JPH06149007A

JPH06149007A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06149007A
Application number: JP30248692A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; 哲羽根田; Kunio Shigeta; 邦男重田; Yukie Hosogoesawa; 幸恵細越澤; Masakazu Fukuchi; 真和福地; Shizuo Morita; 静雄森田; Hiroyuki Nomori; 弘之野守
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1992-11-12
Filing date: 1992-11-12
Publication date: 1994-05-27

Abstract

(57)【要約】【目的】オゾンの発生がなく磁性粒子の耐久性を向上
した、極めて安定した均一な帯電を行うことのできる画
像形成装置を提供する。【構成】外周に磁極を配置し固定した磁石体23の外周
を回転可能に配設された非磁性導電性の帯電ローラ22
と、その帯電ローラ22の外周に付着した磁性粒子21の層
からなる磁気ブラシ21Ａを、感光体ドラム10の移動に対
して接触させ、前記帯電ローラ22と感光体ドラム10との
間に交流バイアス電圧を印加して振動電界を形成するこ
とで前記感光体ドラム10の帯電を行う帯電装置20を備え
た画像形成装置であって、帯電領域の磁性粒子21の相対
体積比率Ｑを 20 ≦Ｑ≦ 40 とし、前記交流バイアス電
圧の交流成分の単位長さ当たりの電流値Ｉ_ACを20≦Ｉ_AC
≦500μAとしたたことを特徴とする画像形成装置。

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
記録装置等の静電転写プロセスを利用する画像形成装置
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、磁石体を内包した円筒状の回動部材上に導電性
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号、特開平4-21873
号、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も、像形成体を完全に
安定して一様に帯電させることができないほかに次のよ
うな問題点があった。

【０００７】従来の帯電装置では図５に示すように、磁
性粒子21を搬送する回動部材である帯電ローラ22と像形
成体である感光体ドラム10の最近接位置を帯電領域と
し、この帯電領域に対向する位置に磁石体23の磁極23ａ
を設置している。帯電領域の磁性粒子21は磁石体23の磁
極による磁力線に沿って鎖状に連結して磁気ブラシの穂
21Ａを形成する。帯電は感光体ドラム10と帯電ローラ22
との間にバイアス電圧を印加し、導電性の磁気ブラシの
穂21Ａを通して行われる。この時図５の小さな矢印で示
すように磁気ブラシ内や磁性粒子21の鎖間で放電現象が
発生しオゾンが発生し、長時間使用するに従い磁性粒子
21が劣化し特にコピー初期に磁性粒子21の電気抵抗が低
くなり益々放電現象が増大するなどの問題点がある。

【０００８】本発明はこれらの点を解決して、磁性粒子
の耐久性を向上し、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画像形成装置を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、磁性粒子を
回動部材上に供給して磁気ブラシを形成させ、該回動部
材上の磁気ブラシを振動電界下におき、像形成体を帯電
する画像形成装置において、前記回動部材上の帯電領域
における前記バイアス電圧の交流成分電流Ｉ_ACは20〜50
0 μA／cmであると共に、前記磁気ブラシの帯電部にお
ける前記磁性粒子の相対体積比率Ｑは 20 ≦ Ｑ ≦ 40
であることを特徴とする画像形成装置によって達成さ
れる。

【００１０】また、前記回動部材と前記像形成体との間
隙をＤsd（cm）とするとき、前記相対体積比率Ｑと前記
Ｄsdとの積Ｑ×Ｄsdは 0.4 ≦ Ｑ×Ｄsd ≦ 20 （cm）
であることを特徴とする前記画像形成装置は好ましい実
施態様である。

【００１１】

【作用】本発明においては、画像形成装置の帯電装置の
磁性粒子を搬送する回動部材上の帯電領域におけるバイ
アス電圧の交流成分電流Ｉ_ACは20〜500 μA／cmである
と共に、前記磁性粒子の相対体積比率Ｑを 20 ≦ Ｑ ≦
40 としたので、帯電領域におけるバイアス電流を適正
に保持してオゾンの発生を防止すると共に、磁気ブラシ
の穂の密度が適正に保持され像形成体に一様に接触し像
形成体を均一に帯電する。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を説明する前に磁性粒子の粒
径及び回動部材の条件について説明する。

【００１３】一般に磁性粒子の平均粒径（重量平均）が
大きいと、（イ）回動部材上に形成される磁気ブラシの
穂の状態が粗いために、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150μm
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。

【００１４】以上から、磁性粒子の粒径は、平均粒径
（重量平均）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。

【００１５】このような磁性粒子は、磁性体として従来
の二成分現像剤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。

