JP2003107848A

JP2003107848A - 磁気ブラシ帯電装置

Info

Publication number: JP2003107848A
Application number: JP2001295711A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Atsumi; 哲也渥美
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2003-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】端部シール構成の簡易化。【解決手段】帯電スリーブ長手方向に対し、画像域で
は反発極、画像域外の端部では非反発極（異極構成）と
することにより端部シールを磁性板シールのみ、磁性板
シール＋弾性シールとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被記録画像に対応し
て像担持体に形成された静電潜像を、現像剤により現像
して用紙等に記録する画像形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、低オゾン、低電力等の利点を有す
ることから前述の被帯電体の一様帯電部材として接触帯
電装置、すなわち、被帯電体に対し電圧を印加した帯電
部材を当接させて被帯電体の帯電を行なう方式の装置が
実用化されてきている。

【０００３】このような接触帯電方式の帯電装置におい
て、被帯電体に接触させる帯電部材にはローラ型（帯電
ローラ）、ブレード型（帯電ブレード）など種々の形態
があり、また様々な改善提案がある。その中で、特開昭
５９−１３３５６９号公報等のように、磁性体（マグネ
ット）と磁性粒子（或いは粉体）からなる磁気ブラシ状
の接触帯電部材を用いた磁気ブラシ帯電方式が提案され
ており、接触帯電部材としてローラ型、ブレード型など
を用いた場合よりも、被帯電体と帯電部材の接触性等の
特性を向上させることが可能である。

【０００４】この磁気ブラシ帯電方式を用い、被帯電体
として有機感光体上に導電性微粒子を分散させた表層を
有するものや、アモルファスシリコン系感光体などを用
いると接触帯電部材に印可したバイアスのうちの直流成
分（Ｖｄｃ）と略同等の帯電電位を被帯電体表面に得る
ことが可能であるため、このような帯電方法のことを注
入帯電と称している。

【０００５】しかも注入帯電を用いれば、被帯電体への
帯電がコロナ帯電器を用いて行なわれるような放電現象
を利用しないので完全なオゾンレス、かつ、低電力消費
型帯電が可能となり注目されてきている。

【０００６】図３はこのような磁気ブラシ帯電装置３の
実施形態例の模式図である。

【０００７】図３において、磁気ブラシ帯電装置３は、
スリーブ回転タイプの装置であり、芯金３１と、芯金３
１まわりに同心一体に設けた円筒状の５極磁性体として
のマグネット・ローラ３２と、このマグネット・ローラ
３２の外側に芯金３１を中心に回転自在に同心に外嵌さ
せて設けられた非磁性のスリーブ（帯電スリーブ）３３
と、このスリーブ３３の外周面に該スリーブ内側のマグ
ネット・ローラ３２の磁力により吸着保持された磁性粒
子を収容する帯電容器３５と、マグネット・ローラ３２
上に保持された磁性粒子を所定の層厚に規制する帯電ブ
レード３６と、帯電ブレード３６によって所定の厚さの
磁性粒子薄層に形成された磁気ブラシ層３４とで構成さ
れる磁気ブラシ帯電部材３０と、磁気ブラシ帯電部材３
０に対する帯電バイアス電圧印加電源Ｓ１とからなり、
磁気ブラシ帯電部材３０は、被帯電体としての感光体１
に略平行にして芯金３１の両端部を軸受けさせ、磁気ブ
ラシ層３４を感光体１面に所定幅の帯電ニップ部ｎを形
成させて接触させて配設してある。

【０００８】この磁気ブラシ帯電部材３０は、帯電ニッ
プ部ｎにおいて感光体１の回転方向とは逆方向（カウン
ター方向）である矢示の時計方向、或いは帯電ニップ部
ｎにおいて感光体１の回転方向と順方向である反時計方
向に回転駆動され、感光体１面が帯電ニップ部ｎにおい
て磁気ブラシ層３４で摺擦される。

【０００９】そして帯電バイアス電圧印加電源Ｓ１によ
りスリーブ３３を介して磁気ブラシ層３４に対して所定
の帯電バイアスが所定の極性・電位の直流電圧（Ｖｄｃ
単独：ＤＣ印加方式）、或いは交流電圧Ｖａｃを重畳し
た振動電圧（Ｖｄｃ＋Ｖａｃ：ＡＣ印加方式）で印加さ
れ、回転駆動されている感光体１の外周面が接触帯電方
式にて所定の極性・電位に均一帯電される。

【００１０】ここで、マグネット・ローラ３２は、通
常、フェライト磁石やゴム・マグネット等の磁性材料が
用いられ、磁極は図３に示すようにＳ１、Ｎ１、Ｓ２、
Ｎ２、Ｓ３のように周方向に複数の磁極を持ち、一般に
各極とも長手方向端部まで磁化されている。この磁極の
作用としては、Ｓ１極は感光体１に対向配置され感光体
１上に電荷を注入して帯電する作用を有し、Ｎ２極は容
器下部からの磁性粒子の漏れを防止するように作用し、
Ｓ２極とＳ３極とによって形成される反発極は帯電スリ
ーブ３３上に担持された磁性粒子を一旦帯電スリーブ３
３上から離脱させる作用を有し、Ｓ３極は容器内の磁性
粒子を引き付けて帯電スリーブ３３上に担持し、Ｎ１極
は磁性粒子を搬送する作用を果たす。

【００１１】なお、磁気ブラシ層３４を形成させる磁性
粒子には、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｆｅ−Ｏ系等の磁性酸化鉄（フ
ェライト）粉、マグネタイト粉、樹脂中にフェライトや
マグネタイト等の磁性材料を分散させたもの、周知の磁
性トナー材等が、一般的に用いられる。

