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JPH09325564A - Electrifying device - Google Patents

Electrifying device

Info

Publication number
JPH09325564A
JPH09325564A JP14329696A JP14329696A JPH09325564A JP H09325564 A JPH09325564 A JP H09325564A JP 14329696 A JP14329696 A JP 14329696A JP 14329696 A JP14329696 A JP 14329696A JP H09325564 A JPH09325564 A JP H09325564A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
charging
brush
magnetic brush
charged
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP14329696A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuyuki Ito
展之 伊東
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP14329696A priority Critical patent/JPH09325564A/en
Publication of JPH09325564A publication Critical patent/JPH09325564A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent such a developing action that the after image of the toner image of a former process is added to the toner image of a next process and visualized from being executed and to prevent the electrifying voltage of a photoreceptor from being locally electrified high or low. SOLUTION: When toner left after a transfer action is recovered by a magnetic brush 2a arranged on an upstream side, a circulation path for recovering magnetic grains 23 leaked from the brush 2a by a magnetic brush 2b arranged on a downstream side and returning them to the brush 2a on the upstream side from the brush 2b on the downstream side is formed. In such a case, the toner fetched by the brush 2b arranged on the most downstream side in the rotating direction of the photoreceptor is discharged by impressing a DC voltage on the brush 2b on the most downstream side. Besides, the photoreceptor 1 is electrified by impressing a bias obtained by superimposing an AC component on a DC component on at least one brush 2a on the upperstream side than the brush 2b on the most downstream side.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被帯電体上の転写
残トナーを次のプロセスの現像時に現像器に回収させる
ようにした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 in which a transfer residual toner on a member to be charged is recovered by a developing device at the time of development in the next process.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置にお
ける帯電装置としては、コロナ帯電器が使用されてき
た。近年、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、低オゾン、低電力を特長としてお
り、中でも帯電部材として帯電ローラを用いたローラ帯
電方式が、帯電の安定性があり、さらに発生オゾン量が
コロナ帯電器の約1000分の1という利点を有してい
るので、オフィス環境にも好ましく、近年広く用いられ
るようになってきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, a corona charger has been used as a charging device in an electrophotographic image forming apparatus. In recent years, a contact charging device has been put into practical use instead of this. This is characterized by low ozone and low power consumption. Among them, the roller charging method using a charging roller as a charging member has the advantage that the charging is stable and the amount of ozone generated is about 1/1000 of that of a corona charger. Therefore, it is suitable for an office environment and has been widely used in recent years.

【0003】ところが、このような接触帯電装置におい
ても、その本質的な帯電機構は、帯電部材から被帯電体
としてのドラム型の電子写真感光体(以下単に「感光
体」という)への放電現象を用いているため、帯電部材
に印加する電圧は感光体の表面電位Vdに帯電開始電圧
Vthを重畳した値が必要とされ、微量のオゾンは発生す
る。また、帯電均一化のためにAC帯電を行なった場合
には、更なるオゾンの発生、AC電圧の電界による接触
帯電部材と感光体との間に振動や騒音(以下「AC帯電
音」という)が発生し、また放電による感光体表面の劣
化などが顕著になり、新たな問題となっていた。
However, even in such a contact charging device, the essential charging mechanism is a discharge phenomenon from a charging member to a drum type electrophotographic photosensitive member (hereinafter simply referred to as "photosensitive member") as a member to be charged. Therefore, the voltage applied to the charging member needs to have a value obtained by superposing the charging start voltage Vth on the surface potential Vd of the photoconductor, and a slight amount of ozone is generated. In addition, when AC charging is performed for uniform charging, further ozone is generated, and vibration or noise is generated between the contact charging member and the photoconductor due to the electric field of AC voltage (hereinafter referred to as “AC charging sound”). And the deterioration of the surface of the photoconductor due to the discharge became remarkable, which was a new problem.

【0004】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帯電方式が、特開平6−392
1号公報に開示されている。この帯電方式は、帯電ロー
ラ、帯電ブラシ、帯電磁気ブラシなどの接触帯電部材に
電圧を印加し、感光体の表面層である電荷注入層の導電
粒子に電荷を注入して接触注入帯電(電荷注入帯電)を
行なう方法で、放電現象を用いないため、帯電に必要さ
れる電圧が所望の感光体の表面電位分のみであり、オゾ
ンの発生量もローラ帯電方式の10分の1以下と優れて
いる。この接触注入帯電方式に用いる帯電装置としてフ
ァーブラシタイプや磁性粒子を用いた磁気ブラシタイプ
などがよく適している。
Therefore, as a new charging method, a charging method by directly injecting an electric charge into a photosensitive member is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-392.
It is disclosed in Japanese Patent Publication No. In this charging method, a voltage is applied to a contact charging member such as a charging roller, a charging brush, and a charging magnetic brush, and charges are injected into the conductive particles of the charge injection layer that is the surface layer of the photoconductor to perform contact injection charging (charge injection). The charging voltage is only the surface potential of the desired photoconductor because the discharge phenomenon is not used, and the amount of ozone generated is less than 1/10 of that of the roller charging method. There is. A fur brush type or a magnetic brush type using magnetic particles is well suited as a charging device used in the contact injection charging method.

【0005】ところで、最近この構成を利用して感光体
上の転写残トナーを再利用させる、いわゆるクリーナレ
スプロセス利用の画像形成装置が提案されている。この
クリーナレスプロセスは、感光体に付着している転写残
トナーを次のプロセスの現像時に現像器に回収させるプ
ロセスである。
By the way, recently, there has been proposed an image forming apparatus utilizing a so-called cleanerless process in which the transfer residual toner on the photoconductor is reused by utilizing this configuration. This cleanerless process is a process in which the transfer residual toner adhering to the photoconductor is collected by the developing device at the time of development in the next process.

【0006】上記画像形成装置は、図3に示すように感
光体1の図示矢印R1方向の回転に沿って順に接触帯電
部材2、反転現像装置3、転写部材としての転写ローラ
4を備え、さらに接触帯電部材2によって一次帯電され
た感光体1に静電潜像を形成するためのレーザ露光光L
を照射する不図示の露光手段、およびトナー画像が形成
された感光体1と転写ローラ4との間の転写部を記録材
としての転写紙Pが通過することによって、この転写紙
Pに転写された未定着のトナー画像を熱定着させる定着
装置5を備えたものである。なお、図3に示す画像形成
装置は、感光体1、接触帯電部材2、反転現像装置3を
一体にしてカートリッジ容器6内に収容し、このカート
リッジ容器6を装置本体に着脱自在に装着したプロセス
カートリッジ方式のものである。
As shown in FIG. 3, the image forming apparatus is provided with a contact charging member 2, a reversal developing device 3, and a transfer roller 4 as a transfer member in order along the rotation of the photosensitive member 1 in the direction of the arrow R1. Laser exposure light L for forming an electrostatic latent image on the photoconductor 1 which is primarily charged by the contact charging member 2.
The transfer paper P as a recording material is transferred to the transfer paper P by passing through an exposure unit (not shown) for irradiating the toner and a transfer portion between the photoconductor 1 on which the toner image is formed and the transfer roller 4. Further, the fixing device 5 for thermally fixing the unfixed toner image is provided. In the image forming apparatus shown in FIG. 3, the photosensitive member 1, the contact charging member 2, and the reversal developing device 3 are integrally housed in a cartridge container 6, and the cartridge container 6 is detachably attached to the apparatus main body. It is a cartridge type.

