JP4310238B2 - 帯電装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁性粒子を用いた帯電装置に関するものである。

従来、電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置は数多く考案されている。ここでは図２を用いて概略構成ならびに動作について簡単に説明する。

図２に示した画像形成装置において、コピー開始信号が入力されると感光体ドラム１の表面がコロナ帯電器３により所定の電位になるように帯電される。一方、原稿台１０上におかれた原稿Ｇに対し原稿照射用ランプ、短焦点レンズアレイ、ＣＣＤセンサーが一体のユニット９となって原稿を照射しながら走査することにより、その照明走査光の原稿面反射光が、短焦点レンズアレイによって結像されてＣＣＤセンサーに入射される。ＣＣＤセンサーは受光部、転送部、出力部より構成されている。ＣＣＤセンサーに入射した光信号はＣＣＤ受光部において電荷信号に変換され、転送部でクロックパルスに同期して順次出力部へ転送された後、電荷信号は信号出力部において電圧信号に変換され、増幅、低インピーダンス化されてアナログ信号として外部に出力される。こうして得られたアナログ信号は周知の画像処理を行ってデジタル信号に変換されてプリンター部に転送される。プリンター部においては、上記の画像信号を受けてＯＮ、ＯＦＦ発光されるＬＥＤ露光手段２により、感光ドラム１面上に原稿画像に対応した静電潜像を形成する。

次にこの静電潜像は、トナー粒子を収容した現像器４にて現像され、感光ドラム１上にトナー像を得る。このようにして感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写装置７によって転写材上に静電転写される。その後転写材は、静電分離されて定着器６へと搬送され、熱定着されて画像が出力される。

一方、トナー像転写後の感光ドラム１の表面は、クリーナー５によって転写残りトナー等の付着汚染物の除去、必要に応じて像露光の光メモリを除去する前露光手段８による露光を受けて繰り返し画像形成に使用される。

従来、上記のような画像形成過程、すなわち電子写真画像形成装置に用いられる帯電装置としては、上記説明にあったコロナ帯電方式が一般的であったが、近年では放電によるオゾン生成物が少なく、かつ低電力という利点を持つ接触帯電方式の検討、開発が盛んに行われ、実用化に至っている。

接触帯電方式とは、感光体に帯電部材を接触させ、帯電部材に電圧を印加することによって、感光体を帯電する帯電方式であり、このような方式の帯電装置としては、接触帯電部材として磁気ブラシを使用した磁気ブラシ帯電装置が帯電接触の安定性という点から好ましく用いられている。

磁気ブラシ帯電装置は、導電性の磁性粒子を直接、マグネット表面に、またはマグネットを内包するスリーブ表面に磁気的に拘束し、この磁性粒子を感光体表面に接触させ、これに電圧を印加することによって帯電を行うものである。

磁気ブラシ帯電装置によって、感光体として通常の有機感光体上に導電性微粒子を分散させた表層を有するもの（例えば特開平06-003921）や、アモルファスシリコン系感光体などを帯電する場合、感光体表面を、磁気ブラシに印加したバイアスのうちの直流成分とほぼ同等の帯電電位で帯電させることが出来る。このような帯電方法を以下、磁気ブラシ注入帯電方式という。この磁気ブラシ注入帯電方式によると、感光体に対する帯電時に、コロナ帯電方式で使用しているような放電現象は利用しないので、完全なオゾンレスかつ低電力消費型帯電が可能となる。
特開平０６−００３９２１

一般的に磁気ブラシ注入帯電方式では、帯電安定性を向上させるために、スリーブと感光体とをカウンター方向で回転させることによって、磁性粒子と感光体との接触確率を高めている。

そのため、磁気ブラシ注入帯電装置を用いた画像形成装置においては、画像形成装置の使用が進むにつれて、磁性粒子の摺擦によって、感光体表面が磨耗してしまい、コロナ帯電方式と比較して感光体の寿命が短くなってしまうという問題がある。

この問題に対しては、感光体表層に硬度の高い保護層を設けるという感光体側の工夫や、導電性磁性粒子にコーティング処理を施したり、磁性粒子と感光体との間の圧力を低減したりすることによって、磁性粒子の摺擦力を低減するという帯電装置側の工夫によって、感光体の寿命を大幅に延ばすことが可能となる。

磁性粒子と感光体間の圧力を低減するには、スリーブ−感光体間距離を広げたり、スリーブ上に担持させる磁性粒子の担持量を減らしたりする方法が挙げられるが、その弊害として、磁性粒子と感光体との接触が不充分になり、帯電安定性の低下や磁性粒子がスリーブ上から感光体へと付着してしまう、などの現象が現れてしまう。

