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JPH1152677A - 帯電装置および画像形成装置 - Google Patents

帯電装置および画像形成装置

Info

Publication number
JPH1152677A
JPH1152677A JP9221162A JP22116297A JPH1152677A JP H1152677 A JPH1152677 A JP H1152677A JP 9221162 A JP9221162 A JP 9221162A JP 22116297 A JP22116297 A JP 22116297A JP H1152677 A JPH1152677 A JP H1152677A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charging
image
magnetic brush
image forming
forming apparatus
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
JP9221162A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiji Mashita
精二 真下
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 JP9221162A priority Critical patent/JPH1152677A/ja
Publication of JPH1152677A publication Critical patent/JPH1152677A/ja
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な帯電性を維持しつつ、被帯電体面の磁
気ブラシ摺擦による削れ、画像形成装置にあってはドラ
ム削れの発生を少なくした磁気ブラシ接触帯電装置、お
よび該帯電装置を像担持体の帯電処理手段として用いた
画像形成装置を提供すること。 【解決手段】 磁性粒子を磁気拘束して構成した磁気ブ
ラシ部23を有する接触帯電部材2の磁気ブラシ部23
を被帯電体1に接触させて被帯電体面を帯電する帯電装
置であり、前記磁気ブラシ部23を有する接触帯電部材
2は、スリーブ21と、該スリーブに内包の回転可能な
マグネットロール22と、該マグネットロールの磁界で
スリーブの外面に磁気拘束して保持させた磁性粒子の磁
気ブラシ部23を有するものであること、前記スリーブ
21は、マグネットロール22と逆方向に回転するこ
と、或はスリーブ21が回転せず固定であること等。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は帯電装置および画像
形成装置に関する。
【0002】より詳しくは、接触帯電部材として磁気ブ
ラシ帯電器を用いた磁気ブラシ接触帯電装置、および該
帯電装置を像担持体の帯電処理手段として用いた画像形
成装置に関する。
【0003】
【従来の技術】
a)接触帯電装置 従来、例えば、電子写真装置・静電記録装置等の画像形
成装置において、被帯電体としての電子写真感光体・静
電記録誘電体等の像担持体を所要の極性・電位に一様に
帯電処理する手段機器としてはコロナ帯電器が使用され
てきた。コロナ帯電器は被帯電体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放出されるコロナ
シャワーに被帯電体面を曝して所定の極性・電位に非接
触方式で帯電処理するものである。
【0004】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、被帯電体に導電性の帯
電部材(接触帯電部材、接触帯電器)を接触させ、該接
触帯電部材に所定の帯電バイアスを印加して感光体面を
所定の極性・電位に帯電させるもので、コロナ帯電器に
比べて、低オゾン、低電力等の有利性がある。
【0005】接触帯電の帯電機構(帯電のメカニズム、
帯電原理)には、コロナ帯電系と、接触注入帯電系の2
種類が混在しており、どちらが支配的であるかにより各
々の特性があらわれる。
【0006】コロナ帯電系は、接触帯電部材と被帯電体
との間の微小間隙に生じるコロナ放電などの放電現象を
用い、その放電生成物で被帯電体表面を帯電する系であ
る。このコロナ帯電系はその本質的な帯電機構が、接触
帯電部材から被帯電体への放電現象を用いているため、
コロナ帯電器の場合よりは格段に少ないけれども、微量
のオゾンは発生する。
【0007】接触注入帯電系は、接触帯電部材から被帯
電体に直接に電荷が注入されることで被帯電体表面が帯
電する系である。直接帯電あるいは注入帯電とも称され
る。特開平6−3921号公報等には感光体表面にある
トラップ準位または電荷注入層の導電粒子等の電荷保持
部材(フロート電極)に接触帯電部材で電荷を注入して
接触注入帯電を行なう方法が提案されている。
【0008】接触注入帯電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、オゾンレス・低電力の
帯電方式である。
【0009】接触帯電部材に対する帯電バイアス印加方
式として、直流バイアスのみを印加するDCバイアス方
