JP3544062B2

JP3544062B2 - 磁気ブラシ帯電装置及び画像形成装置

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Publication number: JP3544062B2
Application number: JP17064196A
Authority: JP
Inventors: 雅章山路; 晴美石山; 正古屋; 康則児野
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Priority date: 1996-06-10
Filing date: 1996-06-10
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2016-06-10
Also published as: JPH09329938A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は被帯電体を帯電処理（除電処理も含む）するための帯電装置、及び該帯電装置を具備した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
特に、磁気ブラシ帯電部材を用いた磁気ブラシ帯電装置及び該帯電装置を具備した画像形成装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
被帯電体の帯電処理手段は「非接触系」と「接触系」の２系統に大別される。
【０００４】
非接触系の代表例はコロナ帯電器である。これは該コロナ帯電器を被帯電体に非接触に対向させて配設し、高圧印加でコロナ帯電器にコロナ放電を生じさせ、該コロナ放電に被帯電体面を曝すことで被帯電体面を帯電させるものである。
【０００５】
接触系には、摩擦帯電や、ローラ体・ブラシ体などの帯電部材を被帯電体に接触させ電圧を印加して被帯電体を帯電する接触帯電装置などがある。
【０００６】
従来、例えば、電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置においては、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非接触系であるコロナ帯電器が多用されていたが、近年、エコロジーが注目されるにつれて、低オゾン・低電力等の利点を有することから、接触系の接触帯電装置が実用化されてきている。接触帯電部材としてはゴムローラ型、固定ブラシ型、ロール形状のファーブラシ型など、様々な形態部材がある。
【０００７】
ａ）ローラ帯電方式
特に接触帯電部材として導電ローラを用いたローラ帯電方式の装置が帯電の安定性という点から好ましく用いられている。
【０００８】
ローラ帯電方式の接触帯電装置では、帯電部材として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を帯電処理する。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。
【０００９】
例を示すと、被帯電体として、厚さ２５μｍのＯＰＣ感光体に対して帯電ローラを加圧当接させて帯電処理を行なわせる場合には、帯電ローラに対して約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。
【００１０】
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以上のＤＣ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帯電方式」と称する。
【００１１】
しかし、ＤＣ帯電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削れることによって膜厚が変化すると帯電開始電圧Ｖｔｈが変動するため、感光体の電位を所望の値にすることが難しかった。
【００１２】
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成分を重畳した電圧を接触帯電部材に印加して被帯電体の帯電を行なう「ＡＣ帯電方式」が用いられる。これは、ＡＣ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。
【００１３】
しかしながら、このような接触帯電においても、その本質的な帯電機構は、帯電部材から感光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に必要とされる電圧は被帯電体表面電位以上の値が必要とされ、微量のオゾンは発生する。
【００１４】
また、帯電均一化のためにＡＣ帯電を行なった場合には、さらなるオゾン量の発生、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。
【００１５】
ここで、帯電ローラに限らず接触帯電部材に必要とされる特性において、抵抗値の低い帯電部材を使用した場合、被帯電体上にキズやピンホール等の低耐圧欠陥部があると、帯電部材からその低耐圧欠陥部に過大なリーク電流が流れ込み、低耐圧欠陥部周辺の被帯電体部分に帯電不良やピンホールの拡大、帯電部材の通電破壊が生じる。これを防止するためには、帯電部材の抵抗値を１×１０^４ Ω程度以上にする必要がある。一方１×１０^７ Ω以上では抵抗値が高すぎて、帯電に必要な電流を流すことができない。従って、接触帯電部材の抵抗値は１×１０^４ Ω〜１×１０^７ Ωの範囲でなければならない。
【００１６】
ｂ）注入帯電方式
また、接触式であって、被帯電体への電荷の直接注入による帯電を行なわせる帯電方式が考案されている（特開平６−３９２１号公報，特願平５−６６１５０号等）。
【００１７】
この注入帯電方式は、ローラ型・ブラシ型・磁気ブラシ型等の接触導電部材に所望のＶｄに相当するＤＣ電圧のみを印加し、被帯電体表面にあるトラップ準位に電荷を注入する、あるいは、導電粒子を分散した保護膜を有する被帯電体に電荷を充電する、といった方法で所望のＶｄを得るものである。
【００１８】
特開平６−３９２１号公報には、表面に電荷注入層を設けた被帯電体（感光体）の電荷注入層のフロート電極に電荷を注入して接触帯電する方法を開示しており、電荷注入層として、感光体表面にアクリル樹脂に導電フィラーであるアンチモンドープで導電化したＳｎＯ_２（酸化錫）粒子を分散したものを塗工して用いることが可能であるとの記述がある。
【００１９】
この注入帯電方式では、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被帯電体表面電位分のみのＤＣ電圧であり、オゾンの発生もない。さらに、ＡＣ電圧を印加しないので、帯電音の発生もなく、ローラ帯電方式と比べると、より低オゾン性、低電圧性に優れた帯電方式である。
【００２０】
前述のＣＤ帯電方式・ＡＣ帯電方式のような接触帯電方式では、帯電機構が放電によるものであるため、帯電部材と被帯電体表面の間に多少のギャップが生じても帯電はなされていたが、注入帯電方式では帯電部材と被帯電体とが直接接触して電荷を授受するため、両者が密に接触して微視的な帯電し残しがないような構成を取る必要がある。
【００２１】
また、電荷の授受を妨げないように帯電部材の抵抗はより低い方が好ましいが、前述したように、接触帯電部材を用いた装置では、被帯電体上にキズやピンホール等の低耐圧欠陥部があった場合に、帯電部材の抵抗が低いとリークが生じ、電源電圧が降下して帯電不良となるため、実用上は帯電部材がある程度以上の抵抗を保持している必要がある。このように帯電部材の抵抗が高い場合には電荷の注入性が落ちてしまうので、帯電部材を早回しする等の手段を用いて、帯電部材と被帯電体との接触機会を増やしてやり、電荷の注入能力を確保する必要がある。
【００２２】
以上述べてきたように注入帯電方式に用いる帯電部材としては、被帯電体と密に接触でき、かつ、被帯電体に対して周速差を持つことが可能な部材という観点から、磁気ブラシ、磁性流体などの磁気拘束系の帯電部材（磁気ブラシ帯電部材）が適している。
【００２３】
ｃ）磁気ブラシ帯電部材
磁気ブラシ帯電部材は、磁性粒子担持手段に磁性粒子を磁気力で拘束して磁気ブラシとして付着保持させたもので、該磁気ブラシを被帯電体に接触させ、電圧を印加して被帯電体の帯電を行なうものである。より具体的には、
１）磁性粒子担持手段が回転可能なスリーブであり、該スリーブ内に配設した固定のマグネットロール（磁石）の磁気力で磁性粒子がスリーブ外面に拘束されて磁気ブラシとして付着保持されている形態のもの（スリーブ型）、
