JP3240026B2 - 帯電装置 - Google Patents
帯電装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はいわゆるカールソンプロ
セスに基づく電子写真装置、例えば複写機、プリンタ、
ファクシミリ内に組込まれるか、若しくはこれらの機器
のプロセスカートリッジに組込まれる帯電装置として適
用される発明に係り、特に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
帯電装置として適用される発明に関する。
セスに基づく電子写真装置、例えば複写機、プリンタ、
ファクシミリ内に組込まれるか、若しくはこれらの機器
のプロセスカートリッジに組込まれる帯電装置として適
用される発明に係り、特に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
帯電装置として適用される発明に関する。
【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電子写真装置は周知である。
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電子写真装置は周知である。
【０００３】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。
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。
【０００４】かかる欠点を解消するために、感光体ドラ
ムに磁性粒子群を摺擦させた状態で帯電バイアスを磁性
粒子群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５９−１３３５６９号、特
開昭６３−１８７２６７号他）
ムに磁性粒子群を摺擦させた状態で帯電バイアスを磁性
粒子群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５９−１３３５６９号、特
開昭６３−１８７２６７号他）
【０００５】かかる帯電法の一例として図３に示すよう
に、帯電バイアス電源１０１を接続した電極１０２を被
覆した固定磁石体１０３を感光体ドラム１０４に対向配
置すると共に、該固定磁石体１０３と対向させて、感光
体ドラム１０４の背面側に逆極性の磁石体１０５を配
し、該磁石体１０５と固定磁石体１０３間に形成される
磁場により前記磁性粒子群１０７を帯電領域に保持させ
ながら感光体の帯電を行なうように構成した技術が開示
されている。
に、帯電バイアス電源１０１を接続した電極１０２を被
覆した固定磁石体１０３を感光体ドラム１０４に対向配
置すると共に、該固定磁石体１０３と対向させて、感光
体ドラム１０４の背面側に逆極性の磁石体１０５を配
し、該磁石体１０５と固定磁石体１０３間に形成される
磁場により前記磁性粒子群１０７を帯電領域に保持させ
ながら感光体の帯電を行なうように構成した技術が開示
されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】かかる帯電法の欠点
は、磁性粒子群の帯電領域からの離脱である。即ち前記
磁性粒子群１０７は前記帯電領域内で粒子相互に若しく
は感光体ドラム１との間で摺擦し、帯電して電荷を持
つ。従ってこの状態で感光体ドラム１０１を回転させる
と、該ドラム表面との摩擦力及び静電気力により感光体
ドラム１０１に付着している磁性粒子１０７は固定磁石
体１０３よりの磁気保持力（磁界）に抗して前記帯電領
域から離脱する方向に力が働き、該感光体ドラムに付着
した粒子１０４が次工程の露光及び現像等に悪影響を及
ぼす。この為、前記装置においては固定磁石体１０３の
側面に絶縁性シート１０９を感光体ドラム側に垂下さ
せ、磁性粒子の飛散を防止している。
は、磁性粒子群の帯電領域からの離脱である。即ち前記
磁性粒子群１０７は前記帯電領域内で粒子相互に若しく
は感光体ドラム１との間で摺擦し、帯電して電荷を持
つ。従ってこの状態で感光体ドラム１０１を回転させる
と、該ドラム表面との摩擦力及び静電気力により感光体
ドラム１０１に付着している磁性粒子１０７は固定磁石
体１０３よりの磁気保持力（磁界）に抗して前記帯電領
域から離脱する方向に力が働き、該感光体ドラムに付着
した粒子１０４が次工程の露光及び現像等に悪影響を及
ぼす。この為、前記装置においては固定磁石体１０３の
側面に絶縁性シート１０９を感光体ドラム側に垂下さ
せ、磁性粒子の飛散を防止している。
【０００７】しかしながら前記のように絶縁シートをド
ラムに接触する構成では、摩耗等により長期使用に耐え
られない。又前記静電的な電荷帯電を防止するために、
磁性粒子を良導電性の材料にすると帯電バイアスにより
感光体ドラム側にピンホール等が発生してしまう。
ラムに接触する構成では、摩耗等により長期使用に耐え
られない。又前記静電的な電荷帯電を防止するために、
