JP3461239B2 - 帯電部材、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、帯電部材、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、電子写真方式や静電記録方式の画
像形成装置において、電子写真感光体・静電記録誘電体
等の像担持体の帯電処理手段としてはコロナ帯電器が使
用されてきた。

【０００３】近年は、低オゾン・低電力等の利点を有す
ることから、接触帯電装置、即ち被帯電体に電圧を印加
した帯電部材を当接させて被帯電体の帯電を行う方式の
装置が実用化されてきている。

【０００４】この接触帯電装置の一つとして磁気ブラシ
方式が知られている。これは帯電部材として、電圧が印
加される導電性部材と、該導電性部材に磁性粒子を磁気
拘束させて形成保持させた磁気ブラシ部を有するもの
（以下、磁気ブラシ帯電器と記す）を用い、該磁気ブラ
シ帯電器の磁気ブラシ部を被帯電体としての像担持体に
接触させ、導電性部材に所定の帯電バイアスを印加する
ことにより、被帯電体面を所定の極性・電位に接触帯電
させるものである。

【０００５】接触帯電には、被帯電体に接触させた帯電
部材と被帯電体との微小ギャップ間における放電による
帯電が支配的である系と、帯電部材から被帯電体への電
荷の直接注入による帯電（電荷注入帯電）が支配的であ
る系がある。

【０００６】図７は磁気ブラシ帯電器の一例の構成模型
図を示すもので、（ａ）は横断面模型図、（ｂ）は長手
方向一端部側の縦断面模型図である。本例はスリーブ回
転タイプの磁気ブラシ帯電器である。

【０００７】１は被帯電体としての例えば回転ドラム型
の電子写真感光体である。２は接触帯電部材としての磁
気ブラシ帯電器である。

【０００８】磁気ブラシ帯電器２は、芯金２２ａに同心
一体に固定支持させた磁力発生部材としてのマグネット
ロール２２と、該マグネットロールに同心に回転可能に
外嵌した非磁性の電極スリーブ２１と、該電極スリーブ
２１の外周面に内部のマグネットロール２２の磁力によ
り吸着保持させた磁性粒子（磁性キャリア）の磁気ブラ
シ部２３を備える。

【０００９】この磁気ブラシ帯電器２を感光体１にほぼ
並行にして、磁気ブラシ部２３を被帯電体としての感光
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。マグネットロール２２は非回転に固定
支持させてあり、電極スリーブ２１は帯電ニップ部Ｎに
おいて感光体１の回転方向とはカウンター方向に回転駆
動される。これに伴い磁気ブラシ部２３も同方向に回転
搬送されて感光体１面を摺擦する。また電極スリーブ２
１には帯電バイアス電源Ｓ１から所定の帯電バイアスが
印加されて感光体１面が接触帯電方式で所定の極性・電
位に一様に帯電処理される。

【００１０】帯電ニップ部Ｎにおける感光体１と電極ス
リーブ２１との間隔（ギャップ）αは電極スリーブ２１
の外周の磁気ブラシ部２３の層厚よりも小さく、電極ス
リーブ２１の回転に伴い回転搬送される磁気ブラシ部２
３は帯電ニップ部Ｎにおいて感光体１と電極スリーブ２
１との上記間隔部αである狭部に押し込められながら搬
送される。これにより帯電ニップ部Ｎにおける磁気ブラ
シ部２３の感光体との接触が密に保たれ、感光体との良
好な接触性が確保される。

【００１１】しかしながら、帯電ニップ部Ｎにおける磁
気ブラシ部２３の感光体１面との接触摩擦が高くなるた
め、磁性ブラシ部２３の搬送性は低下する。これを防ぐ
ために電極スリーブ２１の外表面はサンドブラスト等を
用いて粗面化処理して、磁気ブラシ部２３の搬送性をあ
げている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】磁気ブラシ帯電器の場
合、帯電ニップ部Ｎにおいて磁気ブラシ部２３が磁気ブ
ラシ帯電器の長手方向（被帯電体としての感光体母線方
向）の端部領域Ｂに押し出され、この端部領域Ｂにおい
ては、磁気ブラシ部２３が感光体１と常時接触していな
いため、あるいは接触状態が不安定であるため、該領域
Ｂの感光体面を均一に帯電することが難しい。

【００１３】従って、該端部領域Ｂにおける感光体の電
位は、感光体中央部領域におけるそれよりもかなり低く
なってしまう。よって該端部領域Ｂにおいて、電極スリ
ーブ電位と感光体の表面電位との電位差が大きくなり、
磁気ブラシ部２３を構成している磁性粒子が磁気ブラシ
部２３から離脱して感光体１へ付着移動してしまうこと
がある。

【００１４】磁気ブラシ部２３から感光体１への磁性粒
子の離脱・付着が生じると、磁気ブラシ部２３の磁性粒
子が徐々に減少することで、磁気ブラシ部２３が痩せて
次第に帯電不良が生じる。