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バイアス方式がある。ACバイアス方式として、特
開昭63−149669号公報に開示されるように、所
望の被帯電体帯電電位Vdに相当するDC電圧に2×V
th(被帯電体の帯電開始電圧)以上のピーク間電圧を
持つAC成分を重畳した電圧を印加する方式は、ACに
よる電位のならし効果を目的としたものであり、被帯電
体の電位はAC電圧のピークの中央であるVdに収束
し、環境等の外乱には影響されることはない。
【0010】接触帯電部材は抵抗調整した導電性部材で
あり、導電性弾性体のローラ体(帯電ローラ、ローラ帯
電器)、ブレード体(帯電ブレード、ブレード帯電
器)、導電性繊維のブラシ体(ファーブラシ帯電器)、
導電性磁性粒子の磁気ブラシ体(磁気ブラシ帯電器)な
ど様々な形態のものがある。
【0011】この中でも、接触帯電部材として帯電ロー
ラを用いたローラ帯電方式が、帯電の安定性という点か
ら好ましく用いられている。
【0012】また磁気ブラシ帯電器は導電性磁性粒子
(導電性磁性キャリア)を磁気拘束して構成した磁気ブ
ラシ部を有し、該磁気ブラシ部を被帯電体に接触させて
磁気ブラシ部に帯電バイアスを印加して被帯電体面を接
触帯電処理するものである。
【0013】接触帯電部材に要求される条件の1つに、
被帯電体との均一な接触性が挙げられる。磁気ブラシ帯
電器は細かい磁性粒子の集合からなる磁気ブラシ部が被
帯電体に接触することで被帯電体面との均一な接触性を
得る上で有利である。
【0014】また、磁気ブラシ帯電器は、導電性ゴムロ
ーラや固定式あるいは回転式のファーブラシ等の他の接
触帯電部材に比べトナー汚染の影響を受けにくく、次に
説明するようなクリーナレスの画像形成装置に好適に用
いられる。
【0015】b)クリーナレスの画像形成装置転写方式
の画像形成装置について、装置の小型化、コストダウ
ン、エコロジー等のために、特に専用の像担持体クリー
ナを設けずに、像担持体上の転写後残留トナー(転写残
トナー)のクリーニング(除去)を、帯電装置または現
像装置で行なわせる方式(帯電同時クリーニングまたは
現像同時クリーニング)が提案されている(クリーナレ
スプロセス、トナーリサイクルプロセス)。
【0016】即ち、一般的な転写方式の画像形成装置に
おいては、転写後の像担持体に残存する転写残トナーは
専用のクリーナによって像担持体面から除去されて廃ト
ナーとなるが、この廃トナーは環境保護の面からも出な
い方が望ましい。
【0017】そこで、クリーナをなくし、転写後の像担
持体上の転写残トナーは現像装置によって現像同時クリ
ーニングで像担持体面から除去し現像装置に回収・再用
する装置構成にしたクリーナレスの画像形成装置も出現
している。即ち、現像装置に記録媒体に対するトナー像
転写後の像担持体上に残留した転写残トナーを回収する
クリーナを兼ねさせたものである。
【0018】現像同時クリーニングは、転写後に像担持
体上に残留した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像担持体の
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、転写残
トナーは現像装置に回収されて次工程以降に再用される
ため、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、画像形成装置の
小型化・低コスト化等を図ることができる。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記におい
て、特に、接触帯電部材として磁気ブラシ帯電器を用い
た磁気ブラシ接触帯電装置、および該帯電装置を像担持
体の帯電処理手段として用いた画像形成装置に関する。
【0020】.磁気ブラシ接触帯電装置において、接
触帯電部材である磁気ブラシ帯電器としてマグネット固
定・スリーブ回転系のもの、即ち、回転可能な導電スリ
ーブと、これに内包される固定(非回転)のマグネット
ロールと、該マグネットロールの磁界で導電スリーブの
外面に磁気拘束して保持させた磁性粒子の磁気ブラシ部
を有するものを用いた場合、導電スリーブの回転に伴い
該スリーブの外面に保持の磁性粒子の磁気ブラシ部が回
転することで該磁気ブラシ部と被帯電体の接触部である
帯電ニップ部において被帯電体の表面が該磁気ブラシ部
により比較的強い摺擦力で摺擦されて、その比較的強い
摺擦力による被帯電体面の削れが問題となっていた。画
像形成装置にあっては感光ドラム等像担持体面の磁気ブ
ラシ摺擦による削れであり、「ドラム削れ」と称され
る。
【0021】.また帯電ニップ部における被帯電体と
磁性粒子あるいは磁性粒子同士間の比較的強い摺擦力で
磁性粒子に劣化を生じやすい。磁気ブラシ部を構成して
いる磁性粒子の劣化は帯電性の低下となる。
【0022】.転写方式の画像形成装置であって、像
担持体の帯電手段として該磁気ブラシ接触帯電装置を用
い、クリーナ手段を具備させず、像担持体上の転写残ト
ナーを該磁気ブラシ接触帯電装置の磁気ブラシ帯電器の
磁気ブラシ部に一度回収させ、該回収トナーを正規帯電
極性に帯電させた後、磁気ブラシ部から像担持体面に吐
き出させて、最終的に現像装置で回収(現像同時クリー
ニング)するようなクリーナレスの画像形成装置におい
