JP3246306B2 - 帯電装置、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ - Google Patents

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、画像形
成装置、及びプロセスカートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば電子写真装置（複写機・プ
リンタ・ファクシミリなど）、静電記録装置等の画像形
成装置において、電子写真感光体・静電記録誘電体、転
写材、その他の被帯電体を帯電処理（除電処理も含む）
する手段としてはコロナ帯電器を用いた「コロナ帯電方
式」が使用されてきた。近年は、「接触帯電方式」の帯
電装置が実用化されている。またオゾンレスで、低電力
の「接触注入帯電（電荷注入帯電）方式」の帯電装置も
開発されている。

【０００３】Ａ）コロナ帯電方式 被帯電体にコロナ帯電器を非接触に対向配設して、コロ
ナ帯電器から放出されるコロナに被帯電体をさらして被
帯電体面を所定の極性・電位に帯電させるものである。

【０００４】Ｂ）接触帯電方式 ローラ型・ブレード型・ブラシ型・磁気ブラシ等の帯電
部材を被帯電体に当接させ、該帯電部材に電圧を印加し
て被帯電体面を帯電させるもので、低オゾン、低電力を
目的としており、中でも特に帯電部材として導電ローラ
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
点でオフィス環境にも好ましいので特に近年広く用いら
れるようになってきた。

【０００５】ローラ帯電では、導電性の弾性ローラ（帯
電ローラ）を被帯電体に加圧当接させ、これに電圧を印
加することによって被帯電体の帯電を行なう。

【０００６】具体的には、帯電は帯電部材から被帯電体
への放電によって行なわれるため、ある閾値電圧以上の
電圧を印加することによって帯電が開始される。例を示
すと、被帯電体としての厚さ２５μｍの電子写真ＯＰＣ
感光体に対して帯電ローラを加圧当接させた場合には、
約６４０Ｖ以上の電圧を印加すれば感光体の表面電位が
上昇し始め、それ以降は印加電圧に対して傾き１で線形
に感光体表面電位が増加する。この閾値電圧を帯電開始
電圧Ｖｔｈと定義する。

【０００７】つまり、電子写真に必要とされる感光体表
面電位Ｖｄを得るためには帯電ローラにはＶｄ＋Ｖｔｈ
という必要とされる表面電位Ｖｄ以上のＤＣ電圧（直流
電圧）が必要となる。このようにしてＤＣ電圧のみを接
触帯電部材に印加して帯電を行なう方法をＤＣバイアス
方式（ＤＣ帯電方式）と称する。

【０００８】しかし、ＤＣバイアス方式においては環境
変動等によって接触帯電部材の抵抗値が変動するため、
また被帯電体としての感光体が繰り返し使用につれて削
れていくことによって膜厚が変化すると帯電開始電圧Ｖ
ｔｈが変動するため、感光体の帯電電位を所望の値にす
ることが難しかった。

【０００９】このため、更なる帯電の均一化を図るため
に特開昭６３−１４９６６９号公報に開示されるよう
に、所望の被帯電体表面電位Ｖｄに相当するＤＣ電圧に
２×Ｖｔｈ以上のピーク間電圧を持つＡＣ成分（交流電
圧成分）を重畳した振動電圧（時間とともに電圧値が周
期的に変化する電圧）を接触帯電部材に印加して帯電を
行なうＡＣバイアス方式（ＡＣ帯電方式）が用いられ
る。これは、ＡＣ成分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】しかし、上述の接触帯電方式においてＤＣ
バイアス方式でもＡＣバイアス方式でも、その本質的な
帯電機構は、帯電部材から被帯電体への放電現象を用い
ているため、先に述べたように帯電部材に印加する電圧
は被帯電体の所望の表面電位Ｖｄ以上の値が必要とさ
れ、微量のオゾンは発生する。また、帯電均一化のため
にＡＣバイアス方式を行なった場合にはさらなるオゾン
の発生、ＡＣ電圧の電界による帯電部材と被帯電体の振
動騒音（ＡＣ帯電音）の発生、また放電による被帯電体
表面の劣化等が顕著になり、新たな問題点となってい
た。

