JP3416820B2

JP3416820B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3416820B2
Application number: JP06673093A
Authority: JP
Inventors: 哲羽根田; 邦男重田; 幸恵細越澤; 弘之野守; 真和福地
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1993-03-25
Filing date: 1993-03-25
Publication date: 2003-06-16
Anticipated expiration: 2018-06-16
Also published as: US5426489A; JPH06282150A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、静電
記録装置等の画像形成装置に係わり、特に像形成体を一
様に帯電させる磁気ブラシ帯電器を用いた画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式による画像形成装置
において、感光体ドラム等の像形成体の帯電には、一般
にコロナ帯電器が使用されていた。このコロナ帯電器
は、高電圧を放電ワイヤに印加して、放電ワイヤの周辺
に強電界を発生させ気体放電を行うもので、その際発生
する電荷イオンを像形成体に吸着させることにより帯電
が行われる。

【０００３】このような従来の画像形成装置に用いられ
ているコロナ帯電器は、像形成体と機械的に接触するこ
となく帯電させることができるため、帯電時に像形成体
を傷付けることがないという利点を有している。しかし
ながら、このコロナ帯電器は高電圧を使用するために感
電したり、リークする危険があり、かつ気体放電に伴っ
て発生するオゾンが人体に有害であり、像形成体の寿命
を短くするという欠点を有していた。また、コロナ帯電
器による帯電電位は温度，湿度に強く影響されるので不
安定であり、さらに、コロナ帯電器では高電圧によるノ
イズ発生があって通信端末機や情報処理装置として電子
写真式画像形成装置を利用する場合の大きな欠点となっ
ている。

【０００４】このようなコロナ帯電器の多くの欠点は、
帯電を行うのに気体放電を伴うことに原因がある。

【０００５】そこで、コロナ帯電器のような高圧の気体
放電を行わず、しかも像形成体に機械的損傷を与えるこ
となく、該像形成体を帯電させることのできる帯電装置
として、マグネットを内包した円筒上に磁性粒子を吸着
して磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシで像形成体の
表面を摺擦することにより帯電を行うようにした帯電装
置が特開昭59-133569、特開平4-21873、特開平4-116674
号公報に開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に開示された帯電装置においては、帯電の開始時及び
停止時に像形成体上に磁性粒子が移動付着し、像形成体
を傷つけたり帯電ムラを起こすという問題点があった。
また帯電装置内にトナーが混入すると帯電能力が低下
し、磁性粒子の付着が発生するという問題があった。

【０００７】本発明はこれらの点を解決して、像形成体
上に磁性粒子の付着を起こすことなく、オゾンの発生が
なく、極めて安定した均一な帯電を行うことのできる磁
気ブラシ帯電器を備えた画像形成装置を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は次の２発明に
よって達成される。第１発明は、像形成体に対して磁気
ブラシを接触させて帯電を行う磁気ブラシ帯電器を有す
る画像形成装置において、前記像形成体の回転と前記磁
気ブラシを保持する帯電ローラ又は内部の磁石体の回転
を同一タイミングで駆動するように構成し、帯電前露光
ランプと、前記磁気ブラシに直流成分を重畳した交流バ
イアスを出力するバイアス電源と、前記像形成体の回転
駆動、前記帯電前露光ランプ、および前記バイアス電源
を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、少くとも
前記像形成体の回転駆動前には前記帯電前露光ランプか
らの光照射を行うと共に、前記バイアス電源からの出力
を停止させて前記磁気ブラシには０Ｖ近傍の低電圧を印
加し、次に、前記像形成体を回転駆動させ、前記像形成
体の画像領域では前記バイアス電源から直流成分を重畳
した交流バイアスを出力させて前記磁気ブラシに印加
し、画像領域通過後では、前記帯電前露光ランプからの
光照射がなされ、前記バイアス電源の出力を停止させて
前記磁気ブラシには０Ｖ近傍の低電圧を印加し、次に前
記像形成体の回転駆動を停止し、前記帯電前露光ランプ
の光照射を停止したことを特徴とする画像形成装置を提
供するものである。第２発明は、像形成体に対して磁気
ブラシを接触させて帯電を行う磁気ブラシ帯電器を有す
る画像形成装置において、前記像形成体の回転と前記磁
気ブラシを保持する帯電ローラ又は内部の磁石体の回転
を同一タイミングで駆動するように構成し、前記磁気ブ
ラシに直流成分と交流成分を重畳して出力できるバイア
ス電源と、前記像形成体の回転駆動と前記バイアス電源
を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、少くとも
前記像形成体の回転駆動前には前記バイアス電源から交
流成分のみを出力するようにして前記磁気ブラシに交流
成分のみを印加し、次に、前記像形成体を回転駆動さ
せ、前記像形成体の画像領域では更に、前記バイアス電
源から直流成分を出力するようにして前記磁気ブラシに
直流成分を重畳した交流バイアスを印加し、画像領域通
過後では前記バイアス電源からの直流成分の出力を停止
させて前記磁気ブラシに交流成分のみの交流バイアスを
印加し、次に前記像形成体の回転駆動を停止すると共
に、前記バイアス電源からの交流成分の出力を停止して
前記磁気ブラシへのバイアスの印加を停止することを特
徴とする画像形成装置を提供するものである。