【００１５】画像形成装置にあっては、この帯電不良に
起因して画像不良が生じたり、磁気ブラシ部２３から感
光体１へ離脱・付着した磁性粒子が現像装置に持ち運ば
れて混入する等により出力画像の品位が低下すること
で、磁気ブラシ帯電器は長期使用が行えないという問題
があった。

【００１６】これを解決する一手段として、磁気ブラシ
帯電器の長手方向における磁気ブラシ部端部は電気的絶
縁部材を介して電圧が印加される導電性部材に保持させ
た構成を取るものがある。

【００１７】具体的には図８の模型図のように、磁気ブ
ラシ部２３に電圧を供給する電極スリーブ２１の端部外
周を樹脂等の電気的絶縁部材２５で被覆して、磁気ブラ
シ部２３の端部と電極スリーブ２１を電気的に絶縁し、
磁気ブラシ部端部までの距離を調節することにより磁性
粒子自身の抵抗で磁気ブラシ部端部の電位を降下させ、
被帯電体としての感光体１の表面電位との電位差を小さ
くして、磁気ブラシ部端部における感光体１への磁性粒
子の付着を防ぐものである。

【００１８】しかしながら、実際には、電極スリーブ２
１と絶縁部材２５の材質が異なっているため、絶縁部材
２５を介して電極スリーブ２１に保持されている磁気ブ
ラシ部端部の搬送性が、電極スリーブ２１の面に直接に
保持されている磁気ブラシ部の搬送性よりも低下し、絶
縁部材対応部分の帯電性が低下して感光体表面との電位
差ができてしまい、磁気ブラシ部端部における感光体１
への磁性粒子の付着防止効果を減少させてしまってい
た。

【００１９】また、電極スリーブ２１上に絶縁部材２５
を設けた場合、該絶縁部材を設けた電極スリーブ部分と
感光体の間隔が狭くなるため、帯電ニップ部Ｎにおける
この部分での磁気ブラシ部の搬送性が著しく低下し、感
光体上に磁性粒子が付着してしまうといった問題点も生
じていた。

【００２０】本発明は、磁気ブラシ部端部における被帯
電体への磁性粒子の付着防止のために、磁気ブラシ部端
部は電気的絶縁部材を介して電圧が印加される導電性部
材に保持させた構成を取る磁気ブラシ帯電器、及び該磁
気ブラシ帯電器を用いた帯電装置等について、絶縁部材
による本来の磁性粒子付着防止効果をより向上させるこ
とを目的とする。

【００２１】

【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、帯電部材、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。

【００２２】（１）電圧が印加される導電性部材と、該
導電性部材に磁性粒子を磁気拘束させて形成保持させた
磁気ブラシ部を有し、該磁気ブラシ部を被帯電体に接触
させて被帯電体を帯電する帯電部材であり、該帯電部材
の長手方向における磁気ブラシ部端部は電気的絶縁部材
を介して前記導電性部材に保持されており、前記電気的
絶縁部材が粒子を混ぜた樹脂であり、その磁気ブラシ部
を保持する面が混入粒子による粗面であることを特徴と
する帯電部材。

【００２３】（２）前記（１）において、電気的絶縁部
材の磁気ブラシ部を保持する面の平均粗さが、導電性部
材の磁気ブラシ部を保持する面の平均粗さより粗いこと
を特徴とする帯電部材。

【００２４】（３）前記（１）または（２）において、
導電性部材の磁気ブラシ部を保持する面の平均粗さが、
磁気ブラシ部を構成する磁性粒子の平均粒径の５〜１０
０％であることを特徴とする帯電部材。

【００２５】

【００２６】

【００２７】（４）前記（１）ないし（３）の何れか１
つにおいて、樹脂に対する混入粒子の平均粒径が、導電
性部材の磁気ブラシ部を保持する面の平均粗さより大き
いことを特徴とする帯電部材。

【００２８】（５）前記（１）ないし（４）の何れか１
つにおいて、被帯電体が電荷注入帯電性であることを特
徴とする帯電部材。

【００２９】（６）被帯電体に電圧を印加した帯電部材
を接触させて被帯電体の帯電を行なう帯電装置におい
て、帯電部材が、前記（１）ないし（５）の何れか１つ
に記載の帯電部材であることを特徴とする帯電装置。

【００３０】（７）前記（６）において、被帯電体が電
荷注入帯電性であることを特徴とする帯電装置。

【００３１】（８）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、像担持体を帯電する工程手段
が前記（６）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。

【００３２】（９）前記（８）において、像担持体が電
荷注入帯電性であることを特徴とする画像形成装置。

【００３３】（１０）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、少なくと
も、像担持体と、前記（１）ないし（５）の何れか１つ
に記載の帯電部材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。