【００１１】Ｃ）接触注入帯電方式 そこで新たな帯電方式として、被帯電体（感光体）への
電荷の直接注入による帯電方式が特開平６−３９２１号
公報に開示されている。

【００１２】この接触注入帯電方式は、帯電ローラ、帯
電ブラシ、帯電磁気ブラシ等の接触帯電部材に電圧を印
加し、被帯電体としての感光体表面にある電荷注入層の
導電粒子に電荷を注入して帯電を行なう方法である。

【００１３】この帯電方式では、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
Ｖｄ分のみであり、オゾンの発生量も上記Ｂ）の接触帯
電方式におけるローラ帯電方式の１０分の１以下と優れ
ている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】主に電荷注入によって
被帯電体表面を帯電する注入帯電では、プロセススピー
ドが速い場合や帯電ニップ幅が狭い場合、また耐久後等
は帯電ニップを一回通過しただけでは、接触帯電部材に
印加したバイアスまで被帯電体の表面を帯電することが
できないことがある。また接触帯電部材が磁気ブラシで
ある場合において、このように帯電が十分に行われず、
磁気ブラシと被帯電体表面との間に電位差が生じた場
合、磁気ブラシ先端のキャリア（導電磁性粒子）が静電
気力によって被帯電体に付着するという問題が発生して
しまう。磁気ブラシ帯電において、被帯電体へのキャリ
ア付着もれが生じると、接触帯電部材である磁気ブラシ
のキャリアが徐々に減少し、画像形成装置にあっては徐
々に帯電不良などによる画像不良が生じるため、長期に
渡って安定に使用できない。

【００１５】上記のような問題は接触帯電部材として磁
気ブラシを用いた、注入帯電以外の接触帯電においても
同様である。

【００１６】そこで本発明は、被帯電体に電圧を印加し
た磁気ブラシを当接させて帯電を行なう磁気ブラシ帯電
装置、該帯電装置を具備した機器について、短い時間で
被帯電体表面電位を所望の電位にすることができ、また
静電気力に起因するキャリア付着もれを極力抑えて、初
期から長時間経過の後でも安定した帯電性能を得られる
ようにすることを目的とする。

【００１７】

【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、画像形成装置、及びプロセスカー
トリッジである。

【００１８】（１）被帯電体に磁気ブラシを当接させて
帯電を行なう帯電装置において、被帯電体と磁気ブラシ
との当接部である帯電ニップにおいて、被帯電体面移動
方向上流側で磁気ブラシに印加する第１の直流バイアス
は、被帯電体面移動方向下流側で磁気ブラシに印加する
第２の直流バイアスと同極性でかつ第２の直流バイアス
よりも絶対値が大きいことを特徴とする帯電装置。

【００１９】（２）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おこなって帯電することを特
徴とする（１）に記載の帯電装置。

【００２０】（３）帯電ニップの被帯電体面移動方向上
流側で印加するバイアスが、直流バイアスに交流バイア
スを重畳したものであることを特徴とする（１）または
（２）に記載の帯電装置。 （４）像担持体に該像担持体面を帯電する工程を含む画
像形成プロセスを適用して画像形成を実行する画像形成
装置であり、該像担持体を帯電する工程手段が（１）乃
至（３）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。

【００２１】（５）画像形成装置本体に対して着脱自在
に装着されるプロセスカートリッジであり、（１）乃至
（３）の何れか１つに記載の帯電装置の少なくとも磁気
ブラシと、像担持体、現像装置、クリーニング装置の少
なくとも１つとを収容していることを特徴とするプロセ
スカートリッジ。