【００１２】次に、本例に用いた感光体に関して説明す
る。

【００１３】磁気ブラシ帯電方式には、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、有機感光体上にその抵抗が１０^９〜１０^１４Ω・ｃ
ｍの材質を有する表面層を持つものや、アモルファスシ
リコン系感光体などを用いると、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。

【００１４】ａ）有機感光体（ＯＰＣ）スリーブ３３に対向する積層型感光体の感光層の構成と
しては、導電性支持体上に電荷発生層及び電荷輸送層を
この順に積層したものを用いている。導電性支持体は導
電性を有するものであれば、いずれのものでもよく、例
えばアルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛及びス
テンレス等の金属をドラムあるいはシート状に成形した
もの、アルミニウム及び銅等の金属箔をプラスチックフ
ィルムにラミネートしたもの、アルミニウム、酸化イン
ジウム及び酸化スズ等をプラスチックフィルムに蒸着し
たもの、導電性物質を単独またはバインダー樹脂ととも
に塗布して導電層を設けた金属、プラスチックフィルム
あるいは紙等が挙げられる。

【００１５】これらの導電性支持体の上に形成する感光
層の塗工方法はスプレーコーティング、ビームコーティ
ング及び浸漬コーティング等の方法が用いられる。その
際、通常導電性支持体を固定して支持することが必要で
あり、その指示部材に塗工液が付着しないように維持す
るために、支持体端部に未塗工領域が残る場合がある。
また、端部まで塗工する場合、塗工液が縁にだれる場合
が生じる。感光体を本体に支持するために装着する端部
支持部材であるフランジが正しい角度で装着され、感光
体のアライメント精度を維持するためには導電性支持部
材端部の研磨行程が必要となるため、感光体製造上はで
きる限り未塗工領域の存在を許容することが望ましい。

【００１６】本例においては、負帯電の有機感光体で、
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つの層を下から順に設けた感光ドラムを
用いた。

【００１７】第１層は下引き層であり、アルミニウム基
体（以下アルミ基体と称する）の欠陥等をならすために
設けられている厚さ２０μｍの導電層である。

【００１８】第２層は正電荷注入防止層であり、アルミ
基体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によって１×１０^６Ω・
ｃｍ程度に抵抗調整された厚さ１μｍの中抵抗層であ
る。

【００１９】第３層は電荷発生層であり、ジスアゾ系の
顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層であり、露
光を受けることによって正負の電荷対を発生する。

【００２０】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。

【００２１】第５層は電荷注入層であり、絶縁性樹脂の
バインダーにＳｎＯ_２超微粒子を分散した材料の塗工層
である。具体的には絶縁性樹脂に光透過性の絶縁フィラ
ーであるアンチモンをドーピングして低抵抗化（導電
化）した粒径約０．０３μｍのＳｎＯ_２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。

【００２２】このように調合した塗工液をディッピング
塗工法にて厚さ約４μｍに塗工して電荷注入層とした。
この際、感光体の奥側端部に５ｍｍの感光層未塗工領域
が存在した。

【００２３】ｂ）アモルファスシリコン系感光体（ａ−
Ｓｉ）電子写真において、感光体における感光層を形成する光
導電材料としては、高感度で、ＳＮ比〔光電流（Ｉｐ）
／暗電流（Ｉｄ）〕が高く、照射する電磁波のスペクト
ル特性に適合した吸収スペクトルを有すること、光応答
性が早く、所望の暗抵抗値を有すること、使用時におい
て人体に対して無害であること、等の特性が要求され
る。特に、事務機としてオフィスで使用される画像形成
装置内に組み込まれる画像形成装置用感光体の場合に
は、大量に、且つ長期にわたり使用される事を考える
と、画質、画像濃度の長期安定性も重要な点である。

【００２４】この様な点に優れた性質を示す光導電材料
に水素化アモルファスシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ：
Ｈ」と表記する）があり、例えば、特公昭６０−３５０
５９号公報には画像形成装置用感光体としての応用が記
載されている。

【００２５】このような画像形成装置用感光体は、一般
的には、導電性支持体を５０℃〜４００℃に加熱し、該
支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレ
ーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶ
Ｄ法等の成膜法によりａ−Ｓｉからなる光導電層を形成
する。なかでもプラズマＣＶＤ法、すなわち、原料ガス
を直流または高周波あるいはマイクロ波グロー放電によ
って分解し、支持体上にａ−Ｓｉ堆積膜を形成する方法
が好適なものとして実用に付されている。

【００２６】また、特開昭５４−８３７４６号公報にお
いては、導電性支持体と、ハロゲン原子を構成要素とし
て含むａ−Ｓｉ（以下、「ａ−Ｓｉ：Ｘ」と表記する）
光導電層からなる画像形成装置用感光体が提案されてい
る。当該公報においては、ａ−Ｓｉにハロゲン原子を１
乃至４０原子％含有させることにより、耐熱性が高く、
画像形成装置用感光体の光導電層として良好な電気的、
光学的特性を得ることができるとしている。

【００２７】また、特開昭５７−１１５５５６号公報に
は、ａ−Ｓｉ堆積膜で構成された光導電層を有する光導
電部材の、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気的、光
学的、光導電的特性及び耐湿性等の使用環境特性、さら
には経時的安定性について改善を図るため、シリコン原
子を母体としたアモルファス材料で構成された光導電層
上に、シリコン原子及び炭素原子を含む非光導電性のア
モルファス材料で構成された表面障壁層を設ける技術が
記載されている。