ては、帯電ニップ部における像担持体と磁性粒子あるい
は磁性粒子同士間の摺擦力が強い場合には磁気ブラシ部
に一度回収したトナーが磁性粒子に融着し、帯電性を落
とすという問題が発生していた。
【0023】そこで本発明は、良好な帯電性を維持しつ
つ、被帯電体面の磁気ブラシ摺擦による削れ、画像形成
装置にあってはドラム削れの発生を少なくした磁気ブラ
シ接触帯電装置、および該帯電装置を像担持体の帯電処
理手段として用いた画像形成装置を提供することを目的
とする。
【0024】
【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする帯電装置および画像形成装置である。
【0025】(1)磁性粒子を磁気拘束して構成した磁
気ブラシ部を有する接触帯電部材の磁気ブラシ部を被帯
電体に接触させて被帯電体面を帯電する帯電装置であ
り、前記磁気ブラシ部を有する接触帯電部材は、スリー
ブと、該スリーブに内包の回転可能なマグネットロール
と、該マグネットロールの磁界でスリーブの外面に磁気
拘束して保持させた磁性粒子の磁気ブラシ部を有するも
のであることを特徴とする帯電装置。
【0026】(2)前記スリーブは、マグネットロール
と逆方向に回転することを特徴とする(1)に記載の帯
電装置。
【0027】(3)前記スリーブが回転せず固定である
ことを特徴とする(1)に記載の帯電装置。
【0028】(4)被帯電体が表面に電荷注入層を有
し、これに直接電荷注入を行なって帯電することを特徴
とする(1)ないし(3)の何れか1つに記載の帯電装
置。
【0029】(5)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
像形成装置において、像担持体を帯電する工程手段が
(1)ないし(4)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。
【0030】(6)クリーナ手段を具備しないことを特
徴とする(5)に記載の画像形成装置。
【0031】(7)像担持体と、該像担持体を所定の極
性に帯電する帯電手段と、該像担持体の帯電面に静電潜
像を形成する情報書き込み手段と、その静電潜像をトナ
ー像として現像する現像手段と、そのトナー像を記録媒
体に転写する転写手段を有し、前記現像手段が記録媒体
に対するトナー像転写後の像担持体上に残留した転写残
トナーを回収するクリーニング手段を兼ね、像担持体は
繰り返して作像に供される転写方式・クリーナレスの画
像形成装置であり、像担持体を帯電する帯電手段が
(1)ないし(4)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。
【0032】(8)前記像担持体が表面に109 〜10
14Ω・cmの材料からなる層を有することを特徴とする
(5)ないし(7)の何れか1つに記載の画像形成装
置。
【0033】(9)前記像担持体が感光体であり、表面
に電荷注入層を有し、これに直接電荷注入を行なって帯
電することを特徴とする(5)ないし(7)の何れか1
つに記載の画像形成装置。
【0034】(10)前記像担持体が感光層及び表面層
を有し、該表面層が樹脂及び導電性微粒子を有すること
を特徴とする(5)ないし(7)の何れか1つに記載の
画像形成装置。
【0035】(11)前記導電性微粒子がSnO2 であ
ることを特徴とする(10)に記載の画像形成装置。
【0036】(12)前記像担持体が非晶質のシリコン
を有する表面層からなることを特徴とする(5)ないし
(7)の何れか1つに記載の画像形成装置。
【0037】〈作 用〉本発明における接触帯電部材と
しての磁気ブラシ帯電器は、前述したマグネット固定・
スリーブ回転系に対して、マグネット回転系である。ス
リーブは非回転(固定)にしてもよいし、回転させても
よい。
【0038】マグネット回転系では、マグネットロール
が回転することにより、磁界が変化し、スリーブ上の硬
強磁性粒子自体が回転を行なうため、マグネット固定・
スリーブ回転系に比べ帯電ニップ部内での磁性粒子の被
帯電体との接触性がよくなる。これにより帯電性が向上
する。ここで、硬強磁性粒子とは、保持力及び残留磁化
を有する磁性粒子のことをいう。
【0039】また、マグネット固定・スリーブ回転系と
比べ、スリーブの回転速度を遅くすることが可能とな
り、被帯電体と磁性粒子および磁性粒子間同士の摺擦力
を落とせるため、被帯電体削れ、画像形成装置にあって
はドラム削れの発生を少なくすることができ、また磁性
粒子劣化の防止、従って良好な帯電性の維持に効果があ
る。
【0040】さらに、クリーナレスの画像形成装置を実
現しようとした場合、磁性粒子の動きが良くなること
と、像担持体との接触性が良くなることにより、一度回
収した転写残トナーの吐き出しも増えるため、磁性粒子
の劣化を抑えることができる。
【0041】
【発明の実施の形態】
〈実施例1〉 (1)画像形成装置例の概略構成(図1) 図1は本発明に従う画像形成装置例の概略構成図であ
る。本例の画像形成装置は、転写式電子写真プロセス利
用、磁気ブラシ接触帯電方式、クリーナレスのレーザビ
ームプリンタである。
【0042】a)1は像担持体としての回転ドラム型の
電子写真感光体である。本例の感光体1は、直径φほぼ
30mm、電荷注入帯電性、負帯電性のOPC感光体