【００２２】〈作 用〉 接触帯電部材として磁気ブラシを用いた磁気ブラシ帯電
において、被帯電体と磁気ブラシとの当接部である帯電
ニップにおいて、被帯電体面移動方向上流側で磁気ブラ
シに印加する第１の直流バイアスは、被帯電体面移動方
向下流側で磁気ブラシに印加する第２の直流バイアスと
同極性でかつ第２の直流バイアスよりも絶対値が大きく
することで、帯電ニップを被帯電体面が移動していく過
程において被帯電体表面電位を最終的に収束させたい電
位へ早く到達させること、即ち短い時間で被帯電体表面
電位を所望の電位にすることが可能となり、プロセスス
ピードのアップや耐久安定性が望めると同時に、帯電ニ
ップ通過後の被帯電体表面電位と磁気ブラシとの電位差
がほとんど生じないため、磁気ブラシ側から被帯電体側
へのキャリア付着もれが抑えられて、初期から長時間経
過の後でも安定した帯電性能を得られる。

【００２３】

【発明の実施の形態】

（１）画像形成装置例 図１は画像形成装置の一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
ラシ帯電方式、プロセスカートリッジ着脱方式のレーザ
ービームプリンタである。

【００２４】１は像担持体（被帯電体）としての回転ド
ラム型の電子写真感光体（感光ドラム）である。本例の
ものは表面に電荷注入層を有するＯＰＣ感光体であり、
矢示の時計方向に所定のプロセススピード（周速度）を
もって回転駆動される。

【００２５】２はドラム（感光体）１に接触させた接触
帯電部材としての導電磁気ブラシ、Ｓ１１・Ｓ１２はこ
の磁気ブラシ２に帯電バイアスを印加する電源である。

【００２６】ドラム１は回転過程において、電圧が印加
された導電磁気ブラシ２による所定の極性（本例では負
極性）・電位の一様な一次帯電処理を接触注入帯電方式
で受け、次いで画像露光手段としての、本例の場合はレ
ーザーダイオード・ポリゴンミラー等を含む不図示のレ
ーザービームスキャナから出力される、目的の画像情報
の時系列電気ディジタル画素信号に対応して強度変調さ
れたレーザービームによる走査露光Ｌを受けることで、
回転ドラム１の周面に対して目的の画像情報に対応した
静電潜像が形成される。

【００２７】その静電潜像は現像装置３によりトナー像
として現像される。現像装置３は本例は磁性ー成分絶縁
トナー（ネガトナー）を用いた反転現像装置である。３
ａはマグネット３ｂを内包する直径１６ｍｍの非磁性現
像スリーブであり、この現像スリーブ３ａに上記のネガ
トナーをコートし、ドラム１表面との距離を３００μｍ
に固定した状態で、ドラム１と等速で回転させ、スリー
ブ３ａに現像バイアス電源Ｓ２より現像バイアス電圧を
印加する。電圧は、−５００ＶのＤＣ電圧と、周波数１
８００Ｈｚ、ピーク間電圧１６００Ｖの矩形のＡＣ電圧
を重畳したものを用い、スリーブ３ａとドラム１の間で
ジャンピング現像を行なわせる。

【００２８】一方、不図示の給紙部から被記録材として
の転写材Ｐが供給されて、回転ドラム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４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。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、その表面側に回転ドラム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。本例では転写ローラ４として抵抗値
５×１０⁸ Ωのものを用い、＋２０００ＶのＤＣ電圧を
印加して転写を行なった。

【００２９】トナー画像の転写を受けた転写材Ｐはドラ
ム１の面から分離されて熱定着方式等の定着装置５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。

【００３０】また転写材Ｐに対するトナー画像転写後の
ドラム面はクリーニング装置６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。

【００３１】本例の画像形成装置は、ドラム１・接触帯
電部材２・現像装置３・クリーニング装置６の４つのプ
ロセス機器をカートリッジ１０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カートリッジ方
式の装置である。９・９はこのプロセスカートリッジ１
０のプリンタ本体内での位置決め支持部材である。プロ
セスカートリッジ１０に包含させるプロセス機器の組み
合わせは上記に限られるものではない。

【００３２】（２）ドラム１ 本例の像担持体としてのドラム１は、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
ら順に設けた、表面に電荷注入層を有する直径３０ｍｍ
の負帯電のＯＰＣ感光体であり、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。

