JP3087935B2 - 帯電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は粒子帯電によりベルト状
若しくはドラム状感光体を帯電させる電子写真装置に於
ける帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より感光体ドラム外周面上に、露
光、現像、転写、クリーニング（残留トナー除去）、除
電、及び帯電の各プロセス手段を配置し、所定の電子写
真プロセスにより画像形成を行なう、いわゆるカールソ
ンプロセスに基づく画像形成装置は周知である。

【０００３】又近年円筒状の透光性支持体上に透光性導
電層と光導電体層を積層して感光体ドラムを形成すると
共に、該ドラム内に、画像情報に対応した光出力を生成
する露光手段（例えばＬＥＤヘッド）を内挿し、所定の
帯電手段を用いて感光体ドラム上に前記露光手段の光出
力を集束レンズを通して露光すると同時若しくはその直
後に前記感光体ドラムと対面配置させた現像スリーブを
介して前記潜像をトナー像化（現像）した後、該トナー
像を転写ローラその他の転写手段を介して記録紙に転写
可能に構成した画像形成装置（特開昭５８−１５３９５
７号他）も公知である。

【０００４】この種の装置に用いる帯電手段は一般に細
いタングステン線に高電圧を印加してコロナ放電を行な
うコロトロン方式、又導電ローラに数百ボルトの電圧を
かけて感光体ドラムと接触帯電させるもの、又導電性ブ
ラシに電圧を印加して感光体ドラムに接触させながら帯
電を行なうもの等が存在する。しかしながらコロトロン
方式は高電圧を使用し、又オゾンを発生する等安全上、
環境上の問題が多い。又帯電ローラは感光体ドラムとの
接触が線接触であるために帯電が不安定である。更にブ
ラシ帯電方式はドラムとブラシが接触して帯電を行なう
為に、ブラシの帯電劣化が生じやすい。

【０００５】かかる欠点を解消するために、図４に示す
ように、感光体ドラム１０１と磁石集成体１０２を内挿
した非磁性スリーブ１０３を用い、該スリーブ１０３に
帯電バイアス１０８を印加した状態で、該スリーブ１０
３に磁性粒子群１０４を付着させて刷子状の磁気穂を感
光体ドラム１０１に摺擦させてスリーブ１０３を介して
帯電バイアス１０８を磁性粒子群１０４に印加させて帯
電を行なう、いわゆる粒子帯電法が提案されている。
（特開昭５９ー１３３５６９、特開昭６３ー１８７２６
７他）

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】かかる帯電法において
は非磁性スリーブ背面側に配した固定磁石集成体によ
り、導電性微粒子が感光体ドラム上の帯電領域に位置固
定されたままドラムの摺擦／帯電を継続する構造となる
為に、長期使用により粒子の劣化が生じ、長期に亙って
安定した帯電領域を確保出来ないのみならず、該粒子の
劣化により固定磁石集成体の磁気保持力が低下し粒子の
漏洩等が生じてしまう恐れがある。

【０００７】かかる欠点を防止するために、前記磁石集
成体を回転させる方式もあるが、かかる方式では駆動系
の構造が複雑となる上に、磁極が高速で移動するため
に、渦電流の発生、磁性粒子の飛散等の問題が生じる。
又前記帯電領域の感光体ドラム移動方向上流側では未定
着トナー像転写後、ドラムに付着している残留トナーを
除去するために、クリーニングブレード等を配設してい
るが、このような機械的摺擦のみでは前記残留トナーと
共に紙粉除去を行なうことが出来ず、帯電領域内の磁性
粒子群に紙粉やトナー等の異物が混入するが、これらを
そのまま放置して帯電を行なおうとすると、帯電不良が
発生し均一且つ安定した帯電が困難になる。この為前記
帯電領域内に紙粉除去手段を配置しようとしても、スリ
ーブとドラム間の狭小スペースに前記除去手段を配置す
ることは極めて困難である。

【０００８】本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、前
記帯電粒子の漏洩等が生じることなく又長期帯電によっ
ても帯電剤が劣化する事なく安定した帯電能を確保し得
る帯電装置を提供する事を目的とする。本発明の他の目
的は、帯電領域内の磁性粒子群に混入した紙粉やトナー
等の異物を容易に除去し、これにより均一且つ安定した
帯電能を確保し得る帯電装置を提供する事にある。