【０００９】

【作用】本発明の画像形成装置は、像形成体に対して磁
気ブラシを接触させて安定して均一な帯電を行うもので
あるが、像形成体と接触する磁気ブラシは適度に新たな
磁性粒子と交換されながら帯電を行う必要があることか
ら、本発明の画像形成装置は、像形成体と磁気ブラシを
保持する帯電ローラ又は内部の磁石体とは歯車等を介し
て結合し、像形成体の回転と帯電ローラ又は内部の磁石
体の回転を同一タイミングで駆動するよう構成してい
る。歯車で結合する構成は、駆動機構として簡単になる
特徴を有しているが、帯電した像形成体や除電された像
形成体が帯電部を通過するため、像形成体と帯電ローラ
との間に電位差があると、その状況によっては磁性粒子
が像形成体に付着する現象が生じる問題を成していた。
本発明は帯電の開始時及び停止時には像形成体と磁気ブ
ラシの間では電位差をつくらないようにする。

【００１０】本発明の第１の発明は、帯電前露光ランプ
を使用し像形成体の感光体面を照射して感光体面の電位
を落とすようにするもので、像形成体の駆動開始前に帯
電露光ランプの点灯を開始し、像形成体の駆動停止後帯
電前露光ランプの消灯を行う。帯電の印加バイアスは点
灯開始時には０Ｖ近傍の低電圧とし、次いで像形成体の
駆動を行う。画像領域では印加バイアスを直流成分を重
畳した交流バイアスに変更する。画像領域通過後は印加
バイアスを０Ｖ近傍の低電圧に変更し、次いで像形成体
の駆動の停止後帯電前露光ランプの消灯を行うものであ
る。

【００１１】本発明の第２の発明は、像形成体に交流成
分のみのバイアスを印加することで、帯電ローラと像形
成体との間での電位差が減少または消滅して磁性粒子の
像形成体への付着を防止するもので、像形成体の回転前
に交流成分のみのバイアスを印加し、ついで駆動を開始
し、画像領域では交流成分に直流成分を重畳して印加
し、画像領域を通過後は交流成分のみの印加バイアスに
変更し、次に像形成体の駆動を停止し、印加バイアスの
停止を行うものである。

【００１２】ここで、磁気ブラシ帯電に用いられる磁性
粒子の粒径について述べると一般に磁性粒子の平均粒径
が大きいと、（イ）搬送担体上に形成される磁気ブラシ
の穂の状態が荒いために、電界により振動を与えながら
帯電しても、磁気ブラシにムラが現れ易く、帯電ムラの
問題が起こる。この問題を解消するには、磁性粒子の平
均粒径を小さくすればよく、実験の結果、平均粒径150
μm以下でその効果が現れ初め、特に100μm以下になる
と、実質的に（イ）の問題が生じなくなることが判明し
た。しかし、粒子が細か過ぎると帯電時像形成体面に付
着するようになったり、飛散し易くなったりする。これ
らの現象は、粒子に作用する磁界の強さ、それによる粒
子の磁化の強さにも関係するが、一般的には、粒子の平
均粒径が30μm以下に顕著に現れるようになる。なお、
磁化の強さは20〜200emu/gのものが好ましく用いられ
る。