弊害の中でも最も顕著に現れる現象が、スリーブの磁性粒子担持領域の最端部における磁性粒子の付着である。もし感光体上に磁性粒子が付着すると、磁性粒子が現像器に混入して画質を悪化させたり、転写部において転写不良を起こしたり、クリーナー部で感光体へダメージを与えたりするといった問題を引き起こす要因となってしまう。

スリーブの磁性粒子担持領域の最端部において、磁性粒子がスリーブ上から感光体へと付着してしまう原因は、スリーブ内に内包されるマグネットの磁力が端部で弱まってしまい、磁性粒子の担持状態が不安定になることに加えて、スリーブに電圧を印加することによって、スリーブ−感光体間に電位差が生じることに起因している。

その対策としてスリーブの両端を絶縁処理するなどの方法が提案されているが、磁性粒子と感光体との間の圧力を低減させようとした場合には、スリーブの磁性粒子担持領域端部の磁性粒子担持状態が更に不安定になってしまい、磁性粒子の端部付着を防止する効果が不充分になってしまう可能性が高くなる。

本発明は、上述事情に鑑みなされたものであって、下記の構成を特徴とする帯電装置である。

磁性粒子を担持する磁性粒子担持体を有し、前記磁性粒子を被帯電体に接触させて被帯電体の帯電を行なう帯電装置において、
前記磁性粒子担持体と非接触で配置され、前記磁性粒子担持体上の磁性粒子量を規制する磁性粒子規制部材を有し、
静電潜像が形成される前記被帯電体の領域に対応する磁性粒子担持体の領域を画像形成領域とし、
前記画像形成領域よりも長手方向外側にある磁性粒子担持体の領域を長手方向端部領域、
前記画像形成領域の長手方向内側にある磁性粒子担持体の領域を長手方向中央部領域とした時、
前記磁性粒子担持体の長手方向端部領域における、前記磁性粒子規制部材と前記磁性粒子担持体との間の距離は、前記磁性粒子担持体の長手方向中央部領域における、前記磁性粒子規制部材と前記磁性粒子担持体との間の距離よりも大きく、
前記磁性粒子担持体の長手方向端部領域における単位面積あたりの磁性粒子担持量が、前記磁性粒子担持体の長手方向中央部領域における単位面積あたりの磁性粒子担持量よりも多いことを特徴とする帯電装置。

本発明の効果は、磁性粒子担持部材端部の磁性粒子担持量を安定化させることである。本発明の別の効果は、磁性粒子が磁性粒子担持部材から被帯電体に付着することを防止することである。

（実施例１）
まず図３に、本実施例において用いた画像形成装置について模式的に示す。本実施例では、従来の例である図２のコロナ帯電器の替わりに、図３に示すような構成の磁性粒子を磁気的に拘束し被帯電体である感光体に接触させて帯電する磁気ブラシ帯電器を帯電装置として用いた。感光体としては、正帯電のａ−Ｓｉ系感光体を用いた。

本実施例では、正帯電のａ−Ｓｉ系感光体として、φ８０ｍｍのＡｌからなる導電性支持体の表面に順次積層させたもので、負電荷阻止層、光導電層、表面保護層から構成される感光ドラムを用いた。

磁気ブラシ帯電器は、導電性の磁性粒子を直接マグネットあるいは、マグネットを内包するスリーブ上に磁気的に拘束させ、停止、あるいは、回転しながら感光体に接触させ、これに電圧を印加することによって帯電が開始される。

本実施例で用いた磁気ブラシ帯電器３０Ａは、内部に固定マグネット３２が設けられ、回転自在の非磁性の帯電スリーブ３１上に、磁性粒子規制手段３３Ａによって規制された帯電用磁性粒子３４が磁界によってブラシ状に形成されて、帯電スリーブ３１の回転にともない帯電用磁性粒子３４が搬送される。

上記帯電スリーブ３１は感光ドラム１に対しカウンター方向に回転し、帯電スリーブ３１，３２に、それぞれ帯電電圧を印加することにより、帯電用磁性粒子３４から電荷が感光ドラム１上に与えられ、帯電電圧に対応した電位に近い値に帯電される。