【００２８】更に、特開昭６０−６７９５１号公報に
は、アモルファスシリコン、炭素、酸素及び弗素を含有
してなる透光絶縁性オーバーコート層を積層する感光体
についての技術が記載され、特開昭６２−１６８１６１
号公報には、表面層として、シリコン原子と炭素原子と
４１〜７０原子％の水素原子を構成要素として含む非晶
質材料を用いる技術が記載されている。

【００２９】また更に、特開昭５７−１５８６５０号公
報には、水素を１０〜４０原子％含有し、赤外吸収スペ
クトルの２１００ｃｍ^−１と２０００ｃｍ^−１の吸収ピ
ークの吸収係数比が０．２〜１．７であるａ−Ｓｉ：Ｈ
を光導電層に用いることにより高感度で高抵抗な画像形
成装置用感光体が得られることが記載されている。

【００３０】一方、特開昭６０−９５５５１号公報に
は、アモルファスシリコン感光体の画像品質向上のため
に、感光体表面近傍の温度を３０乃至４０℃に維持して
帯電、露光、現像および転写といった画像形成行程を行
うことにより、感光体表面での水分の吸着による表面抵
抗の低下とそれに伴って発生する画像流れを防止する技
術が開示されている。

【００３１】これらの技術により、画像形成装置用感光
体の電気的、光学的、光導電的特性及び使用環境特性が
向上し、それに伴って画像品質も向上してきた。

【００３２】図８は、本例の画像形成装置用感光体の層
構成を説明するための模式的構成図である。

【００３３】図８（ａ）に示す画像形成装置用感光体２
００は、感光体用としての支持体２０１の上に、感光層
２０２が設けられている。該感光層２０２はａ−Ｓｉ：
Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層２０３で構成
されている。

【００３４】図８（ｂ）は、本例の画像形成装置用感光
体の他の層構成を説明するための模式的構成図である。
画像形成装置用感光体２００は、感光体用としての支持
体２０１の上に、感光層２０２が設けられている。該感
光層２０２はａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有す
る光導電層２０３と、アモルファスシリコン系、及び／
又はアモルファスカーボン系表面層２０４とから構成さ
れている。

【００３５】図８（ｃ）は、本例の画像形成装置用感光
体の他の層構成を説明するための模式的構成図である。
画像形成装置用感光体２００は、感光体用としての支持
体２０１の上に、感光層２０２が設けられている。該感
光層２０２はａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有す
る光導電層２０３と、アモルファスシリコン系、及び／
又はアモルファスカーボン系表面層２０４と、光導電層
２０３と支持体２０１の間のアモルファスシリコン系電
荷注入阻止層２０５、また光導電層２０３と表面層２０
４との間の同２０５′とから構成されている。

【００３６】図８（ｄ）及び（ｅ）は、本例の画像形成
装置用感光体のさらに他の層構成を説明するための模式
的構成図である。画像形成装置用感光体２００は、感光
体用としての支持体２０１の上に、感光層２０２が設け
られている。該感光層２０２は光導電層２０３を構成す
るａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる電荷発生層２０７ならびに
電荷輸送層２０８と、アモルファスシリコン系、及び／
又はアモルファスカーボン系表面層２０４と、光導電層
２０３と支持体２０１の間、及び／または光導電層２０
３と電荷注入阻止層に電荷注入阻止層２０５、２０５′
とから構成されている。

【００３７】図８（ｆ）は、本例の画像形成装置用感光
体のさらに他の層構成を説明するための模式的構成図で
ある。画像形成装置用感光体２００は、感光体用として
の支持体２０１の上に、感光層２０２が設けられてい
る。該感光層２０２は光導電層２０３を構成するａ−Ｓ
ｉ：Ｈ，Ｘからなる電荷発生層２０７ならびに電荷輸送
層２０８と、アモルファスシリコン系、及び／又はアモ
ルファスカーボン系表面層２０４とから構成されてい
る。特に図示はしていないが、光導電層２０３と支持体
２０１の間、及び／または光導電層２０３と電荷注入阻
止層に電荷注入阻止層２０５、２０５′があっても良
い。

【００３８】［支持体］支持体としては、導電性でも電
気絶縁性であってもよい。導電性支持体としては、Ａ
ｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、
Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、およびこれらの合金、例え
ばステンレス等が挙げられる。また、ポリエステル、ポ
リエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテー
ト、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、
ポリアミド等の合成樹脂のフィルムまたはシート、ガラ
ス、セラミック等の電気絶縁性支持体の少なくとも感光
層を形成する側の表面を導電処理した支持体も用いるこ
とができる。

【００３９】［光導電層］本例に於いて、その目的を効
果的に達成するために支持体２０１上、必要に応じて下
引き層（不図示）上に形成され、感光層２０２の一部を
構成する光導電層２０３は真空堆積膜形成方法によっ
て、所望特性が得られるように適宜成膜パラメーターの
数値条件が設定されて作成される。具体的には、例えば
グロー放電法（低周波ＣＶＤ法、高周波ＣＶＤ法または
マイクロ波ＣＶＤ法等の交流放電ＣＶＤ法、あるいは直
流放電ＣＶＤ法等）、スパッタリング法、真空蒸着法、
イオンプレーティング法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法など
の数々の薄膜堆積法によって形成することができる。こ
れらの薄膜堆積法は、製造条件、設備資本投資下の負荷
程度、製造規模、作成される画像形成装置用感光体に所
望される特性等の要因によって適宜選択されて採用され
るが、所望の特性を有する画像形成装置用感光体を製造
するに当たっての条件の制御が比較的容易であることか
らしてグロー放電法、特にＲＦ帯、μＷ帯またはＶＨＦ
帯の電源周波数を用いた高周波グロー放電法が好適であ
る。