磁性粒子を良導電性の材料にすると帯電バイアスにより
感光体ドラム側にピンホール等が発生してしまう。
【０００８】本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、前
記帯電粒子の漏洩を感光体ドラムと接触する絶縁シート
等の機械的手段により阻止するのではなく、感光体ドラ
ムと非接触の磁気的にシールし、これにより長期使用に
よっても帯電剤が劣化する事なく長期に亙って安定した
帯電能を確保し得る帯電装置として適用される発明を提
供する事を目的とする。本発明の他の目的は、製造上か
らも、使用者側からも、更に環境にも十分配慮すること
が出来、極めて実用性の高い帯電装置が得る事の出来る
発明を提供することを目的とする。
記帯電粒子の漏洩を感光体ドラムと接触する絶縁シート
等の機械的手段により阻止するのではなく、感光体ドラ
ムと非接触の磁気的にシールし、これにより長期使用に
よっても帯電剤が劣化する事なく長期に亙って安定した
帯電能を確保し得る帯電装置として適用される発明を提
供する事を目的とする。本発明の他の目的は、製造上か
らも、使用者側からも、更に環境にも十分配慮すること
が出来、極めて実用性の高い帯電装置が得る事の出来る
発明を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、ベルト状若し
くはドラム状感光体と、該感光体と対面する非磁性の帯
電スリーブ間に磁性粒子群を担持させ、該粒子群を介し
て感光体を帯電可能に構成したいわゆる粒子帯電装置に
適用されるもので、その特徴とするところは図１に示す
ように、帯電領域上に位置する感光体の背面側に第一の
磁石体（以下対向極Ｂ1という）を配した点、前記帯電
スリーブ２と感光体１との最近接位置（以下単に最近接
位置という）より感光体１移動方向下流側における帯電
スリーブ２内に、前記第二の磁石体と同極性の第三の磁
石体（以下シールド補助極Ａ2という）を配した点、前
記シールド補助極Ａ2の帯電スリーブ２上での最大磁束
密度位置Ｑ3が下記１）式の角度範囲に位置するように
前記シールド補助極Ａ2を配設した点、を特徴とするも
のである。６０° ＜θ≦＋９０° …１） （帯電スリーブ軸心Ｏ2を中心として軸心Ｏ2から最近接
位置の点を結ぶ線の方向を０°とし、０゜より感光体移
動方向下流側への振れ角θ 4 をプラスに設定する。）
くはドラム状感光体と、該感光体と対面する非磁性の帯
電スリーブ間に磁性粒子群を担持させ、該粒子群を介し
て感光体を帯電可能に構成したいわゆる粒子帯電装置に
適用されるもので、その特徴とするところは図１に示す
ように、帯電領域上に位置する感光体の背面側に第一の
磁石体（以下対向極Ｂ1という）を配した点、前記帯電
スリーブ２と感光体１との最近接位置（以下単に最近接
位置という）より感光体１移動方向下流側における帯電
スリーブ２内に、前記第二の磁石体と同極性の第三の磁
石体（以下シールド補助極Ａ2という）を配した点、前
記シールド補助極Ａ2の帯電スリーブ２上での最大磁束
密度位置Ｑ3が下記１）式の角度範囲に位置するように
前記シールド補助極Ａ2を配設した点、を特徴とするも
のである。６０° ＜θ≦＋９０° …１） （帯電スリーブ軸心Ｏ2を中心として軸心Ｏ2から最近接
位置の点を結ぶ線の方向を０°とし、０゜より感光体移
動方向下流側への振れ角θ 4 をプラスに設定する。）
【００１０】
【作用】本発明によれば図１に示すように前記シールド
補助極Ａ2の最大磁束密度位置Ｑ3を６０°＜θ≦＋９０
°の範囲に設定しシールド極Ａ2より感光体移動方向上
流側で且つ感光体１の帯電領域上の帯電スリーブ２内
に、前記対向極Ｂ 1 と逆極性の第一の磁石体（以下主極
Ａ 1 という）を固定配置する事により、感光体ドラムの
静電気力の作用により生じる漏洩を有効に阻止できる。
つまり図１（Ｂ）に示すように感光体１背面側の対向極
Ｂ1上の点Ｐに形成される図上上向きの磁気力の合成ベ
クトルＦｍ1（点Ｐにおける主極Ａ1、対向極Ｂ1の磁界
の強さＨがＨA1＞ＨB1となっているために主極Ａ 1 への
吸引力が働く）と感光体背面側への磁気力の合成ベクト
ルＦｍ2との合成ベクトルＦｍが図上左上の方向へ向
き、感光体移動方向に抗した力が働くため磁性粒子群４
から感光体の非帯電領域への漏洩を阻止し帯電領域側に
該粒子４を維持することが可能となる。この結果、絶縁
シートその他の機械的漏洩阻止手段を用いなくても単に
磁気封止のみで帯電領域からの洩出を有効に阻止し得
る。この帯電スリーブ２は固定スリーブにより構成して
も良いが、固定スリーブで構成すると前記帯電ギャップ
が隘路となって帯電領域上流側よりの背圧により漏洩が
生じる恐れがある。従って前記帯電スリーブ２は感光体
移動方向に対しアゲインスト方向に回転させることによ
り前記漏洩が一層有効に阻止し得る。この際、前述の通
り前記主極Ａ1と対向極Ｂ1により磁気力の合成ベクトル