帯電用磁性粒子としては、平均粒径が１０〜１００μｍ、飽和磁化が２０〜２５０ｅｍｕ／ｃｍ^３、抵抗が１０^２〜１０^１０Ω・ｃｍのものが好ましい。帯電能を良くするには、できるだけ抵抗の低いものを用いる方が良いが、感光ドラムにピンホールのような絶縁の欠陥が存在することを考慮すると１０^６Ω・ｃｍ以上のものを用いることが好ましい。本実施例では、フェライト表面を酸化、還元処理して抵抗調整を行い、更にカップリング処理を施し、平均粒径が２５μｍ、飽和磁化が２００ｅｍｕ／ｃｍ^３、抵抗が５×１０^６Ω・ｃｍのものを帯電用磁性粒子として用いた。

本実施例において用いた帯電用磁性粒子３５は、抵抗値は、底面積が２２８ｃｍ^２の金属セルに帯電用磁性粒子を２ｇ入れた後６．６ｋｇ／ｃｍ^２で荷重し、１００Ｖの電圧を印加して測定した。

本実施例では、磁性粒子の担持量に対する、ドラム磨耗量と端部の磁性粒子の付着量を調べるために以下の実験を行なった。

本実施例では、純粋に帯電器による削れのみを抽出するため、図３のように感光ドラム１の周りは、磁気ブラシ帯電器３０Ａおよび前露光ランプ８のみとし、他は除去した。その模式図を図１に示す。

また、上記構成にすることによって、画像保証幅において磁性粒子が感光ドラム上に付着したとしても、再度帯電スリーブによって回収されるので実験上大きな問題にはならない。

前露光ランプ８には波長６６０ｎｍのＬＥＤを用い、前露光用電源８１で２０Ｖの電圧を印加することによって、約３７０Ｌｕｘ．ｓｅｃ．の光量で感光ドラム１を露光させた。

感光ドラム１の直径はφ８０ｍｍ、回転速度は４００ｍｍ／ｓｅｃであり、帯電スリーブ３１の直径はφ１６ｍｍ、回転速度は１８０ｍｍ／ｓｅｃで、表面をアランダム＃１８０でブラスト処理したものを用いた。帯電容器内には、帯電用磁性粒子３４を１００ｇ投入し、帯電時には、帯電スリーブ３１には帯電バイアス装置３５によって、直流電圧６００Ｖ、交流電圧３００Ｖｐｐ、周波数１ｋＨｚの帯電バイアスを印加した。

本実施例中、感光ドラム上の画像形成される領域に対応する帯電スリーブの長手方向幅を画像形成幅（当該幅の領域を画像形成領域とする）、帯電スリーブ上に磁性粒子が磁気力により担持されている幅を磁性粒子担持幅としている。また、帯電スリーブ両端の電位差をなくすために、帯電スリーブの両端部を樹脂コートすることによって絶縁化しているが、この絶縁化しておらず注入帯電が行なわれる幅を注入帯電幅としている。注入帯電幅は、画像保証幅よりも長く、磁性粒子担持幅よりも短くなるように設定した。なお、樹脂コートの厚さは約５０μｍであった。それらの長手位置の関係図を図９に示す。

感光ドラム１と磁性粒子担持体のニップ部における磁性粒子担持体の磁性粒子担持量は、図２２に示すような横幅１０ｍｍ×縦幅１２ｍｍの窓およびΦ１６ｍｍの極率を持った、測定治具４０を用いて測定を行なった。測定方法は、磁気ブラシ帯電器を感光ドラムにセットし、感光ドラムおよび磁性粒子担持体を上記所定の回転速度で５秒間回転、停止させ、その後に磁性粒子担持量の測定を行った。前記測定治具４０をスリーブ上に突き当て，吸引装置４１によって前記測定治具の窓内の磁性粒子を吸引し、吸引された磁性粒子量を測定治具の窓の面積で割ることによって、磁性粒子担持量を求めた。測定点としては、磁性粒子担持体中央領域として磁性粒子担持体の画像形成領域の中央部（図９のａの部分）を、磁性粒子担持体端部領域として、画像形成領域の外側で磁性粒子担持幅の端部部分（図９のｂの部分）を測定した。

感光ドラム１の磨耗量は、耐久前後の感光ドラム１の表層膜厚を測定し、その差を算出することによって求めた。表層膜厚の測定には干渉膜厚計を用い、感光ドラム１の長手方向についてドラム中央部から両端に向けて４ｃｍおきに５点、周方向について４点、計２０点（すべて画像形成領域）で膜厚測定を行い、その平均値をドラムの表層膜厚とした。

