13との当接ニップ部である転写部14において、
該転写部14に不図示の給紙機構部から所定のタイミン
グにて給紙された転写材Pに対して順次に転写されてい
く。13Sは転写ローラに対する転写バイアス印加電源
である。The toner image is transferred to a transfer section 14 which is a contact nip between the photosensitive drum 7 and the transfer roller 13.
The image is sequentially transferred onto the transfer material P fed to the transfer unit 14 from a sheet feeding mechanism (not shown) at a predetermined timing. 13S is a transfer bias application power supply for the transfer roller.
【0133】転写部14を出た転写材Pは回転感光ドラ
ム7の面から分離されて定着装置15へ導入され、転写
トナー画像の定着処理を受けて画像形成物(コピー、プ
リント)として排紙される。The transfer material P that has exited the transfer section 14 is separated from the surface of the rotating photosensitive drum 7 and introduced into the fixing device 15, where it is subjected to a fixing process of the transferred toner image and discharged as an image formed product (copy, print). Is done.
【0134】転写材Pに対するトナー画像転写後の感光
ドラムは繰り返して画像形成に供される。この場合、本
例の画像形成装置においては転写材Pに対するトナー画
像転写後の感光ドラム面に残留する転写残トナーは現像
装置12に至り、この現像装置12に回収(現像同時ク
リーニング)され、現像剤として再使用される。The photosensitive drum after the transfer of the toner image onto the transfer material P is repeatedly subjected to image formation. In this case, in the image forming apparatus of the present embodiment, the transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum after the transfer of the toner image to the transfer material P reaches the developing device 12 and is collected by the developing device 12 (simultaneous cleaning with development) and developed. Reused as an agent.
【0135】磁気ブラシ帯電装置Aの磁性粒子の磁気ブ
ラシに混入した転写残トナーも自然にあるいは吐き出し
バイアスの印加により感光ドラム面に吐き出されて現像
装置12にて回収される。The transfer residual toner mixed into the magnetic brush of the magnetic particles of the magnetic brush charging device A is discharged to the photosensitive drum surface naturally or by application of a discharge bias, and is collected by the developing device 12.
【0136】現像同時クリーニングは感光ドラム上の転
写残トナーを次工程以降の現像時にかぶり取りバイアス
(現像装置に印加する直流電圧と感光ドラムの表面電位
間の電位差であるかぶり取り電位差Vback)によって回
収する方法である。この方法によれば、廃トナーをなく
し、メンテナンスに手を煩わせることも少なくすること
ができる。またクリーナレスであることでスペース面で
の利点も大きく、画像形成装置を大幅に小型化できるよ
うになる。In the simultaneous cleaning for development, the transfer residual toner on the photosensitive drum is recovered by a fogging bias (fogging potential difference Vback, which is a potential difference between the DC voltage applied to the developing device and the surface potential of the photosensitive drum) at the time of the subsequent development. How to According to this method, waste toner can be eliminated, and troublesome maintenance can be reduced. In addition, the cleaner-less has a great advantage in terms of space, and the size of the image forming apparatus can be significantly reduced.
【0137】もっとも、転写部14と磁気ブラシ帯電装
置Aとの間において感光ドラム面から転写残トナーを除
去する専用のクリーニング装置を設けてもよい。However, between the transfer section 14 and the magnetic brush charging device A, a dedicated cleaning device for removing the transfer residual toner from the photosensitive drum surface may be provided.
【0138】〈その他〉 1)本発明に係る磁気ブラシ帯電装置は、画像形成装置
における像担持体の帯電手段に限らず、広く被帯電体の
帯電手段として使用できることは勿論である。<Others> 1) The magnetic brush charging device according to the present invention is not limited to the charging means for the image carrier in the image forming apparatus, but can be widely used as the charging means for the charged object.
【0139】2)帯電バイアスや現像バイアス等にAC
電圧(交番電圧)を含ませる場合におけるそのAC電圧
の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可
能である。また、直流電源を周期的にオン/オフするこ
とによって形成された矩形波であってもよい。このよう
に交番電圧の波形としては周期的にその電圧値が変化す
るようなバイアスが使用できる。2) AC is used for charging bias and developing bias, etc.