【００３３】第１層；下引き層であり、ドラム基体の欠
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２０
μｍの導電層である。

【００３４】第２層；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１０⁶ Ωｃｍ程
度に抵抗調整された、厚さ約１μｍの中抵抗層である。

【００３５】第３層；電荷発生層であり、ジスアゾ系の
顔料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。

【００３６】第４層；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はできず、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。

【００３７】第５層；電荷注入層であり、光硬化性のア
クリル樹脂に微粒子のＳｎＯ₂ 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。
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。

【００３８】図２のドラム１と導電磁性ブラシ２の構造
模型図において、１１は感光体のドラム基体、１２は電
荷輸送層、１３は電荷注入層、１３ａはこの電荷注入層
中に分散した導電粒子（ＳｎＯ₂ ）である。下引き層・
正電荷注入防止層・電荷発生層は図には省略してある。

【００３９】磁気ブラシ帯電器は、非磁性の導電スリー
ブ、これに内包されるマグネットロール、スリーブ上の
磁性粒子および帯電ニップ上流、下流に設けられた電極
板によって構成され、マグネットロールは固定、スリー
ブ表面が感光体と逆方向に回転する。

【００４０】ここで、スリーブはφ１６ｍｍ、長手方向
の長さが２３０ｍｍであり、フロート状態にしてある。

【００４１】（３）磁気ブラシ２ 接触帯電部材としての磁気ブラシ２は、図２の構造模型
図のように固定支持させたマグネットロール２２と、こ
れに回転可能にフロート状態に外嵌させた、φ１６ｍ
ｍ、長手方向の長さが２３０ｍｍの非磁性の導電スリー
ブ２１と、このスリーブ２２の外周面にマグネット２２
の磁力により付着保持させたキャリア（磁性粒子）の磁
気ブラシ層２３と、上流側及び下流側の電極板２４・２
５等からなる。

【００４２】磁気ブラシ２は磁気ブラシ層２３をドラム
１に接触させることで帯電ニップＮを形成させて配設し
てあり、スリーブ２１は帯電ニップＮにおいてドラム１
の回転方向とは逆方向（カウンター方向）である矢示方
向に回転駆動され、このスリーブ２１の回転に磁気ブラ
シ層２３も回転してドラム１面を摺擦する。

【００４３】上流側及び下流側電極板２４・２５はそれ
ぞれ帯電ニップＮにおいてドラム１の回転方向上流側部
分の磁気ブラシ層中と下流側部分の磁気ブラシ層中に存
在している。Ｓ１１とＳ１２はそれぞれ上流側と下流側
電極板２４・２５に対して帯電バイアスを印加する第１
及び第２の帯電バイアス印加電源である。

【００４４】スリーブ２１の表面はサンドブラスト処理
により粗してある。粗す手段としてはその他、鉄ヤス
リ、サンドペーパー等を用いてもよい。そのほか、導電
性のバインダーに粒子を混入したものをコートしても構
わない。本例では表面粗さの安定性を考慮してサンドブ
ラスト処理を行なった。このとき、スリーブ表面の平均
表面粗さは約２μｍであった。帯電ニップ部Ｎへのキャ
リアの搬送性を考慮すると、スリーブ表面の平均表面粗
さの範囲としては０．５〜５μｍの範囲が望ましい。

【００４５】また、スリーブ表面の磁極位置での磁束密
度は０．１Ｔ（テスラ）であった。磁束密度としてはキ
ャリアに対する磁気拘束力を考慮すると０．０３Ｔ以上
が好ましい。

【００４６】スリーブ２１は本例では導電性の部材とし
たが、帯電ニップＮが十分確保されていれば、中抵抗や
絶縁性であっても構わない。

【００４７】磁気ブラシ層２３を構成させるキャリア
は、本例では平均粒径３０μｍ、最大磁化６０Ａ・ｍ²
／Ｋｇ、密度が２．２ｇ／ｃｍ² の中抵抗のフェライト
キャリアを使用している。