磁性粒子の付着は前述したように主に帯電スリーブの端部で発生し、中央部ではほとんど発生しないため、磁性粒子の端部付着を測定することで帯電部材にとって許容範囲の磁性粒子の付着であるかどうかを判断することができる。磁性粒子の端部付着を測定する手段としては、図３に示すように感光ドラムの現像位置端部にプラスチックマグネット３７を当接させ、帯電スリーブ３１から感光ドラム１へ付着した磁性粒子を磁気的に捕集する。そして、プラスチックマグネットに捕集された磁性粒子を吸引機で回収し、質量を電子天秤で測定することにより行なった。なお、前記現像位置端部とは、現像位置の感光ドラム領域のうち、帯電スリーブの端部領域（図９のｂ）に対応する感光ドラムの領域のことを指す。

（比較例１−１）
比較例として、ここでは磁性粒子規制手段３３Ａとして図４のような非磁性の平板３３１（以下規制ブレード）を用いた。

規制ブレード３３１と帯電スリーブ３１との間隙を調節して、長手中央部での帯電用磁性粒子担持量が約５０、１００、１５０、２００（ｍｇ／ｃｍ^２）となるように設定し、帯電スリーブ３１と感光ドラム１との間隙が約３００、４００、５００、６００、７００（μｍ）となるように設定し、それぞれの組み合わせでＡ４サイズの用紙で１００００枚相当の空回転耐久を行い、耐久による感光ドラムの磨耗量、磁性粒子の端部付着量を測定した。

上記実験によって得られた結果を図５、６に示す。図５、図６とも縦軸に帯電スリーブ中央部（画像形成領域）における磁性粒子担持量をとり、横軸に帯電スリーブと感光体ドラム間隙をとっている。ここで、図５における記号○、△、×は、それぞれ磁性粒子の端部付着量が１ｇ未満、１ｇ以上３ｇ未満、３ｇ以上であったことを意味する。図６における記号○、△、×は、それぞれドラムの磨耗量が１０Å未満、１０Å以上２０Å未満、２０Å以上であったことを意味し、ドラムの磨耗量、磁性粒子の端部付着量ともに記号○を実用に耐えうるレベルとする。

これらの結果から、帯電スリーブー感光ドラムの間隙が広がるか、若しくは帯電スリーブの磁性粒子担持量が少なくなるにつれて感光ドラムの磨耗量が低減するが、それと同時に磁性粒子の端部付着量が増加してしまうことがわかる。

次に、各条件において現像位置での電位をＴｒｅｋ社製表面電位計（Ｍｏｄｅｌ３４４）を用いて測定した結果を図２１に示す。ここで、図２１における記号○は、ドラム起因のドラム周期ムラが良好に再現されている場合を表し、記号×は、ドラム周期以外の周期性が無いムラが現れていることを示す。

これらの結果から、帯電スリーブ−感光ドラムの間隙が広がるか、若しくは帯電スリーブの磁性粒子担持量が少なくなるにつれて感光ドラムの磨耗量が低減するが、それと同時に磁性粒子の端部付着量が増加してしまうことと、帯電器の帯電性が低下してしまうことがわかる。

よって、ドラム磨耗量を考慮するとＭ＜０．３５Ｓを満たすようにし、かつ帯電性を保つためにはＭ≧０．１２５を満たすような条件が好ましく、その上で磁性粒子の端部付着量を低減させる必要がある。

（実施例１−１）
実施例１−１では、帯電スリーブ３１の磁性粒子担持領域端部の磁性粒子担持量を増加させるために、比較例１−１で磁性粒子規制手段として用いた平板を、注入帯電幅よりも長手外側の端部規制領域について深さ方向に約２００μｍ切削加工した規制ブレード３３２を用いた。その模式図を図７、８、９に示す。

上記形状の磁性粒子規制部材を用いることによって、帯電スリーブの磁性粒子担持領域端部の磁性粒子担持量が、長手中央部の磁性粒子担持量に比べて約４０ｍｇ／ｃｍ^２多くなることが確認できた。また、帯電スリーブの磁性粒子担持領域端部の磁性粒子担持量が増加し、かつ磁性粒子担持状態が安定することを目視で確認した。これは、感光ドラムに磁性粒子が接触した際に、帯電スリーブに担持された磁性粒子が感光ドラムに持っていかれることによりキャリア付着が発生するが、磁性粒子担持量が多いと他の磁性粒子と接触する機会が多くなるため、感光ドラムの方に持っていかれにくくなるためと考えられる。

上記形状の磁性粒子規制部材を用い、比較例１−１と同様の実験を行った。その結果を図１０、１１に示す。

上記のように比較例１と異なる磁性粒子規制部材を用いて、比較例１−１と同様の実験を行った。その結果を図１０、１１に示す。図中の軸の取り方、及び評価法はは図５、図６と同じである。