【００３４】（１１）前記（１０）において、像担持体
が電荷注入帯電性であることを特徴とするプロセスカー
トリッジ。（１２）電圧が印加される導電性部材と、該導電性部材
に磁性粒子を磁気拘束させて形成保持させた磁気ブラシ
部を有し、該磁気ブラシ部を被帯電体に接触させて被帯
電体を帯電する帯電部材であり、 該帯電部材の長手方向
における磁気ブラシ部端部において、電気的絶縁部材が
導電性部材上に支持されることにより、電気的絶縁部材
の被帯電体とのギャップが導電性部材中央部の被帯電体
とのギャップよりも狭くされ、該電気的絶縁部材の磁気
ブラシ部を保持する面は粗面であって、その平均粗さ
が、導電性部材の磁気ブラシ部を保持する面の平均粗さ
より粗いことを特徴とする帯電部材。 （１３）前記（１２）において、導電性部材の磁気ブラ
シ部を保持する面の平均粗さが、磁気ブラシ部を構成す
る磁性粒子の平均粒径の５〜１００％であることを特徴
とする帯電部材。 （１４）前記（１２）または（１３）において、電気的
絶縁部材の磁気ブラシ部を保持する面がサンドブラスト
による粗面化処理面であることを特徴とする帯電部材。 （１５）前記（１２）または（１３）の何れか１つにお
いて、電気的絶縁部材が粒子を混ぜた樹脂であり、その
磁気ブラシ部を保持する面が混入粒子による粗面である
ことを特徴とする帯電部材。 （１６）前記（１５）において、樹脂に対する混入粒子
の平均粒径が、導電性部材の磁気ブラシ部を保持する面
の平均粗さより大きいことを特徴とする帯電部材。 （１７）前記（１２）ないし（１６）の何れか１つにお
いて、被帯電体が電荷注入帯電性であることを特徴とす
る帯電部材。 （１８）被帯電体に電圧を印加した帯電部材を接触させ
て被帯電体の帯電を行なう帯電装置において、 帯電部材
が、前記（１２）ないし（１６）の何れか１つに記載の
帯電部材であることを特徴とする帯電装置。 （１９）前記（１８）において、被帯電体が電荷注入帯
電性であることを特徴とする帯電装置。 （２０）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、 像担持体を帯電する工程手段が前記（１
８）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。 （２１）前記（２０）において、像担持体が電荷注入帯
電性であることを特徴とする画像形成装置。 （２２）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、 少なくとも、像担持体
と、前記（１２）ないし（１６）の何れか１つに記載の
帯電部材を包含していることを特徴とするプロセスカー
トリッジ。 （２３）前記（２２）において、像担持体が電荷注入帯
電性であることを特徴とするプロセスカートリッジ。

【００３５】〈作 用〉即ち、磁気ブラシ部端部におけ
る被帯電体への磁性粒子の付着防止のために、磁気ブラ
シ部端部は電気的絶縁部材を介して電圧が印加される導
電性部材に保持させた構成を取る磁気ブラシ帯電器、及
び該磁気ブラシ帯電器を用いた帯電装置等について、絶
縁部材の表面を粗面化処理したことにより、絶縁部材部
分の磁気ブラシ部搬送性を上げることができ、本来の絶
縁部材の効果である磁気ブラシ部端部での磁性粒子の被
帯電体への付着防止効果を向上させることが可能となっ
た。

【００３６】また、絶縁部材の表面の粗度を磁気ブラシ
部を直接保持している導電性部材面の粗度よりも大きく
することにより、磁気ブラシ部中央部に比べ磁気ブラシ
部端部での磁気ブラシ部搬送速度を上げることができ、
磁気ブラシ部端部における絶縁部材による磁性粒子の被
帯電体への付着防止効果をより向上させることが可能と
なった。

【００３７】

【発明の実施の形態】

〈第１の実施形態例〉（図１〜図５） （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。本実施
例の画像形成装置は、転写式電子写真プロセス利用、磁
気ブラシ帯電器を用いた電荷注入帯電方式、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。

【００３８】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である。本実施例のものは、表
面に電荷注入層を有する直径３０ｍｍの負帯電のＯＰＣ
感光体（有機光導電体）であり、１００ｍｍ／ｓｅｃの
プロセススピード（周速度）をもって矢示の時計方向に
回転駆動される。この感光体１の層構成については後記
（２）項で述べる。

【００３９】２は感光体１に接触させた接触帯電部材と
してのスリーブ回転タイプの磁気ブラシ帯電器、Ｓ１は
この磁気ブラシ帯電器２に帯電バイアスを印加する電源
である。

【００４０】本実施例においては、該磁気ブラシ帯電器
２の電極スリーブに帯電バイアス印加電源Ｓ１から帯電
バイアスとしてＤＣ電圧−７００Ｖが印加されて、回転
感光体１の外周面がほぼ−７００Ｖに一様に電荷注入帯
電方式にて接触帯電される。この磁気ブラシ帯電器２の
詳細は後記（４）項で述べる。

【００４１】次いで、回転感光体１の一様帯電面に対し
て、画像露光手段としての本実施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がなされて、回転感光体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。

【００４２】その静電潜像は現像装置３によりトナー画
像として現像される。現像装置３は本実施例は磁性ー成
分絶縁トナー（ネガトナー）を用いた反転現像装置であ
る。３ａ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、感光体１表面との距離を３０
０μｍに固定した状態で、感光体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。本実施例において、現像バイアスは ＤＣ電圧；−５００Ｖ ＡＣ電圧；周波数１８００Ｈｚ、ピーク間電圧１６００
Ｖ、矩形 の重畳電圧であり、スリーブ３ａと感光体１の間でジャ
ンピング現像を行なわせる。感光体１の露光明部にネガ
トナーが付着して静電潜像がトナー像として可視化され
る。