【0007】このクリーナレスプロセスに重要なのは反
転現像装置3に転写残トナーを回収させることにある
が、そのためには、転写残トナーが現像時と同じ帯電極
性をしていることが大前提となる。しかし、一般に転写
残トナーの帯電極性は転写帯電時の影響を受け、転写帯
電による極性と同極性、すなわち現像時の帯電極性と逆
極性になっていることが多い。このように転写残トナー
は、逆極性のまま現像領域に突入すると、反転現像装置
3に回収されることなく、次のプロセス画像を汚すこと
になる。
What is important for this cleanerless process is to collect the transfer residual toner in the reversal developing device 3, but for that purpose, it is a major premise that the transfer residual toner has the same charging polarity as that at the time of development. . However, in general, the charge polarity of the transfer residual toner is affected by the transfer charge, and is often the same as the polarity of the transfer charge, that is, the polarity opposite to the charge polarity of the development. When the transfer residual toner enters the developing area with the opposite polarity as described above, it is not collected by the reversal developing device 3 and stains the next process image.

【0008】また、帯電性能自体も転写の影響を受けや
すく、転写残トナーの存在によって、感光体の電荷注入
層が効率よく接触注入帯電させることができず、帯電不
良となる。したがって、前回トナー画像のあったところ
と、なかったところとで、帯電過程の仕上がりが異な
る。このため、帯電過程の仕上がりが異なることに起因
する帯電ムラがあるまま次の現像過程に突入すると、前
プロセスのトナー画像の残像が次プロセスのトナー画像
に上乗せされて可視化してしまう現象(ゴースト)が発
生する。すなわち、クリーナレスプロセスを実現するた
めには、転写残トナーの直下の感光体表面を帯電する能
力、すなわち転写残トナーを動かすか、転写残トナーが
あってもその下を帯電させる能力があるか(帯電能力U
P)と、転写残トナーを次プロセスの現像過程までにそ
の帯電極性を正規化すること(トナー帯電極性の正規
化)との2点が必要である。
The charging performance itself is also susceptible to transfer, and the presence of transfer residual toner prevents the charge injection layer of the photosensitive member from being efficiently charged by contact injection, resulting in poor charging. Therefore, the finish of the charging process differs depending on whether the toner image was present last time or not. For this reason, when the next development process is started with uneven charging caused by different finishes in the charging process, the residual image of the toner image of the previous process is added to the toner image of the next process and becomes visible (ghost ) Occurs. That is, in order to realize the cleanerless process, is there an ability to charge the surface of the photoconductor directly below the transfer residual toner, that is, the ability to move the transfer residual toner or to charge the transfer residual toner below it? (Charging capacity U
P) and normalizing the charging polarity of the transfer residual toner by the developing process of the next process (normalizing the charging polarity of the toner).

【0009】トナー帯電極性の正規化は転写残トナーが
磁気ブラシの磁性粒子と接触することによって達成され
るので、転写残トナーが磁気ブラシに回収されることで
充分であることがわかった。また、帯電能力UPの対策
として帯電過程中に帯電キャリヤが活発に動き、転写残
トナーをひきはがす能力または帯電性能が高い能力をも
つACの接触注入帯電が考えられる。DCの接触注入帯
電方式に比べるとACの接触注入帯電方式の方が接触帯
電部材の耐久劣化や環境変動の際にも安定した帯電性能
を示す。そのため、最近、特にこのACの接触注入帯電
方式の研究が進められている。接触注入帯電方式はたと
えACバイアスが印加されてもローラ帯電方式のように
DCに比べ大幅にオゾン発生量が増えてしまうことがな
いことが知られている。その理由は、ローラ帯電方式
は、丸い形の固体の帯電ローラと感光体との間に放電が
発生しやすい空隙が存在するのに対し、特に磁性粒子を
用いた場合の接触帯電方式では、DCバイアスあるいは
ACバイアスが印加されると、磁気ブラシを構成する帯
電した流動性のある磁性粒子が感光体に注入された反対
電荷に引きつけられて多量に移動し、ローラ帯電方式よ
り大きな接触面積を形成し、磁気ブラシローラと感光体
とが完全に密着し放電が起こるような空隙が存在しない
からではないかと考えられる。
It has been found that the transfer residual toner is collected by the magnetic brush, since the transfer residual toner is achieved by contacting the transfer residual toner with the magnetic particles of the magnetic brush. Further, as a countermeasure for the charging ability UP, AC contact injection charging, which has a capability of actively moving the charging carrier during the charging process to remove residual toner after transfer or a capability of high charging performance, can be considered. Compared to the DC contact injection charging method, the AC contact injection charging method exhibits more stable charging performance even when the contact charging member is deteriorated in durability or the environment changes. Therefore, recently, research on the AC contact injection charging system has been particularly advanced. It is known that the contact injection charging method does not significantly increase the ozone generation amount as compared with DC, unlike the roller charging method, even if an AC bias is applied. The reason is that the roller charging method has a gap between the round solid charging roller and the photosensitive member, in which discharge is likely to occur, whereas the contact charging method using magnetic particles is DC When a bias or an AC bias is applied, the charged fluid magnetic particles forming the magnetic brush are attracted by the opposite charges injected into the photoconductor and move in large amounts, forming a larger contact area than the roller charging method. However, it is considered that the magnetic brush roller and the photoconductor are completely in close contact with each other, and there is no gap in which discharge occurs.

【0010】ACバイアス方式として、特開平4−21
873号、特開平4−116674号公報には、磁気ブ
ラシに直流成分を含む交流バイアス電圧を印加して被帯
電体を帯電する磁気ブラシ帯電装置が開示されている。
最も多く使われるタイプのACの接触注入帯電方式は所
望の帯電電位付近の直流電圧成分に数百から数キロHz
の周波数を有し、ピーク間電圧Vppがほぼ同じ程度の交
流成分を重畳させるものである。例えば、700Vの直
流電圧に1kHzの周波数で1kVのピーク間電圧Vpp
の交流成分を重畳させるといったもので、ピーク間電圧
Vppが大きい程AC効果が高いことが知られている。
As an AC bias system, Japanese Patent Laid-Open No. 4-21
873 and Japanese Patent Laid-Open No. 4-116674 disclose a magnetic brush charging device for charging an object to be charged by applying an AC bias voltage containing a DC component to the magnetic brush.
The most frequently used type of AC contact injection charging is a DC voltage component near the desired charging potential of several hundreds to several kiloHz.
The AC component having a frequency of 1 and a peak-to-peak voltage Vpp of about the same level is superimposed. For example, a peak voltage Vpp of 1 kV at a frequency of 1 kHz to a DC voltage of 700 V
It is known that the AC effect is higher as the peak-to-peak voltage Vpp is higher.

【0011】ところが、このACの接触注入帯電方式で
は所望の帯電性能を確保するほどの電圧Vppを使用する
と、感光体の帯電面が局所的に電圧Vpp分高く帯電され
たり、または低く帯電されるため、カブリ(ACカブ
リ)が発生してしまうことがある。そして、ACの接触
注入帯電方式では回収されたトナーの排出が行われない
という問題がある。
However, in this AC contact injection charging method, if a voltage Vpp that ensures a desired charging performance is used, the charged surface of the photoconductor is locally charged higher or lower by the voltage Vpp. Therefore, fog (AC fog) may occur. The AC contact injection charging method has a problem that the collected toner is not discharged.

【0012】さらに、ACの接触注入帯電方式では転写
残トナーを回収して外に吐き出さないで接触注入帯電器
内にトナーをどんどん蓄積させていってしまうという傾
向があり、その結果、ACの接触注入帯電器の電気抵抗
が大きくなり帯電性能が劣化し、所望の帯電電位が得ら
れない、ゴーストが出るなどの問題がACの接触注入帯
電方式においても発生するようになってしまう。
Further, in the AC contact injection charging system, there is a tendency that the transfer residual toner is collected and accumulated in the contact injection charging device without being discharged to the outside, and as a result, the AC contact charging is performed. The electric resistance of the injection charging device is increased and the charging performance is deteriorated, so that problems such as the inability to obtain a desired charging potential and the generation of ghosts will occur even in the AC contact injection charging method.