これらの結果から、図１０に示されるように磁性粒子担持部材中央部の単位面積あたりの磁性粒子担持量に対して、磁性粒子担持部材端部の単位面積あたりの担持量のみを多くすることで、磁性粒子の端部付着量を抑えられる。また、図１１に示されるように、磁性粒子担持部材の画像形成領域における磁性粒子の担持量は増加させていないため、ドラムの磨耗量を増加させることもなく、長期にわたり安定して作動させることができる。

ここで、磁性粒子担持量を増やした帯電スリーブの両端部における感光ドラム磨耗量の増加が懸念されるが、磁性粒子担持量を増やす部分が画像保証幅よりも長手外側であれば実用上問題の無い程度に収めることができる。

なお、比較例１−１で説明したように、磁性粒子担持部材中央部の磁性粒子担持量はドラム磨耗量を考慮するとＭ＜０．３５Ｓを満たすようにし、かつ帯電性を保つためにはＭ≧０．１２５を満たすような条件にするのが好ましい。

（実施例２）
実施例２では、実施例１の実験条件で、磁気ブラシ帯電器のみを変更した。その模式図を図１２に示す。

図１２に示すように、本実施例では磁気ブラシ帯電器３０Ｂとして、帯電スリーブを二本用いて一回の画像形成行程において二回帯電を行うことのできる帯電器を用いた。以下に二回帯電を行うことのメリットについて説明する。

まず、ａ−Ｓｉ系感光体は、その製造方法として、ガスを高周波やマイクロ波でプラズマ化して固体化しアルミシリンダー上に堆積させて成膜するため、プラズマが均一でないと周方向に膜厚ムラや組成ムラができてしまうという問題がある。

また、ａ−Ｓｉ系感光体を用いた場合、有機感光体に比べて帯電後の電位減衰が暗状態でも非常に大きく、更に像露光の光メモリーによる電位減衰が増大するために前周の光メモリーを消すための帯電前の前露光手段が必要となる。このため、帯電−現像間での電位減衰は非常に大きくなり、１００〜２００Ｖ程度の電位減衰が生じる。このとき前述の膜厚ムラにより、周方向について１０〜２０Ｖ程度の電位ムラが発生してしまっていた。

このような電位ムラが生じると、静電容量の大きなａ−Ｓｉ系感光体は有機感光体に比べてコントラストも小さいため影響をより受けてしまい、濃度ムラも顕著になってしまう。

このような問題点に対して、例えば感光体に対して複数回帯電を行うという方法が有効である。前述の光メモリーによる暗減衰の増大は複数帯電を行うことにより、第１の帯電で光メモリーを大幅に軽減できるため、第２の帯電を行った後には暗減衰を少なくすることが可能となる。これに伴い、電位ゴーストや電位ムラが大幅に良化される。

以上が二回帯電を行うことのメリットである。

本実施例で用いた磁気ブラシ帯電器３０Ｂは、内部に固定マグネット３２が設けられ、回転自在の非磁性の帯電スリーブ３１０，３１１上に、磁性粒子規制手段３３Ｂによって規制された帯電用磁性粒子３４が磁界によってブラシ状に形成されて、帯電スリーブ３１０，３１１の回転にともない帯電用磁性粒子３４が搬送される。

帯電用磁性粒子３４は、同極同士が並ぶ、すなわち反発極付近で帯電スリーブ３１０，３１１から離れる。本実施例では、帯電用磁性粒子３４が二つの帯電スリーブ３１０，３１１の間を通らず、周りを連れ回るように反発極の位置を工夫した。

上記帯電スリーブ３１０，３１１は感光ドラム１に対しカウンター方向に回転し、帯電スリーブ３１０，３１１に、それぞれ帯電電圧を印加することにより、帯電用磁性粒子３４から電荷が感光ドラム１上に与えられ、帯電電圧に対応した電位に近い値に帯電される。

感光ドラム１の直径はφ８０ｍｍ、回転速度は４００ｍｍ／ｓｅｃであり、第一帯電スリーブ３１０、第二帯電スリーブ３１１とも直径はφ１６ｍｍ、回転速度は１８０ｍｍ／ｓｅｃで、表面をアランダム＃１８０でブラスト処理したものを用いた。帯電容器内には、帯電用磁性粒子を１００ｇ投入した。帯電時には、第一帯電スリーブ３１０には帯電バイアス装置３６によって、直流電圧６００Ｖ、交流電圧３００Ｖｐｐ、周波数１ｋＨｚの帯電バイアスを印加し、第二帯電スリーブ３１１には帯電バイアス装置３５によって、直流電圧５００Ｖ、交流電圧３００Ｖｐｐ、周波数１ｋＨｚの帯電バイアスを印加した。