As a waveform of the AC voltage when a voltage (alternating voltage) is included, a sine wave, a rectangular wave, a triangular wave, or the like can be used as appropriate. Alternatively, a rectangular wave formed by periodically turning on / off a DC power supply may be used. As described above, a bias whose voltage value periodically changes can be used as the waveform of the alternating voltage.
【0140】3)画像形成装置の像担持体は静電記録誘
電体等であってもよい。この場合、該誘電体面を所定の
極性・電位に一次帯電した後、除電針ヘッド・電子銃等
の除電手段で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込
み形成する。3) The image carrier of the image forming apparatus may be an electrostatic recording dielectric or the like. In this case, after the dielectric surface is primarily charged to a predetermined polarity and potential, the charge is selectively removed by a charge removing means such as a charge removing needle head or an electron gun to write and form a target electrostatic latent image.
【0141】画像形成装置は感光紙(エレクトロファッ
クス紙)・静電記録紙に転写なしで直接作像する直接方
式の装置であってもよい。The image forming apparatus may be a direct type apparatus that forms an image directly on photosensitive paper (electrofax paper) or electrostatic recording paper without transferring.
【0142】[0142]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、磁
気ブラシ帯電装置について、帯電ニップ部で磁性粒子の
最密状態を形成することができて、即ち帯電ニップ部で
の被帯電体表面と磁気ブラシを構成している磁性粒子と
の接触機会を増やすことができて、帯電能力を大幅に向
上させることができる。As described above, according to the present invention, in the magnetic brush charging apparatus, the closest state of the magnetic particles can be formed at the charging nip, that is, the surface of the charged body at the charging nip can be formed. And the chance of contact with the magnetic particles constituting the magnetic brush can be increased, and the charging ability can be greatly improved.
【0143】また帯電ニップ部での磁性粒子溢れを防止
することができる。Further, it is possible to prevent the magnetic particles from overflowing at the charging nip.
【0144】したがって、帯電ニップ部において磁性粒
子の最密充填状態を磁性粒子を溢れさせることなく形成
でき、帯電能力を向上させることができる。さらに、こ
のような構成では磁性粒子の供給量が自己規制されるよ
うな状態になっているため、環境変動などで磁性粒子の
流動性が変化しても、磁性粒子溢れの発生しない安定し
た帯電を実行させることができる。Therefore, the closest packed state of the magnetic particles can be formed in the charging nip portion without overflowing the magnetic particles, and the charging ability can be improved. Furthermore, in such a configuration, the supply of the magnetic particles is in a state of being self-regulated, so that even if the fluidity of the magnetic particles changes due to environmental fluctuations, etc., stable charging without magnetic particle overflow occurs. Can be executed.
【図1】実施例1の磁気ブラシ帯電装置の概略の横断面
模型図FIG. 1 is a schematic cross-sectional schematic view of a magnetic brush charging device according to a first embodiment.
【図2】スリーブ上の磁性粒子担持量と電位収束率の関
係を表したグラフFIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of magnetic particles carried on a sleeve and the potential convergence rate.
【図3】磁性粒子溢れが生じる場合の説明用模型図FIG. 3 is an explanatory model diagram when magnetic particles overflow.
【図4】磁性粒子溢れが生じない場合の説明用模型図FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a case where no overflow of magnetic particles occurs.
【図5】実施例2の磁気ブラシ帯電装置の概略の横断面
模型図FIG. 5 is a schematic cross-sectional model diagram of a magnetic brush charging device according to a second embodiment.
【図6】磁性粒子規制位置における磁束密度と磁性粒子
溢れの発生状況の関係を示すグラフ(その1)FIG. 6 is a graph showing the relationship between the magnetic flux density at the magnetic particle regulation position and the state of occurrence of magnetic particle overflow (part 1).
【図7】磁性粒子規制位置における磁束密度と磁性粒子
溢れの発生状況の関係を示すグラフ(その2)FIG. 7 is a graph showing the relationship between the magnetic flux density at the magnetic particle regulating position and the state of occurrence of magnetic particle overflow (part 2).
【図8】磁性粒子規制位置における磁束密度と磁性粒子
溢れの発生状況の関係を示すグラフ(その3)FIG. 8 is a graph showing the relationship between the magnetic flux density at the magnetic particle regulating position and the state of occurrence of magnetic particle overflow (part 3).