【００４０】グロー放電法によって光導電層２０３を形
成するには、基本的には周知のごとくシリコン原子（Ｓ
ｉ）を供給し得るＳｉ供給用の原料ガスと、水素原子
（Ｈ）を供給し得るＨ供給用の原料ガスまたは／及びハ
ロゲン原子（Ｘ）を供給し得るＸ供給用の原料ガスを、
内部が減圧にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入
して、該反応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじ
め所定の位置に設置されてある所定の支持体２０１上に
ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる層を形成すればよい。

【００４１】また本例において使用されるハロゲン原子
供給用の原料ガスとして有効なのは、たとえばハロゲン
ガス、ハロゲン化物、ハロゲンをふくむハロゲン間化合
物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガス状のま
たはガス化し得るハロゲン化合物が好ましく挙げられ
る。また、さらにはシリコン原子とハロゲン原子とを構
成要素とするガス状のまたはガス化し得る、ハロゲン原
子を含む水素化珪素化合物も有効なものとして挙げるこ
とができる。

【００４２】一般にａ−Ｓｉは伝導性を制御する原子を
含有させない場合、弱いｎ型伝導特性を有するため、本
発明のネガａ−Ｓｉにおいては、伝導性を制御する原子
を含有（ドープ）させなくても良いが、ｉ型にする為、
あるいは製造安定性のラチチュードを広げる為等、必要
に応じて伝導性を制御する原子を含有させてもよい。

【００４３】前記伝導性を制御する原子としては、半導
体分野における、いわゆる不純物を挙げることができ、
ｐ型伝導特性を与える周期律表ＩＩＩｂ族に属する原子
（以後「第ＩＩＩｂ族原子」と略記する）またはｎ型伝
導特性を与える周期律表Ｖｂ族に属する原子（以後「第
Ｖｂ族原子」と略記する）を用いることができる。

【００４４】第ＩＩＩｂ族原子としては、具体的には、
硼素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇ
ａ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）等があ
り、特にＢ、Ａｌ、Ｇａが好適である。第Ｖｂ族原子と
しては、具体的には燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモ
ン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等があり、特にＰ、Ａｓ
が好適である。

【００４５】第Ｖｂ族原子導入用の原料物質として有効
に使用されるのは、燐原子導入用としては、ＰＨ３、Ｐ
２Ｈ４等の水素化燐、ＰＨ４Ｉ、ＰＦ３、ＰＦ５、ＰＣ
ｌ３、ＰＣｌ５、ＰＢｒ３、ＰＢｒ５、ＰＩ３等のハロ
ゲン化燐が挙げられる。この他、ＡｓＨ３、ＡｓＦ３、
ＡｓＣｌ３、ＡｓＢｒ３、ＡｓＦ５、ＳｂＨ３、ＳｂＦ
３、ＳｂＦ５、ＳｂＣｌ３、ＳｂＣｌ５、ＢｉＨ３、Ｂ
ｉＣｌ３、ＢｉＢｒ３等も第Ｖｂ族原子導入用の出発物
質の有効なものとして挙げることができる。

【００４６】［表面層］本例においては、上述のように
して支持体２０１上に形成された光導電層２０３の上
に、更にアモルファスシリコン系及び／またはアモルフ
ァスカーボン系の表面層２０４を形成することが好まし
い。この表面層２０４は自由表面を有し、主に耐湿性、
連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、
耐久性において本発明の目的を達成するために設けられ
る。

【００４７】表面層２０４は、アモルファスシリコン系
の材料であればいれずの材質でも可能であるが、例え
ば、水素原子（Ｈ）及び／またはハロゲン原子（Ｘ）を
含有し、更に炭素原子を含有するアモルファスシリコン
（以下「ａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘ」と表記する）、水素原子
（Ｈ）及び／またはハロゲン原子（Ｘ）を含有し、更に
酸素原子を含有するアモルファスシリコン（以下「ａ−
ＳｉＯ：Ｈ，Ｘ」と表記する）、水素原子（Ｈ）及び／
またはハロゲン原子（Ｘ）を含有し、更に窒素原子を含
有するアモルファスシリコン（以下「ａ−ＳｉＮ：Ｈ，
Ｘ」と表記する）、水素原子（Ｈ）及び／またはハロゲ
ン原子（Ｘ）を含有し、更に炭素原子、酸素原子、窒素
原子の少なくとも一つを含有するアモルファスシリコン
（以下「ａ−ＳｉＣＯＮ：Ｈ，Ｘ」と表記する）等の材
料が好適に用いられる。

【００４８】該表面層２０４は、例えばグロー放電法
（低周波ＣＶＤ法、高周波ＣＶＤ法またはマイクロ波Ｃ
ＶＤ法等の交流放電ＣＶＤ法、あるいは直流放電ＣＶＤ
法等）、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレー
ティング法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法など周知の薄膜堆
積法によって形成することができる。これらの薄膜堆積
法は、製造条件、設備資本投資下の負荷程度、製造規
模、作成される画像形成装置用感光体に所望される特性
等の要因によって適宜選択されて採用される。

【００４９】本例に於ける表面層２０４の層厚として
は、通常０．０１〜３μｍ、好適には０．０５〜２μ
ｍ、最適には０．１〜１μｍとされるのが望ましいもの
である。層厚が０．０１μｍよりも薄いと感光体を使用
中に摩耗等の理由により表面層が失われてしまい、３μ
ｍを越えると残留電位の増加等の電子写真特性の低下が
みられる場合がある。