２）磁性粒子担持手段が回転可能なマグネットロール（磁石）であり、該ロールの外面に直接に磁性粒子が磁気力で拘束されて磁気ブラシとして付着保持されている形態のもの（磁性ローラ型）
等である。
【００２４】
図９の（ａ）は上記１）のスリーブ型の磁気ブラシ帯電部材２もしくは帯電装置の模式図である。
【００２５】
２１は磁性粒子担持手段としての、アルミニウム等の非磁性の導電性スリーブ（電極スリーブ、導電スリーブ、帯電スリーブなどと称される）である。２２はこのスリーブ２１内に挿入配設した磁界発生手段としてのマグネットロールである。Ｎ・Ｓは該ロールの着磁部である。このマグネットロール２２は非回転の固定部材であり、このマグネットロール２２の外周りをスリーブ２１が同心に矢印の時計方向ｂに不図示の駆動機構にて所定の周速度にて回転駆動される。２３は導電性の磁性粒子（以下、キャリアと称す）であり、スリーブ２１の外周面にスリーブ内部のマグネットロール２２の磁気力で拘束されて磁気ブラシ（導電性磁気ブラシ）２４として付着保持されている。キャリア２３はマグネットロール２２の磁気拘束力によりスリーブ２１の外面上で磁気的な穂立ちを形成し、これが集まってブラシ形状となっている。Ｅ１はスリーブ２１に対する帯電バイアス印加電源である。
【００２６】
１は被帯電体であり、例えば、矢印の時計方向ａに所定のプロセススピードをもって回転駆動されるドラム型電子写真感光体である。磁気ブラシ帯電部材２は磁気ブラシ２４を被帯電体１の面に接触させて接触ニップ部（帯電ニップ部）Ｄを形成させた状態にして配置される。磁気ブラシ２４は、スリーブ２１の回転に伴って同じ方向に回転搬送され、接触ニップ部Ｄにおいて回転感光体１面を摺擦し、電源Ｅ１からスリーブ２１を介して磁気ブラシ２４に印加された帯電バイアスにより、被帯電体としての回転感光体１面が接触方式で帯電処理される。
【００２７】
接触ニップ部Ｄにおいて、スリーブ２１の回転方向、それに伴う磁気ブラシ２４の回転搬送方向は被帯電体としての回転感光体１の回転方向に対してカウンター方向としてある。
【００２８】
スリーブ２１は、磁気ブラシ２４の担持機能、搬送機能、帯電バイアス印加電極機能を担っている。
【００２９】
図９の（ｂ）は前記２）の磁性ローラ型の磁気ブラシ帯電部材２Ａもしくは帯電装置の模式図である。
【００３０】
マグネットロール２２は駆動及び給電を兼ねた中心芯金２５を中心に矢印の時計方向ｂに不図示の駆動機構にて所定の周速度にて回転駆動される。このマグネットロール２２の外周面は帯電バイアス印加電極（給電面）としての導電層２２ａで被覆してある。その導電層２２ａの外周面にキャリア２３をマグネットロール２２の磁気力で拘束して磁気ブラシ２４として付着保持させたものである。磁気ブラシ２４は、マグネットロール２２の回転に伴って同方向に回転搬送され、接触ニップ部Ｄにおいて回転感光体１面を摺擦し、電源Ｅ１からマグネットロール２２の中心芯金２５に印加された帯電バイアスにより、被帯電体としての回転感光体１面が接触方式で帯電処理される。マグネットロール２２の外周面に設けた導電層２２ａは磁気ブラシ２４に帯電バイアスを安定して均一に給電する役目をする。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、磁気ブラシ帯電部材を用いた帯電装置及び該帯電装置を具備した画像形成装置は、帯電部材と被帯電体とを密に接触できる、被帯電体に対して周速差を持つことが可能なことから帯電部材と被帯電体との接触機会を多くすることができる等、帯電性に有利である。電荷注入帯電系においては電荷注入性に非常に有利である。
【００３２】
図９の（ａ）のようなスリーブ型の磁気ブラシ帯電部材２と、（ｂ）のような磁性ローラ型の磁気ブラシ帯電部材２Ａとの対比において、磁性ローラ型はマグネットロール２２の回転に伴い、接触ニップ部Ｄにおける磁気ブラシ２４の穂立ち形状が変化することから、スリーブ型の磁気ブラシ帯電部材２と比較して帯電性が不均一となりやすく、帯電不良を生じる場合があった。
【００３３】
スリーブ型の磁気ブラシ帯電部材２はスリーブ２１の回転によって、磁気ブラシ２４の穂立ち形状は基本的に変化しないことから、さらにキャリア２３の入れ換わりが可能なことから、磁性ローラ型の磁気ブラシ帯電部材と比較して帯電均一性は有利である。
【００３４】
スリーブ型の磁気ブラシ帯電部材２は、スリーブ２１の回転方向として、上述例のように接触ニップ部Ｄにおいて被帯電体としての回転感光体１の回転方向に対してカウンター方向とする場合と、順方向とする場合の２種類がある。
【００３５】
順方向の場合は、カウンター方向と比較して、接触ニップ部Ｄにおけるスリーブ２１と感光体１との相対的な速度即ち周速差を大きくするにはスリーブ２１の回転数を高くしなければならない。しかし、そうすると磁気ブラシ２４を構成しているキャリア２３の飛散を生じやすく、回転トルクも大きくなり、装置コストも高くなる。
【００３６】
カウンター方向は、低速で周速差を大きくすることができ、従って磁気ブラシ２４のキャリア２３と感光体１の接触回数を多くできるので、帯電性が良好になるという利点がある。
【００３７】
しかしながら、スリーブ２１の回転方向をカウンター方向にすると、接触ニップ部Ｄのスリーブ回転方向上流側の磁気ブラシ部分が被帯電体である感光体１の回転によって引き戻されてこの部分に磁気ブラシが滞留し易くなる。そして磁気ブラシが過度に滞留すると、接触ニップＤ内でのキャリア２３の円滑な移動が阻害され、キャリア２３の搬送性が悪くなり、接触ニップＤが不均一になったり、キャリアと感光体の接触機会が少なくなったりして、帯電能力が低下し、帯電不良が起こる場合があった。
【００３８】
また、キャリアの円滑な移動が阻害され、感光体表面に接しているキャリアの動きが悪くなると、キャリア自身がチャージアップしてしまい、電荷注入帯電系においては電荷の注入を阻害して、帯電不良が起こるという問題もあった。ここでチャージアップとは、感光体表面に接しているキャリアが感光体へ電荷を与えることによって逆電荷を蓄電してしまい、実際の印加電圧が減少してしまう状態をいう。
【００３９】
キャリアの搬送性を良くするために、スリーブ上の磁極位置、磁束密度及びその分布を工夫してきたが、しかし、キャリアの搬送性とは必ずしも対応しなかった。
【００４０】
そこで本発明は、特に、スリーブ型の磁気ブラシ帯電部材を用いた磁気ブラシ帯電装置及び該帯電装置を具備した画像形成装置について、磁性粒子（キャリア）の搬送性を良くするようにして、帯電能力の低下を防ぎ、帯電不良を防止すること、画像形成装置にあっては帯電不良に起因する画像不良の発生等の問題を解消することを目的とする。
【００４１】
【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、磁気ブラシ帯電装置、及び画像形成装置である。
【００４２】
（１）固定された磁石を内包する回転可能な導電性の磁性粒子担持手段に磁性粒子を磁気力で拘束して磁気ブラシとして付着保持させた磁気ブラシ帯電部材を有し、該磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシを被帯電体に接触させて磁性粒子担持手段の回転で搬送させ、電圧を印加して被帯電体を帯電する磁気ブラシ帯電装置において、
被帯電体と磁気ブラシの接触ニップにおける磁性粒子担持手段の回転方向が被帯電体に対してカウンター方向であって、磁性粒子担持手段上の磁束密度をＢ、磁性粒子担持手段の回転方向の角度をθとすると、∂Ｂ^２／∂θから求めた、磁性粒子に働く磁性粒子担持手段上の接線方向の磁気力の向きが、被帯電体と磁気ブラシの接触ニップの磁性粒子担持手段の回転方向上流側端部から被帯電体と磁性粒子担持手段との最近接位置迄の範囲において、すべて磁性粒子担持手段の回転方向下流側へ向いていることを特徴とする磁気ブラシ帯電装置。
【００４３】
（２）前記（１）に記載の磁気ブラシ帯電装置において、磁性粒子担持手段に内包させた固定の磁石の、被帯電体と磁気ブラシの接触ニップにおける磁極位置を、被帯電体と磁性粒子担持手段との最近接位置より磁性粒子担持手段の回転方向に対して下流側にすることを特徴とする磁気ブラシ帯電装置。
【００４５】
（３）像担持体を帯電する工程を含む作像プロセスにより画像形成を実行する画像形成装置であり、像担持体の帯電手段が（１）または（２）に記載の磁気ブラシ帯電装置であることを特徴とする画像形成装置。
【００４６】
〈作用〉