(有機光導電体)であり、中心支軸を中心に矢印の時計
方向に100mm/secのプロセススピード(周速
度)をもって回転駆動される。図2はこの感光体1の層
構成模型図である。これについては後記(2)項で詳述
する。
【0043】b)この感光体1は回転過程で磁気ブラシ
帯電装置(磁気ブラシ帯電器)2により本例の場合は−
700Vに接触注入帯電処理される。2aは該磁気ブラ
シ帯電装置の磁気ブラシ部と感光体1の接触部である帯
電ニップ部である。この磁気ブラシ帯電装置2について
は後記(3)項で詳述する。
【0044】c)次いでこの回転感光体1の帯電処理面
に対して不図示のレーザービームスキャナにより目的の
画像情報のレーザービーム走査露光Lがなされて、該回
転感光ドラム面に目的の画像情報の静電潜像が形成され
る。
【0045】レーザービームスキャナはレーザーダイオ
ード・ポリゴンミラー等を有し、目的の画像情報の時系
列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザー
光を出力し該レーザー光で上記回転感光体1の一様帯電
面を走査露光Lする。
【0046】回転感光体1の一様帯電面のレーザービー
ム走査露光部(露光明部)の電位が落ち、露光暗部の電
位との電位コントラストで静電潜像が形成される。
【0047】d)次いでその静電潜像は現像装置3によ
りトナー画像として現像される。本例では該現像装置3
は磁性一成分絶縁トナーtを用いた反転現像装置であ
り、静電潜像の露光明部にマイナスのトナー(ネガトナ
ー)が付着して静電潜像が反転現像される。31はマグ
ネット32を内包する直径φ16mmの非磁性現像スリ
ーブであり、この現像スリーブ31にブレード33によ
りネガトナーtを薄層にコートし、感光体1表面との距
離を300μmに固定した状態で、感光体1と等速で回
転させ、現像スリーブ31には現像バイアス印加電源S
2より現像バイアス電圧を印加する。
【0048】本例においては現像バイアス電圧として、 DC電圧:−500V AC電圧:周波数1800Hz、ピーク間電圧1600
V、矩形波 を重畳したものを用い、現像スリーブ31と感光体1と
の対向ギャップ部である現像部位3aでジャンピング現
像を行なわせた。
【0049】e)そのトナー画像が、感光体1と転写装
置としての転写ローラ4との当接部である転写ニップ部
4aにおいて、該転写ニップ部4a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記録媒体として
の転写材Pに対して順次に転写されていく。
【0050】本例における転写ローラ4は、芯金に中抵
抗発泡層を形成した、ローラ抵抗値5×108 Ωの弾性
ローラであり、転写バイアス印加電源S3から+200
0VのDC電圧を転写バイアス電圧として芯金に所定の
タイミングで所定の期間印加して転写を行なった。
【0051】転写ニップ部4aに導入された転写材Pは
該転写ニップ部4aを挟持搬送されて、その表面側に回
転感光体1の表面に形成担持されているトナー画像が順
次に静電気力と押圧力にて転写されていく。
【0052】f)転写ニップ部4aに給紙されて感光体
1側のトナー画像の転写を受けた転写材Pは回転感光体
1の面から分離されて熱定着方式等の定着装置6へ導入
され、トナー画像の定着処理を受けて画像形成物(プリ
ント、コピー)として装置外に排出される。
【0053】g)本例のプリンタはクリーナレスである
から、転写材分離後の回転感光体1の面に残留する転写
残トナーを回収する専用のクリーナは配設しておらず、
回転感光体1面の転写残トナーは引き続く感光体1の回
転で接触部材5・磁気ブラシ帯電装置2を経由して現像
装置3に至り、現像装置3の現像部位3aで現像同時ク
リーニングにて回収される。
【0054】接触部材5は感光体1の転写ニップ部4a
と帯電ニップ部2aとの間において、感光体1上に残留
した転写残トナーに接触する部材であり、本例は回転フ
ァーブラシである。5aは該接触部材としてのファーブ
ラシ5と感光体1との接触部である。
【0055】上記の接触部材5の作用、また現像同時ク
リーニングは後記(4)項で詳述する。
【0056】h)本例のプリンタは、感光体1、磁気ブ
ラシ帯電装置2、現像装置3、接触部材5の4つのプロ
セス機器をカートリッジ7に包含させてプリンタ本体に
対して一括して着脱・交換自在としたプロセスカートリ
ッジ方式の装置であるが、これに限るものではない。
【0057】(2)感光体1(図2) 本例で用いた像担持体としての感光体1は負帯電のOP
C感光体であり、図2の層構成模型図のように、φ30
mmのアルミニウム製のドラム基体(Alドラム基体)
1a上に下記の第1〜第5の5つの機能層1b〜1fを
下から順に設けた、電荷注入帯電性の感光体である。
【0058】第1層1b;下引き層であり、Alドラム
基体1aの欠陥等をならすため、またレーザー露光の反
射によるモアレの発生を防止するために設けられている
厚さ約20μmの導電層である。
【0059】第2層1c;正電荷注入防止層であり、A
lドラム基体1aから注入された正電荷が感光体表面に
帯電された負電荷を打ち消すことを防止する役割を果た
し、アミラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって
1×106 Ω・cm程度に抵抗調整された厚さ約1μm