【００１３】以上から、磁性粒子の粒径は、平均粒径が
150μm以下、特に好ましくは100μm以下30μm以上であ
ることが好ましい。

【００１４】このような磁性粒子は、磁性体として従来
の磁性キャリヤ粒子におけると同様の、鉄，クロム，ニ
ッケル，コバルト等の金属、あるいはそれらの化合物や
合金、例えば四三酸化鉄，γ-酸化第二鉄，二酸化クロ
ム，酸化マンガン，フェライト，マンガン-銅系合金、
と云った強磁性体の粒子、又はそれら磁性体粒子の表面
をスチレン系樹脂，ビニル系樹脂，エチレン系樹脂，ロ
ジン変性樹脂，アクリル系樹脂，ポリアミド樹脂，エポ
キシ樹脂，ポリエステル樹脂等の樹脂で被覆するか、あ
るいは、磁性体微粒子を分散して含有した樹脂で作るか
して得られた粒子を従来公知の平均粒径選別手段で粒径
選別することによって得られる。

【００１５】なお、磁性粒子を球状に形成することは、
搬送担体に形成される粒子層が均一となり、また搬送担
体に高いバイアス電圧を均一に印加することが可能とな
ると云う効果も与える。即ち、磁性粒子が球形化されて
いることは、（１）一般に、磁性粒子は長軸方向に磁化
吸着され易いが、球形化によってその方向性が無くな
り、従って、層が均一に形成され、局所的に抵抗の低い
領域や層厚のムラの発生を防止する、（２）磁性粒子の
高抵抗化と共に、従来の粒子に見られるようなエッジ部
が無くなって、エッジ部への電界の集中が起こらなくな
り、その結果、磁性粒子搬送担体に高いバイアス電圧を
印加しても、像形成体面に均一に放電して帯電ムラが起
こらない、と云う効果を与える。以上のような効果を奏
する球形粒子にはキャリヤ粒子の抵抗率が10³Ω・cm以
上、10¹²Ω・cm以下特に10⁴Ω・cm以上、10⁹Ω・cm以下で
あるように導電性の磁性粒子を形成したものが好まし
い。この抵抗率は、粒子を0.50cm²の断面積を有する容
器に入れてタッピングした後、詰められた粒子上に１kg
/cm²の荷重を掛け、荷重と底面電極との間に1000Ｖ/cm
の電界が生ずる電圧を印加したときの電流値を読み取る
ことで得られる値であり、この抵抗率が低いと、搬送担
体にバイアス電圧を印加した場合に、磁性粒子に電荷が
注入されて、像形成体面に磁性粒子が付着し易くなった
り、あるいはバイアス電圧のブレークダウンが起こり易
くなったりする。また、抵抗率が高いと電荷注入が行わ
れず帯電が行われない。

【００１６】さらに、本発明に用いられる磁性粒子は、
それにより構成される磁気ブラシが振動電界により軽快
に動き、しかも外部飛散が起きないように、比重の小さ
く、かつ適度の最大磁化を有するものが望ましい。具体
的には真比重が６以下で最大磁化が30〜100emu/gのもの
を用いると好結果が得られることが判明した。

【００１７】以上を総合して、磁性粒子は、少なくとも
長軸と短軸の比が３倍以下であるように球形化されてお
り、針状部やエッジ部等の突起が無く、抵抗率が好まし
くは10⁴Ω・cm以上10⁹Ω・cm以下であることが適正条件で
ある。そして、このような球状の磁性粒子は、磁性体粒
子にできるだけ球形のものを選ぶこと、磁性体微粒子分
散系の粒子では、できるだけ磁性体の微粒子を用いて、
分散樹脂粒子形成後に球形化処理を施すこと、あるいは
スプレードライの方法によって分散樹脂粒子を形成する
こと等によって製造される。

【００１８】本発明では磁性粒子が直接像形成体に接触
しているために現像に用いられているトナーが磁気ブラ
シに混入すると、トナーは絶縁性が高いため帯電性が低
下し帯電ムラを生じる。これを防止するにはトナーが帯
電時像形成体へ移動するようにトナーの電荷量を低くす
ることが必要であり、磁性粒子にトナーを混合し、１％
のトナー濃度に調整した条件下でトナーの摩擦帯電量を
帯電極性と同じで、かつ１〜20μC/gとした場合、磁気
ブラシへのトナーの蓄積を防止できた。このことは、ト
ナーが混入しても帯電時感光体へ付着するためと考えら
れる。トナーの電荷量が大きいと磁性粒子から離れずら
くなり、一方小さいと電気的に像形成体に移動しずらく
なることが認められた。