【図9】磁性粒子規制位置における磁束密度と磁性粒子
溢れの発生状況の関係を示すグラフ(その4)FIG. 9 is a graph showing the relationship between the magnetic flux density at the magnetic particle regulating position and the state of occurrence of magnetic particle overflow (part 4).
【図10】磁性粒子規制位置における磁束密度と磁性粒
子溢れの発生状況の関係を示すグラフ(その5)FIG. 10 is a graph showing the relationship between the magnetic flux density at the magnetic particle regulating position and the state of occurrence of magnetic particle overflow (part 5).
【図11】磁性粒子規制位置における磁束密度と磁性粒
子溢れの発生状況の関係を示すグラフ(その6)FIG. 11 is a graph showing the relationship between the magnetic flux density at the magnetic particle regulating position and the state of occurrence of magnetic particle overflow (part 6).
【図12】磁性粒子規制位置における磁束密度と磁性粒
子溢れの発生状況の関係を示すグラフ(その7)FIG. 12 is a graph showing the relationship between the magnetic flux density at the magnetic particle regulating position and the state of occurrence of magnetic particle overflow (part 7).
【図13】磁性粒子規制位置における磁束密度と磁性粒
子溢れの発生状況の関係を示すグラフ(その8)FIG. 13 is a graph showing the relationship between the magnetic flux density at the magnetic particle regulating position and the state of occurrence of magnetic particle overflow (part 8).
【図14】実施例4の画像形成装置の概略構成図FIG. 14 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to a fourth embodiment.
A 磁気ブラシ帯電装置 1 回転スリーブ 2 固定のマグネットローラ(磁界発生手段) N1 第一の磁極(主極) S1 第二の磁極(規制極) 3 磁性粒子あるいは磁性粒子の磁気ブラシ 4・4A 規制板 5 装置ケーシング 6 帯電バイアス印加電源 7 感光ドラム(被帯電体、像担持体) a 帯電ニップ部 L スリーブと感光ドラムの対向位置の間隙 α 規制板とスリーブの間隙(磁性粒子規制位置) θ1 規制極位置角 θ2 磁性粒子規制位置角 θ3 主極位置角A magnetic brush charging device 1 rotating sleeve 2 fixed magnet roller (magnetic field generating means) N1 first magnetic pole (main pole) S1 second magnetic pole (regulating pole) 3 magnetic brush of magnetic particles or magnetic particles 4.4A regulating plate 5 apparatus casing 6 charge bias application power source 7 the photoconductive drum (member to be charged, the image bearing member) a charging nip L sleeve and the opposite position of the photosensitive drum gap α regulating plate and the sleeve gap (magnetic particle regulating position) theta 1 regulation Polar position angle θ 2 Magnetic particle regulating position angle θ 3 Main pole position angle
Claims (9)
された磁界発生手段と、該磁界発生手段により該スリー
ブ上に磁気ブラシとして磁気拘束された導電性磁性粒子
と、該スリーブ上に拘束される該導電性磁性粒子の担持
量を規制する規制手段を有し、該導電性磁性粒子を被帯
電体に接触させて該被帯電体を帯電する磁気ブラシ帯電
装置において、 該スリーブと該被帯電体の間隙をL[cm]、該導電性
磁性粒子の見かけ密度をp[g/cm3 ]、該スリーブ
上の該導電性磁性粒子が被帯電体に接触していない場合
の、規制手段で規制した後の該スリーブ上での該導電性
磁性粒子の担持量をM[g/cm2 ]、該導電性磁性粒
子の体積平均粒径をd[cm]としたとき、 3d<L<M/p を充たし、かつ該被帯電体の当接時は、該被帯電体の当
接部を通過する該導電性磁性粒子と規制部を通過する該
導電性磁性粒子の時間当たりの量が常に平衡状態にある
ことを特徴とする帯電装置。1. A rotating sleeve, magnetic field generating means included in the sleeve, conductive magnetic particles magnetically constrained as a magnetic brush on the sleeve by the magnetic field generating means, and constrained on the sleeve A magnetic brush charging device that has a regulating unit that regulates the amount of the conductive magnetic particles carried, and charges the charged object by bringing the conductive magnetic particles into contact with the charged object; Is defined as L [cm], the apparent density of the conductive magnetic particles is p [g / cm 3 ], and the control means is used when the conductive magnetic particles on the sleeve are not in contact with the member to be charged. When the carrying amount of the conductive magnetic particles on the sleeve after performing the above is M [g / cm 2 ] and the volume average particle size of the conductive magnetic particles is d [cm], 3d <L <M / p, and when the member to be charged is in contact with the member to be charged, Wherein the amount of the conductive magnetic particles passing through the contact portion and the amount of the conductive magnetic particles passing through the regulating portion are always in an equilibrium state.