の中抵抗層である。
【0060】第3層1d;電荷発生層であり、ジスアゾ
系の顔料を樹脂に分散した厚さ約0.3μmの層であ
り、レーザー露光を受けることによって正負の電荷対を
発生する。
【0061】第4層1e;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したものであり、P型
半導体である。従って、感光体表面に帯電された負電荷
はこの層を移動することができず、電荷発生層1dで発
生した正電荷のみを感光体表面に輸送することができ
る。
【0062】第5層1f;電荷注入層であり、絶縁性樹
脂のバインダー例えば光硬化性のアクリル樹脂に導電性
粒子1gとしてのSnO2 超微粒子を分散した材料の塗
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 粒子を樹脂
に対して70重量パーセント分散した材料の塗工層であ
る。また、4フッ化エチレン樹脂(商品名;テフロン)
を26%分散し滑りをよくすることで、接触帯電部材で
ある磁気ブラシ帯電装置2における磁気ブラシ部を構成
している導電性磁性粒子(キャリア)を動き易くしてい
る。
【0063】このように調合した塗工液をディッピング
塗工法、スプレー塗工法、ロール塗工法、ビーム塗工法
等の適当な塗工法にて厚さ約3μmに塗工して電荷注入
層とした。表面抵抗は1013Ωcmである。表面抵抗を
このようにコントロールすることにより直接帯電性が向
上し高品位な画像を得ることができる。
【0064】像担持体としての感光体1としては、通常
用いられている有機感光体等を用いることができるが、
望ましくは、有機感光体上に抵抗が109 〜1014Ω・
cmの材質を有する表面層を持つものや、表面に電荷注
入ポイントを持つアモルファスシリコン(a−Si)や
アモルファスセレン(a−Se)などの感光体でもよ
く、電荷注入帯電を実現でき、オゾン発生の防止、なら
びに消費電力の低減に効果がある。また、帯電性につい
ても向上させることが可能となる。
【0065】ここで表面層1fの体積抵抗は、金属の電
極を200μmの間隔で配し、その間に表面層の調合液
を流入して成膜させ、電極間に電圧を100V印加して
測定した値である。測定は温度23℃、湿度50%RH
の条件下で測定した値である。
【0066】(3)磁気ブラシ帯電装置2(図3) 21は導電性磁性粒子の磁気ブラシの担持部材としての
スリーブ(帯電スリーブ)である。給電電極を兼ね、例
えばアルミニウム製などの非磁性・導電性スリーブであ
る。本例のものは直径φ16mm、長さ230mmであ
る。
【0067】22は上記のスリーブ21に回転可能に内
包させた磁界発生部材としてのマグネットロールであ
る。本例のマグネットロール22は等極8極であり、ス
リーブ表面の磁極位置での磁束密度は0.07T(テス
ラ)であった。
【0068】23は導電性磁性粒子(導電性磁性キャリ
ア)の磁気ブラシ部であり、スリーブ21の外面にスリ
ーブ内部のマグネットロール22の磁気力で磁気拘束さ
せてある。
【0069】磁性粒子として本例では、平均粒径40μ
m、保持力約2000Oe、残留磁化28.7emu/
gの硬強磁性粒子を使用している。さらに、この磁性粒
子を約8kOeの磁場の強さで着磁して用いた。
【0070】上記のスリーブ21を感光体1にほぼ並行
にして、スリーブ21と感光体1表面とのギャップgを
スリーブ21の両端にコロを装着することで500μm
に保持させて配設してある。
【0071】これにより、スリーブ21と感光体1との
対向ギャップ部においてスリーブ21の外周面に磁気拘
束されて保持されている磁気ブラシ部23が感光体1面
に接触して帯電ニップ部2aが形成される。nはその帯
電ニップ部2aの幅である。本例において、スリーブ2
1上の磁性粒子量を15gにした場合、磁性粒子溜りを
含めた全体の帯電ニップ部幅nは約5mmとなる。この
ニップ幅での磁性粒子抵抗はDC100V印加したとき
5×106 Ωであった。
【0072】本実施例において、スリーブ21は帯電ニ
ップ部2aにおいて感光体1の移動方向に対して逆方向
となる時計方向に感光体1の移動速度に対し30%の速
度で回転させ、またマグネットロール22はスリーブ2
1の回転方向とは逆方向となる反時計方向に感光体1の
移動速度に対し250%の速度で回転させた(マグネッ
ト回転・スリーブ回転系)。ここで、スリーブまたはマ
グネットロールの速度(%)=(スリーブまたはマグネ
ットロール周速/感光体周速)×100である。
【0073】スリーブ21上の磁性粒子の磁気ブラシ部
23はマグネットロール22の回転方向と逆方向である
時計方向にスリーブ21上を移動する。従って本実施例
では磁性粒子の磁気ブラシ部23は帯電ニップ部2aに
おいて感光体1の移動方向に対して逆方向に移動するこ
とになり、帯電ニップ部2aに回転感光体1面が磁性粒
子の磁気ブラシ部23で摺擦される。
【0074】スリーブ21には帯電バイアス印加電源S
1より所定の帯電バイアス電圧が印加され、回転感光体
1面は帯電ニップ部2aにおいて磁性粒子の磁気ブラシ
部23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。
【0075】本実施例では、電源S1よりスリーブ21