１）即ち前記（１）のように、被帯電体と磁気ブラシの接触ニップにおける磁性粒子担持手段の回転方向が被帯電体に対してカウンター方向であって、磁性粒子担持手段上の磁束密度をＢ、磁性粒子担持手段の回転方向の角度を角度をθとすると、∂Ｂ^２／∂θから求めた、磁性粒子に働く磁性粒子担持手段上の接線方向の磁気力の向きが、被帯電体と磁気ブラシの接触ニップの磁性粒子担持手段の回転方向上流側端部から被帯電体と磁性粒子担持手段との最近接位置迄の範囲において、すべて磁性粒子担持手段の回転方向下流側へ向いていることを特徴とする磁気ブラシ帯電装置においては、被帯電体と磁気ブラシの接触ニップにおける磁性粒子担持手段の回転方向が被帯電体に対してカウンター方向であることで被帯電体に対して磁性粒子担持手段すなわち磁気ブラシの周速差を大きくすることが可能なことから、磁気ブラシを被帯電体に接触させる接触機会を多くすることができて帯電性を向上させることができる。電荷注入帯電系においては電荷注入性が向上し帯電性を向上させることができる。
【００４７】
また、∂Ｂ^２／∂θから求めた、磁性粒子に働く磁性粒子担持手段上の接線方向の磁気力の向きが、被帯電体と磁気ブラシの接触ニップの磁性粒子担持手段の回転方向上流側端部から被帯電体と磁性粒子担持手段との最近接位置迄の範囲において、すべて磁性粒子担持手段の回転方向下流側へ向いていることで、接触ニップにおける磁性粒子の搬送性を良くする適正な磁気力（磁気的な吸引力）を設定することができて、磁気ブラシ（もしくは磁性粒子）の滞留による帯電不良を防止することができる。電荷注入帯電系においては注入帯電能力の低下を防ぎ、帯電不良を防止することができる。
【００４８】
２）前記（２）のように、更に、磁性粒子担持手段に内包させた固定の磁石の、被帯電体と磁気ブラシの接触ニップにおける磁極位置を、被帯電体と磁性粒子担持手段との最近接位置より磁性粒子担持手段の回転方向に対して下流側にすることを特徴とする磁気ブラシ帯電装置においては、被帯電体と磁気ブラシの接触ニップの、磁性粒子担持手段の回転移動方向上流側における磁気ブラシの過度の滞留を防止することができることから、磁気ブラシの滞留による帯電不良を防止することができる。
【００４９】
３）前記（３）のように、また更に、被帯電体と磁気ブラシの接触ニップの磁性粒子担持手段の回転方向上流側端部から被帯電体と磁性粒子担持手段との最近接位置迄の範囲において、磁性粒子担持手段上の接線方向の磁気力の向きがすべて磁性粒子担持手段の回転方向下流へ向いていることを特徴とする磁気ブラシ帯電装置においては、磁性粒子の搬送性をさらに向上させることができることから、磁性ブラシの滞留による帯電不良を防止することができる。電荷注入帯電系においては注入帯電能力の低下を防ぎ、帯電不良を防止することができる。
【００５０】
４）そして、上記の磁気ブラシ帯電装置を用いた画像形成装置にあっては、磁性粒子即ち磁気ブラシの搬送性が良くなることで、帯電能力の低下、帯電不良が防止され、帯電不良に起因する画像不良の発生等の問題が解消される。
【００５１】
【発明の実施の形態】
〈実施形態例１〉（図１〜図７）
（１）画像形成装置例（図１）
図１は、本発明に従う、転写式電子写真プロセス利用、磁気ブラシ−接触帯電方式のレーザービームプリンタの一例の概略構成図である。
【００５２】
１は被帯電体としての像担持体である回転感光ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムあるいはドラムと記す）である。本例では直径３０ｍｍのＯＰＣ感光体を用い、矢示ａに示す時計方向に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。感光体の層構成については（２）項で詳述する。
【００５３】
２は感光ドラム１の周面を所定の極性・電位に一様に帯電処理するための、スリーブ型の磁気ブラシ帯電部材である。この磁気ブラシ帯電部材２については（３）項で詳述する。
【００５４】
この磁気ブラシ帯電部材２のスリーブ２１には帯電バイアス印加電源Ｅ１から−７００ＶのＤＣ帯電バイアスが印加されていて、電荷注入帯電によって回転感光ドラム１の外周面がほぼ−７００Ｖに一様に帯電される。
【００５５】
この回転感光ドラム１の帯電面に対してレーザーダイオード・ポリゴンミラー等を含むレーザービームスキャナ７から出力される目的の画像情報の時系列電気デ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７ａによる走査露光がなされ、回転感光ドラム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。
【００５６】
その静電潜像は磁性一成分絶縁トナーを用いた反転現像装置３によりトナー画像として現像される。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、この現像スリーブに上記のネガトナーをコートし、感光ドラム表面との距離を３００μｍに固定した状態で、感光ドラム１と等速で回転させ、スリーブ３ａに現像バイアス印加電源Ｅ２より現像バイアス電圧を印加する。本例では、−５００ＶのＤＣ電圧と、周波数１８００Ｈｚ、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と感光ドラム１の間でジャンピング現像を行なわせる。即ち現像スリーブ３ａで運ばれてくる負に帯電されたトナーを潜像の画像部に電界により付着させて現像する。
【００５７】
一方、不図示の給紙部から記録材としての転写材３０が供給されて、感光ドラム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。
【００５８】
転写ローラ４には転写バイアス印加電源Ｅ３から所定の転写バイアス電圧が印加される。本例では転写ローラ４にはローラ抵抗値５×１０^８ Ωのものを用い、＋２０００ＶのＤＣ電圧を印加して転写を行なった。
【００５９】
転写部Ｔに導入された転写材３０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し圧力にて転写されていく。
【００６０】
トナー画像の転写を受けた転写材３０は感光ドラム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。
【００６１】
また転写材３０に対するトナー画像転写後の感光ドラム１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。
【００６２】
本例の画像形成装置は、感光ドラム１・磁気ブラシ帯電部材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一括して画像形成装置本体に対して着脱交換自在のプロセスカートリッジ１０としてある。９は上記４つのプロセス機器１・２・３・６を所定に組み込んだカートリッジハウジングである。８・８は画像形成装置本体側のプロセスカートリッジ挿脱案内兼保持部である。
【００６３】
画像形成装置本体に対して該プロセスカートリッジ１０を所定に装着した状態において、プロセスカートリッジ１０側と画像形成装置本体側とが機械的・電気的に相互カップリング状態となり、またプロセスカートリッジ１０側の感光ドラム１の下面が画像形成装置本体側の転写ローラ４に所定に当接した状態となり、画像形成実行可能状態となる。
【００６４】
なお、プロセスカートリッジ１０とは、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と、電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つの電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更に、少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。
【００６５】
（２）感光体１、注入帯電
ａ）感光体１について（図２）
図２は本例で用いた被帯電体としての感光体１の層構成模型図である。
【００６６】
本例で用いた感光体１は表面に電荷注入機能を有する負帯電のＯＰＣ感光体である。φ３０ｍｍの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ものである。
【００６７】
第１層は下引き層１２であり、アルミニウムドラム基体１１の外周面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２０μｍの導電層である。
【００６８】