Ｆｍ1が形成されるが、該合成ベクトルＦｍ1を下記２）
式の範囲に設定する事により、前記ギャップ５が隘路と
なった磁性粒子４が、感光体１側より帯電スリーブ２側
に円滑に吸上げられ、前記帯電スリーブ２のアゲインス
ト回転とともに、帯電領域内での円滑な循環が可能とな
り、前記漏洩の有効阻止と共に、長期使用によっても該
粒子の劣化が生じることはない。 ｜Ｆｍ2・ｃｏｓθ3｜＜｜Ｆｍ1｜ …２） （最近接点Ｐよりスリーブ２側へ向う方向を正、感光体
背面方向を負とする。） Ｆｍ2：シールド補助極Ａ 2 により形成される磁気力のベ
クトル。
補助極Ａ2の最大磁束密度位置Ｑ3を６０°＜θ≦＋９０
°の範囲に設定しシールド極Ａ2より感光体移動方向上
流側で且つ感光体１の帯電領域上の帯電スリーブ２内
に、前記対向極Ｂ 1 と逆極性の第一の磁石体（以下主極
Ａ 1 という）を固定配置する事により、感光体ドラムの
静電気力の作用により生じる漏洩を有効に阻止できる。
つまり図１（Ｂ）に示すように感光体１背面側の対向極
Ｂ1上の点Ｐに形成される図上上向きの磁気力の合成ベ
クトルＦｍ1（点Ｐにおける主極Ａ1、対向極Ｂ1の磁界
の強さＨがＨA1＞ＨB1となっているために主極Ａ 1 への
吸引力が働く）と感光体背面側への磁気力の合成ベクト
ルＦｍ2との合成ベクトルＦｍが図上左上の方向へ向
き、感光体移動方向に抗した力が働くため磁性粒子群４
から感光体の非帯電領域への漏洩を阻止し帯電領域側に
該粒子４を維持することが可能となる。この結果、絶縁
シートその他の機械的漏洩阻止手段を用いなくても単に
磁気封止のみで帯電領域からの洩出を有効に阻止し得
る。この帯電スリーブ２は固定スリーブにより構成して
も良いが、固定スリーブで構成すると前記帯電ギャップ
が隘路となって帯電領域上流側よりの背圧により漏洩が
生じる恐れがある。従って前記帯電スリーブ２は感光体
移動方向に対しアゲインスト方向に回転させることによ
り前記漏洩が一層有効に阻止し得る。この際、前述の通
り前記主極Ａ1と対向極Ｂ1により磁気力の合成ベクトル
Ｆｍ1が形成されるが、該合成ベクトルＦｍ1を下記２）
式の範囲に設定する事により、前記ギャップ５が隘路と
なった磁性粒子４が、感光体１側より帯電スリーブ２側
に円滑に吸上げられ、前記帯電スリーブ２のアゲインス
ト回転とともに、帯電領域内での円滑な循環が可能とな
り、前記漏洩の有効阻止と共に、長期使用によっても該
粒子の劣化が生じることはない。 ｜Ｆｍ2・ｃｏｓθ3｜＜｜Ｆｍ1｜ …２） （最近接点Ｐよりスリーブ２側へ向う方向を正、感光体
背面方向を負とする。） Ｆｍ2：シールド補助極Ａ 2 により形成される磁気力のベ
クトル。
【００１１】そして前記効果は帯電ギャップ位置で帯電
スリーブ２側に粒子が移動することにより始めて達成し
得るもので、最近接点Ｐ上におけるＦｍを図上左上方向
に向け有効に磁性粒子の吸上げ、かつ漏洩を防止ができ
る。
スリーブ２側に粒子が移動することにより始めて達成し
得るもので、最近接点Ｐ上におけるＦｍを図上左上方向
に向け有効に磁性粒子の吸上げ、かつ漏洩を防止ができ
る。
【００１２】尚条件を最も有効に達成するには夫々の磁
石体の半値幅にもよるが、前記対向極Ｂ1の最大磁束密
度位置Ｑ1は最近接点Ｐより感光体１回転方向上流側の
角度θ1を０°〜−３５°の範囲に設定するのが良く、
更に前記主極Ａ1の最大磁束密度位置Ｑ2は最近接点Ｐを
挟んで−２０°〜＋５°の範囲に設定するのが良い。
（ただし各軸心Ｏ1−Ｏ2を結ぶ線のうち、最近接点より
帯電スリーブ軸心Ｏ2側の方向を０°とし、感光体回転
方向上流側をマイナス角度、下流側をプラス角度とす
る。）
石体の半値幅にもよるが、前記対向極Ｂ1の最大磁束密
度位置Ｑ1は最近接点Ｐより感光体１回転方向上流側の
角度θ1を０°〜−３５°の範囲に設定するのが良く、
更に前記主極Ａ1の最大磁束密度位置Ｑ2は最近接点Ｐを
挟んで−２０°〜＋５°の範囲に設定するのが良い。
（ただし各軸心Ｏ1−Ｏ2を結ぶ線のうち、最近接点より
帯電スリーブ軸心Ｏ2側の方向を０°とし、感光体回転
方向上流側をマイナス角度、下流側をプラス角度とす
る。）
【００１３】そして前記作用は前記磁性粒子４群の体積
固有抵抗を１０3〜１０8Ω・ｃｍの範囲に設定すること
により有効に達成できる。けだし１０3Ω・ｃｍ以下で
は感光体１表面上にピンホールが出来るのみならず、帯
電開始時及び停止時の時定数の関係で感光体１の軸端側
における前記磁石体の境界線上でキャリア引きが生じ、
又１０8Ω・ｃｍ以上では円滑な粒子帯電が不可能にな
る。この場合この体積固有抵抗は、底部に電極を有する
内径２０ｍｍのテフロン製筒体に、前記粒子を１．５ｇ
入れ、上部より外径２０ｍｍφの電極を挿入した後、該
電極上面に１Ｋｇの荷重を印加して測定した値である。
固有抵抗を１０3〜１０8Ω・ｃｍの範囲に設定すること
により有効に達成できる。けだし１０3Ω・ｃｍ以下で
は感光体１表面上にピンホールが出来るのみならず、帯