【００４３】一方、不図示の給紙部から被記録材（記録
媒体）としての転写材Ｐが供給されて、回転感光体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。

【００４４】転写ローラ４には転写バイアス印加電源Ｓ
３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圧力にて転写され
ていく。本実施例では転写ローラ４として抵抗値５×１
０⁸ Ωのものを用い、＋２０００ＶのＤＣ電圧を印加し
て転写を行なった。

【００４５】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。

【００４６】また転写材Ｐに対するトナー画像転写後の
感光体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。

【００４７】本実施例の画像形成装置は、感光体１・磁
気ブラシ帯電器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。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。

【００４８】（２）感光体１ 被帯電体としての本実施例の感光体１は、図２に層構成
模型図を示すように、アルミニウム製のドラム基体１１
上に下記の第１〜第５の５層の機能層１２〜１６を下か
ら順に設けた、表面に電荷注入層１６を有する直径３０
ｍｍの負帯電のＯＰＣ感光体であり、１００ｍｍ／ｓｅ
ｃのプロセススピード（周速度）をもって回転駆動され
る。

【００４９】第１層１２；下引き層であり、アルミニウ
ムドラム基体１１の表面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２０μｍの導電層である。

【００５０】第２層１３；正電荷注入防止層であり、ア
ルミニウム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。

【００５１】第３層１４；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。

【００５２】第４層１５；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。

【００５３】第５層１６；電荷注入層であり、絶縁性バ
インダーとしての光硬化性のアクリル樹脂に、導電性粒
子（導電フィラー）１６ａとしてのＳｎＯ₂ 微粒子を分
散した材料の塗工層である。

【００５４】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。

【００５５】これによって、感光体表面の抵抗は、電荷
輸送層１５単体の場合１×１０¹⁵Ωｃｍだったのに比
べ、１×１０¹³Ωｃｍにまで低下した。

【００５６】（３）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、本実施例では被帯電体としての感光体の表面材質の
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１６の導電粒子１６ａに電荷を充電して帯電を行な
う方式である。

【００５７】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１５を誘電体、アルミニウムドラム基
体１１と電荷注入層１６内の導電粒子（ＳｎＯ₂ ）１６
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。

【００５８】この際、導電粒子１６ａ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、マクロ的には感光体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１６ａが感光体表面を覆ってい
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１６ａ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。

【００５９】（４）磁気ブラシ帯電器２ 図４・図５は磁気ブラシ帯電器２の構成模型図である。
本実施例の磁気ブラシ帯電器２はスリーブ回転タイプの
ものであり、前述図７・図８の磁気ブラシ帯電器と共通
する構成部材・部分には共通の符号を付して再度の説明
を省略する。

【００６０】本実施例では、磁気ブラシ部端部における
被帯電体としての感光体１への磁性粒子の付着防止のた
めに、磁気ブラシ部端部は電気的絶縁部材２５を介して
電圧が印加される導電性部材としての電極スリーブ２１
に保持させた構成を取り、且つ電気的絶縁部材２５の磁
気ブラシ部２３を保持する面を粗面化したことに特徴が
ある。

【００６１】電極スリーブ２１上でのマグネットロール
２２による磁束密度は８００×１０^-4Ｔ（テスラ）であ
る。

【００６２】磁気ブラシ部２３は電極スリーブ２１上に
磁性粒子を厚さ１ｍｍでコートして形成させ、感光体１
との間に幅約５ｍｍの帯電ニップ部Ｎを形成させて感光
体１に接触させてある。本実施例で磁気ブラシ部２３の
磁性粒子量は約１０ｇで、電極スリーブ２１と感光体１
との帯電ニップ部Ｎでのギャップαは５００μｍであ
る。

【００６３】電極スリーブ２１は帯電ニップ部Ｎにおい
て感光体１の回転方向とはカウンター方向である矢示方
向に回転駆動され、この電極スリーブ２１の回転に伴っ
て磁気ブラシ部２３も回転して感光体１面を摺擦する。

【００６４】ここで磁気ブラシと感光体１との周速比
は、以下の式で定義する。

【００６５】周速比％＝（磁気ブラシ周速ー感光体周
速）／感光体周速×１００ ＊磁気ブラシの周速はカウンター回転の場合は負の値。

【００６６】周速比は、−１００％は磁気ブラシが停止
している状態なので、磁気ブラシの感光体表面に停止し
た形状がそのまま帯電不良となって、画像に出てしま
う。また順方向の回転は、カウンター方向と同じ周速比
を得ようとすると、磁気ブラシの回転数が高くなってし
まう。磁気ブラシが遅い速度で感光体と順回転で接触す
ると、磁気ブラシ部の磁性粒子が感光体１に付着しやす
くなる。よって、周速比は−１００％以下が好ましく、
本実施例では−１５０％とした。