第２層は正電荷注入防止層１３であり、アルミニウム基体１１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１０^６ Ωｃｍ程度に抵抗調整された厚さ約１μｍの中抵抗層である。
【００６９】
第３層は電荷発生層１４であり、ジスアゾ系の顔料を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。
【００７０】
第４層は電荷輸送層１５であり、ポリカーボネート樹脂にヒドラゾンを分散した厚さ約２０μｍの層であり、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。
【００７１】
第５層は電荷注入層１６であり、光硬化性のアクリル樹脂に超微粒子の導電粒子（導電フィラー）１６ａとしてＳｎＯ_２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ＳｎＯ_２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３μｍに塗工して電荷注入層とした。
【００７２】
感光体の表面層である電荷注入層１６の体積抵抗は電荷注入帯電を行なうために、１０^９〜１０^１４Ω・ｃｍの低抵抗層を持つことが好ましく、本例においては、電荷注入層１６の体積抵抗は１×１０^１３Ω・ｃｍとした。
【００７３】
電荷注入層１６の体積抵抗率は、導電性シート（アルミニウムシート）上に電荷注入層を約６〜７μｍ塗布し、これを横河ヒューレット・パッカード社製の高抵抗計４３２９ＡにＲＥＳＩＳＴＩＶＩＴＹＣＥＬＬ１６００８Ａを接続して印加電圧１００Ｖにて測定したものである。
【００７４】
電荷注入層１６は磁気ブラシ帯電装置２から電荷を直接注入することで表面を均一に帯電するための注入サイトを意図的に作成したものであるが、潜像の電荷が表面を流れないよう電荷注入層１６の表面抵抗は１×１０^８ Ω以上である必要がある。
【００７５】
電荷注入層１６の表面抵抗は、絶縁性シート上に電荷注入層を塗布し、これを横河ヒューレット・パッカード社製の高抵抗計４３２９Ａで印加電圧１００Ｖにて測定したものである。
【００７６】
ｂ）注入帯電について（図３）
上記の感光体１と、接触帯電部材を用いて帯電を行なう際の原理について述べる。
【００７７】
本例における電荷注入帯電は、中抵抗の接触帯電部材（磁気ブラシ帯電部材）で、中抵抗の表面抵抗を持つ感光体表面に電荷注入を行なうものであり、感光体表面材質のもつトラップ電位に電荷を注入するものではなく、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。
【００７８】
帯電時に磁気ブラシ帯電部材２に所望の電圧を印加することで電荷注入層１６に電荷が注入されて被帯電体としての感光体表面は最終的に磁気ブラシ２４と同電位に帯電（充電）される。
【００７９】
具体的には図３の（ａ）と（ｂ）の模型図と等価回路図に示すように、感光体１は、電荷輸送層１５を誘電体とし、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１６ａ（ＳｎＯ_２）を両電極板とする微小なコンデンサーの並列集合体とみることができ、注入帯電は、その個々の微小なコンデンサーに接触帯電部材で電荷を充電する理論に基づくものである。
【００８０】
この際、導電粒子１６ａは互いに電気的に独立であり、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、実際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。
【００８１】
（３）磁気ブラシ帯電装置（図４）
ａ）磁気ブラシ帯電部材２
図４の（ａ）は本例の磁気ブラシ帯電部材２ないしは磁気ブラシ帯電装置の構成模型図であり、前述図９の（ａ）のものと同様にスリーブ型のものである。
【００８２】
即ち、２１は磁性粒子担持手段としての、アルミニウム等の非磁性の導電性スリーブ（帯電スリーブ）である。
【００８３】
２２はこのスリーブ２１内に挿入配設した磁界発生手段としてのマグネットロールである。Ｎ１・Ｓ１・Ｎ２・Ｓ２は該ロールの着磁部である。このマグネットロール２２は非回転の固定部材であり、このマグネットロール２２の外周りをスリーブ２１が同心に矢印ｂに示す時計方向に不図示の駆動機構にて所定の周速度にて回転駆動される。
【００８４】
２３は導電性の磁性粒子（キャリア）であり、スリーブ２１の外周面にスリーブ内部のマグネットロール２２の磁気力で拘束されて磁気ブラシ（導電性磁気ブラシ）２４として付着保持されている。キャリア２３はマグネットロール２２の磁気拘束力によりスリーブ２１の外面上で磁気的な穂立ちを形成し、これが集まってブラシ形状となっている。
【００８５】
スリーブ２１に帯電バイアス印加電源Ｅ１（図１・図３）から帯電バイアスが印加される。帯電バイアスは、高すぎると磁気ブラシ２４と感光ドラム１の間でリークを生じ、低すぎると帯電電位が低くなり、現像コントラストが小さくなることから、画像が貧弱になる。よって帯電電圧としては１００Ｖ〜１５００Ｖが望ましい。
【００８６】
２６はスリーブ２１と小間隔を介して対向した磁気ブラシ層厚規制ブレード（規制ブレード）で、スリーブ２１が帯電領域に支持搬送する磁気ブラシ層の厚みを規制する。
【００８７】
Ｄは磁気ブラシ２４を感光ドラム１表面に接触させて形成させた接触ニップ部（帯電ニップ部）である。
【００８８】
感光ドラム１は矢印ａに示す時計方向に不図示の駆動機構にて所定の周速度にて回転駆動されており、接触ニップ部Ｄにおいて、スリーブ２１の回転方向、それに伴う磁気ブラシ２４の回転搬送方向は感光ドラム１の回転方向に対してカウンター方向としてある。
【００８９】
接触ニップ部Ｄにおける磁気ブラシ２４の回転搬送方向について、感光ドラム１の回転方向に対して順方向の場合は、カウンター方向と比較して、磁気ブラシ２４を構成するキャリア２３が感光ドラム１に付着しやすい傾向がある。また、スリーブ２１と感光ドラム１の相対的な速度、即ち周速差を大きくするには、スリーブ２１の回転数が高くなってしまう。従って、キャリア２３の飛散を生じやすく、回転トルクも大きくなり、装置コストも高くなる。
【００９０】
カウンター方向は、感光ドラム１へのキャリア付着を抑制し、低速で周速差を大きくすることができ、従ってキャリアと感光ドラムの接触回数を多くできるので、帯電性が良好になる。
【００９１】
カウンター方向の方が、感光ドラムへのキャリア付着に対して良好な理由はまだ解明がされていないが、磁気ブラシ２４の摺擦により感光ドラム上のキャリアを剥ぎ取って引き戻す作用が働くと考えている。
【００９２】
スリーブ２１の回転を停止させると、磁気ブラシ２４の形状がそのまま帯電不良となって画像に出てしまう。
【００９３】
このような理由から磁気ブラシ２４の回転搬送方向はカウンター方向が好ましい。
【００９４】
しかし、スリーブ２１の回転方向をカウンター方向にすると接触ニップ部Ｄのスリーブ回転方向上流側の磁気ブラシ部分が被帯電体としての感光ドラム１の回転によって引き戻されてこの部分に磁気ブラシが滞留し易くなる傾向がある。磁気ブラシが過度に滞留すると、接触ニップ部Ｄ内でのキャリアの円滑な移動が阻害され、キャリアの搬送性が悪くなり、接触ニップ部Ｄが不均一になったり、キャリアと感光体の接触機会が少なくなったりして注入帯電能力が低下し、帯電不良が起こる場合があるが、後述するように、適正な磁気力を設定することにより、キャリアの搬送性を良好にすることができる。
【００９５】
また、電荷注入性を良くするには、接触ニップ部Ｄを大きくすることが好ましいが、スリーブ２１の回転方向をカウンター方向にして、磁気ブラシが滞留し易いことを逆に利用して、接触ニップ部上流部に積極的に磁気ブラシの膨らみ層を作成して、即ち適度な磁気ブラシの溜まり部分（バンク）を積極的に作成して、接触ニップ部Ｄを大きくし、その上で、キャリアの搬送性を良好にすることで、電荷注入性が向上し、良好な帯電性を得ることができる。ここで、「適度な磁気ブラシの溜まり」とはキャリアはある程度溜まるが停滞することなく円滑に搬送する状態をいう。
【００９６】
電荷注入性を良くするには、接触ニップ部Ｄの幅を２ｍｍ以上にすることが好ましく、４ｍｍ以上にすることがより好ましい。接触ニップ部Ｄが小さくなりすぎると、キャリアと感光体の接触機会が少なくなり、帯電が不均一になったり、注入帯電能力が低下したりして、帯電不良が生じやすい。
【００９７】