【００５０】その他に、表面層として炭素を主体とした
非晶質炭素膜（以下「ａ−Ｃ：Ｈ」と表記する）を使用
することが好ましい。さらに、内部且つ／又は最表面に
フッ素との結合を有する非晶質炭素膜（以下「ａ−Ｃ：
Ｈ：Ｆ」と表記する）を使用することが好ましい。

【００５１】ａ−Ｃ：Ｈは撥水性に優れ、低摩擦であ
り、また、ａ−ＳｉＣと同等乃至はそれ以上の高硬度で
有り、環境対策ヒーターを除去した状態においても高湿
環境下での画像のぼけを防止する効果がある。また、帯
電促進粒子や磁性粒子の機械的な摩擦による感光体への
移動や感光体の摩耗を低減できる。

【００５２】［電荷注入阻止層］本例の画像形成装置用
感光体においては、導電性支持体２０１と光導電層２０
３との間に、導電性支持体２０１側からの電荷の注入を
阻止する働きのある電荷注入阻止層８０５を、また光導
電層２０３と表面層２０４の間に、表面層側からの電荷
の注入を阻止する働きのある電荷注入阻止層２０５′を
設けてもよい。

【００５３】前述の電荷注入阻止層２０５を下部注入阻
止層（ＵＢＬ；ＵｎｄｅｒＢｌｏｃｋｉｎｇＬａｙ
ｅｒ）、後述の電荷注入阻止層２０５′を上部注入阻止
層（ＴｏｐＢｌｏｃｋｉｎｇＬａｙｅｒ）と称す
る。

【００５４】これらの電荷注入阻止層は、感光層が一定
極性の帯電処理をその自由表面に受けた際、支持体側、
或いは表面層側より光導電層側に電荷が注入されるのを
阻止する機能を有している。逆の極性の帯電処理を受け
た際にはそのような機能は発揮されない、いわゆる極性
依存性を有している事が好ましい。

【００５５】そのような機能を付与するために、電荷注
入阻止層には伝導性を制御する原子等を光導電層に比べ
比較的多く含有させる。

【００５６】該層に含有される伝導性を制御する原子
は、該層中に万偏なく均一に分布されても良いし、ある
いは層厚方向には万偏なく含有されてはいるが、不均一
に分布する状態で含有している部分があってもよい。分
布濃度が不均一な場合には、ＵＢＬ２０５では支持体側
に、またＴＢＬ２０５′では表面層側に多く分布するよ
うに含有させるのが好適である。いずれの場合にも支持
体の表面と平行面内方向においては、均一な分布で万偏
なく含有されることが面内方向における特性の均一化を
はかる点からも必要である。

【００５７】電荷注入阻止層に含有される伝導性を制御
する原子としては、半導体分野における、いわゆる不純
物を挙げることができ、「第ＩＩＩ族原子」または「第
Ｖ族原子」を用いることができる。

【００５８】本例において、電荷注入阻止層の層厚は所
望の電子写真特性が得られること、及び経済的効果等の
点から好ましくは０．０５〜５μｍ、より好ましくは
０．１〜４μｍ、最適には０．５〜３μｍとされるのが
望ましい。

【００５９】また、本例の画像形成装置用感光体に於い
ては、支持体２０１と光導電層２０３あるいはＵＢＬ２
０５との間の密着性の一層の向上を図る目的で、例え
ば、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、あるいはシリコン
原子を母体とし、水素原子及び／またはハロゲン原子
と、炭素原子及び／または酸素原子及び／または窒素原
子とを含む非晶質材料等で構成される密着層を設けても
良い。更に、前述のごとく、支持体からの反射光による
干渉模様の発生を防止するための光吸収層を設けても良
い。

【００６０】上記の各層は、例えば１３．５６ＭＨｚ等
のＲＦ帯を用いた高周波プラズマＣＶＤ法（ＲＦ−ＰＣ
ＶＤ）や５０〜４５０ＭＨｚのＶＨＦ帯を用いた講習は
プラズマＣＶＤ法（ＶＨＦ−ＰＣＶＤ）などの周知の装
置および膜形成方法にて製造される。

【００６１】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、従
来の磁気ブラシ帯電方式にも克服すべき特有の諸問題が
存在する。その一つに、以下のような問題があった。

【００６２】図４、図５、図６、図７は従来帯電装置で
ある磁気ブラシ帯電装置３の端部構成を示す説明図であ
る。

【００６３】図４において、帯電スリーブ３３の帯電領
域より外側の長手方向の端部では、帯電容器３５開口部
とは反対側の奥部に、シール部材が設けられており、帯
電領域外への磁性粒子の流出を防止している。

【００６４】従来、このようなシール部材にはフェルト
や発泡ゴムなどの弾性体が広く用いられており、図４に
示すように、弾性シール部材５２を帯電スリーブ３３の
外周面に圧接させることにより、磁性粒子の流出を防止
している。

【００６５】しかし、このような構成の帯電装置では、
帯電スリーブ３３の外周面の半分に弾性シール部材５１
が圧接しているため、帯電動作中に、回転する帯電スリ
ーブ３３への負荷が大きく、また、帯電スリーブ３３と
の接触により弾性シール部材５１が劣化し、シール性が
悪化するなどの問題があった。そして更に、帯電スリー
ブ３３と弾性シール部材５１との間に僅かな磁性粒子や
トナーが進入してしまう場合があり、これが原因でトル
クが高くなったり、トルクの変動が大きくなって回転ム
ラが生じ、画像形成に悪影響を及ぼすことがあった。