電開始時及び停止時の時定数の関係で感光体１の軸端側
における前記磁石体の境界線上でキャリア引きが生じ、
又１０8Ω・ｃｍ以上では円滑な粒子帯電が不可能にな
る。この場合この体積固有抵抗は、底部に電極を有する
内径２０ｍｍのテフロン製筒体に、前記粒子を１．５ｇ
入れ、上部より外径２０ｍｍφの電極を挿入した後、該
電極上面に１Ｋｇの荷重を印加して測定した値である。
【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２
に基づいて本発明の実施例に係る帯電装置の構成につい
て説明する。帯電装置は前記したように図上右方向に回
転する感光体ドラム１に対し０．５ｍｍ程度の帯電ギャ
ップ５（最近接間隔）を介して帯電領域位置で前記感光
体ドラム１と互いに反対方向、即ちアゲインスト方向
（図上左方向、尚回転軸から見た場合はいずれも同一回
転方向となる。）に回転可能により非磁性の帯電スリー
ブ２を配設すると共に、該スリーブ２の背面側の帯電領
域下流側に固定配置した磁石集成体３を配設する。尚、
７は不図示の導電ブレード若しくは非磁性スリーブ２を
介して導電性磁性粒子群４に現像バイアスを印加させる
バイアス電源である。
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２
に基づいて本発明の実施例に係る帯電装置の構成につい
て説明する。帯電装置は前記したように図上右方向に回
転する感光体ドラム１に対し０．５ｍｍ程度の帯電ギャ
ップ５（最近接間隔）を介して帯電領域位置で前記感光
体ドラム１と互いに反対方向、即ちアゲインスト方向
（図上左方向、尚回転軸から見た場合はいずれも同一回
転方向となる。）に回転可能により非磁性の帯電スリー
ブ２を配設すると共に、該スリーブ２の背面側の帯電領
域下流側に固定配置した磁石集成体３を配設する。尚、
７は不図示の導電ブレード若しくは非磁性スリーブ２を
介して導電性磁性粒子群４に現像バイアスを印加させる
バイアス電源である。
【００１５】次に本発明の要旨たる帯電スリーブ２と感
光体ドラム１の夫々の磁極配置について説明する。先ず
前記磁石集成体３には、前記帯電ギャップ５上若しくは
該帯電ギャップ５より僅かに帯電スリーブ２回転方向上
流側に後記する感光体ドラム１背面側の対向磁極Ｂ1と
の間で主として磁性粒子４の漏洩を防止するために磁気
シールを行うＮ極の主極Ａ1、更に主極Ａ1の帯電スリー
ブ２回転方向上流側に前記磁気シールの補助を行うＳ極
の磁石体（以下シールド補助極Ａ2という）、又主極Ａ1
の帯電スリーブ２回転方向下流側にはスリーブ２上に約
５０ガウス以下の小さな磁力しか持たない無磁力帯域Ａ
４を形成し、スリーブ２のアゲインスト回転によりスリ
ーブ２表面に担持されながら搬送されるＳ極の磁石体Ａ
3で搬送して磁性粒子４を無磁力体域Ａ4にきたときに帯
電領域上流側の感光体ドラム１側に落下させる構成とす
る。
光体ドラム１の夫々の磁極配置について説明する。先ず
前記磁石集成体３には、前記帯電ギャップ５上若しくは
該帯電ギャップ５より僅かに帯電スリーブ２回転方向上
流側に後記する感光体ドラム１背面側の対向磁極Ｂ1と
の間で主として磁性粒子４の漏洩を防止するために磁気
シールを行うＮ極の主極Ａ1、更に主極Ａ1の帯電スリー
ブ２回転方向上流側に前記磁気シールの補助を行うＳ極
の磁石体（以下シールド補助極Ａ2という）、又主極Ａ1
の帯電スリーブ２回転方向下流側にはスリーブ２上に約
５０ガウス以下の小さな磁力しか持たない無磁力帯域Ａ
４を形成し、スリーブ２のアゲインスト回転によりスリ
ーブ２表面に担持されながら搬送されるＳ極の磁石体Ａ
3で搬送して磁性粒子４を無磁力体域Ａ4にきたときに帯
電領域上流側の感光体ドラム１側に落下させる構成とす
る。
【００１６】又前記帯電スリーブ２と感光体ドラム１に
挟まれる帯電領域上には導電性磁性粒子群４を介在させ
る。前記磁性粒子４は、好ましくは体積固有抵抗を１０
3〜１０8Ω・ｃｍの範囲に設定するのがよく、より好ま
しくは、１０4〜１０8Ω・ｃｍに設定する。又、粒子径
は平均粒径が１０〜３０μｍの範囲でよく、より好まし
くは１０μｍ〜２５μｍの範囲で任意に設定される。
挟まれる帯電領域上には導電性磁性粒子群４を介在させ
る。前記磁性粒子４は、好ましくは体積固有抵抗を１０
3〜１０8Ω・ｃｍの範囲に設定するのがよく、より好ま
しくは、１０4〜１０8Ω・ｃｍに設定する。又、粒子径
は平均粒径が１０〜３０μｍの範囲でよく、より好まし
くは１０μｍ〜２５μｍの範囲で任意に設定される。
【００１７】一方、感光体ドラム１の背面側には、前記
主極Ａ1の対向位置より僅かに感光体ドラム１回転方向
上流側の帯電領域下流部にＳ極の磁石体（以下対向極Ｂ
1という）と、前記対向極Ｂ1に隣接させて帯電領域上流
側に感光体ドラム１の面と水平な磁場（以下「水平磁
場」という）を形成するためのＮ極の磁石体（以下隣接