本例では、帯電が均一で、注入帯電能力が十分で、帯電性を良好にするように、接触ニップ部Ｄを接触ニップ最近接位置よりスリーブ回転方向下流側に幅約２ｍｍ、上流側に幅約３ｍｍ、全体で幅約５ｍｍに設定した。本例のように感光ドラム１及びスリーブ２１が小径の場合、接触ニップ部Ｄを大きくすることは難しいが、スリーブ２１の回転方向をカウンター方向にして、スリーブ回転方向上流側のニップ部を大きくすることにより全体のニップを大きくすることが可能となった。
【００９８】
Ｌはスリーブ２１の回転中心と感光ドラム１の回転中心を結んだ仮想直線であり、スリーブ２１と感光ドラム１の対向中心を示すものであり、この部分でスリーブ２１と感光ドラム１は最近接位置となっている。
【００９９】
ｈはスリーブ２１と感光ドラム１との最近接位置での距離である。スリーブ２１と感光ドラム１間の最小間隔ｈは０．１５〜２．０ｍｍが好ましく、０．３〜１．０ｍｍがより好ましい。間隔ｈが小さくなりすぎると、リークが生じやすくなり、規制ブレード２６によって磁気ブラシ層の厚みを均一に規制することが困難になり、帯電ムラを生じやすくなり、また、十分なキャリア量を接触ニップ部Ｄへ供給できなくなり、帯電不良を生じやすくなる。逆に、間隔ｈが大きくなりすぎると、磁気ブラシ層の厚みを大きくしなければならず、磁気ブラシ２４の表層部の磁気拘束力が弱くなることから、磁気ブラシ層が粗くなり、帯電ムラを生じやすく、また、電荷注入性も低下して、帯電不良を生じやすくなる。
【０１００】
注入帯電では、感光体の帯電を、磁気ブラシ２４を形成しているキャリア２３と感光体との接触による電荷注入によって行なうので、接触ニップ部Ｄ内でキャリア２３を円滑に移動させ、充分にキャリアと感光体を接触させる必要がある。
【０１０１】
電荷注入性を良くするには、接触ニップ部Ｄでのキャリアの体積比率Ｍｃ、即ち接触ニップ部空間でのキャリアの占める体積割合を３０〜８０％にすることが好ましい。
【０１０２】
ここで、上記体積比率Ｍｃは、下記式に従うものとする。
【０１０３】
Ｍｃ＝（Ｍ／ｈ）×（１／ρ）×１００
但し、Ｍはスリーブの単位面積当たりのキャリア量（非穂立ち状態での）［ｇ／ｃｍ^２］、ｈは帯電領域空間の高さ［ｃｍ］、ρはキャリアの真密度［ｇ／ｃｍ^３］である。
【０１０４】
上記体積比率Ｍｃが小さくなりすぎると、キャリアと感光体との接触が不十分となりやすく、接触ニップ部Ｄが不均一になったり、キャリアと感光体の接触機会が少なくなったりして注入帯電能力が低下し、帯電不良が生じやすい。
【０１０５】
一方、体積比率Ｍｃが大きくなりすぎると、接触ニップ部Ｄにキャリアが滞留する傾向が生じてきて、接触ニップ部Ｄ内でのキャリアの円滑な移動が阻害され、接触ニップ部が不均一になったり、キャリアと感光体の接触機会が少なくなったりして注入帯電能力が低下し、帯電不良が生じやすい。また、キャリアの円滑な移動が阻害され、感光体表面に接しているキャリアの動きが悪くなると、キャリア自身がチャージアップしてしまい、電荷の注入を阻害して、帯電不良が生じやすくなる。
【０１０６】
前述の体積比率Ｍｃは、スリーブ２１と規制ブレード２６間の間隙、スリーブ２１と感光ドラム１間の間隙ｈ、キャリアの真密度等を相関的に設定することで所要の値に設定できる。
【０１０７】
ｂ）キャリア２３
磁気ブラシ２４を構成させる磁性粒子であるキャリア２３としては
・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
等が考えられる。感光ドラム１へのダメージを軽減するために、キャリア２３は球形化処理をするのが望ましい。
【０１０８】
これらキャリア２３の抵抗値としては、高すぎると感光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。低すぎると感光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感光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。
【０１０９】
よって、キャリア２３の抵抗値としては、１×１０^５〜１×１０^８ Ω・ｃｍ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２２８ｍｍ^２）にキャリア２３を２ｇ入れた後６．６ｋｇ／ｃｍ^２で加重し、電圧を１〜１０００Ｖ印加して測定した。例えば１００Ｖ印加して、この系に流れる測定電流から算出し正規化したもので定義した。
【０１１０】
複数種のキャリアを混合して用いることで帯電性の向上を図ることも可能である。
【０１１１】
キャリアの粒径としては、あまり細かすぎると、磁気拘束力が小さくなり、感光ドラム面へのキャリア付着を起こす。また大きすぎると、感光ドラムへの接触面積が減り、帯電不良が増える。よってキャリアの平均粒径としては５〜５０μｍ程度が帯電性と磁気保持の点で望ましい。キャリアの平均粒径は、光学顕微鏡または走査型電子顕微鏡により、ランダムに１００個以上抽出し、水平方向最大弦長をもって体積粒度分布を算出しその５０％平均粒径をもって決定した。
【０１１２】
キャリア２３の磁気特性としては、感光ドラムへのキャリア付着を防止するために磁気力を高くする方がよく、飽和磁化が３０（Ａ・ｍ^２／ｋｇ）以上、より好ましくは５０（Ａ・ｍ^２／ｋｇ）以上が望ましい。
【０１１３】
実際に、本例で用いたキャリア２３は、平均粒径が３０μｍで、形状は球形、抵抗値が１×１０^６ Ω・ｃｍ、飽和磁化が６４（Ａ・ｍ^２／ｋｇ）であった。なお、キャリア２３の真密度は約５．８ｇ／ｃｍ^３で、透磁率は約５．０であった。
【０１１４】
飽和磁化及び透磁率の測定は、振動試料型磁力計（商品名：ＶＳＭ−Ｐ−１−型東英工業社製）により、最大１００００エルステッドの磁場中に置かれた磁性粒子の磁化を測定し、記録紙に描かれたヒステリシス曲線に基づいて求めた。
【０１１５】
ｃ）マグネットロール２２（図４〜図６）
本例で用いたマグネットロール２２について図４〜図６を用いて詳述する。図４の（ｂ）は接触ニップ部Ｄ及び磁極構成の位置を説明するための図である。
【０１１６】
Ｌは磁性粒子担持手段としてのスリーブ２１の回転中心と被帯電体としての感光ドラム１の回転中心を結んだ仮想直線であり、スリーブ２１と感光ドラム１の対向中心を示すものであり、この部分でスリーブ２１と感光ドラム１は最近接位置となっている。
【０１１７】
ｈはスリーブ２１と感光ドラム１との最近接位置での距離である。
【０１１８】
Ｐはスリーブ２１上の感光ドラム１との最近接位置であり、Ｑは感光ドラム１上の最近接位置である。
【０１１９】
Ｓは帯電主極Ｓ１に対応するスリーブ２１上の位置であり、θはスリーブ２１の回転中心と帯電主極Ｓ１とを結んだ仮想直線と前記仮想直線Ｆとの成す角度である。即ち、帯電主極Ｓ１はスリーブ２１の回転方向に対して感光ドラム１との最近接位置Ｐよりも下流側に位置している。
【０１２０】
Ａは感光ドラム１と磁気ブラシ２４の接触ニップ部Ｄの、感光ドラム１上での感光ドラム回転方向下流側端部位置である。
【０１２１】
Ｌ１は感光ドラム１上でのニップ部下流側端部位置Ａとスリーブ２１の回転中心を結んだ仮想直線である。
【０１２２】
Ｂはスリーブ２１上における、感光ドラム１上でのニップ部下流側端部位置Ａとの最近接位置であり、仮想直線Ｌ１とスリーブ２１表面とが交差する位置である。
【０１２３】
帯電主極Ｓ１の位置について、感光ドラム１との最近接位置Ｐよりもスリーブ回転方向に対して上流側にすると、ニップ部上流側で磁気ブラシが穂立ちしてスリーブの回転により搬送されたキャリアがニップ部最近接を通過しようとするのをせき止める作用が働き、ニップ部内にキャリアが滞留しやすくなる。ニップ部内にキャリアが滞留すると、ニップ部Ｄが不均一になったり、キャリアと感光体の接触機会が少なくなったりして注入帯電能力が低下し、帯電不良が生じやすい。また、キャリア自身がチャージアップしやすくなり、電荷の注入を阻害して、帯電不良が生じやすくなる。
【０１２４】
一方、帯電主極Ｓ１の位置を、感光ドラム１との最近接位置Ｐよりもスリーブ回転方向に対して下流側にすると、スリーブ２１と感光ドラム１の間隔が最も狭くキャリアの搬送が最も厳しい位置Ｐ・Ｑまでは磁気ブラシが穂立ちしていないので、キャリアが円滑に搬送され、ニップ部最近接位置Ｐ・Ｑを通過して空間が拡がってから磁気ブラシが穂立ちするので、磁気ブラシの穂立ちによりキャリアの搬送が阻害されない。
【０１２５】
従って、キャリアが滞留することがなく、ニップ部Ｄ中でのキャリアが円滑に移動することができるようになり、感光体とチャージアップしていないキャリアの接触回数が増加し、帯電不良の発生しなくなる。
【０１２６】
なお、帯電主極Ｓ１の位置が感光ドラム１との最近接位置Ｐよりも離れ過ぎると、ニップ部内のキャリアをニップ部出口方向に引き寄せる磁気力が弱くなるので、キャリアの搬送性がやや劣る場合がある。