【００１９】以上が磁性粒子についての条件であり、次
に粒子層を形成して像形成体を帯電する磁性粒子搬送担
体に関する条件について述べる。

【００２０】磁性粒子搬送担体は、バイアス電圧を印加
し得る導電性の搬送担体が用いられるが、特に、表面に
粒子層が形成される導電性の円筒の内部に複数の磁極を
有するマグネットが設けられている構造のものが好まし
く用いられる。このような搬送担体においては、回転マ
グネットとの相対的な回転によって、導電性円筒の表面
に形成される粒子層が波状に起伏して移動するようにな
るから、新しい磁性粒子が次々と供給され、搬送担体表
面の粒子層に多少の層厚の不均一があっても、その影響
は上記波状の起伏によって実際上問題とならないように
十分カバーされる。そして、搬送担体の回転あるいはさ
らにマグネットの回転による磁性粒子の搬送速度は、像
形成体の移動速度と殆ど同じか、それよりもやや遅いこ
とが好ましい。また、搬送担体の回転による搬送方向
は、当接面において同方向が好ましい。同方向の方が反
対方向の場合よりも帯電の均一性に優れている。しか
し、それらに限定されるものではない。本発明において
は像形成体と搬送担体である帯電ローラとは歯車等を介
して結合され、像形成体と帯電ローラとは回転及び停止
の動作は同時に行われる。

【００２１】また、搬送担体上に形成する粒子層の厚さ
は、規制板によって十分に掻き落されて均一な層となる
厚さであることが好ましい。帯電領域において搬送担体
の表面上の磁性粒子の存在量が多すぎると磁性粒子の振
動が十分に行なわれず感光体の摩耗や帯電ムラや過電流
が流れたりしてしまうとともに搬送担体の駆動トルクが
大きくなるという欠点がある。反対に磁性粒子の帯電領
域における搬送担体上の存在量が少な過ぎると帯電ムラ
や磁性粒子の像形成体への付着を起こすことになる。現
像領域における磁性粒子の好ましい存在量は10〜200mg/
cm²であった。この存在量は磁気ブラシの接触領域にお
ける平均値である。

【００２２】そして、搬送担体と像形成体との間隙は10
0〜5000μmが好ましい。搬送担体と像形成体の表面間隙
が100μmよりも狭くなり過ぎると、それに対して均一な
帯電作用する磁気ブラシの穂を形成するのが困難とな
り、また、十分な磁性粒子を帯電部に供給することもで
きなくなって、安定した帯電が行われなくなるし、間隙
が5000μmを大きく超すようになると、粒子層が荒く形
成されて帯電ムラが起き易く、また、電荷注入効果が低
下して十分な帯電が得られないようになる。このよう
に、搬送担体と像形成体の間隙が極端になると、それに
対して搬送担体上の粒子層の厚さを適当にすることがで
きなくなるが、間隙が100〜5000μmの範囲では、それに
対して粒子層の厚さを適当に形成することができ、磁気
ブラシの摺擦による掃き目の発生を防止できる。

【００２３】

【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例について説
明する。

【００２４】図１は磁気ブラシ帯電器を備えた本発明の
静電記録装置の構成の概要を示す断面図である。

【００２５】図において、10は矢示(時計)方向に回転す
る像形成体である（−）帯電のＯＰＣから成る感光体ド
ラムで、その周縁部には帯電前露光を行う除電ランプ1
4、後述する磁気ブラシ帯電器20、露光装置からの像露
光Ｌ、現像器30、転写ローラ13、クリーニング装置50等
が設けられている。

【００２６】図２は図１の静電記録装置に用いられる帯
電器20の一実施例を示す断面図である。図において、21
は磁性粒子で、導電性を有するようコーティングした球
形フェライト粒子を用いた。その他に磁性粒子と樹脂を
主成分としてこれを熱錬成後に粉砕して得られる導電性
の磁性樹脂粒子を用いることもできる。良好な帯電を行
うために、外形は真球で粒径50μm、比抵抗10⁸Ω・cmに
調整されていて、トナーとの摩擦帯電量はトナー濃度１
％の条件で−５μC/gである。

【００２７】22は例えばアルミニウムなどの非磁性かつ
導電性の金属で形成された磁性粒子21の搬送担体である
円筒（帯電ローラ）、23は円筒22の内部に配置された柱
状のマグネットで、このマグネット23は図に示すように
周縁に円筒表面で700ガウスとなる様にＳ極及びＮ極を
配置して着磁されていて、円筒22は固定されたマグネッ
ト23に対し回動可能になっている。また、マグネット23
は等極配置磁極として回転してもよい。