【０００９】

【課題を解決する為の手段】かかる技術的課題を達成す
る為に、磁気力により感光体の帯電領域上に保持された
磁性粒子群を介して感光体を帯電可能に構成した感光体
の帯電装置に関するもので、その第一の特徴とする所
は、感光体背面側に一又は複数の磁石体（以下第一の磁
石体という）を配置し、該磁石体若しくは他の磁石体と
の協動作用により感光体表面の帯電領域上に磁性粒子群
を磁気的に担持させる点にある。即ち、より具体的には
後記実施例に示すように、感光体の背面側に逆極性の複
数の磁極を配して水平磁場を形成し、該水平磁場により
感光体表面上に磁性粒子を密着させて帯電させてもよ
く、又感光体を挟んで感光体の背面側と両面側に逆極性
の複数の磁極を配して磁場を形成し、該磁場により感光
体表面上に磁性粒子を担持させて帯電させてもよいが、
いずれにしても感光体背面側に少なくとも一の磁極が存
在することが前提となる。

【００１０】そして本発明の第２の特徴とするところ
は、機械的若しくは電磁気的に感光体背面側に配した磁
石体の磁界を変化可能に構成した点にある。このような
磁界変化手段は、前記感光体背面側に配した磁石体を電
磁石体で形成し、非帯電動作時に適宜極性変換若しくは
印加電圧を変更可能に構成してもよく、又前記感光体背
面側に配した磁石体を所定方向に揺動可能に構成しても
よい。そして前記磁石体の揺動は前記磁石体を、非帯電
動作時に、帯電動作時における磁界形成位置より帯電領
域上流側に向け移動可能に構成するのがよい。この場合
帯電領域より感光体回転方向上流側に揺動させた場合磁
性粒子が無用に揺動するのを防ぐために、感光体と接触
させて磁性粒子群移動阻止手段を配するするのがよい。

【００１１】

【作用】かかる技術手段によれば、磁性粒子の磁気保持
を行なう磁石体が感光体表面上の帯電スリーブ内にのみ
配置されているのではなく、感光体の背面側に配置され
ている為に、従来技術に比較して感光体表面上の帯電領
域の磁場を強くすることが出来、これにより帯電領域上
の磁性粒子の飛散等を防止できると共に、結果として前
記帯電ギャップの多少の組み立て誤差等があっても又ギ
ャップ公差を大きく取っても、更には感光体ドラムや非
磁性スリーブの偏心等を考慮する事なく、安定した磁性
粒子群の磁気保持力を維持できる。又組み立て公差や偏
心量等を粗く設定できる事は組立工数や製造コストの低
減につながる。又感光体ドラムを小径化した場合におい
ても有効に帯電磁場を確保できる。

【００１２】さて前記の構成を取ると、従来技術に比較
して磁性粒子の磁気保持力が大幅に高まるために、磁性
粒子群が帯電両域内の感光体ドラム上に保持され、長期
使用により一層劣化が生じやすい。そこで本発明は電磁
気的に感光体背面側に配した磁石体の磁界を変化可能に
構成し非印字時、若しくは所定印字枚数毎に適宜極性変
換若しくは印加電圧の変更を行なう事により、磁力変動
により粒子群の入替え若しくは攪拌を行なう。

【００１３】この場合前記感光体背面側に配した磁石体
を、適宜所定角度揺動させて粒子群の入替え若しくは攪
拌を行なってもよい。そして機械的な揺動の場合は、感
光体移動方向上流側に揺動させることが漏洩防止の面か
らも好ましい。この場合帯電領域より感光体回転方向上
流側に揺動させた場合磁性粒子が無用に感光体上流側に
漏洩するのを防ぐために、前記したように揺動下限位置
と対応させてクリーニングブレードその他の磁性粒子群
移動阻止手段を配するのがよい。又前記磁石体の揺動領
域範囲、言換えれば帯電領域よりの退避位置に前記磁石
体に磁気保持されて揺動されるために、帯電スリーブ等
に制約されることなく容易に紙粉除去手段を配設するこ
とが出来、そして好ましくは前記クリーニングブレード
上面側の退避された磁性粒子と対面する位置に紙粉除去
手段を設ければよい。

【００１４】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示
的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１
に基づいて本発明の第１実施例に係る帯電装置の構成に
ついて説明する。帯電装置は感光体ドラム１より所定ギ
ャップ（例えば０．５ｍｍ）を介して法線方向に立設す
る棒状固定磁石体２と、導電性磁性粒子群４に接触さ
せ、現像バイアス８を印加する導電性ブレード７と、前
記固定磁石体２とほぼ対向させて、感光体ドラム１の背
面側に配置した第１の磁石体５Ａと、前記第１の磁石体
５Ａに隣接させて帯電領域上流側の感光体１の背面側に
配置した第２の磁石体５Ｂとからなる。そして前記導電
性磁性粒子は特に限定されないが、フェライトや鉄粉、
マグネタイト等の磁性コアの表面に導電性樹脂で被覆し
た導電性磁性粒子で構成するか若しくは導電性粒子と磁
性粒子の混合粒子群４で構成してもよい。又例えば平均
粒径が３０μｍ前後の磁性粒子母材と、平均粒径が１５
μｍ前後の導電材を適宜割合で配合したものを用いても
良い。