【０１２７】
帯電主極Ｓ１の位置は感光ドラム１との最近接位置Ｐよりもスリーブ回転方向に対して下流側０°〜３０°（θ）が好ましく、０°〜１５°がより好ましい。
【０１２８】
図５は磁性粒子担持手段としてのスリーブ２１上の磁気力を説明するための図であり、Ｆはスリーブ２１上の磁気力、Ｆｒはスリーブ２１上のスリーブ表面の法線方向の磁気力、Ｆθはスリーブ２１上のスリーブ表面の接線方向の磁気力を示している。
【０１２９】
ここで、磁気力Ｆθは下記比例式
Ｆｒ∝∂Ｂ^２／∂θ∝｛Ｂ^２（θ＋Δθ）−Ｂ^２（θ−Δθ）｝／２Δθ
但し、
Ｂ^２（θ＋Δθ）＝Ｂ^２ｒ（θ＋Δθ）＋Ｂ^２ θ（θ＋Δθ）
Ｂ^２（θ−Δθ）＝Ｂ^２ｒ（θ−Δθ）＋Ｂ^２ θ（θ−Δθ）
となる。
【０１３０】
従って、
｛Ｂ^２（θ＋Δθ）−Ｂ^２（θ−Δθ）｝／２Δθ
を求めれば磁気力Ｆθの相対的な大きさを知ることができ、磁気力Ｆθの分布形態、磁気力Ｆθの向き等を知ることができる。
【０１３１】
磁性粒子担持手段（スリーブ）上の法線方向の磁束密度Ｂｒおよび接線方向の磁束密度Ｂθは、後述の如くベル社のガウスメータを用いて測定する。Ｂｒ（θ）は磁性粒子担持手段上における法線方向の磁束密度［ガウス］、Ｂθ（θ）は磁性粒子担持手段上における接線方向の磁束密度［ガウス］である。
【０１３２】
ここで、θは基準位置θ０からの角度［ラジアン］であり、スリーブ回転方向に対して上流側ほど角度が大きくなる。
【０１３３】
∂Ｂ^２／∂θについて更に説明すると、θを＋側から微分すると、
【０１３４】
【数１】

θを＋側から微分すると、
【０１３５】
【数２】

これらは連続なので、どちらから微分しても等しいと仮定できるので、▲１▼式＋▲２▼式より、
【０１３６】
【数３】

となる。従って、
∂Ｂ^２／∂θ＝｛Ｂ^２（θ＋Δθ）−Ｂ^２（θ−Δθ）｝／２Δθ・・・・▲４▼
となる。
【０１３７】
例えば、Δθを３°毎に計算すると、単位はラジアンなので、
Δθ＝３π／１８０［ラジアン］
となる。
【０１３８】
キャリアが接触ニップ部Ｄを円滑に移動できるかどうか、即ちキャリアの搬送性を良好にできるかどうかは、スリーブ２１上の磁束密度に直接関係するのではなく、スリーブ２１上のキャリアを接線方向へ移動させる磁気力の大きさに関係する。図４を用いて説明する。
【０１３９】
スリーブ２１上のキャリアの搬送性は、キャリアをスリーブ上へ保持して、保持したキャリアをそのままスリーブの回転により搬送する等の搬送促進作用と、感光ドラム１がカウンター方向に回転することにより、接触ニップ部Ｄのキャリアをスリーブの上流方向に引き戻す等の搬送抑制作用とのバランスで決まる。また、接触ニップ部の間隔とキャリアの量により搬送のし易さが決まる。搬送促進作用と搬送抑制作用はスリーブおよび感光ドラムの回転による動的な作用だけでなく、磁気力による作用が関係する。つまり、接触ニップ部のキャリアに働く磁気力が搬送方向を向いていると搬送性が促進され、逆の方向を向いていると搬送性が抑制される。即ち、スリーブ上の接線方向の磁気力Ｆθの向きによって磁気力による搬送性が促進されるか抑制されるかが決まる。
【０１４０】
スリーブ２１上のすべての位置において磁気力Ｆθをスリーブ回転下流側方向に向けることができれば、スリーブ上のすべての位置において磁気力による搬送性が促進される方向に作用されるので、非常に好ましいが、いくら磁束密度分布を工夫してもその様な構成にすることは不可能である。
【０１４１】
従って、スリーブ上の搬送性に対して重要度の高い箇所（接触ニップ部）において、磁気力Ｆθを搬送性促進方向に作用させる構成にすることが重要である。
【０１４２】
では、接触ニップ部Ｄのどの位置での磁気力Ｆθの向きが効果あるかというと、キャリアの搬送性が最も厳しい位置、即ちスリーブ２１と感光ドラム１の間隔が小さい最近接位置Ｐの磁気力が深く関係すると考えられる。つまり、最近接位置Ｐの磁気力Ｆθの向きを搬送方向、即ちスリーブ回転下流側へ向けることが効果がある。また、最近接位置Ｐのスリーブ回転上流側のキャリアの搬送性が不十分であると、最近接位置Ｐへ向けてキャリアを押し込みパッキングさせる方向の作用が働くので、キャリアの滞留が生じやすくなる。従って、接触ニップ部上流側端部位置Ｂから最近接位置Ｐ迄の領域の磁気力の向きは搬送方向を向いていることがより好ましい。
【０１４３】
一方、最近接位置Ｐのスリーブ回転下流側のキャリアに関しては、スリーブとドラムの間隔が拡がっていくので、磁気力による搬送性が抑制される方向に作用しても通常の磁気力程度であれば、トータルバランスとして、十分な搬送性を得ることが可能である。
【０１４４】
以上に述べたように、スリーブ上のキャリアの搬送性を良好にするには、スリーブ上の感光ドラムとの最近接位置Ｐの磁気力Ｆθの向きをスリーブ回転下流側へ向けることが効果がある。さらにスリーブ上の接触ニップ部上流側端部位置Ｂから最近接位置Ｐ迄の磁気力の向きをすべてスリーブ回転下流側へ向けることがより好ましい。
【０１４５】
図６の（ａ）は「マグネットロールＡ」の帯電主極Ｓ１の磁束密度Ｂｒの分布形態および磁気力Ｆθの分布形態の説明するための図であり、横方向はスリーブ周方向の位置を（角度で）示しており、縦方向はスリーブ２１上の磁気力Ｆθの大きさ、もしくはスリーブ２１上の磁束密度Ｂｒの大きさを示している。
【０１４６】
磁気力Ｆθが正の場合は磁気力Ｆθの向きがスリーブ回転上流側へ向いていることを示し（図の右方向）、磁気力Ｆθが負の場合は磁気力Ｆθの向きがスリーブ回転下流側へ向いていることを示す（図の左方向）。Ｓは帯電主極Ｓ１の位置、Ｐはスリーブ２１上の感光ドラム１との最近接位置、Ｂはスリーブ２１上のニップ部上流側端部位置である。この例では位置Ｂから位置Ｐ迄、さらに位置Ｓ迄の領域すべてにおいて磁気力Ｆθが負であり、この部分で磁気力Ｆθの向きがすべてスリーブ回転下流側へ向いていることを示す。
【０１４７】
例えば、
スリーブ２１の外径を１６ｍｍ、
感光ドラム１の外径を３０ｍｍ、
感光ドラム１とスリーブ２１との間隔ｈを０．５ｍｍ
接触ニップ部Ｄの幅を感光ドラム１の上流側で２ｍｍ、下流側で３ｍｍ
とすると、
感光ドラム上位置Ｑと位置Ａの角度は約２１．５°、
スリーブ上位置Ｐと位置Ｂの角度は約１８．７°
となる。
【０１４８】
そして、帯電主極Ｓ１の位置Ｓを感光ドラム１との最近接位置Ｐよりもスリーブ回転方向に対して下流側６°に配置すると、スリーブ上位置Ｓと位置Ｂの角度は［１８．７−（−６）＝２４．７°］となる。
【０１４９】
図６の（ｂ）・（ｃ）・（ｄ）は、「マグネットロールＢ」、「マグネットロールＣ」、「マグネットロールＤ」の帯電主極Ｓ１の磁束密度Ｂｒの分布形態および磁気力Ｆθの分布形態の図である。記号は図６の（ａ）と同様である。
【０１５０】
図７で磁束密度の測定法を説明する。本図はスリーブ２１上の法線方向の磁束密度Ｂｒ及び接線方向の磁束密度Ｂθの測定法を説明するための図であり、ベル社のガウスメータモデル９９０３を用い測定した。スリーブ２１は水平に固定され、スリーブ２１内のマグネットロール２２は回転自在に取付けられている。４２は２軸型プローブ（ベル社製ＹＯＡ９９−１８０２）であり、スリーブ２１とは若干の間隔を保ってスリーブ２１の中心とプローブ４２の中心が略同一水平面になるように固定され、ガウスメータ４１と接続しており、スリーブ２１上の法線方向及び接線方向の磁束密度を測定するものである。スリーブ２１とマグネットロール２２は略同心円であり、スリーブ２１とマグネットロール２２の間隔はどこでも等しいと考えてよい。従って、マグネットロール２２を回転することにより、スリーブ２１上の法線方向及び接線方向の磁束密度は周方向全てに対して測定することができる。
【０１５１】
マグネットロール２２は矢印方向に回転させているので、例えば、帯電主極Ｓ１よりも規制極Ｎ１の角度は大きな値となる。即ち、図１や図４におけるスリーブの移動方向ｂに対して、上流側の方が角度が増える方向に測定している。
【０１５２】
（４）実験例
本例で、感光ドラム１の周速は１００ｍｍ／ｓｅｃ、外径は３０ｍｍ、帯電スリーブ２１の周速は１５０ｍｍ／ｓｅｃ、スリーブ２１の外径は１６ｍｍとした。スリーブ２１の回転方向は感光ドラム１に対してカウンター方向とした。感光ドラム１とスリーブ２１との間隔ｈは０．５ｍｍとした。帯電主極Ｓ１の位置は感光ドラム１との最近接位置Ｐよりもスリーブ回転方向に対して下流側６°（−６°）とした。このとき、スリーブ２１内に固定する磁石である帯電主極Ｓ１のスリーブ表面上でのスリーブ表面に対する法線方向の磁束密度のピーク値は９４０×１０^−４Ｔ（テスラ）であった。磁気ブラシ２４のキャリア量は約１５ｇで、磁気ブラシ２４の長手巾は２１０ｍｍで、帯電スリーブ上の磁気ブラシ２４のコート層の厚さは約１ｍｍで、接触ニップ部Ｄの幅は上流側に幅約２ｍｍ、下流側に幅約３ｍｍ、全体で幅約５ｍｍとした。このときのキャリア搬送性と帯電性について得られた結果を表１に示す。