【0013】そこで、特開平4−371975号〜37
1977号公報に示すような2本のファーブラシを転写
残トナーの攪拌用と帯電用とに機能分離させた帯電装置
が考えられたが、このようなファーブラシのみの帯電装
置では感光体に帯電の掃き目ムラが致命的に形成されて
しまうという問題がある。
Therefore, JP-A-4-371975-37
A charging device in which two fur brushes as described in Japanese Patent Publication No. 1977 have been separated into a function for stirring the transfer residual toner and a function for charging the transfer residual toner has been considered. However, there is a problem that the unevenness of the sweep is fatally formed.

【0014】特開平6−348107号公報に示すよう
な上流側に帯電用磁気ブラシを下流側に上流の磁気ブラ
シから漏れた磁性粒子を回収するファーブラシを配置さ
せた帯電装置が考えられたが、このような帯電装置で
は、掃き目の粗いファーブラシが下流側に配置されてい
るため、帯電の掃き目ムラが発生してしまうという問題
がある。
There has been considered a charging device as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-348107, in which a charging magnetic brush is arranged on the upstream side and a fur brush for collecting magnetic particles leaked from the upstream magnetic brush is arranged on the downstream side. In such a charging device, since the fur brush having a coarse sweep is arranged on the downstream side, there is a problem that uneven sweep of charging occurs.

【0015】そのため、掃き目ムラが発生しにくい特開
平6−161211号公報に示すような2本の磁気ブラ
シを磁性粒子回収用と帯電用とに機能分離させた帯電装
置が考えられた。
For this reason, a charging device has been considered in which two magnetic brushes, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-161121, in which uneven sweeping is unlikely to occur, are functionally separated for collecting magnetic particles and for charging.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
6−161211号公報に示す帯電装置では、以下に示
すような問題点があることが判明した。
However, it has been found that the charging device disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-161211 has the following problems.

【0017】1.コピーを3000枚程度行うと、磁気
ブラシの磁性粒子の量が減少して帯電性能が低下する。
1. When about 3000 copies are made, the amount of magnetic particles in the magnetic brush is reduced and the charging performance is deteriorated.

【0018】2.感光体表面に対する磁気ブラシの相対
的な移動方向が一本でも同方向であると、この磁気ブラ
シから多量の磁性粒子が漏れてしまう。
2. If the moving direction of the magnetic brush relative to the surface of the photoconductor is even in the same direction, a large amount of magnetic particles will leak from the magnetic brush.

【0019】3.2本の磁気ブラシ間では互いの磁性粒
子の流れる方向が逆なので、各磁気ブラシ間の距離をか
なり離さないと、磁性粒子がぶつかるなどして滞留し、
循環しなくなるので、磁性粒子が運び込まれないスリー
ブ部分から磁性粒子がすぐになくなり、帯電不良やゴー
ストを引き起こしてしまう。このため、コンパクトな構
成が難しくなる。
3. Since the magnetic particles flow in opposite directions between the two magnetic brushes, the magnetic particles will stay in contact with each other unless the distance between the magnetic brushes is considerably increased.
Since the magnetic particles do not circulate, the magnetic particles are immediately removed from the sleeve portion where the magnetic particles are not carried, causing charging failure and ghost. For this reason, a compact structure becomes difficult.

【0020】4.転写残トナーの帯電装置への蓄積が避
けられず、抵抗値が高くなって帯電性能が劣化していっ
てしまう。などの問題点があり、これらの問題点は、コ
ンパクトで経済的なクリーナレス帯電装置を供給しよう
とする場合、解決しなければならない重要な事柄であ
る。
4. Accumulation of the transfer residual toner in the charging device is unavoidable, and the resistance value increases and the charging performance deteriorates. There are problems such as the above, and these problems are important matters that must be solved in order to supply a compact and economical cleanerless charging device.

【0021】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、前プロセスのトナー画像の残像
が次プロセスのトナー画像に上乗せされて可視化してし
まう現象や被帯電体の帯電面に帯電ムラをなくし、帯電
性能を向上させるようにした帯電装置を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and a phenomenon in which a residual image of a toner image of a previous process is superimposed on a toner image of a next process to be visualized and a member to be charged has a problem. An object of the present invention is to provide a charging device capable of eliminating charging unevenness on a charging surface and improving charging performance.

【0022】[0022]

【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、本発明の請求項1記載に係る帯電装置は、磁性粒
子が付着され、被帯電体に接触して電荷を直接注入する
ように電圧が印加される回転可能な複数の磁気ブラシを
有するものであって、前記複数の磁気ブラシ間で前記磁
性粒子を授受するように隣接する磁気ブラシの対向する
磁極に互いに反対極を配置し、かつ前記磁性粒子の授受
に伴う前記被帯電体に接触する側の移動方向が、前記磁
気ブラシに対向する被帯電体の表面の移動方向と逆方向
となることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a charging device according to claim 1 of the present invention is designed such that magnetic particles are attached to contact a charged body to directly inject charges. A plurality of rotatable magnetic brushes to which a voltage is applied, wherein opposite magnetic poles are arranged on opposite magnetic poles of adjacent magnetic brushes so as to transfer the magnetic particles between the plurality of magnetic brushes. The moving direction of the side contacting the charged body with the transfer of the magnetic particles is opposite to the moving direction of the surface of the charged body facing the magnetic brush.

【0023】請求項2記載の発明は、前記複数の磁気ブ
ラシに印加される電源として、前記被帯電体の回転方向
の最下流側に位置する磁気ブラシに直流電圧が印加され
るDCバイアス電源と、該最下流側の磁気ブラシより上
流側の少なくとも1つの磁気ブラシに直流分に交流分を
重畳した電圧が印加されるバイアス電源とを備えたもの
である。
According to a second aspect of the present invention, as a power source applied to the plurality of magnetic brushes, a DC bias power source for applying a DC voltage to the magnetic brush located on the most downstream side in the rotation direction of the charged body. A bias power supply to which a voltage in which a direct current component and an alternating current component are superimposed is applied to at least one magnetic brush upstream of the most downstream magnetic brush.

【0024】請求項3記載の発明は、前記複数の磁気ブ
ラシに印加される電源として、前記被帯電体の回転方向
の最下流側に位置する磁気ブラシに直流電圧が印加され
るDCバイアス電源と、該最下流側の磁気ブラシより上
流側の少なくとも1つの磁気ブラシに前記最下流側の磁
気ブラシに印加される直流電圧よりも高い直流電圧が印
加されるバイアス電源とを備えたものである。
According to a third aspect of the present invention, as a power source applied to the plurality of magnetic brushes, a DC bias power source for applying a DC voltage to the magnetic brush located on the most downstream side in the rotating direction of the charged body. A bias power supply for applying a DC voltage higher than a DC voltage applied to the most downstream magnetic brush to at least one magnetic brush upstream from the most downstream magnetic brush.

【0025】請求項4記載の発明によれば、前記磁気ブ
ラシは、磁石部材と、該磁石部材の外周を相対的に回転
する磁性粒子担持体と、該磁性粒子担持体に付着される
磁性粒子とを備えたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, the magnetic brush includes a magnet member, a magnetic particle carrier that relatively rotates the outer periphery of the magnet member, and magnetic particles attached to the magnetic particle carrier. It is equipped with and.