【００１５】更に、前記固定磁石体２は感光体ドラム１
と対峙する側にＮ極を位置させ、又前記第１の磁石体５
Ａは感光体ドラム１側に、固定磁石体２と逆極性のＳ極
を位置させ、更に第２の磁石体５Ｂは第１の磁石体５Ａ
と逆極性のＮ極を感光体ドラム１側に位置させる。そし
て前記対向配置される第１の磁石体５Ａと固定磁石体２
を感光体ドラム回転方向における帯電領域下流側に配
し、後記図３に示すように、両磁石体２、５間に垂直磁
場により前記磁性粒子群４Ａを磁気保持させ、又第２の
磁石体５Ｂは前記第１の磁石体５Ａに隣接させて帯電領
域上流側に配置させ、前記第１の磁石体５Ａと第２の磁
石体５Ｂ間に主として形成される水平磁場により前記磁
性粒子群４Ｂを感光体ドラム１上に密着させる。

【００１６】そして前記第１の磁石体５Ａと第２の磁石
体５Ｂの基側は所定角度揺動可能な中心軸１０に固設さ
れ、非印字時、若しくは所定印字枚数毎に適宜、前記中
心軸１０の揺動により前記第１の磁石体５Ａと第２の磁
石体５Ｂとを一体的に感光体ドラム回転方向上流側に回
転可能に構成している。そして回動位置は残留トナー除
去用のクリーニングブレード１１上面側に前記磁性粒子
がある程度堆積可能なように、少なくとも帯電領域上流
側に位置する第２の磁石体が前記ブレード１１を超えて
感光体ドラムの更に上流側に位置するようにその揺動範
囲を設定する。尚クリーニングブレード１１上面側には
紙粉除去用の植毛１２を施すのがよい。

【００１７】又、本実施例は固定磁石体２と感光体ドラ
ム１間には図２に示すように帯電スリーブ１５を介在さ
せ、該スリーブ１５を感光体ドラムに対しアゲインスト
回転させる事により、印字時における磁性粒子４の循環
を円滑化を図ることが出来る。尚、図中２０は、固定磁
石体２を保持する磁石集成体、２１は第１の磁石体５Ａ
との間で形成される反発磁界により磁気シールドを行な
うＳ極、２２は固定磁石体２との間で形成される反発磁
界によりスリーブ１５上に無磁力帯域を形成し、スリー
ブ１５の回転により垂直磁場よりスリーブ１５表面に担
持されながら搬送されてきた磁性粒子４を帯電領域上流
側の感光体ドラム１側に落下させる。

【００１８】かかる実施例によれば、磁性粒子の磁気保
持を行なう磁石体が帯電ギャップの片側にのみ配置され
ているのではなく、両側に配置されている為に、帯電ギ
ャップ間の磁化力（ΔＨ／Δｔ）をほぼ均一に設定で
き、結果として前記帯電ギャップの多少の組み立て誤差
等があっても又ギャップ公差を大きく取っても、更には
感光体ドラム１や非磁性スリーブ１５の偏心等を考慮す
る事なく、安定した磁性粒子群４の磁気保持力を維持で
きる。

【００１９】又本実施例によれば、後記図３に示すよう
に前記対向配置される第１の磁石体５Ａと固定磁石体２
を感光体１移動方向における帯電領域下流側に配するこ
とにより、いわゆる垂直磁気バリアが帯電領域の下流側
に形成できるために、感光体１に静電的に付着した磁性
粒子が遠心力の作用により帯電領域外へ洩出するのを防
ぐ事が出来る。更に感光体１の背面側に、前記第１の磁
石体５Ａと逆極性の第２の磁石体５Ｂが隣接配置されて
いるために、両磁石体５Ａ、５Ｂ間に形成される水平磁
場により、前記磁性粒子群４を感光体１上に密着させる
事ができる。この結果感光体ドラム１を小径化した場合
においても有効に磁性粒子群４が接触する帯電接触面積
と帯電密度を確保できる。

