JPH06186892A - Image forming device - Google Patents

Image forming device

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Publication number
JPH06186892A
JPH06186892A JP4337463A JP33746392A JPH06186892A JP H06186892 A JPH06186892 A JP H06186892A JP 4337463 A JP4337463 A JP 4337463A JP 33746392 A JP33746392 A JP 33746392A JP H06186892 A JPH06186892 A JP H06186892A
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JP
Japan
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charging
image forming
toner
magnetic
magnetic particles
Prior art date
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Pending
Application number
JP4337463A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Haneda
哲 羽根田
Kunio Shigeta
邦男 重田
Yukie Hosogoezawa
幸恵 細越澤
Masakazu Fukuchi
真和 福地
Shizuo Morita
静雄 森田
Hiroyuki Nomori
弘之 野守
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP4337463A priority Critical patent/JPH06186892A/en
Publication of JPH06186892A publication Critical patent/JPH06186892A/en
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  • Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
  • Cleaning In Electrography (AREA)
  • Electrophotography Configuration And Component (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an image forming device capable of recovering toner with a simple constitution and attaining an extreme stable uniform electrification without generating ozone. CONSTITUTION:The image forming device is arranged with an electrifier 20 by a magnetic brush served also as a cleaning means, a toner recovering roller 53, a scraper blade 54, an exposing part 15 and a developing unit 30 in the periphery of a photosensitive drum 10. The electrifier 20 served also as the cleaning means is arranged at the upper side of the developing unit 30, and the toner recovered from the photosensitive drum 10 passes an image exposing path and is dropped and recovered in the developing unit 30.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus utilizing an electrostatic transfer process such as an electrophotographic copying machine and an electrostatic recording apparatus.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, a corona charger has generally been used for charging an image forming body such as a photosensitive drum. This corona charger applies a high voltage to the discharge wire to generate a strong electric field around the discharge wire to perform gas discharge, and the charged ions generated at that time are adsorbed to the image forming body to charge. Done.

【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
イズの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。
Since the corona charger used in such a conventional image forming apparatus can be charged without mechanical contact with the image forming body, it is said that the image forming body is not damaged during charging. Have advantages. However, since this corona charger uses a high voltage, there is a risk of electric shock or leakage, and ozone generated by gas discharge is harmful to humans, which shortens the life of the image forming body. Had. In addition, the charging potential of the corona charger is unstable because it is strongly affected by temperature and humidity. Furthermore, the corona charger generates noise due to high voltage, and the electrophotographic image is used as a communication terminal or an information processing device. This is a major drawback when using a forming device.

【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。
Many drawbacks of such corona chargers are:
The cause is that gas discharge is involved in charging.

【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搬送担体上に磁性粒
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号、特開平4-21873号、特
開平4-116674号公報に開示されている。上記帯電装置は
現像剤のトナーの帯電と逆極性のバイアス電圧を磁気ブ
ラシに印加することにより像形成体のクリーニングも行
うことが可能である。
Therefore, a magnet body is included as a charging device capable of charging the image forming body without causing high-pressure gas discharge like a corona charger and without mechanically damaging the image forming body. A charging device in which magnetic particles are adsorbed on a cylindrical carrier formed as described above to form a magnetic brush, and the surface of an image forming body is rubbed with the magnetic brush to perform charging is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-133569. Japanese Patent Laid-Open No. 4-21873 and Japanese Patent Laid-Open No. 4-116674. The charging device can also clean the image forming body by applying a bias voltage having a polarity opposite to that of the charging of the toner of the developer to the magnetic brush.

【0006】従来の画像形成装置において、クリーニン
グ時に回収される現像剤のトナーの処理は回収トナーを
一旦廃トナーボックスに収容したのち現像装置の現像剤
又はトナーの溜まりに送出するか直接現像装置の現像剤
又はトナーの溜まり等に送出しているが、このトナー回
収サイクルのため特別な搬送装置を用いるため複雑な構
成となっていた。
In the conventional image forming apparatus, the toner of the developer collected at the time of cleaning is processed by first storing the collected toner in a waste toner box and then sending the collected toner to the developer or the toner pool of the developing apparatus or directly in the developing apparatus. Although the toner is sent to the pool of the developer or the toner, it has a complicated structure because a special conveying device is used for this toner recovery cycle.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の装置
において複雑な構成となっている現像剤のトナー回収サ
イクルを簡単な構成で行い、かつ像形成体の絶縁破壊や
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。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a toner recovery cycle of a developer, which has a complicated structure in a conventional apparatus, is performed with a simple structure, and there is no dielectric breakdown of an image forming body or generation of ozone. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of performing extremely stable and uniform charging.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的は、像形成体周
囲にクリーニング手段、露光手段及び現像手段を配置し
た画像形成装置において、前記クリーニング手段は前記
現像手段上方に配置されると共に、前記像形成体より回
収されたトナーが像露光通路を通って落下して前記現像
手段へ回収されることを特徴とする画像形成装置によっ
て達成される。
An object of the present invention is to provide an image forming apparatus in which a cleaning means, an exposing means and a developing means are arranged around an image forming body, wherein the cleaning means is arranged above the developing means and the image is formed. This is achieved by an image forming apparatus characterized in that the toner collected from the formed body falls through the image exposure passage and is collected by the developing means.