【0026】請求項5記載の発明によれば、前記被帯電
体の回転方向に沿って接触する複数の磁気ブラシは、隣
接して互いに対向する前記磁石部材を逆極性に配置す
る。
According to the fifth aspect of the present invention, the plurality of magnetic brushes contacting each other along the rotation direction of the member to be charged are arranged such that the magnet members adjacent to each other and facing each other are opposite in polarity.

【0027】請求項6記載の発明は、画像形成時におけ
る紙間で前記被帯電体の帯電時と同極性の直流電圧を前
記磁気ブラシに印加する。
According to a sixth aspect of the present invention, a DC voltage having the same polarity as that when the charged body is charged is applied to the magnetic brush between sheets during image formation.

【0028】[作用]以上の構成に基づいて、上流側の
磁気ブラシによって転写残トナーを回収する際に上流側
の磁気ブラシから漏れた磁性粒子を下流側の磁気ブラシ
によって回収するとともに、磁性粒子を下流側の磁気ブ
ラシから上流側の磁気ブラシに戻す循環路を形成する。
この場合、被帯電体の回転方向の最下流側の磁気ブラシ
に直流電圧を印加して該最下流側の磁気ブラシに取り込
まれたトナーの吐き出しを行うとともに、前記最下流側
の磁気ブラシより上流側の少なくとも1つの磁気ブラシ
に直流分に交流分を重畳させたバイアスを印加させて被
帯電体の帯電を行う。
[Operation] Based on the above configuration, when the transfer residual toner is collected by the upstream magnetic brush, the magnetic particles leaked from the upstream magnetic brush are collected by the downstream magnetic brush, and the magnetic particles are collected. To form a circulation path from the magnetic brush on the downstream side to the magnetic brush on the upstream side.
In this case, a DC voltage is applied to the magnetic brush on the most downstream side in the rotating direction of the body to be charged to eject the toner taken in by the magnetic brush on the most downstream side, and at the same time, upstream from the most downstream magnetic brush. A bias in which an alternating current component is superimposed on a direct current component is applied to at least one magnetic brush on the side to charge the body to be charged.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。 〈第1の実施の形態〉図1は本発明の実施の形態の帯電
装置が適用される画像形成装置を示す概略構成図、図2
は電荷注入帯電の原理を説明する断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. <First Embodiment> FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus to which a charging device according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 4 is a sectional view illustrating the principle of charge injection charging.

【0030】まず、本発明の帯電方式である電荷注入帯
電の原理について説明する。
First, the principle of charge injection charging, which is the charging method of the present invention, will be described.

【0031】電荷注入帯電は、中抵抗の磁気ブラシで、
中抵抗の表面抵抗を持つ感光体表面に電荷注入を行うも
のであり、本件では感光体表面材質のもつトラップ電位
に電荷を注入するものではなく、電荷注入層の導電粒子
に電荷を充電して帯電を行う方式である。
Charge injection is a medium resistance magnetic brush.
Charge injection is performed on the surface of the photoconductor having medium resistance, and in this case, charges are not injected to the trap potential of the surface material of the photoconductor, but are charged to the conductive particles of the charge injection layer. This is a method of charging.

【0032】具体的には図2に示すように、電荷輸送層
1aを誘電体とし、アルミ基板1dと電荷注入層1c内
の導電粒子(SnO2 )1bとを両電極板とする微小な
コンデンサーに、磁気ブラシ2で電荷を充電する理論に
基づくものである。この際、導電粒子1bは電気的には
互いに独立であり、一種の微小なフロート電極を形成し
ている。このため、マクロ的には感光体1の表面は均一
電位に充電、帯電されているように見えるが、実際には
微小な無数の充電されたSnO2 が感光体1の表面を覆
っているような状況となっている。このため、レーザ露
光光Lによって画像露光を行っても、それぞれのSnO
2 粒子は電気的に独立なため、静電潜像を保持すること
が可能になる。
Specifically, as shown in FIG. 2, a minute capacitor having the charge transport layer 1a as a dielectric and the aluminum substrate 1d and the conductive particles (SnO 2 ) 1b in the charge injection layer 1c as both electrode plates. In addition, it is based on the theory that the electric charge is charged by the magnetic brush 2. At this time, the conductive particles 1b are electrically independent from each other and form a kind of minute float electrode. For this reason, the surface of the photoconductor 1 seems to be charged and charged to a uniform potential on a macroscopic scale, but in reality, countless minute SnO 2 particles that have been charged seem to cover the surface of the photoconductor 1. It is a situation. Therefore, even if image exposure is performed by the laser exposure light L, each SnO
Since the two particles are electrically independent, they can hold an electrostatic latent image.

【0033】次に、本実施の形態の画像形成装置につい
て説明する。
Next, the image forming apparatus of this embodiment will be described.

【0034】図1に示す本実施の形態の画像形成装置は
電子写真プロセス利用のレーザビームプリンタで、図1
において図3と同一構成部分には同一符号を付して重複
説明を省略する。同図において、本実施の形態の感光体
1は直径30mmのOPC感光体であり、図示矢印R1の
時計回り方向に150mm/sec のプロセススピード(周
速度)を持って回転駆動される。そして、感光体1には
2本の磁気ブラシ2a,2bが接触している。
The image forming apparatus of this embodiment shown in FIG. 1 is a laser beam printer utilizing an electrophotographic process.
In FIG. 3, the same components as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals to omit redundant description. In the figure, the photosensitive member 1 of the present embodiment is an OPC photosensitive member having a diameter of 30 mm, and is rotationally driven in the clockwise direction indicated by an arrow R1 at a process speed (peripheral speed) of 150 mm / sec. The two magnetic brushes 2a and 2b are in contact with the photoconductor 1.

【0035】磁気ブラシ2a,2bは、回転可能な非磁
性の磁性粒子担持体としての電極スリーブ21a,21
bに磁石部材としてのマグネット22a,22bを内包
させて配置し、このマグネット22a,22bの磁力に
より磁性粒子23を付着させる構成である。そして、一
方のマグネット22aは、例えば長手方向に2つ割りに
され、磁極がN極とN極というように同極どうしを接触
させるとともに、他方のマグネット22bは、例えば長
手方向に2つ割りにされ、磁極がS極とS極というよう
に同極どうしを接触させた反発構成とし、かつ一方の磁
気ブラシ2aのマグネット22aの磁極と、隣接する他
方の磁気ブラシ2bのマグネット22bの磁極とを互い
にN極とS極という関係に反対極を対向配置させて構成
する。
The magnetic brushes 2a and 2b are electrode sleeves 21a and 21 as rotatable non-magnetic magnetic particle carriers.
The magnets 22a and 22b as magnet members are included in b and arranged, and the magnetic particles 23 are attached by the magnetic force of the magnets 22a and 22b. The one magnet 22a is divided into, for example, two pieces in the longitudinal direction, and the magnetic poles are in contact with each other such that the magnetic poles are N poles and N poles, while the other magnet 22b is divided into two pieces, for example, in the longitudinal direction. The magnetic poles have a repulsive structure in which the same poles are in contact with each other such as S pole and S pole, and the magnetic pole of the magnet 22a of one magnetic brush 2a and the magnetic pole of the magnet 22b of the other adjacent magnetic brush 2b are arranged. The opposite poles are arranged so as to face each other in the relationship of N pole and S pole.