【００６６】図５において、上述のような問題を解決す
るために、帯電スリーブ３３の両端部に、圧接すること
なく一定の間隙ｄをもって、磁性体から形成された磁性
板シール部材５２を配置することにより、磁性粒子の流
出を防止する方法も利用されている。

【００６７】このような磁性粒子流出防止技術を用いる
と、帯電スリーブ３３と磁性板シール部材５２とは非接
触であるので、帯電スリーブ３３の回転トルクは著しく
小さくなり、駆動モータは小型で低価格なものが利用で
きるようになり、回転トルクの変動も小さいために、帯
電スリーブ３３や感光体１の回転ムラが生じにくくな
る。また、磁性板シール部材５２は非接触であるため
に、摩耗せず半永久的に使用でき、リサイクルにも対応
可能であるというメリットがある。

【００６８】しかし、磁性シール部材を用いた構成の帯
電装置では、磁性粒子の長寿命化という目的で本例で用
いているマグネット・ローラ３２の磁極配置（反発極有
り）では、帯電スリーブ３３上に保持された磁性粒子を
帯電スリーブ３３上から一旦離脱させ、磁性粒子を他の
余剰磁性粒子と混合させて再度帯電工程に供しているた
めに、マグネット・ローラ３２の反発極（Ｓ２、Ｓ３の
中心）で帯電スリーブ３３上に磁性粒子が磁力によって
保持されていないので、反発極と磁性板の間、即ちＡの
領域から磁性粒子が長手方向端部へ流出してしまうとい
う問題があった。

【００６９】図６において、上述のような２つの構成で
の問題点を解決するために、帯電スリーブ３３の両端部
に、圧接することなく一定の間隙ｄ′をもって、磁石か
ら形成された磁石シール部材５３を配置することによ
り、磁性粒子の流出を防止する方法（メリットは磁性板
シール部材５２と同等）も考案されている。

【００７０】磁石シール部材５３は弾性シール部材５
１、磁性板シール部材５２よりもシール性がアップして
いるものの、間隙ｄ′から僅かながら磁性粒子が流出し
ていくために、本例での端部シール構成は図７（図３の
α方向から見た図面）に示すように上述の３つの構成を
組み合わせる方法を用いている。

【００７１】磁石シール部材５３は帯電容器３５開口端
部に帯電スリーブ３３と微小間隔を隔てて取り付け、磁
石シール部材５３の磁力によって磁性キャリアを吸着し
て磁性キャリア漏れを防止し、磁石シール部材５３のさ
らに端部側に帯電スリーブ３３と微笑間隔を隔てて取り
付けられた磁性板シール部材５２で磁力線をカットし、
磁気的に磁性粒子の流出を防止し、弾性シール部材５１
は帯電スリーブ３３と圧接して取り付けてあり、磁性シ
ール部材５２から僅かに漏れてきた磁性粒子を最終的に
防止するという機能を持たせている。

【００７２】本発明はこの端部シール部材の構成の複雑
化に鑑みてなされたもので、簡易な端部シール構成とす
ることで、コストダウンを図ることを目的とする。

【００７３】

【課題を解決するための手段】被帯電体としての有機感
光体もしくはアモルファスシリコン感光体に電圧を印加
した導電性磁性粒子を当接させて帯電を行なう磁気ブラ
シ帯電装置であって、帯電剤としての前記導電性磁性粒
子を収納するための帯電剤収納部を有すると共に、長手
状の開口部を有する帯電剤容器と、前記開口部に取り付
けられ、回転可能な帯電剤担持体と、前記帯電剤担持体
内に内包され、周方向に複数の磁極を有する磁界発生手
段と、を有する磁気ブラシ帯電装置において、前記磁界
発生手段は前記帯電剤担持体の長手方向端部では偶数個
の磁極（異極構成）、端部以外では奇数個の磁極（反発
極構成）を有し、かつ磁極の数が変わる領域は画像形成
領域よりも外側であることを特徴とする磁気ブラシ帯電
装置。

【００７４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を電子写真方式の画
像形成装置に適用した場合について詳細に説明する。

【００７５】図２は画像形成装置の概略断面図、図３は
磁気ブラシ帯電装置の模式図である。

【００７６】図２において、コピー開始信号が入力され
ると感光体１が矢印方向に回転され、前露光ランプ８で
均一に除電を受けた後、帯電器３により所定の電位にな
るように一様に帯電される。

【００７７】ここで、感光体１は回転ドラム型の電子写
真感光体で、本実施形態は直径３０ｍｍのａ−Ｃ：Ｈ
（アモルファスシリコン系感光体、図８（ｃ）の層構
成）を用いており、矢示の時計方向に１００ｍｍ／ｓｅ
ｃプロセス・スピード（周速度）をもって回転駆動され
る。

【００７８】帯電器３は感光体１に当接された接触帯電
部材としての磁気ブラシ帯電器であり、回転可能な非磁
性のスリーブ３３にマグネット３２の磁力により導電性
磁性粒子３４が付着している。この磁気ブラシ帯電器３
には帯電バイアス電圧印加電源Ｓ１から直流電圧−７０
０Ｖの帯電バイアスに対して矩形状の交番電圧２ＭＨ
ｚ、７５０Ｖを重畳したバイアスが印加されていて、電
荷注入帯電によって感光体１の外周面がほぼ−５５０Ｖ
に一様に帯電される。