【0009】また、前記露光手段の露光中はこぼれ防止
板により前記回収トナーの落下を防止する一方、前記露
光手段の非露光中はこぼれ防止板の動作により前記回収
トナーを落下させること、前記クリーニング手段は帯電
手段をも兼用すること、前記露光手段の像露光と同期し
てこぼれ防止板が像露光通路を解放することを特徴とす
る上記画像形成装置は好ましい実施態様である。
Further, the spill prevention plate prevents the collected toner from falling during the exposure of the exposing means, while the collected toner is dropped by the operation of the spill prevention plate during the non-exposure of the exposing means, and the cleaning. The above-mentioned image forming apparatus is characterized in that the means also serves as the charging means, and the spill prevention plate opens the image exposure passage in synchronization with the image exposure of the exposing means.

【0010】[0010]

【作用】本発明においては、前記クリーニング手段は前
記現像手段上方に配置されると共に、前記像形成体より
回収されたトナーが像露光通路を通って落下して前記現
像手段へ回収されるようにしたので、現像剤のトナー回
収サイクルを簡単な構成で実現可能とした。
In the present invention, the cleaning means is disposed above the developing means, and the toner collected from the image forming body falls through the image exposure passage and is collected by the developing means. Therefore, the toner recovery cycle of the developer can be realized with a simple configuration.

【0011】[0011]

【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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】(実施例1)以下図面を用いて本発明の実
施例1について説明する。
(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1は本発明の画像形成装置の一実施例の
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O
PCから成る感光体ドラムで、その周縁部には後述する
クリーニング手段を兼ねる帯電手段である帯電装置20、
トナー回収ローラ53、スクレパーブレード54、こぼれ防
止板17、露光装置からの像光Lの入射する露光部15、現
像手段である現像器30、転写ベルト13等が設けられてい
る。
FIG. 1 is a sectional view showing the outline of the configuration of an embodiment of the image forming apparatus of the present invention. In the figure, reference numeral 10 is an image forming member that rotates in the direction of the arrow (clockwise), and the (-) charged O
A charging device 20, which is a photosensitive drum composed of a PC, and which is a charging unit that also serves as a cleaning unit, which will be described later, on the peripheral portion thereof,
A toner collecting roller 53, a scraper blade 54, a spill prevention plate 17, an exposure unit 15 on which the image light L from the exposure device enters, a developing device 30 as a developing unit, a transfer belt 13, and the like are provided.

【0014】前記感光体ドラム10、帯電装置20、トナー
回収ローラ53、スクレパーブレード54、こぼれ防止板1
7、現像器30は画像形成のプロセス部材としてプロセス
カートリッジ18に組み込まれ一体化して装置本体に対し
着脱可能にされていると共に、クリーニング手段を兼ね
る帯電装置20は現像器30上方に配置され感光体ドラム10
より回収されたトナーが像露光通路を通って落下して現
像器30へ回収されるように配置されている。プロセスカ
ートリッジ18は側面に突出したガイド部材18A,18Bが
装置本体に設けられたガイド部材19A,19Bに嵌合し案
内されて着脱される。プロセスカートリッジ18が装置本
体に装着されると、動力伝達系の噛み合い、コネクタの
電源部あるいは制御部への接続が行われ画像形成を可能
とする状態になる。
The photosensitive drum 10, the charging device 20, the toner collecting roller 53, the scraper blade 54, and the spill prevention plate 1
7. The developing device 30 is integrated into the process cartridge 18 as a process member for image formation and is detachably attached to the main body of the apparatus, and the charging device 20 also serving as a cleaning unit is disposed above the developing device 30 and is a photoconductor. Drum 10
The toner thus collected is arranged so as to fall through the image exposure passage and be collected in the developing device 30. The guide member 18A, 18B protruding to the side of the process cartridge 18 is fitted and guided by the guide member 19A, 19B provided on the main body of the apparatus to be attached / detached. When the process cartridge 18 is attached to the apparatus main body, the power transmission system is engaged, the connector is connected to the power supply unit or the control unit, and image formation is enabled.