【００２０】しかしながら前記の構成を取ると、従来技
術に比較して磁性粒子の磁気保持力が大幅に高まるため
に、帯電両域内の磁性粒子群４の入替えが出来ず、同一
粒子群４が長期に亙って保持され劣化してしまう。又前
記感光体ドラム背面側に位置する第１の磁石体５Ａ若し
くは第２の磁石体５Ｂを適宜枚数印字毎に、非印字時感
光体ドラム回転方向上流側のクリーニングブレード１１
上面側に、前記磁性粒子がある程度堆積可能な位置まで
揺動させる。この際前記磁石体５Ａ、５Ｂを揺動させた
位置で静止させることなく磁性粒子群４にバイブレーシ
ョンを与える如く、微小揺動を行なうことにより前記粒
子群４の攪拌と共に、粒子群４の入替えを行なってもよ
く、そしてクリーニングブレード１１上面側には紙粉除
去用の植毛１２が植設されているために、磁性粒子群に
バイブレーションを与える事により有効に紙粉除去が可
能となる。

【００２１】図３は本発明の他の実施例で、前記第１の
磁石体５Ａ若しくは第２の磁石体５Ｂを電磁石体で形成
し、例えば直流電源の電圧可変器等を利用して非印字
時、若しくは所定印字枚数毎に適宜極性変換若しくは印
加電圧の変更を行なう事により、磁性粒子群４の攪拌と
入替えを行なうように構成している。そして本実施例の
場合は、非磁性スリーブ１５を設けない構成の為に、帯
電領域上流側の空間が開放されており、該帯電領域上流
側に磁性粒子群４の攪拌手段兼紙粉除去手段１１を配置
して、該手段１１を矢印方向に回転させることにより機
械的な攪拌とともに紙粉除去を行なうことが出来る。

【００２２】

【効果】以上記載のごとく本発明によれば、前記帯電粒
子の漏洩等が生じることなく又長期帯電によっても帯電
剤が劣化する事なく安定した帯電能を確保し得ると共
に、感光体ドラムや非磁性スリーブの偏心等を考慮する
事なく、更には感光体ドラムを小径化した場合において
も安定した磁性粒子群の磁気保持力と有効に帯電磁場を
確保できる。特に、請求項５記載の発明によれば、帯電
領域内の磁性粒子群に混入した紙粉やトナー等の異物を
容易に除去し、これにより均一且つ安定した帯電能を確
保し得る。等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる帯電装置の概略図
で、印字状態（Ａ）と非印字状態（Ｂ）を夫々示す。

【図２】図１の変形例を示す概略図である。

【図３】本発明の第１実施例にかかる帯電装置の概略図
である。

【図４】従来技術にかかる帯電装置の全体概略図であ
る。

【符号の説明】

１ 感光体 ４ 磁性粒子群 ２、５Ａ、５Ｂ 磁石体 １０ 中心軸（揺動手段） １１ 磁性粒子群移動阻止手段 １２ 異物除去手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西口 泰夫 東京都世田谷区玉川台２丁目14番９号 京セラ株式会社東京用賀事業所内 (56)参考文献 特開 平５−181347（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−228675（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 101 G03G 15/09

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気力により感光体の帯電領域上に保持
   された磁性粒子群を介して感光体を帯電可能に構成した
   感光体の帯電装置において、 感光体背面側に一又は複数の磁石体を配置し、該磁石体
   若しくは他の磁石体との協動作用で感光体表面の帯電領
   域上に磁性粒子群を磁気的に担持させると共に、機械的
   若しくは電磁気的に感光体背面側に配した磁石体の磁界
   を変化可能に構成した事を特徴とする帯電装置
2. 【請求項２】 前記感光体背面側に配した磁石体を電磁
   石体で形成し、非帯電動作時に適宜極性変換若しくは印
   加電圧を変更可能に構成した請求項１記載の帯電装置
3. 【請求項３】 前記感光体背面側に配した磁石体を所定
   方向に揺動可能に構成した請求項１記載の帯電装置
4. 【請求項４】 前記磁石体を、非帯電動作時に、帯電動
   作時における磁界形成位置より帯電領域上流側に向け移
   動可能に構成した請求項３記載の帯電装置
5. 【請求項５】 帯電領域より感光体回転方向上流側に、
   感光体と接触させて磁性粒子群移動阻止手段を配すると
   ともに、非帯電動作時に、前記磁石体を帯電領域上流側
   に向け移動可能に構成した請求項３記載の帯電装置
6. 【請求項６】 前記感光体背面側に配した磁石体を帯電
   領域から退避した位置に揺動可能に構成すると共に、該
   揺動領域範囲の適宜位置に紙粉、トナーその他の異物除
   去手段を配置した事を特徴とする請求項１記載の帯電装
   置