【０１５３】
更に、マグネットロール２２としては、図６の（ａ）に示した帯電主極Ｓ１の磁束密度が９４０×１０^−４Ｔ（テスラ）の「ロールＡ」と、帯電主極Ｓ１の磁束密度が９５０×１０^−４Ｔ（テスラ）の「ロールＢ」を用い、帯電主極位置について種々変化させたときのキャリアの搬送性と帯電性について得られた結果を表１に示す。
【０１５４】
【表１】

表１において、記号の意味は下記の通りである。
【０１５５】
「搬送性」の評価に関して
○：搬送性が非常に良好
×：搬送性が不良
「帯電性」の評価に関して
○：帯電性が非常に良好
×：帯電性が不良
表１をみればわかるように、実験例１−１〜１−３、１−６に示すように、位置Ｓの磁気力Ｆθが負で、位置Ｂ〜Ｓの磁気力Ｆθがすべて負の場合は、搬送性が非常に良好で、帯電性が非常に良好であったが、実験例１−４、１−５、１−７に示すように、位置Ｓの磁気力Ｆθが正で、位置Ｂ〜Ｓの磁気力Ｆθが正／負混在している場合は、搬送性が不良で、帯電性が不良であった。
【０１５６】
また、位置Ｓの磁気力Ｆθが負で、帯電主極の位置が、感光ドラム１との最近接位置Ｐよりもスリーブ回転方向に対して下流側にあるときは、キャリアの滞留がなく、搬送性が非常に良好で、帯電性も良好で、画像も良好であった。
【０１５７】
このように、スリーブ２１上の感光ドラム１との最近接位置Ｐの磁気力Ｆθの向きをスリーブ回転下流側へ向けることにより、キャリアの搬送性を良好にすることができる。さらにスリーブ上の接触ニップ部上流側端部位置Ｂから最近接位置Ｐ迄の領域の磁気力の向きをすべてスリーブ回転下流側へ向けることがより好ましい。
【０１５８】
特に、本例のように磁気ブラシ帯電装置の小型化、低コスト化のために、帯電スリーブ２１を小径化した場合には電荷注入性が不十分になりやすいが、スリーブの回転方向をカウンター方向にして、接触ニップ部上流部に積極的に磁気ブラシの膨らみ層を作成して、接触ニップ部を大きくすることにより、電荷注入性が向上し、良好な帯電性を得ることができる。そして、スリーブの回転方向をカウンター方向にすると、磁気ブラシが滞留し易くなることから搬送性が不十分になりやすいが、スリーブ上の磁気力Ｆθを適正に設定することは上述のように大きな効果がある。
【０１５９】
〈実施形態例２〉（図８）
本例は所謂クリーナレスシステムの画像形成装置に対する適用例である。図８はその画像形成装置例の概略構成図である。
【０１６０】
この画像形成装置は前述図１の画像形成装置との対比において、クリーニング装置６を省略した点、現像装置として２成分磁気ブラシ現像装置３Ａを用いた点、磁気ブラシ帯電装置の設定が若干異なっている点、プロセスカートリッジ方式ではない点以外は図１の画像形成装置と同様の構成の、転写式電子写真プロセス利用のレーザービームプリンタであるから再度の説明を省略する。
【０１６１】
このようなクリーナレスシステムの画像形成装置の場合は回転感光ドラム１から転写材３０へのトナー画像転写後に感光ドラム１面に残留した転写残トナーは現像装置３Ａへ至り、所謂現像同時クリーニング作用により該現像装置（クリーニング兼用の現像装置）に回収される。クリーナレスシステムの画像形成装置は専用のクリーニング装置を省略することで、画像形成装置の小型化・低コスト化等を図ることができる。
【０１６２】
ａ）現像装置３Ａ
この画像形成装置における現像装置３Ａは従来より広く用いられている２成分磁気ブラシ接触現像方法を用いた現像装置である。使用した現像剤は非磁性トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤であり、トナー粒子としては重合法によって生成した平均粒径６μｍのネガ帯電トナーに対して平均粒径２０ｎｍの酸化チタンを重量比１％外添したものを用い、キャリアとしては飽和磁化が６６（Ａ・ｍ^２／ｋｇ）で平均粒径が３５μｍの磁性キャリアを用いた。またこのトナーをキャリアを重量比６：９４で混合したものを現像剤として用いた。
【０１６３】
３１は内部に固定配置されたマグネットロール３２を内包する直径１６ｍｍの非磁性現像スリーブであり、不図示の駆動機構にて感光ドラム１と等速で順方向に、即ち矢示ｃに示す反時計方向に回転駆動される。
【０１６４】
この現像スリーブ３１に上記の現像剤をコートし、感光ドラム１表面との最近接距離が０．５ｍｍになるように配置され、現像剤が感光ドラム１に対して接触する状態で現像できるように設定されている。
【０１６５】
スリーブ３１には現像バイアス印加電源Ｅ２より現像バイアス電圧を印加する。本例では、−５００Ｖの直流電圧と、周波数２０００Ｈｚ、ピーク間電圧１５００Ｖの矩形の交流電圧を重畳したものを印加した。
【０１６６】
ｂ）磁気ブラシ帯電装置２
本例で用いた磁気ブラシ帯電装置２は、実施形態例１のものとの対比において磁気ブラシ帯電部材に対する帯電バイアスの印加条件が異なるだけで、他の構成は実施形態例１のものと同じであるから再度の説明を省略する。
【０１６７】
即ち、本例においては磁気ブラシ帯電部材に対する帯電バイアスとして直流電圧に交流電圧を重畳したものを用いた。
【０１６８】
帯電バイアスとして直流電圧のみを用いた場合、初期的には良好な帯電性が得られるが、本例の画像形成装置のように、専用のクリーニング装置がないクリーナレスシステムの画像形成装置の場合には、画像形成を繰り返し行なったときに（耐久時）、転写残トナーを磁気ブラシ帯電部材に十分に回収することができず、帯電不良を生じたり、画像不良を生じたりする場合がある。
【０１６９】
ところが、帯電バイアスとして直流電圧に交流電圧を重畳したものを用いると、転写残トナーを磁気ブラシ帯電部材に十分に回収することが可能となり、帯電性を良好にでき、画像性を良好にすることが可能である。
【０１７０】
交流電圧により転写残トナーを十分に回収できる理由として、正及び負の電圧をかけることになるので、正極性に帯電しているトナーと負極性に帯電しているトナーの両方を回収できるものと考えられる。また、交流電圧を重畳すると、磁気ブラシ帯電部材に転写残トナーが混入しても、帯電性を良好にできる。この理由としては、交流電圧の作用によりキャリアが振動して活発に動くことから、感光体との接触機会が増加することによるものと考えられる。
【０１７１】
交流電圧の周波数としては、低すぎると、周波数のムラが現われ帯電ムラを生じる。高すぎると、直流電圧に近づくため、効果が薄くなる。よって、周波数は、４００ピークＨｚ〜４０００Ｈｚが好ましい。交流電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ、振幅）としては、低すぎると、直流電圧に近づくため、効果が薄くなる。高すぎると、感光ドラムとの間にリークを生じたり、キャリア付着を生じたりする。よって、ピーク間電圧は５０〜５０００Ｖが好ましい。
【０１７２】
本例では、帯電スリーブ２１に−７００Ｖの直流電圧と、周波数１０００Ｈｚ、ピーク間電圧８００Ｖの矩形の交流電圧を重畳したものを印加した。
【０１７３】
本例では、マグネットロール２２としては、実施形態例１で用いた「ロールＡ」及び「ロールＢ」と、帯電主極Ｓ１の磁束密度が９１０×１０^−４Ｔ（テスラ）の「ロールＣ」と、帯電主極Ｓ１の磁束密度が８９０×１０^−４Ｔ（テスラ）の「ロールＤ」を用い、帯電主極位置位置について種々変化させたときのキャリア搬送性と帯電性について得られた結果を表２に示す。
【０１７４】
【表２】

表２において、記号の意味は下記の通りである。
「搬送性」の評価に関して
○：搬送性が非常に良好
△：搬送性が良好
×：搬送性が不良
「帯電性」の評価に関して
○：帯電性が非常に良好
△：帯電性が良好
×：帯電性が不良
「ゴースト」の評価に関して
○：ゴーストがなく、非常に良好
△：ゴーストがややあるが、実用上問題ない
×：ゴーストがあり、不良
注）「ゴースト」とは、ある履歴を持ったパターンで画像むらを生じる現象のことをいう。
【０１７５】
表２に示すように、実験例２−１〜３、２−６、２−８、２−１０に示すように、位置Ｓの磁気力Ｆθが負の場合は、搬送性、帯電性が良好でゴーストが非常に良好であり、特に、位置Ｂ〜Ｓの磁気力Ｆθがすべて負である実験例２−１〜３、２−６、２−８は、搬送性が非常に良好で、帯電性が非常に良好であった。しかし、実験例２−４、２−５、２−７に示すように、位置Ｓの磁気力Ｆθが正で、位置Ｂ〜Ｓの磁気力Ｆθが正／負混在している場合は、搬送性が不良で、帯電性が不良であり、ゴーストがやや生じた。