【００４８】磁気ブラシ２のスリーブ２１からドラム１
の表面までのギャップはスリーブ２１の両端にコロを装
着することで５００μｍに保持させてある。スリーブ２
１上のキャリア量を２０ｇにした場合、キャリア溜りを
含めた全体の帯電ニップ幅は約８ｍｍとなる。

【００４９】また、上流側及び下流側の電極板２４・２
５の幅は両方とも１．５ｍｍである。電極板幅は、帯電
が行われれば、上流側と下流側とで異なっていても構わ
ない。帯電ニップ幅約８ｍｍでのキャリア抵抗はＤＣ１
００Ｖ印加したとき５×１０⁶ Ωであった。

【００５０】ここで磁気ブラシ２とドラム１との周速比
は、以下の式で定義する。

【００５１】周速比％＝（磁気ブラシ周速ードラム周
速）／ドラム周速×１００ 磁気ブラシ２の周速は、磁気ブラシの回転方向がドラム
の回転方向と逆方向（カウンター方向）の場合は負の値
となる。

【００５２】磁気ブラシとドラム面との接触機会を考慮
すると、周速比の絶対値としては１００％以上が望まし
いが、−１００％は磁気ブラシが停止している状態であ
り、この場合ブラシとドラム表面が充分に接触しないと
ころは帯電不良となり、停止した形状がそのまま画像に
出てしまう。また順方向の回転は、逆方向と同じ周速比
を得ようとすると、磁気ブラシの回転数が高くなってし
まい、キャリアの飛散等に対して不利となる。本例にお
いては周速比は−２００％である。

【００５３】磁気ブラシ層２３を構成させるキャリアと
しては次のようなものを使用できる。

【００５４】ａ）樹脂とマグネタイト等の磁性粉体を混
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等を混ぜたもの ｂ）焼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 ｃ）上記の磁性粒子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したもの等）でコートまたは
Ｎｉ等の金属でメッキ処理して抵抗値を適当な値にした
もの これらのキャリアの抵抗値としては、高すぎるとドラム
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う。低すぎるとドラム表面にピンホ
ールがあったとき、ピンホールに電流が集中して帯電電
圧が降下しドラム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。よってキャリアの抵抗値とし
ては、１×１０⁴ 〜１×１０⁷ Ωが望ましい。キャリア
の抵抗値は、電圧が印加できる金属セル（底面積２２８
ｍｍ² ）にキャリアを２ｇ入れた後加重し、電圧を１〜
１０００Ｖ印加して測定した。

【００５５】キャリアの磁気特性としては、ドラムへの
キャリア付着もれ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/kg）以上が望ま
しい。

【００５６】本例の磁気ブラシ２において、帯電ニップ
上流側電極板２４に第１の帯電バイアス印加電源Ｓ１１
から−８００ＶのＤＣ帯電バイアス（第１の直流バイア
ス）を、また帯電ニップ下流側電極板２５に第２の帯電
バイアス印加電源Ｓ１２から−７００Ｖの電圧（第２の
直流バイアス）を印加した時、ドラム１の外周面は−７
００Ｖに一様に帯電された。

【００５７】（４）電荷注入帯電の原理 電荷注入帯電は、中抵抗の接触帯電部材で、中抵抗の表
面抵抗を持つ被帯電体表面に電荷注入を行なうものであ
り、本例では被帯電体としてのドラム１の表面材質のも
つトラップ電位に電荷を注入するものでなく、電荷注入
層１３の導電粒子１３ａに電荷を充電して帯電を行なう
方式である。

【００５８】具体的には図３の等価回路模型図に示すよ
うに、電荷輸送層１２を誘電体、アルミニウムドラム基
体１１と電荷注入層１３内の導電粒子（ＳｎＯ₂ ）１３
ａを両電極板とする微小なコンデンサーに、接触帯電部
材２で電荷を充電する理論に基づくものである。