【００６７】ａ）磁性粒子 磁気ブラシ部２３を構成させる磁性粒子としては次のよ
うなものを使用できる。

【００６８】．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 ．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 ．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 これらの磁性粒子の抵抗値としては、高すぎると感光体
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。低すぎると感光体表面にピンホ
ールがあったとき、ピンホールに電流が集中して帯電電
圧が降下し感光体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。よって磁性粒子の抵抗値とし
ては、１×１０⁴ 〜１×１０⁷ Ωが望ましい。

【００６９】磁性粒子の抵抗値は、電圧が印加できる金
属セル（底面積２２８ｍｍ² ）に磁性粒子を２ｇ入れた
後加重し、電圧を１〜１０００Ｖ印加して測定した。

【００７０】磁性粒子の粒径としては、あまり細かすぎ
ると磁気拘束力が小さくなり被帯電体としての感光体へ
の磁性粒子付着を起こす。また、大きすぎると感光体へ
の接触面積が減り帯電不良が増える。よって、磁性粒子
の平均粒径としては５〜１００μｍが望ましい。

【００７１】磁性粒子の平均粒径は、水平方向の最大弦
長で示し、測定法は顕微鏡法により磁性粒子３００個以
上をランダムに選び、その径を実測して算術平均をとる
ことによって求めた。

【００７２】磁性粒子の磁気特性としては、感光体への
磁性粒子付着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５０Ａ・ｍ²/kg以上が望ましい。

【００７３】磁性粒子の磁気特性測定には理研電子株式
会社の直流磁化Ｂ−Ｈ特性自動記録装置ＢＨＨ−５０を
用いることができる。この際、直径（内径）６．５ｍ
ｍ、高さ１０ｍｍの円柱状の容器に磁性粒子を荷重約２
ｇ重程度で充填し、容器内で磁性粒子が動かないように
してそのＢ−Ｈカーブから飽和磁化を測定する。

【００７４】磁気ブラシ部２３で摺擦される被帯電体と
しての感光体１のダメージを軽減するために、磁気ブラ
シ部２３を構成させる磁性粒子は球形化処理をするのが
望ましい。

【００７５】実際に、本実施例で用いた磁性粒子は、平
均粒径が３０μｍで、形状は球形、抵抗値が１×１０⁶
Ω、飽和磁化が５８（Ａ・ｍ²/kg）であった。

【００７６】ｂ）電極スリーブ２１の表面粗さ 電極スリーブ２１は、磁気ブラシ部２３の帯電ニップ部
Ｎでの搬送性をあげるため、電極スリーブ表面をサンド
ブラストで粗面化処理している。

【００７７】本実施例の電極スリーブ２１はアルミニウ
ム製であり、これに不定形の砥粒（サンド）を吹き付け
てブラストし、表面の平均粗さを５μｍとした。

【００７８】ここで、平均粗さは、ＪＩＳで定義されて
いる中心線平均粗さ（Ｒａ）を示す。

【００７９】電極スリーブ２１の材質としてはアルミニ
ウムに限るものではなく、ＳＵＳ３０４、真鍮等の非磁
性の材質であれば使用可能であり、サンドブラストに用
いる砥粒も定形・不定形といった種々の形状のものが使
用可能である。また、電極スリーブ２１の平均粗さは、
磁気ブラシ部２３との接触性や搬送性を確保するため
に、磁性粒子の平均粒径の５〜１００％の範囲にするの
が望ましい。

【００８０】ｃ）絶縁部材２５ 絶縁部材２５は、磁気ブラシ部２３の端部領域に押し出
された部分（図５のＢ領域）での、感光体１への磁性粒
子の付着を防止するために設けられている。

【００８１】本実施例の構成では磁性粒子は磁気ブラシ
部端部の外側に約３ｍｍ押し出されているため、絶縁部
材２５はマージンを見込んで磁気ブラシ部端部に当たる
マグネットロール２２の端部から７ｍｍ外側まで配置し
ている。

【００８２】また、絶縁部材２５の磁気ブラシ部内側の
長さは、磁性粒子の抵抗値や印加バイアスの大きさなど
で異なってくるが、本実施例ではマグネットロール２２
の端部より１０ｍｍ内側まで絶縁部材２５を配置するこ
とにより、磁性粒子の磁気ブラシ部端部での電位を−１
００Ｖまで低下することが可能となり、端部の押し出し
領域Ｂにおける磁性粒子の感光体１への付着を防止して
いる。

【００８３】絶縁部材２５の材質については、ウレタン
やアクリル、フェノール等の絶縁性の樹脂を用いること
が可能である。本実施例では、アクリル樹脂を厚さ１０
０μｍで電極スリーブ２１に塗工し、絶縁部材２５とし
ている。