【0036】このようにマグネット22a,22bを構
成することにより、磁性粒子23が図1に示すように電
極スリーブ21aと電極スリーブ21bとの間をベルト
状に巻回して配設される。これにより磁性粒子23は、
2本の電極スリーブ2a,2b間をスムーズに循環し、
磁性粒子23中に含有する転写残トナーの濃度が2本の
磁気ブラシ2a,2bのどこでもほぼ等しい状態にな
る。なお、磁性粒子23を循環させるための必要条件
は、2本の電極スリーブ21a,21b間で磁性粒子2
3が授受されることであって、完全に等量の磁性粒子2
3が電極スリーブ21aと電極スリーブ21bとの間を
授受されることではない。すなわち、完全なベルト状で
ある必要はない。
By constructing the magnets 22a and 22b in this manner, the magnetic particles 23 are arranged between the electrode sleeves 21a and 21b in a belt shape as shown in FIG. As a result, the magnetic particles 23
It smoothly circulates between the two electrode sleeves 2a and 2b,
The density of the transfer residual toner contained in the magnetic particles 23 is almost equal in any of the two magnetic brushes 2a and 2b. The necessary condition for circulating the magnetic particles 23 is that the magnetic particles 2 are between the two electrode sleeves 21a and 21b.
3 is to be given and received, and the magnetic particles 2 having a completely equal amount
3 is not exchanged between the electrode sleeve 21a and the electrode sleeve 21b. That is, it need not be a perfect belt.

【0037】この磁気ブラシ2aには帯電バイアス印加
電源S1aから−700VのDC電圧に1000Hz、
ピーク間電圧1000VppのAC電圧が重畳されたバイ
アスが印加されていて高効率な帯電を行う。高効率の帯
電状況下では転写残トナーを回収しやすく、磁性粒子2
3は漏れやすくなる。また、磁気ブラシ2bには帯電バ
イアス印加電源S1bから−700VのDC電圧のバイ
アスが印加されて電荷注入帯電によって感光体1の外周
面がほぼ−700Vに一様に帯電される。DC帯電時に
は、転写残トナーは、磁性粒子23との摩擦によって現
像時と同じ極性に戻っているために、トナーを吐き出し
やすく、磁性粒子23が回収しやすくなる(実際には磁
気ブラシ2bの先端部電位と感光体1の表面電位との差
の条件を適正化する必要がある)。以上の構成により、
前述のゴーストを出さずにオゾンレス、クリーナレスプ
ロセスを実現させることができた。その他のプロセスや
材料について、以下に詳しく説明する。
The magnetic brush 2a has a DC voltage of -700V from the charging bias applying power source S1a at 1000 Hz,
A bias in which an AC voltage of 1000 Vpp between peaks is superimposed is applied to perform highly efficient charging. It is easy to collect the residual toner after transfer under high-efficiency charging conditions, and the magnetic particles 2
3 is easy to leak. A bias of DC voltage of -700V is applied to the magnetic brush 2b from the charging bias applying power source S1b to uniformly charge the outer peripheral surface of the photoconductor 1 to approximately -700V by charge injection charging. At the time of DC charging, the transfer residual toner has returned to the same polarity as that at the time of development due to friction with the magnetic particles 23, so that the toner is easily discharged and the magnetic particles 23 are easily collected (actually, the tip of the magnetic brush 2b). It is necessary to optimize the condition of the difference between the partial potential and the surface potential of the photosensitive member 1). With the above configuration,
Ozone-less and cleaner-less processes could be realized without producing the above-mentioned ghost. Other processes and materials are described in detail below.

【0038】この感光体1の帯電面に対しては、レーザ
ダイオードおよびポリゴンミラーなどを備える不図示の
レーザビームスキャナからの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露光光L
が出力され、感光体1の周面に目的の画像情報に対応し
た静電潜像を形成する。この静電潜像は磁性一成分絶縁
トナー(ネガトナー)を用いた反転現像装置3によりト
ナー画像として現像される。反転現像装置3は、マグネ
ット3bを内包する直径16mmの非磁性現像スリーブ3
aを有するものである。この現像スリーブ3aは、上記
ネガトナーをコートし、感光体1の表面との距離を30
0μmに固定した状態で、感光体1の周速度と同じ速度
で回転する。そして、現像スリーブ3aには、現像バイ
アス電源S2より−500VのDC電圧に、周波数18
00Hz、ピーク間電圧1600Vppの矩形のAC電圧
が重畳された現像バイアス電圧が印加され、感光体1と
の間でジャンピング現像が行われる。
On the charged surface of the photosensitive member 1, laser exposure is performed in which the intensity is modulated corresponding to the time series electric digital pixel signal of the image information from a laser beam scanner (not shown) including a laser diode and a polygon mirror. Light L
Is output, and an electrostatic latent image corresponding to target image information is formed on the peripheral surface of the photoconductor 1. This electrostatic latent image is developed as a toner image by the reversal developing device 3 using magnetic one-component insulating toner (negative toner). The reversal developing device 3 includes a non-magnetic developing sleeve 3 having a diameter of 16 mm and containing a magnet 3b.
a. The developing sleeve 3a is coated with the negative toner, and the distance from the surface of the photoconductor 1 is set to 30.
While being fixed at 0 μm, the photoconductor 1 rotates at the same speed as the peripheral speed. The developing sleeve 3a receives a DC voltage of -500V from the developing bias power source S2 and a frequency of 18
A developing bias voltage on which a rectangular AC voltage of 00 Hz and a peak-to-peak voltage of 1600 Vpp is superimposed is applied, and jumping development is performed with the photoconductor 1.

【0039】一方、不図示の給紙部から供給される転写
紙Pは、感光体1と、これに所定の押圧力で当接してい
る接触転写手段としての中抵抗の転写ローラ4との圧接
ニップ部(転写部)Tに所定のタイミングで導入され
る。転写ローラ4には転写バイアス印加電源S3から所
定の転写バイアス電圧が印加される。本実施の形態では
転写ローラ4の抵抗値は5×108 Ωのものを用い、+
1000VのDC電圧を印加して転写を行う。
On the other hand, the transfer paper P supplied from a paper supply unit (not shown) is brought into pressure contact with the photoconductor 1 and a medium resistance transfer roller 4 which is in contact with the photoconductor 1 with a predetermined pressing force. It is introduced into the nip portion (transfer portion) T at a predetermined timing. A predetermined transfer bias voltage is applied to the transfer roller 4 from a transfer bias application power source S3. In this embodiment, the transfer roller 4 having a resistance value of 5 × 10 8 Ω is used.
Transfer is performed by applying a DC voltage of 1000V.

【0040】転写部Tは、転写紙Pを導入したのち、挟
持搬送して感光体1の表面に担持されているトナー画像
を順次静電気力と押圧力とで転写紙Pの表面に転写す
る。このトナー画像の転写時に感光体1上のトナーに働
く力は、転写バイアスによる転写電界の他に、感光体1
の表面への付着力がある。このため、トナーが100%
転写されることはなく、転写されずに感光体1に転写残
トナーとして残り、感光体1の回転に伴って搬送されて
しまう。
After the transfer paper P is introduced, the transfer section T transfers the toner images carried on the surface of the photoconductor 1 by sandwiching and conveying the transfer paper P to the surface of the transfer paper P sequentially by electrostatic force and pressing force. The force acting on the toner on the photoconductor 1 during the transfer of the toner image is not only the transfer electric field due to the transfer bias but also the photoconductor 1.
Adhesive to the surface of. Therefore, the toner is 100%
It is not transferred and remains as untransferred toner on the photoconductor 1 without being transferred, and is conveyed as the photoconductor 1 rotates.

【0041】トナー画像の転写を受けた転写紙Pは感光
体1の表面から分離されて熱定着方式などの定着装置5
へ導入されて未定着トナー画像が定着され、プリント、
コピーなどの画像形成物として装置外へ排出される。
The transfer paper P on which the toner image has been transferred is separated from the surface of the photosensitive member 1 and fixed by a fixing device 5 such as a heat fixing system.
The unfixed toner image is fixed and printed,
It is discharged outside the apparatus as an image-formed product such as a copy.