【0015】こぼれ防止板17は、図示省略したつる巻バ
ネなどの弾性部材によって常時は図1に実線で示すよう
にプロセスカートリッジ18の露光窓18Cを閉鎖して、回
収したトナーが像露光通路を通って現像器30への落下を
可能にしているが、露光時には図示省略した回動手段に
よって前記弾性部材の力に抗して図1の破線で示す位置
に回動軸17aを中心に時計方向に回動され露光窓18Cと
像露光通路を解放し落下するトナーの受け皿となりトナ
ーこぼれを防止している。
The spill prevention plate 17 normally closes the exposure window 18C of the process cartridge 18 by an elastic member such as a spiral spring (not shown) as shown by the solid line in FIG. Although it is possible to drop through the developing device 30 through the rotating device, the rotating means (not shown) resists the force of the elastic member at the time of exposure and rotates clockwise about the rotating shaft 17a at the position shown by the broken line in FIG. The exposure window 18C and the image exposure passage are opened by being turned to a tray for receiving falling toner to prevent toner spillage.

【0016】転写ベルト13の保持ローラ13Aは、前記プ
ロセスカートリッジ18が離脱している時及び転写時以外
は図示省略した弾性部材により保持ローラ13Bの回動軸
中心に保持ローラ13Aが下方に位置するように付勢され
ていて、感光体ドラム10周面より離間されている。転写
時には装置本体制御部の制御によって作動する例えばソ
レノイドやモータ等によって保持ローラ13Aが上記弾性
部材の力に抗して反時計方向に回動され、転写ベルト13
は所定の圧力をもって感光体ドラム10に当接されるよう
になっている。
The holding roller 13A of the transfer belt 13 is located below the holding roller 13A about the rotation axis of the holding roller 13B by an elastic member (not shown) except when the process cartridge 18 is detached and during transfer. Thus, it is separated from the peripheral surface of the photosensitive drum 10. At the time of transfer, the holding roller 13A is rotated counterclockwise against the force of the elastic member by, for example, a solenoid or a motor that operates under the control of the apparatus body control unit, and the transfer belt 13
Is brought into contact with the photosensitive drum 10 with a predetermined pressure.

【0017】なお、こぼれ防止板17はプロセスカートリ
ッジの着脱時に連動して開閉する構成としてもよい。
It should be noted that the spill prevention plate 17 may be configured to open and close in conjunction with attachment / detachment of the process cartridge.

【0018】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。露光部15において感光体ドラム10上に
は、画像記録手段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。
The basic operation of the copy process of this embodiment is as follows.
When a copy start command is sent from an operation unit (not shown) to a control unit (not shown), the control unit controls the photosensitive drum.
10 starts rotating in the direction of the arrow. As the photosensitive drum 10 rotates, the peripheral surface of the photosensitive drum 10 is uniformly charged by a charging device 20 described later and passes through. In the exposure unit 15, the image light L of, for example, a laser beam from the image recording unit or the like is formed on the photosensitive drum 10.
The writing of the image is performed by, and an electrostatic latent image corresponding to the image is formed.

【0019】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トナー像が
形成される。なお、現像器30は二成分現像剤に限らず一
成分現像剤を用いるものでもよい。
There is a two-component developer in the developing device 30, which is agitated by the agitating screws 33A and 33B, and then adheres to the outer circumference of the developing sleeve 31 which is outside the magnet roller 32 and rotates to a magnetic field of the developer. A brush is formed, a predetermined bias voltage is applied to the developing sleeve 31, and reversal development is performed in the developing area facing the photoconductor drum 10 to form a toner image. The developing device 30 is not limited to the two-component developer and may be a one-component developer.

【0020】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。 そして転写ベルト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は搬送手段を経て定着装置43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、クリーニング用のバイアス電圧に切り替えられた
帯電装置20の磁気ブラシ21Aにより清掃されて次回の画
像記録に待機する。
From the paper feed cassette 40, the recording papers P are fed one by one by a first paper feed roller 41. The fed recording paper P is sent onto the photosensitive drum 10 by the second paper feed roller 42 which operates in synchronization with the toner image on the photosensitive drum 10. Then, by the action of the transfer belt 13, the toner image on the photoconductor drum 10 is transferred onto the recording paper P and separated from the photoconductor drum 10. The recording paper P on which the toner image has been transferred is sent to the fixing device 43 through the carrying means,
It is nipped by a heat fixing roller and a pressure roller, melted and fixed, and then discharged to the outside of the apparatus. The surface of the photosensitive drum 10 which rotates with the toner remaining without being transferred to the recording paper P is cleaned by the magnetic brush 21A of the charging device 20 which is switched to the bias voltage for cleaning and is ready for the next image recording. stand by.