【００８４】従来、絶縁部材２５はその表面性を特に規
定せずにいた。そのため、電極スリーブ２１と絶縁部材
２５では磁気ブラシ部２３の搬送性が異なり、通常、材
質の関係から、樹脂を使用した絶縁部材２５を介して磁
気ブラシ部２３を保持している部分の磁気ブラシ部搬送
性が、金属を使用した電極スリーブ２１に直接磁気ブラ
シ部２３を保持している部分の磁気ブラシ部搬送性より
小さくなっていた。この磁気ブラシ部搬送性の違いによ
り、絶縁部材２５部分の帯電性が低下して感光体表面と
の電位差ができてしまい、絶縁部材２５による、磁性粒
子の感光体への付着防止効果が低下してしまっていた。

【００８５】また、電極スリーブ２１上に絶縁部材２５
を設けた構成では、絶縁部材２５部分の感光体１とのギ
ャップが電極スリーブ中央部分よりも狭くなり、ますま
す磁気ブラシ部搬送性が低下してしまうという問題点が
発生していた。

【００８６】そこで本実施例では、図５に示す通り、絶
縁部材２５の表面を荒らしている。これにより、絶縁部
材２５を介して電極スリーブ２１に保持されている磁気
ブラシ部の搬送力を上げることが可能となり、本来の絶
縁部材２５の効果である磁気ブラシ部端部での磁性粒子
の感光体１への付着防止効果を向上させることが可能と
なる。

【００８７】さらに、絶縁部材２５の表面粗さを電極ス
リーブ２１の表面よりも荒らすことにより、絶縁部材２
５と感光体１とのギャップが狭くなった場合でも、該部
分での安定した磁気ブラシ部搬送性を確保することが可
能となり、絶縁部材２５部分での磁気ブラシ部搬送力低
下に伴う磁気ブラシ部端部での感光体への磁性粒子付着
を減少することが可能となる。

【００８８】実際に本実施例では、絶縁部材２５の表面
をサンドブラストすることで平均表面粗さを７μｍと
し、電極スリーブ２１よりもその表面粗さを２μｍ増し
ている。このような構成にすることによって、絶縁部材
２５を介して保持されている磁気ブラシ部の搬送力を電
極スリーブ２１に直接保持されている磁気ブラシ部の搬
送力より増すことができ、本来の絶縁部材２５の効果で
ある磁気ブラシ部端部での磁性粒子の感光体への付着防
止効果を向上させることが可能となった。

【００８９】〈第２の実施形態例〉（図６） 本実施例は、前記絶縁部材２５を樹脂中に粒子を入れた
もので形成することで、該絶縁部材の磁気ブラシ部２３
を保持する面を粗面化したことに特徴がある。

【００９０】図６はその構成模型図であり、絶縁部材２
５は、樹脂層２５１に粒子２５２を含有させて表面に凹
凸をつけている。樹脂層２５１は絶縁性の樹脂であり、
第１の実施形態例の絶縁部材２５に例示のウレタンやア
クリル、フェノール等が使用可能である。また、粒子２
５２も絶縁性の粒子を使用するのが望ましく、例えばＰ
ＭＭＡやナイロン等のビーズ形状のものが用いられる。

【００９１】本実施例ではこの樹脂層２５１中に含有す
る粒子２５２の大きさにより、絶縁部材２５の平均表面
粗さを電極スリーブ２１の平均表面粗さより大きくして
いる。よって粒子２５２は、少なくとも電極スリーブ２
１の平均表面粗さより大きいものを使用する必要があ
る。

【００９２】実際に本実施例では、フェノール樹脂に平
均粒径８μｍのナイロンビーズを４５ｗｔ％含有させ、
これを平均粗さ５μｍの電極スリーブ２１上に１００μ
ｍの厚さで塗布し、絶縁部材２５の表面粗さを７μｍと
した。

【００９３】このような構成を取ることにより、磁気ブ
ラシ部端部の絶縁部材２５部分における磁気ブラシ部２
３の搬送性を電極スリーブ２１の中央部より上げること
が可能となり、本来の絶縁部材２５の効果である磁気ブ
ラシ部端部での磁性粒子の感光体１への付着防止効果を
向上させることが可能となった。

【００９４】また、絶縁部材２５の表面粗さは粒子２５
２によるものなので、摩耗により樹脂２５１が削れても
常に粒子２５２が表面に現われ凹凸を形成するので、よ
り耐久性に優れた絶縁部材２５とすることができる。

【００９５】〈その他の実施形態例〉 １）磁気ブラシ帯電器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ルに直接にまたは
導電性コート層を介して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ロール回転タイプ
とすることもできる。また、非回転の磁気ブラシ体とす
ることもできる。

【００９６】回転あるいは非回転のファーブラシ部材の
ファーブラシに磁性粒子を混入させ、磁力発生部材の磁
力で磁気ブラシとして磁気拘束させた形態のものであっ
てもよい。

【００９７】２）磁気ブラシ帯電器２に対する印加帯電
バイアスは、直流電圧のみに限らず、直流電圧と交流電
圧の重畳電圧とすることもできる。この場合、交流電圧
の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可
能である。また、交流バイアスは、例えば直流電源を周
期的にＯＮ，ＯＦＦすることによって形成された矩形波
の電圧を含む。このように、交流バイアスは、周期的に
その電圧値が変化するようなバイアスが使用できる。