更に、実施例１と同様に、第一帯電スリーブ３１０、第二帯電スリーブ３１１両方の両端部を樹脂コートすることによって絶縁化した。絶縁処理を施さない幅は、画像保証幅よりも長く、磁性粒子担持幅よりも短くなるように設定した。また、樹脂コートの厚さは約５０μｍであった。

（比較例２−１）
比較例として、ここでは磁性粒子規制手段として比較例１−１と同様に、図４のような非磁性の平板３３１（以下規制ブレード３３１）を用いた。

規制ブレード３３１と帯電スリーブ３１との間隙を調節して、長手中央部での帯電用磁性粒子担持量が約５０、１００、１５０（ｍｇ／ｃｍ^２）となるように設定し、帯電スリーブ３１と感光ドラム１との間隙が約３００、５００（μｍ）となるように設定し、それぞれの組み合わせでＡ４サイズの用紙で１００００枚相当の空回転耐久を行い、耐久によるドラムの磨耗量、磁性粒子の端部付着量を測定した。

なお、ドラムの磨耗量、磁性粒子の端部付着量の測定法については比較例１−１と同じである。

上記実験によって得られた結果を図１３、１４に示す。ここで、図１３における記号○、△、×は、それぞれ磁性粒子の端部付着量が１ｇ未満、１ｇ以上３ｇ未満、３ｇ以上であったことを意味する。また、図１４における記号○、△、×は、それぞれドラムの磨耗量が１０Å未満、１０Å以上２０Å未満、２０Å以上であったことを意味する。

これら結果から、帯電スリーブ−感光ドラムの間隙が広がるか、若しくは帯電スリーブの磁性粒子担持量が少なくなるにつれて感光ドラムの磨耗量が低減するが、それと同時に磁性粒子の端部付着量が増加してしまうことがわかる。

なお、比較例では、帯電スリーブが二つあるが、帯電スリーブが１つである場合と磨耗量についてそれほど変化がなかった。これは、帯電スリーブと感光ドラムの対向部（ニップ部）における磁性粒子の移動方向に対して最上流側の帯電スリーブである、第二帯電スリーブ３１１が摩耗に対して大きな影響を与え、第一帯電スリーブ３１０はそれほど影響を与えないためである。これは、第一帯電スリーブ３１０と感光ドラムのニップ部における磁性粒子の量は、第二帯電スリーブ３１１を通過した粒子しか移動していかないため、第二帯電スリーブと感光ドラムとの間にかかる圧力ほど大きくならないためであると考えられる。

また、磁性粒子の端部付着量に大きな影響を与えるのは感光ドラム移動方向に対して最下流側に位置する第二帯電スリーブ３１１の磁性粒子担持量である。これは、感光ドラムの移動方向上流側の帯電スリーブから磁性粒子が漏れたとしても、下流側の帯電スリーブで回収されるからである。

（実施例２−１）
磁性粒子担持領域端部の磁性粒子担持量を増加させるために、比較例２−１で用いた平板の磁性粒子規制部近傍に、長手の幅が注入帯電幅よりも長く、磁性粒子担持幅よりも短い、厚さ約２８０μｍの非磁性板３３３１を接着した。その模式図を図１５に示す。

上記形状の規制ブレード３３３を用いることによって、帯電スリーブの磁性粒子担持領域端部の磁性粒子担持量が増加し、かつ磁性粒子担持状態が安定することを目視で確認した。その後、比較例２−１と同様の実験を行った。その結果を図１６、１７に示す。

これらの結果から、実施例１と同様に、磁性粒子担持部材中央部の単位面積あたりの磁性粒子担持量に対して、磁性粒子担持部材端部の単位面積あたりの担持量のみを多くすることで、磁性粒子の端部付着量を抑えること、ドラムの磨耗量を増加させないと言う効果を得ることができる。

なお、比較例２−１と同様に、本実施例でも第二帯電スリーブ３１１が摩耗に対して大きな影響を与えている。また、比較例１−１で説明したように、帯電スリーブの磁性粒子担持量はドラム磨耗量を考慮するとＭ＜０．３５Ｓを満たすようにし、かつ帯電性を保つためにはＭ≧０．１２５を満たすような条件にするのが好ましく、少なくとも第二帯電スリーブ３１１が上記条件を満たす場合は、摩耗性も帯電性も良好となる。