極Ｂ2という）とを隣接配置し、前記主極Ａ1と対向極Ｂ
1との間で感光体ドラム面に垂直な磁場（以下「垂直磁
場」という）を、又対向極Ｂ1と隣接極Ｂ2との間で感光
体ドラム１上に水平磁場を形成する。
主極Ａ1の対向位置より僅かに感光体ドラム１回転方向
上流側の帯電領域下流部にＳ極の磁石体（以下対向極Ｂ
1という）と、前記対向極Ｂ1に隣接させて帯電領域上流
側に感光体ドラム１の面と水平な磁場（以下「水平磁
場」という）を形成するためのＮ極の磁石体（以下隣接
極Ｂ2という）とを隣接配置し、前記主極Ａ1と対向極Ｂ
1との間で感光体ドラム面に垂直な磁場（以下「垂直磁
場」という）を、又対向極Ｂ1と隣接極Ｂ2との間で感光
体ドラム１上に水平磁場を形成する。
【００１８】即ち、前記対向配置される主極Ａ1と対向
極Ｂ1を感光体ドラム１回転方向における帯電領域下流
側に配し、両磁石体Ａ1、Ｂ1間に形成される垂直磁場に
より前記磁性粒子群４を磁気保持させ、又隣接極Ｂ2を
対向極Ｂ1に隣接させて帯電領域上流側に配置させ、両
磁石体Ｂ2、Ｂ1間に主として形成される感光体ドラム１
上の水平磁場により前記磁性粒子群４を感光体ドラム１
上に密着させる。
極Ｂ1を感光体ドラム１回転方向における帯電領域下流
側に配し、両磁石体Ａ1、Ｂ1間に形成される垂直磁場に
より前記磁性粒子群４を磁気保持させ、又隣接極Ｂ2を
対向極Ｂ1に隣接させて帯電領域上流側に配置させ、両
磁石体Ｂ2、Ｂ1間に主として形成される感光体ドラム１
上の水平磁場により前記磁性粒子群４を感光体ドラム１
上に密着させる。
【００１９】更に具体的に前記夫々の磁極の磁極配置に
ついて図１（Ａ）を用いて詳細に説明する。シールド補
助極Ａ2は主極Ａ1に対し帯電スリーブ回転方向上流側に
して、該シールド補助極Ａ2の帯電スリーブ上での最大
磁束密度位置Ｑ3が前記１）式の範囲（６０°〜９０
°）に設定するのが良い。（帯電スリーブ軸心Ｏ2を中
心として、軸心Ｏ2から最近接点Ｐへ結ぶ線の方向を０
°とし、０°より感光体移動方向下流側への振れ角θ4
をプラスに設定する。） 主極Ａ1は、主極Ａ1の帯電スリーブ上における最大磁束
密度位置Ｑ2が、又前記対向極Ｂ1の感光体ドラム上にお
ける最大磁束密度位置Ｑ1より感光体ドラム回転方向下
流側に位置するように構成すると共に、具体的には、Ｑ
2が最近接点Ｐを挟んで−２０°〜＋５°の範囲で、よ
り好ましくは−１０°〜＋５°の範囲に設定するのが良
い。又対向極Ｂ1は、最大磁束密度位置Ｑ1を最近接点Ｐ
より感光体ドラム回転方向上流側で且つ０°〜−３０°
の範囲に前記主極Ａ1の前記最近接点Ｐ上における磁束
密度が、前記対向極Ｂ1の前記最近接点Ｐ上における磁
束密度より大になる如く配設する。なお角度の定義につ
いては作用の欄で示した通りである。又前記主極Ａ1と
対向極Ｂ1との関係は、帯電スリーブ軸心Ｏ2と前記主極
Ａ1の最大磁束密度位置Ｑ2を結ぶ線と、前記感光体ドラ
ム軸心Ｏ1と対向極Ｂ1の最大磁束密度位置Ｑ1を結ぶ線
の狭角を０〜５０°に設定する。
ついて図１（Ａ）を用いて詳細に説明する。シールド補
助極Ａ2は主極Ａ1に対し帯電スリーブ回転方向上流側に
して、該シールド補助極Ａ2の帯電スリーブ上での最大
磁束密度位置Ｑ3が前記１）式の範囲（６０°〜９０
°）に設定するのが良い。（帯電スリーブ軸心Ｏ2を中
心として、軸心Ｏ2から最近接点Ｐへ結ぶ線の方向を０
°とし、０°より感光体移動方向下流側への振れ角θ4
をプラスに設定する。） 主極Ａ1は、主極Ａ1の帯電スリーブ上における最大磁束
密度位置Ｑ2が、又前記対向極Ｂ1の感光体ドラム上にお
ける最大磁束密度位置Ｑ1より感光体ドラム回転方向下
流側に位置するように構成すると共に、具体的には、Ｑ
2が最近接点Ｐを挟んで−２０°〜＋５°の範囲で、よ
り好ましくは−１０°〜＋５°の範囲に設定するのが良
い。又対向極Ｂ1は、最大磁束密度位置Ｑ1を最近接点Ｐ
より感光体ドラム回転方向上流側で且つ０°〜−３０°
の範囲に前記主極Ａ1の前記最近接点Ｐ上における磁束
密度が、前記対向極Ｂ1の前記最近接点Ｐ上における磁
束密度より大になる如く配設する。なお角度の定義につ
いては作用の欄で示した通りである。又前記主極Ａ1と
対向極Ｂ1との関係は、帯電スリーブ軸心Ｏ2と前記主極
Ａ1の最大磁束密度位置Ｑ2を結ぶ線と、前記感光体ドラ
ム軸心Ｏ1と対向極Ｂ1の最大磁束密度位置Ｑ1を結ぶ線
の狭角を０〜５０°に設定する。
【００２０】次にかかる実施例の作用を図１（Ｂ）、図
２を用いて簡単に説明すると、前記帯電領域に位置する
磁性粒子群４は、対向極Ｂ1と隣接極Ｂ2間の水平磁場４
Ａ上で感光体ドラム１上に密着して付着され、この状態
で感光体ドラム１が時計周りに回転すると、水平磁場４
Ａ上で感光体ドラム１への帯電を行ない帯電ギャップ５
に近づくにつれて急速に帯電電位を上げ帯電ギャップ５
側へ移動する。該帯電ギャップ５位置では磁性粒子群４
はシールド補助極Ａ2により対向極Ｂ1との間で反発磁界