【0042】本実施の形態の画像形成装置は、感光体
1、磁気ブラシ2a,2b、現像装置3の3つのプロセ
ス機器をカートリッジ容器6に包含させて画像形成装置
本体に対して一括して着脱交換自在のプロセスカートリ
ッジ方式のものとして説明したが、これに限るものでは
ない。
In the image forming apparatus according to the present embodiment, the cartridge container 6 includes the three process devices of the photoconductor 1, the magnetic brushes 2a and 2b, and the developing device 3, and is collectively attached to and detached from the main body of the image forming device. Although it has been described that the process cartridge system is replaceable, the invention is not limited to this.

【0043】次に、本実施の形態で用いた感光体1につ
いて述べる。
Next, the photoconductor 1 used in this embodiment will be described.

【0044】感光体1は負帯電のOPC感光体であり、
直径30mmのアルミニウム製のドラム基体上に下記の第
1〜第5の5層の機能層を下から順に形成したものであ
る。
The photoreceptor 1 is a negatively charged OPC photoreceptor,
The following first to fifth functional layers are formed in order from the bottom on a drum base made of aluminum having a diameter of 30 mm.

【0045】第1層は下引き層であり、ドラム基体の欠
陥などをならしたり、またレーザ露光光Lの反射による
モアレの発生を防止したりするために設けられている厚
さ約20μmの導電層である。
The first layer is an undercoating layer and has a thickness of about 20 μm and is provided to smooth defects such as the drum substrate and prevent moire due to reflection of the laser exposure light L. It is a conductive layer.

【0046】第2層は正電荷注入防止層であり、ドラム
基体から注入された正電荷が感光体1の表面に帯電され
た負電荷を打ち消すのを防止する役割を果たし、アミラ
ン樹脂とメトキシメチル化ナイロンとによって1×10
6 Ωcm程度に抵抗調整された厚さ約1μmの中抵抗層で
ある。
The second layer is a positive charge injection preventing layer, which plays a role of preventing the positive charges injected from the drum substrate from canceling out the negative charges charged on the surface of the photoconductor 1, and the amylan resin and methoxymethyl. 1 x 10 depending on nylon
It is a medium resistance layer with a thickness of about 1 μm adjusted to about 6 Ωcm.

【0047】第3層は電荷発生層であり、ジスアゾ系の
顔料を樹脂に分散させた厚さ約0.3μmの層であり、
レーザ露光光L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, which is a layer having a thickness of about 0.3 μm in which a disazo pigment is dispersed in a resin.
By receiving the laser exposure light L, positive and negative charge pairs are generated.

【0048】第4層は電荷輸送層であり、ポリカーボネ
ート樹脂にヒドラゾンを分散させたものであり、P型半
導体である。したがって、感光体1の表面に帯電された
負電荷はこの層を移動することはできず、電荷発生層で
発生した正電荷のみを感光体1の表面に輸送することが
できる。
The fourth layer is a charge transport layer, which is a polycarbonate resin in which hydrazone is dispersed, and is a P-type semiconductor. Therefore, negative charges charged on the surface of the photoconductor 1 cannot move through this layer, and only positive charges generated in the charge generation layer can be transported to the surface of the photoconductor 1.

【0049】第5層は電荷注入層であり、光硬化性のア
クリル樹脂に超微粒子のSnO2 を分散させた材料の塗
工層である。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SnO2 粒子1bを
樹脂に対して70重畳%分散させた材料の塗工層であ
る。このようにして調合した塗工液をディッピング塗工
法にて、厚さ約2μmに塗工して電荷注入層とした。
The fifth layer is a charge injection layer, which is a coating layer of a material in which ultrafine particles of SnO 2 are dispersed in a photocurable acrylic resin. Specifically, doping with antimony,
This is a coating layer of a material in which 70% by weight of SnO 2 particles 1b having a reduced resistance and a particle size of about 0.03 μm are dispersed in a resin. The coating solution thus prepared was applied to a thickness of about 2 μm by a dipping coating method to form a charge injection layer.

【0050】次に、本実施の形態で用いた磁気ブラシに
ついて述べる。
Next, the magnetic brush used in this embodiment will be described.

【0051】磁気ブラシ2a,2bは、回転可能な非磁
性の電極スリーブ21a,21bにマグネット22a,
22bの磁力により磁性粒子23が付着することにより
構成されている。電極スリーブ21a,21b上でのマ
グネット22a,22bによる磁束密度は800×10
-4T(テスラ)である。
The magnetic brushes 2a, 2b include a rotatable non-magnetic electrode sleeve 21a, 21b and a magnet 22a,
The magnetic particles 23 are attached by the magnetic force of 22b. The magnetic flux density by the magnets 22a and 22b on the electrode sleeves 21a and 21b is 800 × 10.
-4 T (Tesla).

【0052】電極スリーブ21a,21b上の磁性粒子
23は、厚さ1mmでコートして感光体1との間に幅、約
5mmの帯電ニップを形成し、図1に示す矢印R2方向
(感光体1の表面に対してカウンタ方向)に回転しなが
ら、感光体1の表面に接触している。本実施の形態にお
ける磁気ブラシ2a,2bの磁性粒子23の量は約10
gであり、電極スリーブ21bと感光体1とのニップN
p でのギャップは500μmである。ここで、磁気ブラ
シ2a,2bと感光体1との周速比は、式1で定義され
る。
The magnetic particles 23 on the electrode sleeves 21a and 21b are coated with a thickness of 1 mm to form a charging nip with a width of about 5 mm between the magnetic particles 23 and the photosensitive member 1, and the direction of the arrow R2 shown in FIG. It contacts the surface of the photoconductor 1 while rotating in the counter direction with respect to the surface of 1. The amount of the magnetic particles 23 of the magnetic brushes 2a and 2b in this embodiment is about 10
g, the nip N between the electrode sleeve 21b and the photoconductor 1
The gap at p is 500 μm. Here, the peripheral speed ratio between the magnetic brushes 2a and 2b and the photoconductor 1 is defined by Equation 1.

【0053】[0053]

【数1】周速比(%)={(磁気ブラシ周速−感光体周
速)/感光体周速}×100 ただし、磁気ブラシ2a,2bの周速はカウンタ回転の
場合は負の値。
## EQU1 ## Peripheral speed ratio (%) = {(magnetic brush peripheral speed−photoconductor peripheral speed) / photoconductor peripheral speed} × 100 However, the peripheral speed of the magnetic brushes 2a and 2b is a negative value in the case of counter rotation. .

【0054】周速比が−100%であると、磁気ブラシ
2a,2bが停止している状態を示しているので、感光
体1の表面に停止した磁気ブラシ2a,2bの形状がそ
のまま帯電不良となって、トナー画像に現れてしまう。
また、磁気ブラシ2a,2bが順方向に回転する場合
は、カウンタ方向と同じ周速比を得ようとすると、磁気
ブラシ2a,2bの回転数を高くさせなければならな
い。磁気ブラシ2a,2bが遅い周速度で感光体1と順
回転で接触回転すると、磁気ブラシ2a,2bの磁性粒
子23が感光体1に付着しやすくなる。したがって、周
速比は−100%以下であることが好ましく、本実施の
形態では−150%とした。
When the peripheral speed ratio is -100%, the magnetic brushes 2a and 2b are in a stopped state. Therefore, the shapes of the stopped magnetic brushes 2a and 2b on the surface of the photoconductor 1 are not charged properly. And appear in the toner image.
When the magnetic brushes 2a and 2b rotate in the forward direction, the rotational speed of the magnetic brushes 2a and 2b must be increased to obtain the same peripheral speed ratio as in the counter direction. When the magnetic brushes 2a and 2b rotate in contact with the photoconductor 1 in a forward rotation at a low peripheral speed, the magnetic particles 23 of the magnetic brushes 2a and 2b easily adhere to the photoconductor 1. Therefore, the peripheral speed ratio is preferably −100% or less, and is set to −150% in the present embodiment.