【００１６】なお、磁性粒子を球状に形成することは、
回動部材に形成される粒子層が均一となり、また回動部
材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、磁性粒子回動部材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、という効果を与える。

【００１７】以上のような効果を奏する球形粒子には磁
性粒子の抵抗率が10³Ω・cm以上、特に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1,000Ｖ/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、回動部材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
による像形成体の絶縁破壊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。

【００１８】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、比重が小さ
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。

【００１９】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。

【００２０】また、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が同じ
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。

【００２１】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の回動
部材に関する条件について述べる。

【００２２】磁性粒子の搬送担体である回動部材は、バ
イアス電圧を印加し得る導電性の回動部材が用いられる
が、特に、表面に粒子層が形成される導電性の回動部材
の内部に複数の磁極を有する磁石体が設けられている構
造のものが好ましく用いられる。このような回動部材に
おいては、磁石体との相対的な回転によって、導電性回
動部材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、回動部材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、回動部材の
回転による磁性粒子の搬送速度は、像形成体の移動速度
より遅くてもよいが殆ど同じか、それよりも早いことが
好ましい。また、回動部材の回転による搬送方向は、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。

【００２３】また、回動部材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。帯電領域において回動部材
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
動が十分に行われず像形成体の摩耗、磁性粒子の像形成
体上への付着や帯電ムラを起こすとともに過電流が流れ
易く、回動部材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回動部材上の
存在量が少な過ぎると像形成体への接触に不完全な部分
を生じやすくなり、帯電ムラを起こすことになる。

【００２４】そして、回動部材と像形成体との最近接部
分での間隙Ｄsdは0.02cm以上0.5cm以下が好ましい。回
動部材と像形成体の表面間隙Ｄsdが0.02cm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Ｄsdが0.1cmを大きく超
すようになると、粒子層が粗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、回動部材と像形成体
の間隙Ｄsdが極端になると、それに対して回動部材上の
粒子層の厚さを適当にすることができなくなるが、間隙
Ｄsdが0.02〜0.5cm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。

【００２５】また、さらに適切な搬送量（Ｗ）と間隙
（Ｄsd）との間に最も好ましい条件が存在することが明
らかとなった。

【００２６】Ｄsdは磁性粒子の鎖長を決める要素と考え
られる。鎖の長さに相当する電気抵抗が、帯電のし易さ
や帯電速度と対応すると考えられる。一方、Ｗは磁性粒
子の鎖の密度を決める要素と考えられる。鎖の数を増や
すことにより、帯電の均一性が向上すると考えられる。
しかしながら、帯電領域において、磁性粒子が狭い間隙
を通過するとき、磁性粒子の鎖の圧縮状態が実現してい
ると考えられる。この時、磁性粒子の鎖は互いに接触
し、曲がった状態で、撹乱を受けながら像形成体を摺擦
していることになる。

【００２７】この撹乱条件が、帯電のスジなどを生じさ
せず電荷の移動を容易にし均一な帯電に有効と考えられ
る。

【００２８】本発明ではさらに、搬送担体と像形成体と
の相対速度と帯電領域における体積を考慮した相対的な
磁性粒子密度に相当する相対体積比率Ｑを規制して良好
な帯電が行われるようにした。

【００２９】相対体積比率Ｑ（％）は帯電領域における
以下の式によって定義されるものである。

【００３０】Ｑ＝（Ｗ／Ｄsd）×（１／ρ）×100 ここで、Ｗは搬送量即ち回動部材上の単位面積当たりの
磁性粒子の存在量（ｇ／cm²）、Ｄsdは前記回動部材と
像形成体との間隙で単位をcmとした値、ρは磁性粒子の
比重（ｇ／cm³）である。

【００３１】Ｑが小さいときは、磁性粒子の鎖は粗とな
り撹乱をうける割合が少なく、帯電が不均一になる。Ｑ
が大となるときは、磁性粒子の鎖は高いパッキングによ
り十分に形成されず、磁性粒子の撹乱は少ない。このこ
とが電荷の自由な移動を妨げ、均一な帯電が行われなく
なる原因と考えられる。帯電を均一でかつ高速で安定に
行なうには実験を重ねた結果、帯電領域における磁性粒
子の相対体積比率Ｑを20 ≦ Ｑ ≦ 40 としたとき、磁
性粒子の付着や帯電ムラのない均一な帯電特性が得られ
ることが明らかとなった。