【００９８】３）本発明における磁気ブラシ帯電器ある
いは帯電装置は、画像形成装置の像担持体の帯電手段に
限らず、広く被帯電体の帯電処理手段として有効である
ことはもちろんである。

【００９９】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。

【０１００】被帯電体は電荷注入帯電が支配的な系にす
る場合には、表面抵抗が１０⁹ 〜１０¹⁴Ω・ｃｍの層を
持つことが望ましい。電子写真感光体についていえば、
実施形態例のように、ＯＰＣ感光体の上にＳｎＯ₂ 等の
導電性粒子を分散させた表層（電荷注入層）をコーティ
ングしたもの、α−Ｓｉ（アモルファスシリコン、非晶
質シリコン）の表層を有する感光体など電荷注入帯電性
を有するものを用いることができる。

【０１０１】被帯電体は電荷注入帯電性のものでなくと
もよい。

【０１０２】４）本発明において画像形成装置は、回動
ベルト型等の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。

【０１０３】５）画像形成装置における像担持体面に対
する情報書き込み手段としての画像露光手段は、実施形
態例のディジタル的な潜像を形成するレーザー走査露光
手段に限定されるものではなく、通常のアナログ的な画
像露光やＬＥＤなどの他の発光素子でもかまわないし、
蛍光灯等の発光素子と液晶シャッタ等の組み合わせによ
るものなど、画像情報に対応した静電潜像を形成できる
ものであるなら何でもよい。

【０１０４】像担持体が静電記録誘電体である場合に
は、該誘電体面の一様帯電面を除電針ヘッド、電子銃等
の除電手段で選択的に除電することで目的の画像情報に
対応した静電潜像が書き込み形成される。

【０１０５】６）現像装置は各種の現像原理・方式のも
のを採択できる。正規現像方式であっても勿論よい。

【０１０６】７）転写方式の画像形成装置において、転
写方式としては実施形態例に示したローラ転写だけでな
く、ブレード転写やその他の接触転写帯電方式、またコ
ロナ放電器を用いてもよい。

【０１０７】８）転写ドラムや転写ベルト等の中間転写
体を用いて単色画像形成ばかりでなく、多重転写等によ
る多色、フルカラー画像を形成する画像形成装置であっ
てもよい。

【０１０８】９）クリーナレスシステムの画像形成装置
であってもよい。

【０１０９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁気ブラシ部端部における被帯電体への磁性粒子の付着
防止のために、磁気ブラシ部端部は電気的絶縁部材を介
して電圧が印加される導電性部材に保持させた構成を取
る磁気ブラシ帯電器、及び該磁気ブラシ帯電器を用いた
帯電装置等について、絶縁部材の表面を粗面化処理した
ことにより、絶縁部材部分の磁気ブラシ部搬送性を上げ
ることができ、本来の絶縁部材の効果である磁気ブラシ
部端部での磁性粒子の被帯電体への付着防止効果を向上
させることが可能となった。

【０１１０】また、絶縁部材の表面の粗度を磁気ブラシ
部を直接保持している導電性部材面の粗度よりも大きく
することにより、磁気ブラシ部中央部に比べ磁気ブラシ
部端部での磁気ブラシ部搬送速度を上げることができ、
磁気ブラシ部端部における絶縁部材による磁性粒子の被
帯電体への付着防止効果をより向上させることが可能と
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施形態例における画像形成装置の概
略構成図

【図２】 被帯電体としての電子写真感光体の層構成模
型図

【図３】 電荷注入帯電の原理説明図

【図４】 スリーブ回転タイプの磁気ブラシ帯電器の横
断面模型図

【図５】 該磁気ブラシ帯電器の一端部側の縦断面模型
図

【図６】 第２の実施形態例における磁気ブラシ帯電器
の一端部側の縦断面模型図

【図７】 （ａ）はスリーブ回転タイプの磁気ブラシ帯
電器の横断面模型図、（ｂ）は該磁気ブラシ帯電器の一
端部側の縦断面模型図

【図８】 絶縁部材を具備させた磁気ブラシ帯電器の一
端部側の縦断面模型図

【符号の説明】

１ 感光体（被帯電体） ２ 磁気ブラシ帯電器 ２１ 電極スリーブ ２２ マグネットロール ２３ 磁気ブラシ部 ２５ 絶縁部材 Ｓ１ 帯電バイアス印加電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 児野 康則 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−161207（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−67566（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−69157（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−10643（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02