【0055】磁気ブラシ2a,2bの磁性粒子23とし
ては、 *樹脂とマグネタイトなどの磁性流体とを混練して粒子
に成型したもの、もしくはこれに抵抗値調節のために導
電カーボンなどを混ぜたもの、 *燒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、 *上記の磁性粒子23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させたものなど)でコート
またはNiなどの金属でメッキ処理して抵抗値を適当な
値にしたものなどがある。これら磁性粒子23の抵抗値
が高すぎると、感光体1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い、抵抗値
が低すぎると、感光体1の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
光体1の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。したがって、磁性粒子23の抵抗値と
しては、1×104 〜1×107 Ωが望ましい。磁性粒
子23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23を2g入れた後、加重し、
電圧を1〜1000V印加して測定した。
As the magnetic particles 23 of the magnetic brushes 2a and 2b, * the ones obtained by kneading resin and a magnetic fluid such as magnetite to form particles, or the ones in which conductive carbon or the like is mixed to adjust the resistance value. , * Sintered magnetite, ferrite, or those whose resistance value is adjusted by reducing or oxidizing them, * Coating material whose resistance is adjusted to the above-mentioned magnetic particles 23 (such as one in which carbon is dispersed in phenol resin) For example, a coat or a metal such as Ni is plated to adjust the resistance value to an appropriate value. If the resistance value of these magnetic particles 23 is too high, electric charges cannot be uniformly injected into the photoconductor 1 and a fog image is formed due to minute charging failure. If the resistance value is too low, the surface of the photoconductor 1 is pinched. When there is a hole, current concentrates on the pinhole, the charging voltage drops, and the surface of the photoconductor 1 cannot be charged, resulting in charging nip-shaped charging failure. Therefore, the resistance value of the magnetic particles 23 is preferably 1 × 10 4 to 1 × 10 7 Ω. The resistance value of the magnetic particles 23 is determined by placing 2 g of the magnetic particles 23 in a metal cell (bottom area 228 mm 2 ) to which a voltage can be applied and then applying a weight.
The voltage was measured by applying 1 to 1000 V.

【0056】磁性粒子23の磁気特性としては、感光体
1への磁性粒子23の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 /k
g)以上が望ましい。
Regarding the magnetic characteristics of the magnetic particles 23, in order to prevent the magnetic particles 23 from adhering to the photoreceptor 1, it is better to increase the magnetic binding force, and the saturation magnetization is 50 (A · m 2 / k).
g) or more is desirable.

【0057】実際に、本実施の形態で用いた磁性粒子2
3は、平均粒径が30μmで、抵抗値が1×106 Ω、
飽和磁化が58(A・m2 /kg)であった。 〈第2の実施の形態〉第2の実施の形態の画像形成装置
は、図1において、電源S1aから交流バイアスを印加
する代わりに感光体1の目標とする帯電電位より高い直
流バイアス(−1000V)を印加させるようにしたも
のであり、他の構成部分は第1の実施の形態と同様であ
る。
Actually, the magnetic particles 2 used in the present embodiment
No. 3 has an average particle size of 30 μm and a resistance value of 1 × 10 6 Ω,
The saturation magnetization was 58 (A · m 2 / kg). <Second Embodiment> In FIG. 1, an image forming apparatus according to the second embodiment is different from the image forming apparatus shown in FIG. ) Is applied, and other components are the same as those in the first embodiment.

【0058】電源S1aから高い直流バイアスを印加す
ることにより、転写後のトナー極性が磁気ブラシ2aの
帯電極性と逆極性となるため、磁気ブラシ2aを高い直
流バイアスで印加し、感光体1に付着している転写残ト
ナーが磁気ブラシ2aに吸い上げられ、感光体1の表面
をムラなく帯電することができるものと考えられる。こ
のとき、感光体1の帯電電位は−630V程度であるこ
とを測定により確認している。吸い上げられた転写残ト
ナーは、磁性粒子23との摩擦により、正規帯電し、磁
性体ベルトに搬送されて磁気ブラシ2bに導かれる。そ
して、磁気ブラシ2bの印加バイアスを−700Vなど
に設定すると、磁気ブラシ2bの先端の約−700Vの
電位と感光体1の−630Vの帯電電位との電位差で負
帯電したトナーが感光体1へ吐き出されることになる。
感光体1の表面は、磁気ブラシ2bを通過後、目標の−
700V程度に帯電されることになる。 〈第3の実施の形態〉第3の実施の形態は、転写残トナ
ーが全くこない紙間に吐き出し用の帯電極性と同極性の
直流バイアスを磁気ブラシ2aに印加するようにしたも
のである。すなわち、磁気ブラシ2aによって回収され
た転写残トナーは、下流側の磁気ブラシ2bからすぐに
排出されることはなく、ベルト状の磁性粒子23を循環
したのちに、吐き出されるため、時間がかかり、回収さ
れたトナーを効果的に吐き出す必要が発生する場合があ
る。その補助的な手段としては、転写残トナーが全くこ
ない紙間に吐き出し用の帯電時と同極性の直流バイアス
を磁気ブラシ2aに印加すると良いことがわかった。
By applying a high DC bias from the power source S1a, the toner polarity after transfer is opposite to the charging polarity of the magnetic brush 2a, so the magnetic brush 2a is applied with a high DC bias and adheres to the photoconductor 1. It is considered that the transfer residual toner that has been transferred is sucked up by the magnetic brush 2a and the surface of the photoconductor 1 can be uniformly charged. At this time, it was confirmed by measurement that the charging potential of the photoconductor 1 was about -630V. The absorbed transfer residual toner is normally charged by friction with the magnetic particles 23, and is conveyed to the magnetic belt and guided to the magnetic brush 2b. When the applied bias of the magnetic brush 2b is set to -700V or the like, the toner negatively charged by the potential difference between the potential of about -700V at the tip of the magnetic brush 2b and the charging potential of -630V of the photoconductor 1 is transferred to the photoconductor 1. Will be exhaled.
After passing through the magnetic brush 2b, the surface of the photoconductor 1 is a target −
It will be charged to about 700V. <Third Embodiment> In the third embodiment, a DC bias having the same polarity as the discharging polarity for discharging is applied to the magnetic brush 2a between papers where no transfer residual toner is present. That is, the transfer residual toner collected by the magnetic brush 2a is not immediately discharged from the downstream magnetic brush 2b, but is discharged after circulating the belt-shaped magnetic particles 23, which takes time, It may be necessary to effectively eject the collected toner. As a supplementary means, it has been found that it is preferable to apply a DC bias having the same polarity as that at the time of charging for discharging to the magnetic brush 2a between the papers where no transfer residual toner is left.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の帯電装置
によれば、上流側の磁気ブラシによって転写残トナーを
回収する際に上流側の磁気ブラシから漏れた磁性粒子を
下流側の磁気ブラシによって回収するとともに、磁性粒
子を下流側の磁気ブラシから上流側の磁気ブラシに戻す
循環路を形成するようにしたので、以下に記載の効果が
得られる。
As described above, according to the charging device of the present invention, when the transfer residual toner is collected by the upstream magnetic brush, the magnetic particles leaked from the upstream magnetic brush are collected in the downstream magnetic brush. Since the circulation path for returning the magnetic particles from the magnetic brush on the downstream side to the magnetic brush on the upstream side is formed, the following effects can be obtained.