【００３２】即ち、Ｑが20より小さいと十分な磁気ブラ
シの穂21Ａが密に形成されないので完全な帯電が行われ
ず帯電ムラが発生する。またＱが40より大きくなると磁
性粒子の圧縮が起こり帯電領域上流部に滞留し、過電流
が発生しオゾンが発生し易く、また帯電領域が不要に広
がったり像形成体への磁性粒子の付着が発生する。

【００３３】従って、上記条件で回動部材と像形成体と
の最近接部分での間隙Ｄsdを考慮すると、Ｄsdは0.02〜
0.5cmが好ましい値であることが明らかとなった。検討
の結果、Ｑ×Ｄsdの好ましい範囲は0.4 ≦ Ｑ×Ｄsd ≦
20（cm）となる。

【００３４】(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。

【００３５】図１は本発明の画像形成装置である静電記
録装置の構成の概要を示す断面図である。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、その周縁部には後
述する帯電装置20、露光装置からの像光Ｌの入射する露
光部、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。

【００３６】本実施例のコピープロセスの基本動作は、
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、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の回転に
従いその周面は、後述する帯電装置20により一様に帯電
され通過する。感光体ドラム10上には、画像書き込み装
置等からの例えばレーザビームの像光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。

【００３７】現像器30内には二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、磁石体ロ
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。

【００３８】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を経て図示しない定着装置
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て次回の記録に待機す
る。

【００３９】図２は図１の画像形成装置に用いられる帯
電装置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、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の回動部材であ
る帯電ローラ、23は帯電ローラ22の内部に固定して配設
された柱状の磁石体で、この磁石体23は図に示すように
周縁に帯電ローラ22表面で500〜1,000ガウスとなるよう
に複数のＳ極及びＮ極を配置して着磁されている。帯電
ローラ22は磁石体23に対し回動可能になっていて、感光
体ドラム10との対向位置で0.02〜0.5cmの間隙に保持さ
れ感光体ドラム10の移動方向と同方向に1.2〜2.0倍の周
速度で回転させられる。

【００４０】前記磁石体23の感光体ドラム10に最も近接
した磁極23aの位置は、帯電ローラ22と感光体ドラム10
との最近接した位置、即ち感光体ドラム10の中心と帯電
ローラ22の中心を結ぶ中心線の近傍にあって、帯電ロー
ラ22の中心と磁極23aと結ぶ直線の前記中心線となす角
度θは、実験の結果、前記中心線の両側 15°の範囲内
にあること、即ち −15°≦ θ ≦ 15°であることが好
ましいことが判明した。なお、磁極の極性はＮ極又はＳ
極に限定する必要はない。

【００４１】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。

【００４２】24は前記帯電ローラ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、帯電ロー
ラ22はこのバイアス電源24を介して接地されている。

【００４３】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、直流成分は定電圧制御
を、交流成分は定電流制御を行っている。帯電ローラ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を帯電する帯電電圧等によって異なるが、間隙Ｄsdを
0.02〜0.1cmの間に保持される場合、帯電すべき電圧と
ほぼ同じ−500〜−1,000Ｖの直流成分に、ピーク値間電
圧(Ｖp−p）200〜3,500Ｖの交流成分を重畳した交流バ
イアス電圧を保護抵抗28を介して印加することにより、
帯電領域に好ましい振動電界を形成することができた。

【００４４】なお、帯電ローラ22の感光体ドラム10との
接触長さをＬcmとし、交流成分の総電流をＩ₀とすると
き（図３参照）、接触の単位長さ当たりの電流値Ｉ_ACは
Ｉ₀／Ｌで、20μA／cm以上、500μA／cm以下即ち、20
≦ Ｉ_AC ≦ 500（μA／cm）とするとき好ましい結果が
得られた。Ｉ_ACが20（μA／cm）未満であると帯電の均
一性が得られず、Ｉ_ACが500（μA／cm）を超えるとオゾ
ンの発生が見られるようになった。

【００４５】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内に前記帯電ローラ22と
磁石体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、帯電ローラ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と帯電ローラ22との間隙は、磁性粒子21の
帯電領域における帯電ローラ22上の相対体積比率Ｑが
0.1 ≦ Ｑ ≦ 0.35 となるよう調整される。帯電領域に
おける感光体ドラム10と帯電ローラ22との間隙は厚さを
規制された磁性粒子21の磁気ブラシで接続される。27は
撹拌器で磁性粒子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。