【００２８】本発明は円筒22又はマグネット23と感光体
ドラム10とを歯車等を介して接続し、駆動が同時になさ
れるよう構成されている。図３はその実施例を示したも
のである。感光体ドラム10も円筒22もともに側板61，62
の間に軸支され、回動可能となっている。またマグネッ
ト23は円筒22に内包された状態となっているが、マグネ
ット23の一端は固定部材63によって側板62に固定される
よう構成され、感光体ドラム10に対する主磁石の位置関
係は調整したうえ固定されている。感光体ドラム10はカ
ップリング64を介して駆動モータＭ１の駆動により回転
する。また感光体ドラム10の軸上には歯車Ｇ１が固設さ
れ、円筒22の軸上には歯車Ｇ２が固設され、歯車Ｇ１と
歯車Ｇ２とは噛合している。歯車Ｇ１は図示を省略して
いるが現像器30内の現像スリーブ31とも噛合している。
歯車Ｇ１と歯車Ｇ２との歯数比を適当に選択することに
よって円筒22は感光体ドラム10との対向位置で感光体ド
ラム10の移動方向と同方向に0.1〜1.0倍の周速度で回転
させられる。固定したマグネット23の感光体ドラム10に
最も近接した主磁極の位置は、感光体ドラム10の中心と
帯電ローラ22の中心を結ぶ中心線と帯電ローラ22の中心
と主磁極を結ぶ直線のなす角度θは上流側で０°≦θ≦
15°の範囲内にあることが望ましい。

【００２９】搬送担体である円筒22の直径は５〜20mmφ
の範囲内にあることが好ましい。上記径とすることによ
り帯電に必要な接触領域を確保する。接触領域が必要以
上に大きいと帯電電流が過大となるし、小さいと帯電ム
ラが生じやすい。また上記のように小径とした場合、遠
心力により磁性粒子が飛散あるいは像形成体に付着し易
いために、搬送担体の線速を遅くすることが好ましい。
また円筒22表面は磁性粒子の安定な均一搬送のために表
面の平均粗さを２〜15μmとすることが好ましい。平滑
であると搬送は充分に行えなく、粗すぎると表面の凸部
から過電流が流れ、どちらにしても帯電ムラが生じ易
い。上記の表面粗さとするにはサンドブラスト処理が好
ましく用いられる。

【００３０】感光体ドラム10は、導電基材10ｂとその表
面を覆う感光体層10ａとからなり、導電基材10ｂは接地
されている。

【００３１】24は前記円筒22と導電基材10ｂとの間にバ
イアス電圧を付与するバイアス電源で、円筒22はこのバ
イアス電源24を介して接地されている。

【００３２】前記バイアス電源24は帯電すべき電圧と同
じ値に設定された直流成分に交流成分を重畳した交流バ
イアス電圧を供給する電源で、円筒22と感光体ドラム10
との間の間隙の大きさ、感光体ドラム10に帯電する帯電
電圧等によって異なるが、間隙は0.1〜５mmの間に保持
され、帯電すべき電圧とほぼ同じ−500〜−1000Ｖの直
流成分に、ピーク間電圧（Ｖ_P-P）として200〜3500Ｖの
交流成分を重畳した交流バイアス電圧を保護抵抗28を介
して供給することにより、好ましい帯電条件を得ること
ができた。交流バイアス電圧を印加しないで直流バイア
ス電圧のみを印加したときは感光体ドラム10は帯電する
ことはない。交流バイアス電圧を印加することにより振
動電界を形成しムラのない帯電を得ることができる。

【００３３】なおバイアス電源24は、直流成分は定電圧
制御を、交流成分は定電流制御を行い、図示しない制御
部によって直流成分、交流成分それぞれ独立してＯＮ，
ＯＦＦできるようになっている。又、このＯＮ，ＯＦＦ
動作は瞬時ではなく連続的に印加電圧を変化させていく
ことが好ましい。具体的には１〜500msec程度の時間を
もたせることが磁性粒子の像形成体への付着を防止する
ために好ましい。

【００３４】25は前記磁性粒子21の貯蔵部を形成するケ
ーシングで，このケーシング25内に前記円筒22とマグネ
ット23が配置されており、またケーシング25の出口には
規制板26が設けてあって、円筒22に付着して搬出される
磁性粒子21層の厚さを規制するようになっている。規制
板26と円筒22との間隙は磁性粒子21の搬送量即ち現像領
域における円筒22上の磁性粒子の存在量が10〜200mg/cm
²となるよう調整される。なお、この存在量は、磁気ブ
ラシの接触領域の平均値である。感光体ドラム10と円筒
22との間隙は厚さを規制された磁性粒子21層で接続され
る。撹拌板27は磁性粒子21の偏りを修正する板状部材を
軸の回りに有する回転体である。