が生成され図１（Ｂ）に示す磁気力のベクトルＦｍ2が
発生する。この場合、点Ｐにおける各対向極Ｂ1、シー
ル補助極Ａ2の磁界の強さＨがＨA2＜ＨB1となるように
設定されている。しかしながら、これらに限定されず、
ＨA2＞ＨB1となっても良い。この場合は主極A1のＨA1が
他の極に比べて十分大きく設定されることが条件であ
る。更に前記感光体ドラムのスリーブ最近接点Ｐの法線
方向における、主極Ａ1と対向極Ｂ1により形成される磁
気力の合成ベクトルＦｍ1を帯電スリーブ２側に設定す
る。この場合、点Ｐにおける各主極Ａ1、対向極Ｂ1の磁
界の強さＨがＨA1＞ＨB1となるように設定される。ＨA1
＜ＨB1となるとＦｍ1が逆方向を向くため感光体からス
リーブへ磁性粒子４が移動しなくなる。これにより、Ｆ
ｍ1とＦｍ2で作る合成ベクトルＦｍが感光体ドラムの静
電気力の作用により生じる漏洩を防止できる方向にベク
トルが作用することとなる。即ち具体的にはＦｍ1＞｜
Ｆｍ2・ｃｏｓθ3｜に設定する。この結果、前記帯電ギ
ャップ上の磁性粒子は帯電スリーブ２側に移動し且つ吸
着する。
２を用いて簡単に説明すると、前記帯電領域に位置する
磁性粒子群４は、対向極Ｂ1と隣接極Ｂ2間の水平磁場４
Ａ上で感光体ドラム１上に密着して付着され、この状態
で感光体ドラム１が時計周りに回転すると、水平磁場４
Ａ上で感光体ドラム１への帯電を行ない帯電ギャップ５
に近づくにつれて急速に帯電電位を上げ帯電ギャップ５
側へ移動する。該帯電ギャップ５位置では磁性粒子群４
はシールド補助極Ａ2により対向極Ｂ1との間で反発磁界
が生成され図１（Ｂ）に示す磁気力のベクトルＦｍ2が
発生する。この場合、点Ｐにおける各対向極Ｂ1、シー
ル補助極Ａ2の磁界の強さＨがＨA2＜ＨB1となるように
設定されている。しかしながら、これらに限定されず、
ＨA2＞ＨB1となっても良い。この場合は主極A1のＨA1が
他の極に比べて十分大きく設定されることが条件であ
る。更に前記感光体ドラムのスリーブ最近接点Ｐの法線
方向における、主極Ａ1と対向極Ｂ1により形成される磁
気力の合成ベクトルＦｍ1を帯電スリーブ２側に設定す
る。この場合、点Ｐにおける各主極Ａ1、対向極Ｂ1の磁
界の強さＨがＨA1＞ＨB1となるように設定される。ＨA1
＜ＨB1となるとＦｍ1が逆方向を向くため感光体からス
リーブへ磁性粒子４が移動しなくなる。これにより、Ｆ
ｍ1とＦｍ2で作る合成ベクトルＦｍが感光体ドラムの静
電気力の作用により生じる漏洩を防止できる方向にベク
トルが作用することとなる。即ち具体的にはＦｍ1＞｜
Ｆｍ2・ｃｏｓθ3｜に設定する。この結果、前記帯電ギ
ャップ上の磁性粒子は帯電スリーブ２側に移動し且つ吸
着する。
【００２１】そして帯電スリーブ２側に吸着した磁性粒
子４Ｂは、スリーブ２の回転に従って帯電領域上流側に
戻された後、前記磁石体Ａ４の下流側に設けた無着磁帯
Ａ４が帯電領域上流側に位置するようにレイアウトされ
ている為に、帯電領域上流側に搬送された前記磁性粒子
群４Ｃを磁気的に開放し、感光体ドラム１側に落下し、
磁性粒子４の循環が行なわれる。
子４Ｂは、スリーブ２の回転に従って帯電領域上流側に
戻された後、前記磁石体Ａ４の下流側に設けた無着磁帯
Ａ４が帯電領域上流側に位置するようにレイアウトされ
ている為に、帯電領域上流側に搬送された前記磁性粒子
群４Ｃを磁気的に開放し、感光体ドラム１側に落下し、
磁性粒子４の循環が行なわれる。
【００２２】次にかかる装置を用いた帯電ギャップ５よ
りの磁性粒子４の漏洩を実験により確認する。先ず本実
験条件について説明する。感光体ドラム１はＯＰＣドラ
ムを用い、その直径を３０ｍｍφ、その線速を２５ｍ／
ｓｅｃに設定する。帯電スリーブ２はアルミ管を用い、
その直径を１６ｍｍφ若しくは１２ｍｍφ、その線速を
８ｍ／ｓｅｃに設定する。磁性粒子４はその平均粒径が
１８．０μｍ、体積固有抵抗が５×１０6・Ω・ｃｍの
フェライトコア粒子を用い、１ｋＯｅの磁場での最大磁
化を６０ｅｍｕ／ｇ、比誘電率Σｒを１８に設定する。
そして帯電バイアス電源７に４００Ｖを印加し、感光体
表面電位が３５０Ｖに設定する。
りの磁性粒子４の漏洩を実験により確認する。先ず本実
験条件について説明する。感光体ドラム１はＯＰＣドラ
ムを用い、その直径を３０ｍｍφ、その線速を２５ｍ／
ｓｅｃに設定する。帯電スリーブ２はアルミ管を用い、
その直径を１６ｍｍφ若しくは１２ｍｍφ、その線速を
８ｍ／ｓｅｃに設定する。磁性粒子４はその平均粒径が
１８．０μｍ、体積固有抵抗が５×１０6・Ω・ｃｍの
フェライトコア粒子を用い、１ｋＯｅの磁場での最大磁
化を６０ｅｍｕ／ｇ、比誘電率Σｒを１８に設定する。
そして帯電バイアス電源７に４００Ｖを印加し、感光体
表面電位が３５０Ｖに設定する。
【００２３】又前記夫々の磁極の磁束密度は、対向極Ｂ
1と隣接極Ｂ2の夫々の感光体ドラム１上での最大磁束密
度を夫々Ｓ６３０Ｇ、Ｎ７３０Ｇ、更に主極Ａ1とシー
ルド極Ａ2の夫々の帯電スリーブ２上での最大磁束密度