【００７９】一方、リーダ部では、原稿台１０上におか
れた原稿Ｇに対し原稿照射用ランプ、短焦点レンズアレ
イ、ＣＣＤセンサが一体のユニット９となって原稿を照
射しながら走査することにより、その照明走査光の原稿
面反射光が短焦点レンズアレイによって結像されてＣＣ
Ｄセンサに入射される。ＣＣＤセンサは受光部、転送
部、出力部より構成されている。ＣＣＤ受光部において
光信号が電荷信号に変えられ、転送部でクロックパルス
に同期して順次出力部へ転送され、出力部において電荷
信号を電圧信号に変換し、増幅、低インピーダンス化し
て出力する。得られたアナログ信号は周知の画像処理を
行なわれデジタル信号に変換されプリンタ部に送られ
る。

【００８０】プリンタ部において、この感光体１の帯電
面に対して、固体レーザ素子、高速で回転するポリゴン
・ミラー等を含むレーザ露光手段２から出力される上記
の画像情報のデジタル信号に対応して強度変調されたレ
ーザビームによる走査露光Ｅがなされ、感光体１の周面
に対して原稿画像の画像情報に対応した静電潜像が形成
される。その静電潜像は磁性一成分絶縁トナーを用いた
現像器４によりトナー像として現像される。４１はマグ
ネット・ローラ４２（不図示）を内包する直径１６ｍｍ
の非磁性の現象スリーブであり、この現象スリーブ４１
に上記ネガトナーをコートし、感光体１表面との距離を
２００μｍ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４１に現像バイアス電源Ｓ２（不図
示）より現像バイアス電圧を印加する。印加電圧は、−
３５０Ｖの直流電圧と、周波数１．８ＭＨｚ、ピーク間
電圧１．６ｋＶの矩形の交流電圧を重畳したものを用
い、現像スリーブ４１と感光体１の間でジャンピング現
象を行なわせる。

【００８１】一方、給紙部から記録材としての転写材Ｐ
が供給されて、感光体１と、これに所定の押圧力で当接
させた接触転写手段としての、中抵抗の転写ローラ７と
の圧接ニップ部（転写部）Ｔに所定のタイミングにて導
入される。転写ローラ７には転写バイアス印加電源Ｓ３
（不図示）から所定の転写バイアス電圧が印加される。

【００８２】本実施形態ではローラ抵抗値は５×１０^７
Ωのものを用い、＋２０００Ｖの直流電圧を印加して転
写を行った。

【００８３】転写部Ｔに導入された転写材Ｐはこの転写
部Ｔを挟持搬送されて、その表面側に感光体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し
圧力にて転写されていく。

【００８４】更に、トナー画像の転写を受けた転写材Ｐ
は感光体１の面から分離されて熱定着方式等の定着装置
６へ導入されてトナー画像の定着を受け、画像形成物
（プリント、コピー）として装置外へ排出される。

【００８５】また転写材Ｐに対するトナー画像転写後の
感光体表面はクリーニング装置５により残留トナー等の
付着汚染物の除去を受けて清掃され繰り返して作像に供
される。

【００８６】なお、本実施形態の電子写真装置は、感光
体１、磁気ブラシ３、現像装置４及びクリーニング装置
５の４つのプロセス機器をカートリッジ１１に抱含させ
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。

【００８７】次に、本実施形態において用いた磁気ブラ
シ帯電器３について詳細に説明する。

【００８８】図３において、磁気ブラシ帯電器３は、内
部に固定マグネットが設けられ回転自在に担持された外
径１６ｍｍの非磁性の帯電スリーブ３３上に、磁性粒子
が磁界によってブラシ状に形成されて、上記帯電スリー
ブ３３の回転にともない磁性粒子が搬送される。また、
上記帯電スリーブ３３は感光ドラムに対しカウンター方
向に回転しており、本実施形態においては、感光ドラム
１の回転速度１００ｍｍ／ｓｅｃに対し磁気ブラシ帯電
器３は１５０ｍｍ／ｓｅｃで回転している。上記帯電ス
リーブ３３に、帯電電圧を印加することにより、磁性粒
子から電荷が感光ドラム１上に与えられ、帯電電圧に対
応した電位に帯電される。回転速度については速いほど
帯電均一性が良好になる傾向にある。

【００８９】また帯電部材として用いる磁性キャリアと
しては、粒径が平均粒径が１０〜１００μｍ、飽和磁化
が２０〜２５０ｅｍｕ／ｃｍ３、抵抗が１×１０^２〜１
×１０^１０Ω・ｃｍのものが、好ましく感光ドラムにピ
ンホールのような絶縁の欠陥が存在することを考慮する
と１×１０^６Ω・ｃｍ以上のものを用いることが好まし
い。帯電性能を良くするにはできるだけ抵抗の小さいも
のを用いる方がよいので、本実施形態においては、平均
粒径２５μｍ、飽和磁化２００ｅｍｕ／ｃｍ^３、抵抗が
５×１０^６Ω・ｃｍの磁性粒子を用いた。

【００９０】ここで、キャリアの抵抗値は、底面積が２
２８（ｍｍ^２）の金属セルにキャリアを２ｇ入れた後、
６．６ｋｇ／ｃｍ^２で加重し、１００Ｖの直流電圧を印
加して測定している。

【００９１】磁性粒子としては、フェライト粒子が好ま
しく、組成としては、銅、亜鉛、マンガン、マグネシウ
ム、鉄、リチウム、ストロンチウム、バリウム等の金属
元素を含むものが好適に使用される。また、平均粒径
（体積５０％のメジアン径）が１０〜１００μｍ、飽和
磁化が２０〜２５０ｅｍｕ／ｃｍ^３、抵抗が１×１０^２
〜１×１０^１０Ω・ｃｍのものが用いられるが、感光体
にピンホールのような絶縁欠陥が存在することを考慮す
ると１×１０^６Ω・ｃｍ以上のものを用いることが好ま
しい。一方、帯電性能を良くするには可能な限り抵抗の
小さいものを用いる方が良好なので、本実施形態におい
ては、平均粒径２５μｍ、飽和磁化２００ｅｍｕ／ｃｍ
^３、抵抗が５×１０^６Ω・ｃｍの磁性粒子で、フェライ
ト表面を酸化、還元処理して抵抗調整を行ったものを用
いている。