に帯電バイアスとして 直流電圧(DC):−700V 交番電界(AC):ピーク間電圧(振幅)700Vp
p、周波数1kHz の重畳バイアスを印加した。
【0076】本実施例では被帯電体としての感光体1は
前述したように最表層を電荷注入層1fとしたものであ
るので、該感光体1は上記の印加帯電バイアスのDC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。
【0077】帯電ニップ部2aに交番電界を作用するこ
とにより、帯電能の向上と、ポジゴーストの防止に効果
がある。
【0078】(4)接触部材5、現像同時クリーニング 接触部材5は、感光体1の転写部4aと帯電部2aとの
間において、感光体1上に残留した転写残トナーに接触
する部材であり、本例は回転ファーブラシである。
【0079】本実施例において接触部材として用いた回
転ファーブラシ5は、φ4mmの芯金61に、6デニー
ル・10万本/inch2 のファーブラシ62を巻いてφ1
0mmにしたファーブラシロールであり、ファーブラシ
部62の抵抗は6×103 Ω・cmである。
【0080】ファーブラシ部62は感光体表面及び転写
残トナーに均一に接触できるように、太さとしては30
デニール以下、密度としては1〜50万本/inch2 以上
が好ましい。
【0081】この回転ファーブラシ5を本実施例では感
光体1の回転に従動回転させたが、感光体1の回転と同
方向または逆方向に適当な周速度で回転駆動させてもよ
い。
【0082】また本実施例においてはこの回転ファーブ
ラシ5にバイアス印加電源S4からトナーtの正規極性
(マイナス)とは反対の極性(プラス)の直流バイアス
電圧+200Vを印加している。
【0083】.転写材Pに対するトナー画像転写後の
感光体1上に残留した転写残トナーは引き続く感光体1
の回転で接触部材としての回転ファーブラシ5と感光体
1との接触部5aに至り、該ブラシ5の摺擦により転写
残トナーの画像パターンがある程度散らされる(転写残
トナーの攪乱)。
【0084】また転写残トナーはブラシ5に+200V
を印加していることで、この印加電圧で転写残トナーの
うちの正規極性(マイナス)のトナーが該ブラシ5に捕
獲され、該トナーが電荷注入や放電によりプラス極性に
反転し、該トナーが再び感光体1面に吐き出される。転
写残トナーのうちのもともとプラス極性のトナーは接触
部材接触部5aを通過する。
【0085】したがって、感光体1の接触部材接触部5
aから帯電ニップ部2aへ至る転写残トナーは、攪乱さ
れていて、かつ実質的に全て帯電極性が正規極性(マイ
ナス)とは反対極性(プラス)に反転しているのものと
なる。
【0086】.感光体1の帯電ニップ部2aには上記
のようにパターンが攪乱されていて、かつ実質的に全て
帯電極性が正規極性とは反対極性に反転している状態の
転写残トナーが至るので、帯電ニップ部2aにおいては
該トナーが実質的に全て磁気ブラシ帯電装置2の磁性粒
子の磁気ブラシ部23内に一旦回収されることになる
(帯電部でのトナー回収率の向上)。
【0087】磁気ブラシ部23内に一旦回収された、帯
電極性が正規極性とは反対極性に反転しているトナーは
磁気ブラシ部を構成している磁性粒子との摩擦帯電によ
り再び極性が正規化(マイナス)され、磁気ブラシ部2
3と感光体1間の電界により磁気ブラシ部23側から感
光体1面側へ均一に吐き出(放出)される。
【0088】.磁気ブラシ部23側から感光体1面側
へ放出されたトナーは引き続く感光体1の回転で画像露
光部を経由して感光体1の現像部位3aに至る。
【0089】磁気ブラシ部23側から感光体1面側へ放
出されたトナーはきわめて均一な散布状態にあり、また
その量も少量であるため、次の像露光過程に実質的に悪
影響を及ぼすことはない。
【0090】磁気ブラシ部23側から感光体1面側へ放
出され、現像部位3aに至ったトナーは実質的に全て正
規帯電極性(マイナス)のもであり、現像工程におい
て、感光体1面へ放出された上記トナーのうち、画像白
地部に付着しているものはかぶりとり電界により現像装
置3内に回収され(現像同時クリーニング)、画像部に
付着のものはその一部が次の画像形成に使用される。
【0091】こうして転写残トナーの電荷量を均一化
し、帯電ニップ部2aでのトナーの一時回収率を高める
ことによりポジゴーストの発生を大きく低減することが
できる。
【0092】(5)性能試験 而して、本実施例のプリンタ、即ち磁気ブラシ帯電装置
(磁気ブラシ帯電器)2を上記のようにマグネット回転
−スリーブ回転系の構造のものにしたプリンタについて
5万枚の画出しをしてドラム削れ(感光体削れ)及び帯
電性の性能試験をした。
【0093】また比較のために、磁気ブラシ帯電装置2
を従来のマグネット固定−スリーブ回転系の構造のもの
にし(スリーブの回転速度は感光体の移動速度の150
%で、帯電ニップ部において感光体と逆方向に回転)、
その他は同じ構成・条件設定にしたプリンタについて5
万枚の画出しをしてドラム削れ及び帯電性の性能試験を
した。
【0094】その両者の結果を表1に示す。帯電性の評
価はΔVで表し、ΔVはドラム(感光体)帯電開始後、
現像位置における帯電1周目電位と飽和電位の差であ
る。従って、この値が小さいほど磁気ブラシ帯電装置
(磁気ブラシ帯電器)2の帯電性が良いことになる。
【0095】
【表1】 このように、本実施例のプリンタにおいては、ドラム削