【００３５】（第１実施例）次に本発明の第１の発明の動作について説明する。図４
は１枚コピーを行うときの帯電動作のタイムテーブル図
である。図示しない操作部よりコピー開始指令が図示し
ない制御部に送出されると、制御部の制御により帯電前
露光ランプである除電ランプ14が点灯して、感光体上へ
の照射がなされ、次いで感光体ドラム10は矢示方向に回
転を始める。感光体ドラム10の回転と連動して帯電器20
の円筒22は回転を開始するが、制御部によりバイアス電
源２４が制御され、直流成分と交流成分の両方とも出力
が停止されることにより、バイアス電源24からの印加バ
イアスは０Ｖ又は０Ｖ近傍の低圧状態である。次いで、
感光体ドラム10上の画像領域が帯電器20の位置に達する
と、制御部によりバイアス電源24が制御され、直流成分
と交流成分の両方とも出力されることにより、画像領域
を含む一定領域では直流成分を重畳した交流バイアスが
印加され帯電が行われる。画像領域を通過後の感光体上
には除電ランプ14による照射がなされる一方、制御部に
よりバイアス電源２４が制御され、直流成分と交流成分
の両方とも出力が停止されることにより、バイアス電源
も０Ｖ又は０Ｖ近傍の低電圧に変更する。感光体ドラム
10上の画像領域には、画像書き込み装置等からの例えば
レーザビームＬによる画像の書き込みが行われ、画像に
対応した静電潜像が形成される。

【００３６】現像器30内には２成分現像剤があって撹拌
スクリュー33Ａ，33Ｂによって撹拌されたのち、マグネ
ットローラ32の外側にあって回転する現像スリーブ31外
周に付着して現像剤の磁気ブラシを形成し、現像スリー
ブ31には所定のバイアス電圧が印加されて、感光体ドラ
ム10に対向した現像領域において反転現像が行われる。
現像領域の開始及び停止は帯電領域と画像領域間とす
る。

【００３７】給紙カセット40からは、記録紙Ｐが一枚ず
つ第１給紙ローラ41によって繰り出される。この繰り出
された記録紙Ｐは、感光体ドラム10上の前記トナー像と
同期して作動する第２給紙ローラ42によって感光体ドラ
ム10上に送出される。そして転写ローラ13の作用によ
り、感光体ドラム10上のトナー像が記録紙Ｐ上に転写さ
れ、感光体ドラム10上から分離される。トナー像を転写
された記録紙Ｐは搬送手段80を経て定着装置81へ送ら
れ、熱定着ローラ及び圧着ローラによって挟持され、溶
融定着されたのち装置外へ排出される。記録紙Ｐに転写
されずに残ったトナーを有して回転する感光体ドラム10
の表面は、ブレード51等を備えたクリーニング装置50に
より掻き落とされ清掃され、帯電領域後端が光除電され
た後、感光体ドラム10の回転が停止し、次いで除電ラン
プ14も消灯して次回の複写に待機する。なお図４に示し
た実施例で除電ランプ14の点灯は終始点灯している必要
はなく、バイアス電源24によって交流成分が印加されて
いる領域については消灯していても差支えない。また画
像領域を含む一定領域へのバイアス電源24からの交流成
分と直流成分との印加は、同時又は交流成分を図示した
ように広く設定することが望ましい。

【００３８】図５は連続コピー（図示したのは３コピー
連続）を行うときの帯電動作のタイムテーブルである。
図示されているように除電ランプ14は、感光体の光メモ
リを考慮して、感光体ドラム10の始動に先立って点灯
し、停止後消灯する。帯電用バイアスの印加は、交流成
分のバイアス印加については点線で示したようにコピー
間に渡って印加するようにしてもよい。また直流成分の
バイアス印加についても交流成分が印加している条件下
ではコピー毎に印加してもまた点線で示したようにコピ
ー間に渡って印加しておいてもよい。

【００３９】図６はジャムや帯電等のトラブルが生じた
とき、トラブルからの復帰時の動作を示したもので、帯
電用バイアスのＤＣ，ＡＣ成分共に０Ｖとし、すくなく
とも感光体ドラム10の一回転中連続して除電ランプ14に
よる点灯・照射を行うことで、感光体上の残留電荷は除
電させ、次の帯電時での磁性粒子の感光体上への付着を
防ぎ、一様帯電を可能とする。