【００５９】この際、導電粒子１３ａは互いに電気的に
は独立であり、一種の微小なフロート電極を形成してい
る。このため、マクロ的にはドラム表面は均一電位に充
電、帯電されているように見えるが、実祭には微小な無
数の充電された導電粒子１３ａがドラム表面を覆ってい
るような状況となっている。このため、レーザーによっ
て画像露光Ｌを行なってもそれぞれの導電粒子１３ａ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。

【００６０】（５）帯電ニップ上下流側に対する印加バ
イアス 電圧印加ｔ秒後のドラム表面電位Ｖは、ドラムの容量を
Ｃ、磁気ブラシの抵抗をＲ、印加電圧をＶ０としたと
き、 Ｖ＝｛１−ｅｘｐ（−ｔ／ＲＣ）｝Ｖ０ となる。

【００６１】したがって、ＲＣが等しいとすると、Ｖ０
が大きくなればドラム電位をＶにするまでの時間が短く
なることがわかる。

【００６２】表１に、帯電ニップ上流側印加バイアス
（Ｖ）、プロセススピード（ＰＳ）を変化させたとき
の、帯電１周目の現像位置におけるドラム表面電位
（Ｖ）の測定値を示す。

【００６３】

【表１】 この表１から、帯電ニップ上流側で予め収束させたい電
位よりも高めの電圧で帯電しておくことで、収束電位が
帯電ニップ下流側の印加電圧に近付くことがわかる。

【００６４】次に本例の構成において、帯電ニップ上流
側印加バイアスを振った場合の帯電ニップ内のドラム表
面電位の変化を図４に示す。ここで、プロセススピード
ＰＳ＝１００［ｍｍ／ｓ］、帯電下流側印加バイアス＝
−７００［Ｖ］である。

【００６５】表２に、プロセススピード１００［ｍｍ／
ｓ］のときの、耐久前と１万枚耐久後の現像位置におけ
るドラム表面電位を示す。

【００６６】

【表２】 これより、本例のような構成をとることで、耐久後の劣
化もかなり抑えられることが確認できた。

【００６７】従来のように、磁気ブラシ２のスリーブ２
１にドラム１を最終的に収束させたい電圧をかけるだけ
では、プロセススピードが速い場合や耐久後など、ドラ
ム表面を十分に所望の電位まであげることができなかっ
た。

【００６８】しかし、本例の構成のように帯電ニップの
上流側に予め被帯電体としてのドラムに最終的に収束さ
せたい電位よりも高い電圧をかけて帯電させておくこと
で、ドラム表面の所望の電位までの収束時間を短くする
ことができ、さらなるプロセススピードアップや耐久安
定性が望める。また、帯電ニップ通過後のドラム表面電
位とスリーブとの電位差がほとんど生じないため、静電
的なキャリア付着もれ防止に対しても効果があることが
わかった。

【００６９】なお、帯電ニップ上流側での印加バイアス
は大きければ大きいほど立ち上がりは早くなるが、大き
すぎた場合、帯電ニップ内での下流側の印加電圧に収束
させることができなくなることがある。従って、帯電ニ
ップ上流側での印加電圧は、電極板幅、プロセススピー
ド、キャリア抵抗等を考慮して、最適化することが望ま
しい。

【００７０】ドラム表面電位の立ち上がりを更に早める
ために、帯電ニップ上流側の電極板２４にＡＣバイアス
を重畳してもよい。

【００７１】図５に示すようにキャリアの抑え部材２６
として導電性のものを用い、これにバイアスを印加して
もよく、また、電極板を帯電ニップ上流側あるいは下流
側に一つだけ設け、一方のバイアスをスリーブ２１に印
加しても同様の効果が得られた。

【００７２】（６）その他 １）接触帯電部材としての磁気ブラシ２は実施形態例で
はスリーブ回転タイプであるが、回転マグネットローラ
に直接にまたは導電性コート層を介して導電性磁性粒子
を磁気ブラシ層として磁気吸着させて保持させたマグネ
ット回転タイプとすることもできる。この場合、スリー
ブ回転タイプの場合に比べ磁気ブラシ層２３のキャリア
の穂が固くなるため、ドラム１の表面の電荷注入層１３
はテフロン（ポリテトラフルオロエチレン）を２６％分
散し滑りをよくすることでキャリアを動き易くしてい
る。非回転の磁気ブラシ体とすることもできる。