Claims (23)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧が印加される導電性部材と、該導電
   性部材に磁性粒子を磁気拘束させて形成保持させた磁気
   ブラシ部を有し、該磁気ブラシ部を被帯電体に接触させ
   て被帯電体を帯電する帯電部材であり、 該帯電部材の長手方向における磁気ブラシ部端部は電気
   的絶縁部材を介して前記導電性部材に保持されており、
   前記電気的絶縁部材が粒子を混ぜた樹脂であり、その磁
   気ブラシ部を保持する面が混入粒子による粗面であるこ
   とを特徴とする帯電部材。
2. 【請求項２】 特許請求の範囲第１項において、電気的
   絶縁部材の磁気ブラシ部を保持する面の平均粗さが、導
   電性部材の磁気ブラシ部を保持する面の平均粗さより粗
   いことを特徴とする帯電部材。
3. 【請求項３】 特許請求の範囲第１項または第２項にお
   いて、導電性部材の磁気ブラシ部を保持する面の平均粗
   さが、磁気ブラシ部を構成する磁性粒子の平均粒径の５
   〜１００％であることを特徴とする帯電部材。
4. 【請求項４】 特許請求の範囲第１項ないし第３項の何
   れか１つにおいて、樹脂に対する混入粒子の平均粒径
   が、導電性部材の磁気ブラシ部を保持する面の平均粗さ
   より大きいことを特徴とする帯電部材。
5. 【請求項５】 特許請求の範囲第１項ないし第４項の何
   れか１つにおいて、被帯電体が電荷注入帯電性であるこ
   とを特徴とする帯電部材。
6. 【請求項６】 被帯電体に電圧を印加した帯電部材を接
   触させて被帯電体の帯電を行なう帯電装置において、 帯電部材が、特許請求の範囲第１項ないし第５項の何れ
   か１つに記載の帯電部材であることを特徴とする帯電装
   置。
7. 【請求項７】 特許請求の範囲第６項において、被帯電
   体が電荷注入帯電性であることを特徴とする帯電装置。
8. 【請求項８】 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、 像担持体を帯電する工程手段が特許請求の範囲第６項に
   記載の帯電装置であることを特徴とする画像形成装置。
9. 【請求項９】 特許請求の範囲第８項において、像担持
   体が電荷注入帯電性であることを特徴とする画像形成装
   置。
10. 【請求項１０】 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、 少なくとも、像担持体と、特許請求の範囲第１項ないし
    第５項の何れか１つに記載の帯電部材を包含しているこ
    とを特徴とするプロセスカートリッジ。
11. 【請求項１１】 特許請求の範囲第１０項において、像
    担持体が電荷注入帯電性であることを特徴とするプロセ
    スカートリッジ。
12. 【請求項１２】 電圧が印加される導電性部材と、該導
    電性部材に磁性粒子を磁気拘束させて形成保持させた磁
    気ブラシ部を有し、該磁気ブラシ部を被帯電体に接触さ
    せて被帯電体を帯電する帯電部材であり、 該帯電部材の長手方向における磁気ブラシ部端部におい
    て、電気的絶縁部材が導電性部材上に支持されることに
    より、電気的絶縁部材の被帯電体とのギャップが導電性
    部材中央部の被帯電体とのギャップよりも狭くされ、該
    電気的絶縁部材の磁気ブラシ部を保持する面は粗面であ
    って、その平均粗さが、導電性部材の磁気ブラシ部を保
    持する面の平均粗さより粗いことを特徴とする帯電部
    材。
13. 【請求項１３】 特許請求の範囲第１２項において、導
    電性部材の磁気ブラシ部を保持する面の平均粗さが、磁
    気ブラシ部を構成する磁性粒子の平均粒径の５〜１００
    ％であることを特徴とする帯電部材。
14. 【請求項１４】 特許請求の範囲第１２項または第１３
    項において、電気的絶縁部材の磁気ブラシ部を保持する
    面がサンドブラストによる粗面化処理面であることを特
    徴とする帯電部材。
15. 【請求項１５】 特許請求の範囲第１２項または第１３
    項において、電気的絶縁部材が粒子を混ぜた樹脂であ
    り、その磁気ブラシ部を保持する面が混入粒子による粗
    面であることを特徴とする帯電部材。
16. 【請求項１６】 特許請求の範囲第１５項において、樹
    脂に対する混入粒子の平均粒径が、導電性部材の磁気ブ
    ラシ部を保持する面の平均粗さより大きいことを特徴と
    する帯電部材。
17. 【請求項１７】 特許請求の範囲第１２項ないし第１６
    項の何れか１つにおいて、被帯電体が電荷注入帯電性で
    あることを特徴とする帯電部材。
18. 【請求項１８】 被帯電体に電圧を印加した帯電部材を
    接触させて被帯電体の帯電を行なう帯電装置において、 帯電部材が、特許請求の範囲第１２項ないし第１６項の
    何れか１つに記載の帯電部材であることを特徴とする帯
    電装置。
19. 【請求項１９】 特許請求の範囲第１８項において、被
    帯電体が電荷注入帯電性であることを特徴とする帯電装
    置。
20. 【請求項２０】 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、 像担持体を帯電する工程手段が特許請求の範囲第１８項
    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。
21. 【請求項２１】 特許請求の範囲第２０項において、像
    担持体が電荷注入帯電性であることを特徴とする画像形
    成装置。
22. 【請求項２２】 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、 少なくとも、像担持体と、特許請求の範囲第１２項ない
    し第１６項の何れか１つに記載の帯電部材を包含してい
    ることを特徴とするプロセスカートリッジ。
23. 【請求項２３】 特許請求の範囲第２２項において、像
    担持体が電荷注入帯電性であることを特徴とするプロセ
    スカートリッジ。