ここで、磁性粒子担持量を増やした帯電スリーブの両端部における感光ドラム磨耗量の増加が懸念されるが、磁性粒子担持量を増やす部分が画像保証幅よりも長手外側であれば実用上問題の無い程度に収めることができる。

（実施例３）
本実施例では、実施例１と略同様の実験機構成であるが、感光ドラム１には、ａ−Ｓｉ系感光体ではなく有機感光体を用いて実験を行った。その模式図を図１８に示す。

本実施例では、負帯電の有機感光体として、φ８０ｍｍのＡｌからなる導電性支持体の表面に順次積層させたもので、正電荷阻止層、電荷発生層、電荷輸送層、電荷注入層から構成される感光ドラムを用いた。

感光ドラム１の直径はφ８０ｍｍ、回転速度は４００ｍｍ／ｓｅｃであり、帯電スリーブ３１２は直径がφ２４ｍｍ、回転速度は１８０ｍｍ／ｓｅｃで、表面をアランダム＃１８０でブラスト処理したものを用いた。帯電スリーブ３１２と感光ドラム１との間隙は約３００μｍとなるように設定し、帯電容器内には、帯電用磁性粒子を１００ｇ投入した。規制ブレードと帯電スリーブとの間隙を調節して、長手中央部での帯電用磁性粒子担持量が約５０ｍｇ／ｃｍ^２になるように設定し、帯電時には、帯電スリーブ３１２には帯電バイアス装置３５によって、直流電圧−６００Ｖ、交流電圧３００Ｖｐｐ、周波数１ｋＨｚの帯電バイアスを印加した。

帯電スリーブの直径が大きい方が、磁性粒子と感光ドラムとの接触面積が増えるので、その分帯電能も向上する。また、磁性粒子規制部材として、磁性の規制ブレードや非磁性の規制ブレードに磁性板を接着させたものを用い、帯電スリーブに内包されるマグネットの極位置と位置を合わせる事によって、力学的な規制力に磁気的な規制力が加わり、より磁性粒子担持量の安定性が高めることができる。

更に、実施例１と同様に、帯電スリーブ３１２の両端部を樹脂コートすることによって絶縁化した。絶縁処理を施さない幅は、画像保証幅よりも長く、磁性粒子担持幅よりも短くなるように設定した。また、樹脂コートの厚さは約５０μｍであった。

（比較例３−１）
比較例として、ここでは磁性粒子規制手段として、図１９のような非磁性の平板 に、幅が平板 と同じで、厚さが５００μｍの磁性板３３４１を接着した規制ブレード３３４を用いた。

以上の条件で、Ａ４サイズの用紙で１００００枚相当の空回転耐久を行い、耐久による磁性粒子の端部付着量を測定したところ、約３．９ｇであった。

（実施例３−１）
次に実施例３−１では、磁性粒子担持領域端部の磁性粒子担持量を増加させるために、比較例３−１で用いた磁性板３３４１と長手幅が異なる、磁性板３３５１を非磁性の平板に接着した規制ブレード３３５を用いた。磁性板３３５１の長手の幅は注入帯電幅よりも長く、磁性粒子担持幅よりも短い。規制ブレード３３５の模式図を図２０に示す。

上記形状の規制ブレード３３３を用いることによって、帯電スリーブ３１２の磁性粒子担持領域端部の磁性粒子担持量が増加し、かつ磁性粒子担持状態が安定することを目視で確認した。その後、比較例３−１と同様の実験を行ったところ、耐久による磁性粒子の端部付着量は約０．３ｇであった。

この結果から、磁性粒子担持量が約５０ｍｇ／ｃｍ ^２ という比較的少ない条件においても、磁性粒子担持領域端部の磁性粒子担持量を増加、磁性粒子担持状態を安定化させることによって、磁性粒子担持領域端部の磁性粒子付着量を低減できることがわかった。

以上説明のように、帯電用磁性粒子を感光体に摺擦させて帯電を行う磁気ブラシ帯電器において、磁性粒子規制手段を加工するなどの工夫をし、磁性粒子担持部材の磁性粒子担持領域端部の磁性粒子担持量を増やし、磁性粒子担持状態を安定化することによって、磁性粒子担持部材の磁性粒子担持領域端部における磁性粒子の感光体への付着（端部付着）を防ぐことができ、長期に渡って安定して作動する帯電装置を実現することができる。

磁性粒子担持量を増やす領域としては、感光体の端部の磨耗を考慮すると、画像保証幅よりも長手外側が好ましい。また、磁性粒子規制手段の最適な加工方法や、最適な寸法などは、帯電装置の設計において適宜求めれば良い。