【0060】1.磁気ブラシ間での磁性粒子の滞留を防
げることができる。
1. It is possible to prevent the retention of magnetic particles between the magnetic brushes.

【0061】2.磁気ブラシ間の距離を近づけることが
でき、コンパクトな構成をとることができる。
2. The distance between the magnetic brushes can be reduced and a compact structure can be achieved.

【0062】3.上流側の磁気ブラシで回収した転写残
トナーを下流側の磁気ブラシまで返送することができ
る。
3. The transfer residual toner collected by the upstream magnetic brush can be returned to the downstream magnetic brush.

【0063】4.上流側の磁気ブラシから漏れる磁性粒
子を最下流側の磁気ブラシで回収する構成であるため、
上流側の磁気ブラシに帯電性能をUPさせるようなバイ
アスを十分に印加することができる。
4. Since the magnetic particles leaking from the upstream magnetic brush are collected by the most downstream magnetic brush,
It is possible to sufficiently apply a bias that improves the charging performance to the upstream magnetic brush.

【0064】などの効果がある。There are advantages such as

【0065】また、被帯電体の回転方向の最下流側の磁
気ブラシに直流電圧を印加して該最下流側の磁気ブラシ
に取り込まれたトナーの吐き出しを行うとともに、前記
最下流側の磁気ブラシより上流側の少なくとも1つの磁
気ブラシに直流分に交流分を重畳させたバイアスを印加
させて被帯電体の帯電を行うようにしたので、オゾンレ
スでムラなく均一に被帯電体を帯電でき、ゴーストを防
ぐとともに、ACカブリや掃き目ムラのない帯電性能が
得られる。
Further, a DC voltage is applied to the magnetic brush on the most downstream side in the rotating direction of the body to be charged to eject the toner taken in by the magnetic brush on the most downstream side, and the magnetic brush on the most downstream side is discharged. Since the charged object is charged by applying a bias in which an alternating current component is superimposed on a direct current component to at least one magnetic brush on the upstream side, the charged object can be uniformly charged without ozone, and a ghost image can be obtained. And the charging performance without AC fog or uneven sweep can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の帯電装置が適用さ
れた画像形成装置を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus to which a charging device according to a first exemplary embodiment of the present invention is applied.

【図2】本発明の電荷注入帯電の原理を説明する断面図
である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the principle of charge injection charging according to the present invention.

【図3】従来の典型的な注入帯電クリーナレスプロセス
の画像形成装置を示す概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus of a conventional typical injection charging cleanerless process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被帯電体(感光体) 2a 磁気ブラシ 2b 磁気ブラシ 21a 磁性粒子担持体(電極スリーブ) 21b 磁性粒子担持体(電極スリーブ) 22a 磁石部材(マグネット) 22b 磁石部材(マグネット) 23 磁性粒子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Charged object (photoreceptor) 2a Magnetic brush 2b Magnetic brush 21a Magnetic particle carrier (electrode sleeve) 21b Magnetic particle carrier (electrode sleeve) 22a Magnet member (magnet) 22b Magnet member (magnet) 23 Magnetic particle

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁性粒子が付着され、被帯電体に接触し
て電荷を直接注入するように電圧が印加される回転可能
な複数の磁気ブラシを有する帯電装置において、 前記複数の磁気ブラシ間で前記磁性粒子を授受するよう
に隣接する磁気ブラシの対向する磁極に互いに反対極を
配置し、 かつ前記磁性粒子の授受に伴う前記被帯電体に接触する
側の移動方向が、前記磁気ブラシに対向する被帯電体の
表面の移動方向と逆方向となる、 ことを特徴とする帯電装置。
1. A charging device having a plurality of rotatable magnetic brushes to which magnetic particles are attached and to which a voltage is applied so as to directly inject charges by contacting a body to be charged, wherein a plurality of magnetic brushes are provided between the plurality of magnetic brushes. The opposite magnetic poles are arranged on the opposite magnetic poles of the adjacent magnetic brushes so as to transfer the magnetic particles, and the moving direction of the side in contact with the charged body due to the transfer of the magnetic particles faces the magnetic brush. The charging device is characterized in that the charging direction is opposite to the moving direction of the surface of the charged body.
【請求項2】 前記複数の磁気ブラシに印加される電源
として、前記被帯電体の回転方向の最下流側に位置する
磁気ブラシに直流電圧が印加されるDCバイアス電源
と、 該最下流側の磁気ブラシより上流側の少なくとも1つの
磁気ブラシに直流分に交流分を重畳した電圧が印加され
るバイアス電源とを備えた、 ことを特徴とする請求項1記載の帯電装置。
2. A DC bias power source for applying a DC voltage to the magnetic brush located on the most downstream side in the rotating direction of the charged body, as a power source applied to the plurality of magnetic brushes, and a DC bias power source for the most downstream side. The charging device according to claim 1, further comprising: a bias power supply to which a voltage obtained by superimposing an alternating current component on a direct current component is applied to at least one magnetic brush upstream of the magnetic brush.
【請求項3】 前記複数の磁気ブラシに印加される電源
として、前記被帯電体の回転方向の最下流側に位置する
磁気ブラシに直流電圧が印加されるDCバイアス電源
と、 該最下流側の磁気ブラシより上流側の少なくとも1つの
磁気ブラシに前記最下流側の磁気ブラシに印加される直
流電圧よりも高い直流電圧が印加されるバイアス電源と
を備えた、 ことを特徴とする請求項1記載の帯電装置。
3. A DC bias power source for applying a DC voltage to the magnetic brush located on the most downstream side in the rotation direction of the body to be charged, as a power source applied to the plurality of magnetic brushes, and a DC bias power source for the most downstream side. 2. A bias power supply for applying a DC voltage higher than a DC voltage applied to the most downstream magnetic brush to at least one magnetic brush upstream of the magnetic brush. Charging device.
【請求項4】 前記磁気ブラシは、磁石部材と、該磁石
部材の外周を相対的に回転する磁性粒子担持体と、該磁
性粒子担持体に付着される磁性粒子とを備えた、 ことを特徴とする請求項1記載の帯電装置。
4. The magnetic brush includes a magnet member, a magnetic particle carrier that relatively rotates the outer periphery of the magnet member, and magnetic particles attached to the magnetic particle carrier. The charging device according to claim 1.
【請求項5】 前記被帯電体の回転方向に沿って接触す
る複数の磁気ブラシは、隣接して互いに対向する前記磁
石部材を逆極性に配置する、 ことを特徴とする請求項1記載の帯電装置。
5. The charging according to claim 1, wherein a plurality of magnetic brushes contacting each other along the rotation direction of the body to be charged are arranged such that the magnet members adjacent to and facing each other are opposite in polarity. apparatus.
【請求項6】 画像形成時における紙間で前記被帯電体
の帯電時と同極性の直流電圧を前記磁気ブラシに印加す
る、 ことを特徴とする請求項1記載の帯電装置。
6. The charging device according to claim 1, wherein a DC voltage having the same polarity as that when the charged body is charged is applied to the magnetic brush between sheets during image formation.
JP14329696A 1996-06-05 1996-06-05 Electrifying device Pending JPH09325564A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7130565B2 (en) 2003-06-03 2006-10-31 Canon Kabushiki Kaisha Charging apparatus and image forming apparatus
US7289753B2 (en) 2003-12-04 2007-10-30 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus and charging unit therefor

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