【００４０】以上説明したように、直流及び交流バイア
ス電圧を円筒22と感光体ドラム10の間に印加することに
より導電性の磁性粒子21を経て感光体層10ａ上に電荷が
注入されて帯電が行われる。この場合特にバイアス電圧
を直流成分に交流成分を重畳したバイアス電圧としてい
るので、電荷の移動や放電現象を伴った磁気ブラシから
の電荷注入を可能としかつその効率を向上させることに
なり、極めて安定した高速で均一な帯電を行うことがで
きる。

【００４１】なお、以上の実施例において、円筒22に印
加する交流電圧成分の周波数と電圧を変化させた結果を
図11に示した。

【００４２】図11において、縦線で陰を有した範囲が絶
縁破壊の生じ易い範囲、斜線で陰を付した範囲が帯電ム
ラを生じ易い範囲であり、陰を付してない範囲が安定し
て帯電の得られる好ましい範囲である。図から明らかな
ように、好ましい範囲は、交流電圧成分の変化によって
多少変化する。なお、交流電圧成分の波形は、正弦波に
限らず、矩形波や三角波であってもよい。また図11にお
いて、散点状の陰を施した300Hz以下の低周波領域は、
周波数が低いために帯電ムラが生ずるようになる範囲で
ある。

【００４３】（第２実施例）次に本発明の第２の発明の動作について説明する。図７
は１枚のコピーを行うときの帯電動作のタイムテーブル
である。図示しない操作部よりコピー開始指令が図示し
ない制御部に送出されると、制御部によりバイアス電源
24が制御され、直流成分の出力が停止され交流成分のみ
が出力されるので、帯電器20には交流成分のバイアスの
みが印加され、次いで感光体ドラム10は矢示方向に回転
を始める。感光体ドラム10の回転と連動して帯電器20の
円筒21は回転を開始し、感光体上への交流バイアスが印
加されるが、この印加によって円筒21と感光体ドラム10
との間の電位差は減少または消滅して磁性粒子の感光体
上への付着は防止される。次いで画像領域を含む一定領
域に対しては制御部によりバイアス電源24が制御され、
交流成分が出力されている状態で、直流成分が出力され
るので、直流成分が交流バイアスに重畳した形で印加さ
れ帯電が行われる。画像領域を通過後の感光体上には制
御部によりバイアス電源24が制御され、交流成分が出力
されている状態で、直流成分の出力が停止されることに
より交流バイアスのみが印加され円筒21と感光体ドラム
10との間の電位差は減少または消滅して磁性粒子の感光
体上への付着は防止される。感光体ドラム10上の画像領
域には第１実施例と同様にして潜像が形成され、現像が
なされてトナー像となり、記録紙Ｐ上への転写がなさ
れ、感光体ドラム10上の残留トナーはクリーニング装置
50により清掃された後停止する。ついで感光体ドラム10
の停止に伴い制御部によりバイアス電源24が制御され、
交流成分の出力が停止されることにより、交流成分のバ
イアスを停止して次回の複写に待機する。

【００４４】なおこの実施例においても除電ランプ14の
点灯・照射を併用することにより、一層電位差を小さく
して磁性粒子の感光体面への付着を防止することができ
る。

【００４５】図８は連続コピー（図示したのは３コピー
連続）を行うときの帯電動作のタイムテーブルである。
図示されているように交流バイアスの印加は感光体ドラ
ム１０の始動に先立って印加を開始し、感光体ドラム１
０の停止後印加を停止する。直流バイアスの印加はコピ
ー毎に印加してもよいが、点線で示したようにコピー間
に渡って印加するようにしてもよい。

【００４６】図９はジャムや停電等のトラブルが生じた
とき、トラブルからの復帰時の動作を示したものであ
る。トラブル時には帯電用バイアスは直流成分、交流成
分ともにＧＮＤとなるので、復帰時には感光体ドラム10
の回転に先立って交流成分バイアスの印加を行ない、１
回転以上の回転中は継続して交流成分のみのバイアス印
加を行う。このことにより感光体上の残留電荷は除去さ
れ、次の帯電時での磁性粒子の感光体上への付着を防
ぎ、一様帯電を可能とする。