【００９２】また、感光ドラム１に対して形成されるニ
ップ幅は略６ｍｍになるよう調整している。

【００９３】次に本実施形態において用いた帯電装置の
端部処理について説明する。

【００９４】図１は本実施形態における磁気ブラシ帯電
装置３のマグネット・ローラ３２′の端部パターンを示
す図（図３のβ方向から見た図）である。

【００９５】図１において、ａは帯電保証領域（画像領
域）、ｂは反発極形成領域、ｃは非反発極（異極）形成
領域、５２は磁性板シール部材である。反発極形成領域
ｂと非反発極形成領域ｃの境界は帯電保証領域ａの長手
方向端部に設けられ、帯電保証領域に影響を与えない構
成となっている。

【００９６】図９は本発明を用いた場合の端部シール構
成について説明する概略断面図である。

【００９７】図９において、帯電スリーブ３３の両端部
に、圧接することなく一定の間隙ｄをもって、磁性体か
ら形成された磁性板シール部材５２のみを配置してい
る。

【００９８】帯電スリーブ３３と磁性板シール部材５２
とは非接触であるので、帯電スリーブ３３の回転トルク
は著しく小さくなり、駆動モータは小型で低価格なもの
が利用できるようになり、回転トルクの変動も小さいた
めに、帯電スリーブ３３や感光体１の回転ムラが生じに
くくなる。また、磁性板シール部材５２は非接触である
ために、摩耗せず半永久的に使用でき、リサイクルにも
対応可能であるというメリットがある。

【００９９】以上のような帯電器構成において、５万枚
の通紙耐久を行ったが、帯電スリーブ３３の磁性板シー
ル部材５２から長手方向端部へ磁性粒子が流出し、感光
体１に付着する量は激減し、帯電部材としての磁性粒子
が減少することもなく初期の帯電性能を維持させること
ができた。

【０１００】なお、実施形態では、磁性板シール５２の
みを用いた構成としたが、更に好ましくは弾性シール部
材５１と組み合わせて用いることによりほぼ完全に磁性
粒子の流出を抑えることが可能である。

【０１０１】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
被帯電体としての有機感光体もしくはアモルファスシリ
コン感光体に電圧を印加した導電性磁性粒子を当接させ
て帯電を行なう磁気ブラシ帯電装置であって、帯電剤と
しての前記導電性磁性粒子を収納するための帯電剤収納
部を有すると共に、長手状の開口部を有する帯電剤容器
と、前記開口部に取り付けられ、回転可能な帯電剤担持
体と、前記帯電剤担持体内に内包され、周方向に複数の
磁極を有する磁界発生手段と、を有する磁気ブラシ帯電
装置において、前記磁界発生手段は前記帯電剤担持体の
長手方向端部では偶数個の磁極（異極構成）、端部以外
では奇数個の磁極（反発極構成）を有し、かつ磁極の数
が変わる領域は画像形成領域よりも外側とすることによ
り、端部シールの簡易化、即ちコストダウンを図ること
に効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態における磁気ブラシ帯電装置の端部構
成図。

【図２】電子写真方式に本発明を適用した場合の画像形
成装置の構成概略図。

【図３】磁気ブラシ帯電装置の模式図。

【図４】従来の磁気ブラシ帯電装置の端部シール概略断
面図。

【図５】従来の磁気ブラシ帯電装置の端部シール概略断
面図。

【図６】従来の磁気ブラシ帯電装置の端部シール概略断
面図。

【図７】従来例の磁気ブラシ帯電器の端部シール構成
図。

【図８】アモルファスシリコン系感光体の層構成を説明
する概略図。

【図９】実施形態における磁気ブラシ帯電装置の端部シ
ール概略断面図。

【図１０】実施形態における磁気ブラシ帯電装置の端部
シール概略断面図。

【符号の説明】

１感光体２レーザ露光手段３磁気ブラシ帯電器４現像器５クリーニング装置６定着装置７転写ローラ８前露光ランプ３１芯金３２マグネット・ローラ３３帯電スリーブ３４磁気ブラシ層３５マイラーテープ３６〜３９抵抗シート５１〜５３端部シール部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被帯電体に電圧を印加した導電性磁性粒
子を当接させて帯電を行なう磁気ブラシ帯電装置であっ
て、帯電剤としての前記導電性磁性粒子を収納するための帯
電剤収納部を有すると共に、長手状の開口部を有する帯
電剤容器と、前記開口部に取り付けられ、回転可能な帯電剤担持体
と、前記帯電剤担持体内に内包され、周方向に複数の磁極を
有する磁界発生手段と、を有する磁気ブラシ帯電装置において、前記磁界発生手段は前記帯電剤担持体の長手方向端部で
は偶数個の磁極（異極構成）、端部以外では奇数個の磁
極（反発極構成）を有し、かつ磁極の数が変わる領域は
画像形成領域よりも外側であることを特徴とする磁気ブ
ラシ帯電装置。
【請求項２】前記被帯電体は有機感光体であることを
特徴とする請求項１記載の磁気ブラシ帯電装置。
【請求項３】前記被帯電体はアモルファスシリコン感
光体であることを特徴とする請求項１記載の磁気ブラシ
帯電装置。