れ及び磁気ブラシ帯電装置の磁気ブラシ部を構成してい
る磁性粒子の劣化をかなり抑えることができることがわ
かる。
【0096】従来のマグネット固定・スリーブ回転系の
磁気ブラシ帯電装置を用いたプリンタにおいては、磁気
ブラシ部は、マグネットロールが固定でスリーブが回転
していたため、帯電ニップ部内における感光体と磁性粒
子及び磁性粒子間同士の摩擦力が高く、ドラム削れや磁
性粒子劣化の原因になっていた。しかし、本実施例のよ
うにマグネットロール22を回転することで磁性粒子の
磁気ブラシ部23を搬送し感光体1面を帯電した場合
は、感光体1と磁性粒子及び磁性粒子間同士の摩擦力を
抑えることができ、さらに磁性粒子もしくは磁気ブラシ
部自身の回転等の動きにより、感光体1面との接触機会
が増えるため、帯電性を向上させることが可能となっ
た。
【0097】クリーナ手段を具備した場合にも同様の効
果があった。
【0098】また、本実施例のようにクリーナレスを実
現した場合、磁性粒子の動きが良くなることと感光体と
の接触性が良くなることにより、磁気ブラシ部23に一
度回収した転写残トナーの吐き出しも増えるため、磁気
ブラシ部23を構成する磁性粒子の劣化を抑えることが
できる。
【0099】これにより、長期にわたり良好な画像が得
られるようになった。
【0100】
【実施例2】本実施例は、上記実施例1のプリンタにお
いて、磁気ブラシ帯電装置2のスリーブ21を回転させ
ずに固定にしたものである(マグネット回転・スリーブ
固定系)。その他のプリンタ構成・条件設定は実施例1
のプリンタと同じである。
【0101】この本実施例のプリンタについて5万枚の
画出しをしてドラム削れ(感光体削れ)及び帯電性の性
能試験をし、その結果を、前述従来のマグネット固定・
スリーブ回転系の磁気ブラシ帯電装置を用いたプリンタ
のデータとともに表2に示す。
【0102】
【表2】 このように、マグネット回転・スリーブ固定系の磁気ブ
ラシ帯電装置を用いたプリンタの場合も、従来のマグネ
ット固定・スリーブ回転系の磁気ブラシ帯電装置を用い
たプリンタに比べ、ドラム削れ及び磁性粒子の劣化の防
止に効果があることが確認された。特にドラム削れの防
止に関しては、絶大なる効果がある。
【0103】〈その他〉1)被帯電体あるいは被帯電体
としての像担持体は表面に体積抵抗値が109〜1014
Ω・cmの材料からなる層を有することで接触注入帯電
が支配的となる。
【0104】電荷注入層を用いていない場合でも、例え
ば電荷輸送層が上記の抵抗範囲にある場合は同等の効果
が得られる。像担持体が非晶質のシリコンを有する表面
層からなるものでも同等の効果が得られる。
【0105】2)像担持体としての感光体の帯電面に対
する情報書き込み手段としての像露光手段は実施形態例
のレーザー走査手段以外にも、例えば、LEDのような
固体発光素子を像担持体に近接して設けて、その発光に
よって潜像を形成してもよい。ハロゲンランプや蛍光灯
等を光源とするアナログ的な画像露光手段であってもよ
い。画像情報に対応した静電潜像を形成できるものであ
ればよい。
【0106】3)像担持体は静電記録誘電体などであっ
てもよい。この場合は該誘電体面を一様に帯電した後、
その帯電面を除電針ヘッドや電子銃等の除電手段で選択
的に除電して目的の画像情報に対応した静電潜像を書き
込み形成する。
【0107】4)静電潜像のトナー現像方式・手段は任
意である。反転現像方式でも、正規現像方式でもよい。
【0108】一般的に静電潜像の現像方法は、非磁性ト
ナーについてはブレード等でスリーブ上にコーティング
し、磁性トナーは磁気力によってコーティングして搬送
して感光ドラムに対して非接触状態で現像する方法(1
成分非接触現像)と、上記のようにしてコーティングし
たトナーを感光ドラムに対して接触状態で現像する方法
(1成分接触現像)と、トナー粒子に対して磁性のキャ
リアを混合したものを現像剤として用いて磁気力によっ
て搬送して感光ドラムに対して接触状態で現像する方法
(2成分接触現像)と、上記の2成分現像剤を非接触状
態にして現像する方法(2成分非接触現像)との4種類
に大別される。
【0109】6)転写手段はローラ転写に限られず、ベ
ルト転写、コロナ放電転写など任意である。更に転写ド
ラムや転写ベルト等の中間転写体などを用いて、単色画
像ばかりでなく、多重転写等により多色やフルカラー画
像を形成する画像形成装置にも適用できる。
【0110】7)磁気ブラシ帯電装置(磁気ブラシ帯電
器)や現像部材に印加する交番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。直流電源
を周期的にON・OFF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。
【0111】8)接触部材5は固定のファーブラシ部材
にすることもできる。ファーブラシ部材以外の接触部材
にすることもできる。接触部材5を摩擦帯電系列上、ト
ナーを正規極性とは反対極性に摩擦帯電する材質のもの
にすることも有効である。
【0112】9)磁気ブラシ帯電装置2、接触部材5は
それぞれ像担持体の面移動方向に2つ以上複数配設する
こともできる。
【0113】接触部材5は無しにすることもできる。画
像形成装置は転写残トナーを像担持体面から除去する専
用のクリーナを具備していてもよい。