を夫々Ｎ９００Ｇ又はＳ７７０Ｇに夫々設定する。そし
て、帯電スリーブ２に１２ｍｍφのアルミ管を用い、主
極Ａ1を０°（最大磁束密度をＮ９００Ｇ）、対向極Ｂ1
を−２０°及びシールド極Ａ2を９０°に夫々設定した
場合、シールド極Ａ2と対向極Ｂ1により形成される最近
接点Ｐ上における磁気力の合成ベクトルＦｍ2とその強
さをシミュレーションにより確認したところ、図１
（Ｂ）に示すように感光体ドラム側に向け軸心に対する
振れ角θ3は、７４°にて矢印方向に形成すると共に、
その磁気強度が−３．８２×１０-5(dyn)であった。
（最近接点Ｐにおける法線方向を正とする。）
1と隣接極Ｂ2の夫々の感光体ドラム１上での最大磁束密
度を夫々Ｓ６３０Ｇ、Ｎ７３０Ｇ、更に主極Ａ1とシー
ルド極Ａ2の夫々の帯電スリーブ２上での最大磁束密度
を夫々Ｎ９００Ｇ又はＳ７７０Ｇに夫々設定する。そし
て、帯電スリーブ２に１２ｍｍφのアルミ管を用い、主
極Ａ1を０°（最大磁束密度をＮ９００Ｇ）、対向極Ｂ1
を−２０°及びシールド極Ａ2を９０°に夫々設定した
場合、シールド極Ａ2と対向極Ｂ1により形成される最近
接点Ｐ上における磁気力の合成ベクトルＦｍ2とその強
さをシミュレーションにより確認したところ、図１
（Ｂ）に示すように感光体ドラム側に向け軸心に対する
振れ角θ3は、７４°にて矢印方向に形成すると共に、
その磁気強度が−３．８２×１０-5(dyn)であった。
（最近接点Ｐにおける法線方向を正とする。）
【００２４】一方最近接点Ｐ上における、主極Ａ1と対
向極Ｂ1により形成される法線方向の磁気力の合成ベク
トルＦｍ1は５．６２×１０-4(dyn)であり、従って前記
２）式を満足する。
向極Ｂ1により形成される法線方向の磁気力の合成ベク
トルＦｍ1は５．６２×１０-4(dyn)であり、従って前記
２）式を満足する。
【００２５】この状態で、感光体ドラム１と帯電スリー
ブ２を前記線速で回し、磁性粒子４の漏洩状態を調べた
所、全く漏洩がなく円滑な循環が行なわれてた事が確認
された。
ブ２を前記線速で回し、磁性粒子４の漏洩状態を調べた
所、全く漏洩がなく円滑な循環が行なわれてた事が確認
された。
【００２６】次に帯電スリーブ２に１６ｍｍφのアルミ
管を用い、主極Ａ1を０°（最大磁束密度をＮ１１００
Ｇ）、対向極Ｂ1を−２０°及びシールド極Ａ2を６０°
に夫々設定した場合、シールド極Ａ2と対向極Ｂ1により
形成される最近接点Ｐ上における磁気力の合成ベクトル
Ｆｍ2方向とその強さをシミュレーションにより確認し
たところ、図２に示すように感光体ドラム側に向け軸心
に対する振れ角θ3は、４４．６°にて矢印方向に形成
すると共に、その磁気強度が−２．６２×１０-5(dyn)
であった。（最近接点Ｐにおける法線方向を正とす
る。）
管を用い、主極Ａ1を０°（最大磁束密度をＮ１１００
Ｇ）、対向極Ｂ1を−２０°及びシールド極Ａ2を６０°
に夫々設定した場合、シールド極Ａ2と対向極Ｂ1により
形成される最近接点Ｐ上における磁気力の合成ベクトル
Ｆｍ2方向とその強さをシミュレーションにより確認し
たところ、図２に示すように感光体ドラム側に向け軸心
に対する振れ角θ3は、４４．６°にて矢印方向に形成
すると共に、その磁気強度が−２．６２×１０-5(dyn)
であった。（最近接点Ｐにおける法線方向を正とす
る。）
【００２７】一方最近接点Ｐ上における、主極Ａ1と対
向極Ｂ1及びシールド極Ａ2により形成される法線方向の
磁気力の合成ベクトルＦｍ1は７．１５×１０-4(dyn)で
あり、従ってこの場合も前記２）式を満足する。この状
態で感光体ドラム１と帯電スリーブ２を前記線速で回
し、磁性粒子４の漏洩状態を調べた所、全く漏洩がなく
円滑な循環が行なわれ、これにより本発明の作用が確認
された。
向極Ｂ1及びシールド極Ａ2により形成される法線方向の
磁気力の合成ベクトルＦｍ1は７．１５×１０-4(dyn)で
あり、従ってこの場合も前記２）式を満足する。この状
態で感光体ドラム１と帯電スリーブ２を前記線速で回
し、磁性粒子４の漏洩状態を調べた所、全く漏洩がなく
円滑な循環が行なわれ、これにより本発明の作用が確認
された。
【００２８】
【効果】以上記載のごとく本発明によれば、粒子帯電に
おける磁性粒子４の漏洩等が生じることなく又長期使用
によっても帯電剤が劣化する事なく長期に亙って安定し
た帯電能を確保し得る。又本発明によれば、磁性粒子の
循環を良好に確保出来る帯電装置として適用される。更
に本発明によれば、製造上からも、使用者側からも、更
に環境にも十分配慮することが出来、極めて実用性の高
い帯電装置が得る事の出来る。等の種々の著効を有す。
おける磁性粒子４の漏洩等が生じることなく又長期使用
によっても帯電剤が劣化する事なく長期に亙って安定し
た帯電能を確保し得る。又本発明によれば、磁性粒子の
循環を良好に確保出来る帯電装置として適用される。更
に本発明によれば、製造上からも、使用者側からも、更