【００４７】図10は図７に示した実施例の交流バイアス
印加の方法を改善したもので、印加する交流バイアスの
大きさを２段階とし、帯電領域の前あるいは後である帯
電領域外においては帯電領域内よりも交流バイアスを弱
くし、磁性粒子が感光体面に付着しないレベルまで下げ
て印加するもので、弱くした交流バイアスは帯電時の強
い交流バイアスのピーク間電圧Ｖ_P-Pの0.3〜0.8倍と
し、オゾンの発生や感光体の劣化を防止するよう制御を
行うものである。

【００４８】

【発明の効果】本発明による帯電装置はオゾンの発生が
殆どなく、帯電中は勿論、帯電の開始時や停止時に像形
成体上に磁性粒子が移動付着し、像形成体を傷つけたり
帯電ムラを起こすことなく、安定した均一な帯電が行わ
れる磁気ブラシ帯電器を有した画像形成装置が提供され
ることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ブラシ帯電器を備えた画像形成装
置の構成の概要を示す断面図である。

【図２】本発明の磁気ブラシ帯電器の一実施例を示す断
面図である。

【図３】本発明の駆動系を示す要部説明図である。

【図４】第１実施例のタイムテーブルである。

【図５】第１実施例の連続コピー時のタイムテーブルで
ある。

【図６】第１実施例のトラブルから復帰時のタイムテー
ブルである。

【図７】第２実施例のタイムテーブルである。

【図８】第２実施例の連続コピー時のタイムテーブルで
ある。

【図９】第２実施例のトラブルから復帰時のタイムテー
ブルである。

【図１０】第２実施例の改善を行ったタイムテーブルで
ある。

【図１１】交流電圧成分の周波数と電圧を変化させたと
きの帯電特性図である。

【符号の説明】

10 感光体ドラム（像形成体） 14 除電ランプ（転写前露光ランプ） 20 磁気ブラシ帯電器 21 磁性粒子 22 円筒（帯電ローラ） 23 マグネット 24 バイアス電源 25 ケーシング 26 規制板 28 保護抵抗 30 現像器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福地真和東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内 (56)参考文献特開平４−116674（ＪＰ，Ａ) 特開平４−19674（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−208881（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】像形成体に対して磁気ブラシを接触させ
て帯電を行う磁気ブラシ帯電器を有する画像形成装置に
おいて、前記像形成体の回転と前記磁気ブラシを保持す
る帯電ローラ又は内部の磁石体の回転を同一タイミング
で駆動するように構成し、帯電前露光ランプと、前記磁
気ブラシに直流成分を重畳した交流バイアスを出力する
バイアス電源と、前記像形成体の回転駆動、前記帯電前
露光ランプ、および前記バイアス電源を制御する制御手
段を備え、前記制御手段は、少くとも前記像形成体の回
転駆動前には前記帯電前露光ランプからの光照射を行う
と共に、前記バイアス電源からの出力を停止させて前記
磁気ブラシには０Ｖ近傍の低電圧を印加し、次に、前記
像形成体を回転駆動させ、前記像形成体の画像領域では
前記バイアス電源から直流成分を重畳した交流バイアス
を出力させて前記磁気ブラシに印加し、画像領域通過後
では、前記帯電前露光ランプからの光照射がなされ、前
記バイアス電源の出力を停止させて前記磁気ブラシには
０Ｖ近傍の低電圧を印加し、次に前記像形成体の回転駆
動を停止し、前記帯電前露光ランプの光照射を停止した
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】像形成体に対して磁気ブラシを接触させ
て帯電を行う磁気ブラシ帯電器を有する画像形成装置に
おいて、前記像形成体の回転と前記磁気ブラシを保持す
る帯電ローラ又は内部の磁石体の回転を同一タイミング
で駆動するように構成し、前記磁気ブラシに直流成分と
交流成分を重畳して出力できるバイアス電源と、前記像
形成体の回転駆動と前記バイアス電源を制御する制御手
段を備え、前記制御手段は、少くとも前記像形成体の回
転駆動前には前記バイアス電源から交流成分のみを出力
するようにして前記磁気ブラシに交流成分のみを印加
し、次に、前記像形成体を回転駆動させ、前記像形成体
の画像領域では更に、前記バイアス電源から直流成分を
出力するようにして前記磁気ブラシに直流成分を重畳し
た交流バイアスを印加し、画像領域通過後では前記バイ
アス電源からの直流成分の出力を停止させて前記磁気ブ
ラシに交流成分のみの交流バイアスを印加し、次に前記
像形成体の回転駆動を停止すると共に、前記バイアス電
源からの交流成分の出力を停止して前記磁気ブラシへの
バイアスの印加を停止することを特徴とする画像形成装
置。