【0114】10)画像形成装置の作像プロセスは実施
形態例のものに限らず任意である。また必要に応じて他
の補助プロセス機器を加えてもよい。
【0115】11)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処理手段として有効である。
【0116】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、磁気ブラ
シ帯電装置および該帯電装置を像担持体の帯電処理手段
として用いた画像形成装置について、良好な帯電性を維
持しつつ、被帯電体面の磁気ブラシ摺擦による削れ、画
像形成装置にあってはドラム削れの発生を少なくするこ
とができる。
【0117】クリーナレスの画像形成装置を実現しよう
とした場合、磁気ブラシ部の磁性粒子の動きが良くなる
ことと、像担持体との接触性が良くなることにより、一
度回収した転写残トナーの吐き出しも増えるため、磁性
粒子の劣化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1における画像形成装置の概略構成図
【図2】電荷注入層を設けた電子写真感光体の層構成模
型図
【図3】磁気ブラシ帯電装置(磁気ブラシ帯電器)の拡
大横断面模型図
【符号の説明】
1 感光体(像担持体、被帯電体) 2 磁気ブラシ帯電装置(磁気ブラシ帯電器) 21 回転または固定(非回転)のスリーブ 22 回転マグネットロール 23 磁性粒子の磁気ブラシ部 2a 帯電ニップ部 3 現像装置 3a 現像部位 4 転写ローラ 4a 転写ニップ部 5 接触部材(回転ファーブラシ) 5a 接触部材接触部 6 定着装置 7 プロセスカートリッジ L レーザービーム P 転写材(記録媒体) S1〜S4 バイアス印加電源

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁性粒子を磁気拘束して構成した磁気ブ
    ラシ部を有する接触帯電部材の磁気ブラシ部を被帯電体
    に接触させて被帯電体面を帯電する帯電装置であり、 前記磁気ブラシ部を有する接触帯電部材は、スリーブ
    と、該スリーブに内包の回転可能なマグネットロール
    と、該マグネットロールの磁界でスリーブの外面に磁気
    拘束して保持させた磁性粒子の磁気ブラシ部を有するも
    のであることを特徴とする帯電装置。
  2. 【請求項2】 前記スリーブは、マグネットロールと逆
    方向に回転することを特徴とする請求項1に記載の帯電
    装置。
  3. 【請求項3】 前記スリーブが回転せず固定であること
    を特徴とする請求項1に記載の帯電装置。
  4. 【請求項4】 被帯電体が表面に電荷注入層を有し、こ
    れに直接電荷注入を行なって帯電す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. 【請求項5】 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
    成装置において、 像担持体を帯電する工程手段が請求項1ないし4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。
  6. 【請求項6】 クリーナ手段を具備しないことを特徴と
    する請求項5に記載の画像形成装置。
  7. 【請求項7】 像担持体と、該像担持体を所定の極性に
    帯電する帯電手段と、該像担持体の帯電面に静電潜像を
    形成する情報書き込み手段と、その静電潜像をトナー像
    として現像する現像手段と、そのトナー像を記録媒体に
    転写する転写手段を有し、前記現像手段が記録媒体に対
    するトナー像転写後の像担持体上に残留した転写残トナ
    ーを回収するクリーニング手段を兼ね、像担持体は繰り
    返して作像に供される転写方式・クリーナレスの画像形
    成装置であり、 像担持体を帯電する帯電手段が請求項1ないし4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。
  8. 【請求項8】 前記像担持体が表面に109 〜1014Ω
    ・cmの材料からなる層を有することを特徴とする請求
    項5ないし7の何れか1つに記載の画像形成装置。
  9. 【請求項9】 前記像担持体が感光体であり、表面に電
    荷注入層を有し、これに直接電荷注入を行なって帯電す
    ることを特徴とする5ないし7の何れか1つに記載の画
    像形成装置。
  10. 【請求項10】 前記像担持体が感光層及び表面層を有
    し、該表面層が樹脂及び導電性微粒子を有することを特
    徴とする請求項5ないし7の何れか1つに記載の画像形
    成装置。
  11. 【請求項11】 前記導電性微粒子がSnO2 であるこ
    とを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
  12. 【請求項12】 前記像担持体が非晶質のシリコンを有
    する表面層からなることを特徴とする請求項5ないし7
    の何れか1つに記載の画像形成装置。
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