電体との対向位置に第一の磁極と、該スリーブの回転方
向の反対方向に隣り合う第一の磁極とは異なる第二の磁
極を有し、該規制手段の規制位置が第一の磁極と第二の
磁極の間に位置し、かつ該規制位置と該スリーブの回転
中心を結ぶ直線と、該スリーブと被帯電体の最近接位置
と該スリーブの回転中心を結ぶ直線のなす角を70°以
下とすることにより構成されることを特徴とする請求項
1に記載の帯電装置。2. The magnetic field generating means, wherein at least a first magnetic pole at a position facing the member to be charged and a second magnetic pole different from a first magnetic pole adjacent in a direction opposite to a rotation direction of the sleeve. A regulating position of the regulating means is located between the first magnetic pole and the second magnetic pole, and a straight line connecting the regulating position and the rotation center of the sleeve; 2. The charging device according to claim 1, wherein an angle between a straight line connecting the position and the rotation center of the sleeve is set to 70 ° or less.
電体との対向位置に第一の磁極と、該スリーブの回転方
向の反対方向に隣り合う第一の磁極とは異なる第二の磁
極を有し、該規制手段の規制位置が第一の磁極と第二の
磁極の間に位置し、かつ該規制位置における、該磁界発
生手段による磁束密度が400×10-4[T]以下であ
ることを特徴とする請求項1に記載の帯電装置。3. The magnetic field generating means, wherein at least a first magnetic pole at a position facing the member to be charged and a second magnetic pole different from a first magnetic pole adjacent in a direction opposite to a rotation direction of the sleeve. The restricting position of the restricting means is located between the first magnetic pole and the second magnetic pole, and the magnetic flux density by the magnetic field generating means at the restricting position is 400 × 10 -4 [T] or less. The charging device according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1ないし3の何れか1つに記載
の帯電装置。4. The charging device according to claim 1, wherein said restricting means is made of a rigid body.
るものであることを特徴とする請求項1ないし3の何れ
か1つに記載の帯電装置。5. The charging device according to claim 1, wherein said regulating means is made of a material exhibiting flexibility.
持体であり、表面に電荷注入層を有する、あるいは電荷
注入帯電性であることを特徴とする請求項1ないし5の
何れか1つに記載の帯電装置。6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the member to be charged is an image carrier in the image forming apparatus, and has a charge injection layer on its surface or is chargeable and chargeable. 3. The charging device according to claim 1.
た樹脂からなることを特徴とする請求項6に記載の帯電
装置。7. The charging device according to claim 6, wherein the charge injection layer is made of a resin in which conductive fine particles are dispersed.
ることを特徴とする請求項6に記載の帯電装置。8. The charging device according to claim 6, wherein the charge injection layer is made of amorphous silicon.
含む作像プロセスを適用して画像形成を実行する画像形
成装置であり、 該像担持体の帯電工程手段が請求項1ないし8の何れか
1つに記載の帯電装置であることを特徴とする画像形成
装置。9. An image forming apparatus for performing image formation by applying an image forming process including a step of charging the image carrier to the image carrier, wherein the means for charging the image carrier is provided. An image forming apparatus, comprising: the charging device according to any one of 8.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19052597A JPH1124370A (en) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | Charging device and image forming device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19052597A JPH1124370A (en) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | Charging device and image forming device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1124370A true JPH1124370A (en) | 1999-01-29 |
Family
ID=16259549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19052597A Pending JPH1124370A (en) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | Charging device and image forming device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1124370A (en) |
-
1997
- 1997-06-30 JP JP19052597A patent/JPH1124370A/en active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041019 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041217 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050125 |