【００４６】次に前述した帯電装置20の動作について説
明する。

【００４７】感光体ドラム10を矢示方向に回転させなが
ら帯電ローラ22を矢示同方向に感光体ドラム10の周速度
の1.2〜2.0倍の周速度で回転させると、帯電ローラ22に
付着・搬送される磁性粒子21の層は磁石体23の磁力線に
より帯電ローラ22上の感光体ドラム10との対向位置で磁
気的に鎖状に連結して一種のブラシ状になり、いわゆる
磁気ブラシの穂21Ａが形成される。そしてこの磁気ブラ
シは帯電ローラ22の回転方向に搬送されて感光体ドラム
10の感光体層10ａに接触し摺擦する。帯電ローラ22と感
光体ドラム10との間には前記交流バイアス電圧が印加さ
れているので、導電性の磁性粒子21の穂21Ａ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、前記交流成分電流値を規制した交流バイアス電
圧を印加することにより振動電界を形成したことと、前
記帯電領域での相対体積比率Ｑと間隙Ｄsdとの積を規制
したので、磁性粒子21の鎖状に連結した磁気ブラシの穂
21Ａは感光体ドラム10の周面に対して過不足のない状態
で満遍なく接触するようになり、磁気ブラシから適正な
電荷注入が行われ、効率の良い、極めて安定した高速で
ムラのない均一な帯電を行うことができる。

【００４８】なお、以上の実施例において、帯電ローラ
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４に示した。

【００４９】図４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４にお
いて、散点状の陰を施した低周波領域は、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。

【００５０】前記実施例の磁性粒子21として導電性を有
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。

【００５１】なお、本実施例の帯電装置20を用いて感光
体ドラム10の除電をすることも可能である。除電はバイ
アス電圧の直流成分のみを零とすることによって行うこ
とができる。画像形成後、交流成分のみを印加して像形
成体を回動させることにより感光体ドラム10を除電す
る。

【００５２】なお、長期使用によって感光体ドラム10表
面にクリーニングされずに残留したトナーの磁性粒子21
層内への混入が多くなり磁気ブラシの抵抗が高くなって
帯電効率が損なわれることがある。これには画像形成前
あるいは後の感光体ドラム10の回転時に帯電ローラ22に
印加する直流バイアス電圧の極性を高く設定し、あるい
は交流電圧を高く設定して、トナーが感光体ドラム10に
付着し易い条件を設定してトナー混入を防止することが
できる。特に反転現像を行う画像形成装置のように感光
体ドラム10の帯電極性がトナーと同極性の場合は現像器
30内のトナー極性と同じとなるためにトナーによる汚染
が発生しずらく、現像時画像にかぶりとして現れず極め
て好適な組合わせとなる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、像
形成体を回動部材上に形成した磁気ブラシを通じて直接
電荷を注入し、かつバイアス電圧の交流成分の単位長さ
当たりの電流値Ｉ_AC を20 ≦ Ｉ_AC ≦ 500（μA／cm）
に規制したので、バイアス電圧を低くすることができオ
ゾンの発生を防止し磁性粒子の耐久性を向上でき、ま
た、前記回動部材上の磁性粒子の帯電領域における相対
体積比率Ｑを 20 ≦Ｑ ≦ 40 となるよう規制したの
で、帯電領域における磁気ブラシの穂の密度が適正なも
のとなり、磁気ブラシが像形成体に一様に接触するよう
になり、帯電ムラのない極めて安定した均一な帯電を行
うことのできる画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の構成の概要を示す断面
図である。

【図２】図１の帯電装置の一実施例を示す断面図であ
る。

【図３】図１の帯電装置の帯電ローラを示す斜視図であ
る。

【図４】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。

【図５】従来の帯電装置の帯電領域を示す拡大断面図で
ある。

【符号の説明】

10 感光体ドラム(像形成体) 20 帯電装置 21 磁性粒子 21Ａ穂(磁性粒子の) 22 帯電ローラ(回動部材) 23 磁石体 24 バイアス電源 26 規制板 28 保護抵抗

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者森田静雄東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内 (72)発明者野守弘之東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁力により回動部材上に磁性粒子による
磁気ブラシを形成し像形成体に接触させ、バイアス電圧
による振動電界下で該像形成体を帯電する画像形成装置
において、前記回動部材上の帯電領域における前記バイアス電圧の
交流成分電流Ｉ_ACは20〜500 μA／cmであると共に、前
記磁気ブラシの帯電部における前記磁性粒子の相対体積
比率Ｑは 20 ≦ Ｑ ≦ 40 であることを特徴とする画
像形成装置。
【請求項２】前記回動部材と前記像形成体との間隙を
Ｄsd（cm）とするとき、前記相対体積比率Ｑと前記Ｄsd
との積Ｑ×Ｄsdは 0.4 ≦Ｑ×Ｄsd≦ 20（cm）であるこ
とを特徴とする請求項１の画像形成装置。