本発明実施例において用いた規制ブレード端部の模式図 従来例において用いた画像形成装置の模式図 本発明実施例１において用いた画像形成装置の模式図 比較例１−１において用いた規制ブレードの模式図 比較例１−１の結果を示す図その１ 比較例１−１の結果を示す図その２ 実施例１−１において用いた規制ブレードの模式図その１ 実施例１−１において用いた規制ブレードの模式図その２ 本発明において用いた画像形成装置の長手幅の関係図 実施例１−１の結果を示す図その１ 実施例１−１の結果を示す図その２ 本発明実施例２において用いた画像形成装置の模式図 比較例２−１の結果を示す図その１ 比較例２−１の結果を示す図その２ 実施例２−１において用いた規制ブレードの模式図 実施例２−１の結果を示す図その１ 実施例２−１の結果を示す図その２ 本発明実施例３において用いた画像形成装置の模式図 比較例３−１において用いた規制ブレードの模式図 実施例３−１において用いた規制ブレードの模式図 比較例１−１における電位測定の実験結果図 磁性粒子回収用の治具

符号の説明

１ 感光ドラム
２ 露光手段
３ コロナ帯電器
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ 磁気ブラシ帯電器
３１ 帯電スリーブ
３１０ 第一帯電スリーブ
３１１ 第二帯電スリーブ
３１２ 帯電スリーブ
３２ マグネット
３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ 規制ブレード
３３１ 比較例１−１，２−１で用いた規制ブレード
３３２ 実施例１−１で用いた規制ブレード
３３３ 実施例２−１で用いた規制ブレード
３３３１ 非磁性板
３３４ 比較例３−１で用いた規制ブレード
３３４１ 磁性板
３３５ 実施例３−１で用いた規制ブレード
３３５１ 磁性板
３４ 帯電用磁性粒子
３５，３６ 帯電バイアス装置
３７ 磁性粒子捕集用マグネット
４ 現像装置
５ クリーナー
６ 定着器
７ 転写装置
８ 前露光ランプ
８１ 前露光用電源
９ スキャナユニット
１０ 原稿台

Claims (2)

1. 磁性粒子を担持する磁性粒子担持体を有し、前記磁性粒子を被帯電体に接触させて被帯電体の帯電を行なう帯電装置において、
   前記磁性粒子担持体と非接触で配置され、前記磁性粒子担持体上の磁性粒子量を規制する磁性粒子規制部材を有し、
   静電潜像が形成される前記被帯電体の領域に対応する磁性粒子担持体の領域を画像形成領域とし、
   前記画像形成領域よりも長手方向外側にある磁性粒子担持体の領域を長手方向端部領域、
   前記画像形成領域の長手方向内側にある磁性粒子担持体の領域を長手方向中央部領域とした時、
   前記磁性粒子担持体の長手方向端部領域における、前記磁性粒子規制部材と前記磁性粒子担持体との間の距離は、前記磁性粒子担持体の長手方向中央部領域における、前記磁性粒子規制部材と前記磁性粒子担持体との間の距離よりも大きく、
   前記磁性粒子担持体の長手方向端部領域における単位面積あたりの磁性粒子担持量が、前記磁性粒子担持体の長手方向中央部領域における単位面積あたりの磁性粒子担持量よりも多いことを特徴とする帯電装置。
2. 磁性粒子を担持する磁性粒子担持体を有し、前記磁性粒子を被帯電体に接触させて被帯電体の帯電を行なう帯電装置において、
   前記磁性粒子担持体と非接触で配置され、前記磁性粒子担持体上の磁性粒子量を規制する磁性粒子規制部材を有し、
   静電潜像が形成される前記被帯電体の領域に対応する磁性粒子担持体の領域を画像形成領域とし、
   前記画像形成領域よりも長手方向外側にある磁性粒子担持体の領域を長手方向端部領域、
   前記画像形成領域の長手方向内側にある磁性粒子担持体の領域を長手方向中央部領域とした時、
   前記磁性粒子規制部材は前記磁性粒子を規制するための磁気力を発生させる磁気部材を備えており、前記磁性粒子担持体の長手方向端部領域における前記磁気力は、前記磁性粒子担持体の長手方向中央部領域における前記磁気力よりも弱く、
   前記磁性粒子担持体の長手方向端部領域における単位面積あたりの磁性粒子担持量が、前記磁性粒子担持体の長手方向中央部領域における単位面積あたりの磁性粒子担持量よりも多いことを特徴とする帯電装置。