【００７３】２）電荷注入帯電タイプの感光体として電
荷注入層を設けたものを使用したが、これに限らず、表
面に注入ポイントを持つａ−Ｓｉやａ−Ｓｅなどの感光
体でもよい。被帯電体としての像担持体は電子写真感光
体に限らず、静電記録における誘電体等であってもよ
い。電荷注入帯電タイプでなくてもよい。また、被帯電
体は像担持体に限られるものでもない。

【００７４】３）本発明において画像形成装置は、被帯
電体の面に形成した画像部分を表示部に位置させて閲読
に供し、然る後その画像を記録媒体に転写することなし
に、被帯電体面からクリーニング除去し、被帯電体は繰
り返して表示画像の形成に使用するような画像形成表示
装置、また直接方式の画像形成装置、即ち感光紙や静電
記録紙等の被帯電体に帯電工程を含む作像プロセスを適
用して転写工程なしに画像形成を実行する装置等であっ
てもよい。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
帯電体に電圧を印加した磁気ブラシを当接させて帯電を
行なう磁気ブラシ帯電装置、該帯電装置を具備した機器
について、短い時間で被帯電体表面電位を所望の電位に
することができ、また静電気力に起因するキャリア付着
もれを極力抑えて、初期から長時間経過の後でも安定し
た帯電性能を得られるようにすることを目的とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の一例の概略構成図

【図２】ドラムと磁性ブラシの構造模型図

【図３】注入帯電メカニズムの等価回路図模型図

【図４】帯電ニップ内でのドラム表面電位の変化を表す
図

【図５】磁性ブラシの他の構造模型図

【符号の説明】

１・・被帯電体（電子写真感光体ドラム）、２・・接触
帯電部材（磁気ブラシ）、３・・現像装置、４・・転写
ローラ、５・・定着装置、６・・クリーニング装置、１
０・・プロセスカートリッジ、Ｐ・・被記録材（転写
材）、１１・・アルミニウムドラム基体、１２・・電荷
輸送層、１３・・電荷注入層、１３ａ・・導電粒子（Ｓ
ｎＯ₂ ）、２１・・スリーブ、２２・・マグネットロー
ル、２３・・キャリア（磁性粒子）からなる磁気ブラシ
層、２４・・帯電ニップ上流側電極板、２５・・帯電ニ
ップ下流側電極板、２６・・キャリア抑え部材

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被帯電体に磁気ブラシを当接させて帯電
   を行なう帯電装置において、 被帯電体と磁気ブラシとの当接部である帯電ニップにお
   いて、被帯電体面移動方向上流側で磁気ブラシに印加す
   る第１の直流バイアスは、被帯電体面移動方向下流側で
   磁気ブラシに印加する第２の直流バイアスと同極性でか
   つ第２の直流バイアスよりも絶対値が大きいことを特徴
   とする帯電装置。
2. 【請求項２】 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おこなって帯電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】 帯電ニップの被帯電体面移動方向上流側
   で印加するバイアスが、直流バイアスに交流バイアスを
   重畳したものであることを特徴とする請求項１または２
   に記載の帯電装置。
4. 【請求項４】 像担持体に該像担持体面を帯電する工程
   を含む画像形成プロセスを適用して画像形成を実行する
   画像形成装置であり、 該像担持体を帯電する工程手段が請求項１乃至３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。
5. 【請求項５】 画像形成装置本体に対して着脱自在に装
   着されるプロセスカートリッジであり、請求項１乃至３
   の何れか１つに記載の帯電装置の少なくとも磁気ブラシ
   と、像担持体、現像装置、クリーニング装置の少なくと
   も１つとを収容していることを特徴とするプロセスカー
   トリッジ。