に環境にも十分配慮することが出来、極めて実用性の高
い帯電装置が得る事の出来る。等の種々の著効を有す。
【図１】（Ａ）は本発明の基本構成図と、（Ｂ）は各磁
極の感光体ドラム上の最近接点における磁気力の合成ベ
クトルを示す説明図である。
極の感光体ドラム上の最近接点における磁気力の合成ベ
クトルを示す説明図である。
【図２】本発明の実施例に係る帯電装置を示す。
【図３】従来技術に係る帯電装置を示す表図である。
１ 感光体ドラム ２ 帯電スリーブ ３ 前記磁石集成体 ４ 磁性粒子 ５ 帯電ギャップ Ｐ 最近接点 Ａ1 主極 Ｂ1 対向極 Ａ2 シールド補助極
Claims (3)
- 【請求項１】 感光体の帯電領域上に、該感光体に向け
て固定配置した第一の磁石体（以下主極Ａ1という）を
内包する非磁性帯電スリーブを、又前記帯電領域上に位
置する感光体の背面側に第二の磁石体（以下対向極Ｂ1
という）を配し、前記両磁石体により形成した磁場の作
用により前記帯電スリーブ上に担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帯電装置において、 前記帯電スリーブと感光体の最近接位置における最近接
点Ｐより感光体移動方向下流側における帯電スリーブ内
に、前記第二の磁石体と同極性の第三の磁石体（以下シ
ールド補助極Ａ2という）を配置するとともに、 該シールド補助極Ａ2の帯電スリーブ上での最大磁束密
度位置Ｑ3が下記１）式の角度範囲に位置するように前
記シールド補助極Ａ2を配設したことを特徴とする帯電
装置。 ＋６０°＜θ≦＋９０° …１） （帯電スリーブ軸心Ｏ2を中心として、軸心Ｏ2から最近
接点Ｐへ結ぶ線の方向を０°とし、０゜より感光体移動
方向下流側への振れ角θ4をプラスに設定する。） - 【請求項２】 前記帯電スリーブを感光体移動方向に対
しアゲインスト方向に回転させるように構成したことを
特徴とする請求項１記載の帯電装置。 - 【請求項３】 感光体の帯電領域上に、該感光体に向け
て固定配置した第一の磁石体（以下主極Ａ1という）を
内包する非磁性帯電スリーブを、又前記帯電領域上に位
置する感光体の背面側に第二の磁石体（以下対向極Ｂ1
という）を配し、前記両磁石体により形成した磁場の作
用により前記帯電スリーブ上に担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帯電装置において、 前記帯電スリーブと感光体の最近接位置における最近接
点Ｐより感光体移動方向下流側における帯電スリーブ内
に、前記第二の磁石体と同極性の第三の磁石体（以下シ
ールド補助極Ａ2という）を配置するとともに、 前記感光体上のスリーブ最近接点Ｐにおける法線方向
に、前記主極Ａ1と対向極Ｂ1により形成される磁気力の
合成ベクトル長さＦｍ1を下記２）式の範囲に設定した
事を特徴とする帯電装置。｜Ｆｍ2・ｃｏｓθ3｜＜｜Ｆ
ｍ1｜ …２） Ｆｍ2：シールド補助極Ａ2により形成される磁気力のベ
クトル
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2325094A JP3240026B2 (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 帯電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2325094A JP3240026B2 (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 帯電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07209963A JPH07209963A (ja) | 1995-08-11 |
| JP3240026B2 true JP3240026B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=12105358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2325094A Expired - Fee Related JP3240026B2 (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 帯電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3240026B2 (ja) |
-
1994
- 1994-01-25 JP JP2325094A patent/JP3240026B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07209963A (ja) | 1995-08-11 |
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