【０１７６】
このように、スリーブ２１上の感光ドラム１との最近接位置Ｐの磁気力Ｆθの向きをスリーブ回転下流側へ向けることにより、キャリアの搬送性を良好にすることができる。さらにスリーブ上の接触ニップ部上流側端部位置Ｂから最近接位置Ｐ迄の領域の磁気力の向きをすべてスリーブ回転下流側へ向けることがより好ましい。
【０１７７】
特に、本例のように磁気ブラシ帯電装置の小型化、低コスト化のために、帯電スリーブを小径化した場合には電荷注入性が不十分になりやすいが、スリーブの回転方向をカウンター方向にして、接触ニップ部上流部に積極的に磁気ブラシの膨らみ層を作成して、接触ニップ部を大きくすることにより、電荷注入性が向上し、良好な帯電性を得ることができる。そして、スリーブの回転方向をカウンター方向にすると、磁気ブラシが滞留し易くなることから搬送性が不十分になりやすいが、スリーブ上の磁気力Ｆθを適正に設定することは上述のように大きな効果がある。
【０１７８】
〈その他〉
１）本発明に係る磁気ブラシ帯電装置は、実施形態例の画像形成装置においける像担持体の帯電処理に限らず、広く被帯電体の接触帯電処理手段として有効であることは勿論である。
【０１７９】
２）被帯電体は、放電による帯電が支配的なものであってもよい。放電による接触帯電系であって、ＡＣ帯電方式の接触帯電手段として、本出願人の先の提案に係る特公平２−５２０５８号公報に開示のように、接触帯電部材に所定の直流電圧成分と所定の交番電圧成分（接触帯電部材に直流電圧を印加したときの被帯電体の帯電開始電圧値の２倍以上のピーク間電圧を有する交番電圧）を有する振動電圧を印加する方式は均一帯電性に優れる。交番電圧成分（ＡＣバイアス成分）は正弦波、方形波（矩形波）、三角波、鋸波等適宜の波形のものを使用可能である。直流電源を周期的にオン・オフすることによって形成された矩形波も含む。本発明はこのような接触帯電手段にも適用できる。
【０１８０】
３）画像形成装置に関して、作像プロセスは任意である。転写方式でも、感光紙（エレクトロファックス紙）や静電記録紙に直接に画像形成する、画像転写工程が無い直接方式でもよい。
【０１８１】
像担持体は静電記録誘電体などであってもよい。この場合は、該誘電体面を所定の極性・電位に一様に一次帯電した後、除電針ヘッド、電子銃等の除電手段で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込み形成する。
【０１８２】
静電潜像の現像方式・手段は任意であり、反転現像方式でも、正規現像方式であってもよい。
【０１８３】
転写方法としては、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帯電方式、更に転写ドラムや転写ベルトや中間転写体などを用いて、単色画像形成ばかりでなく多重転写等により多色、フルカラー画像を形成する画像形成装置にも適応可能なことは言うまでもない。
【０１８４】
また、像担持体としての電子写真感光体や静電記録誘電体を回動ベルト型にし、これに帯電・潜像形成・現像の工程手段により所要の画像情報に対応したトナー像を形成させ、そのトナー像形成部を閲読表示部に位置させて画像表示させ、像担持体は繰り返して表示画像の形成に使用する画像表示装置もある。本発明の画像形成装置にはこのような画像表示装置も含む。
【０１８５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、被帯電体と磁気ブラシの接触ニップにおける磁性粒子担持手段と被帯電体との相対移動方向をカウンター方向とすることにより被帯電体に対して磁性粒子担持手段すなわち磁気ブラシの周速差を大きくすることが可能なことから、磁気ブラシを被帯電体に接触させる接触機会を多くすることができて帯電性を向上させることができる。電荷注入帯電系においては電荷注入性が向上し帯電性を向上させることができる。さらに、磁性粒子担持手段の被帯電体との最近接位置における磁気ブラシ磁性粒子に働く磁性粒子担持手段上の接線方向の磁気力の向きが、磁性粒子担持手段の回転方向下流側へ向いていることで、接触ニップにおける磁性粒子の搬送性を良くする適正な磁気力（磁気的な吸引力）を設定することができて、磁性ブラシの滞留による帯電不良を防止することができる。電荷注入帯電系においては注入帯電能力の低下を防ぎ、帯電不良を防止することができる。
【０１８６】
更にこれに加えて、磁性粒子担持手段に内包させた固定の磁石の、被帯電体と磁気ブラシの接触ニップにおける磁極位置を、被帯電体と磁性粒子担持手段との最近接位置より磁性粒子担持手段の回転方向に対して下流側にすることにより、被帯電体と磁気ブラシの接触ニップの、磁性粒子担持手段の回転移動方向上流側における磁気ブラシの過度の滞留を防止することができることから、磁気ブラシの滞留による帯電不良を防止することができる。
【０１８７】
また更には、被帯電体と磁気ブラシの接触ニップの磁性粒子担持手段の回転方向上流側端部から被帯電体と磁性粒子担持手段との最近接位置迄の範囲において、磁性粒子担持手段上の接線方向の磁気力の向きがすべて磁性粒子担持手段の回転方向下流へ向いていることにより、磁性粒子の搬送性をさらに向上させることができることから、磁性ブラシの滞留による帯電不良を防止することができる。電荷注入帯電系においては注入帯電能力の低下を防ぎ、帯電不良を防止することができる。
【０１８８】
そして、上記の磁気ブラシ帯電装置を用いた画像形成装置にあっては、磁性粒子即ち磁気ブラシの搬送性が良くなることで、帯電能力の低下、帯電不良が防止され、帯電不良に起因する画像不良の発生等の問題が解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１における画像形成装置例の概略構成図
【図２】被帯電体としての感光体の層構成模型図
【図３】注入帯電の原理を説明するための図
【図４】（ａ）は磁気ブラシ帯電装置の構成模型図、（ｂ）は接触ニップ部及び磁極構成の位置を説明するための図
【図５】帯電スリーブ２１上の磁気力Ｆθを説明するための図
【図６】帯電主極Ｓ１の磁束密度Ｂｒの分布形態および磁気力Ｆθの分布形態を説明するための図
【図７】帯電スリーブ２１上の法線方向の磁束密度Ｂｒおよび接線方向の磁束密度Ｂθの測定法を説明するための図
【図８】実施形態例２におけるクリーナレスシステムの画像形成装置例の概略構成図
【図９】（ａ）はスリーブ型の磁気ブラシ帯電装置の概略構成模型図、（ｂ）は磁性ローラ型の磁気ブラシ帯電装置の概略構成模型図
【符号の説明】
１被帯電体（電子写真感光体、感光ドラム）
２磁気ブラシ帯電部材
２１帯電スリーブ（磁性粒子担持体）
２２マグネットロール
２３磁性粒子（キャリア）
２４磁気ブラシ
２５規制ブレード
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
１０プロセスカートリッジ
３０記録材（転写材）
Ｅ１帯電バイアス印加電源

Claims

固定された磁石を内包する回転可能な導電性の磁性粒子担持手段に磁性粒子を磁気力で拘束して磁気ブラシとして付着保持させた磁気ブラシ帯電部材を有し、該磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシを被帯電体に接触させて磁性粒子担持手段の回転で搬送させ、電圧を印加して被帯電体を帯電する磁気ブラシ帯電装置において、
被帯電体と磁気ブラシの接触ニップにおける磁性粒子担持手段の回転方向が被帯電体に対してカウンター方向であって、磁性粒子担持手段上の磁束密度をＢ、磁性粒子担持手段の回転方向の角度をθとすると、∂Ｂ^２／∂θから求めた、磁性粒子に働く磁性粒子担持手段上の接線方向の磁気力の向きが、被帯電体と磁気ブラシの接触ニップの磁性粒子担持手段の回転方向上流側端部から被帯電体と磁性粒子担持手段との最近接位置迄の範囲において、すべて磁性粒子担持手段の回転方向下流側へ向いていることを特徴とする磁気ブラシ帯電装置。
請求項１に記載の磁気ブラシ帯電装置において、磁性粒子担持手段に内包させた固定の磁石の、被帯電体と磁気ブラシの接触ニップにおける磁極位置を、被帯電体と磁性粒子担持手段との最近接位置より磁性粒子担持手段の回転方向に対して下流側にすることを特徴とする磁気ブラシ帯電装置。
像担持体を帯電する工程を含む作像プロセスにより画像形成を実行する画像形成装置であり、像担持体の帯電手段が請求項１または２に記載の磁気ブラシ帯電装置であることを特徴とする画像形成装置。