【0021】帯電装置20の磁気ブラシ21Aによって回収
されたトナーはトナーと逆極性のバイアス電圧を印加さ
れたトナー回収ローラ53に移転し、さらにスクレパーブ
レード54によって掻き取られ、こぼれ防止板17が退避し
て解放されている像露光通路を横切って現像器30の現像
剤溜まりに落下する。上記クリーニング時には現像器30
の現像スリーブ31は回転していて回収されたトナーは現
像剤溜まりに搬入混合される。
The toner collected by the magnetic brush 21A of the charging device 20 is transferred to the toner collecting roller 53 to which a bias voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied, and is scraped by the scraper blade 54, and the spill prevention plate 17 is retracted. And then falls across the open image exposure path into the developer pool of the developing device 30. At the time of the above cleaning, the developing device 30
The developing sleeve 31 is rotating and the collected toner is carried in and mixed in the developer pool.

【0022】図3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
つ導電性の金属からなる磁性粒子21の搬送担体である帯
電ローラで、その表面は磁性粒子21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十分に行えなく、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。また、帯電ローラ22の直径は
5〜20mm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易
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21が飛散あるいは感光体ドラム10に付着し易いた
めに、帯電ローラ22の線速度を遅くすることが好まし
い。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S極及び
N極を配置して着磁されている。この磁極の内感光体ド
ラム10に最も近接した帯電部の磁極23aを主磁極という
ことにする。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0.5〜1.0mm
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。
FIG. 3 is a sectional view showing an embodiment of the charging device 20 used in the image forming apparatus of FIG. In the figure,
Reference numeral 21 is a magnetic particle, 22 is a charging roller that is a carrier for the magnetic particles 21 made of non-magnetic and conductive metal such as aluminum, and the surface thereof has an average surface roughness for stable and uniform transfer of the magnetic particles 21. It is preferable that the thickness is 2 to 15 μm. If it is smooth, the conveyance cannot be sufficiently performed, and if it is too rough, an overcurrent flows from the convex portion of the surface, and uneven charging tends to occur in either case. Sandblasting is preferably used to achieve the above surface roughness. Further, the diameter of the charging roller 22 is preferably 5 to 20 mm. With the above diameter, a contact area necessary for charging is secured. If the contact area is unnecessarily large, the charging current will be excessive, and if it is small, uneven charging is likely to occur. When the diameter is small as described above, the magnetic particles 21 are easily scattered or adhered to the photoconductor drum 10 due to the centrifugal force. Therefore, it is preferable to reduce the linear velocity of the charging roller 22. Reference numeral 23 denotes a columnar magnet body fixedly arranged inside the charging roller 22, and this magnet body 23 has an S pole and an N pole so that the surface of the charging roller 22 has 500 to 1,000 gauss as shown in the figure. It is magnetized with poles arranged. Of these magnetic poles, the magnetic pole 23a of the charging portion closest to the photosensitive drum 10 will be referred to as the main magnetic pole. The charging roller 22 is rotatable with respect to the magnet body 23, and is 0.5 to 1.0 mm at a position facing the photoconductor drum 10.
Is held in the gap of the same direction as the moving direction of the photoconductor drum 10.
It can be rotated at a peripheral speed of 1.2 to 2.0 times.

【0023】前記磁石体23の感光体ドラム10に最も近接
した主磁極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両側にあって、帯電ロ
ーラ22の中心と主磁極23aと結ぶ直線の前記中心線とな
す角度θは、実験の結果、−15°≦θ≦15°の範囲にあ
るのが好ましいことが判明した。
The position of the main magnetic pole 23a of the magnet body 23 closest to the photosensitive drum 10 is the charging roller 22 and the photosensitive drum.
The position closest to the center of the photosensitive drum 10, that is, on both sides of the center line connecting the center of the photosensitive drum 10 and the center of the charging roller 22, the angle formed by the center line of the straight line connecting the center of the charging roller 22 and the main magnetic pole 23a. As a result of experiments, it was found that θ is preferably in the range of −15 ° ≦ θ ≦ 15 °.

【0024】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。
The photosensitive drum 10 comprises a conductive base material 10b and a photosensitive material layer 10a covering the surface thereof, and the conductive base material 10b is grounded.

【0025】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。
Reference numeral 24 is a bias power source for applying a bias voltage between the charging roller 22 and the conductive base material 10b, and the charging roller 22 is grounded via the bias power source 24.

【0026】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帯電用
の交流バイアス電圧とクリーニング用の交流バイアス電
圧を図示しないCPUの制御により切り替え供給する電
源で、帯電のためには、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、間隙は0.1〜5mmの間に保持
される場合、帯電すべき電圧とほぼ同じ−500V〜−1,0
00Vの直流成分に、ピーク値間電圧(VP-P)200〜3,50
0V(周波数0.3〜10KHz)の交流成分を重畳した交流バ
イアス電圧を保護抵抗R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る。また、クリーニ
ングのためには、現像剤のトナーと帯電極性と逆の電圧
に上記交流電圧成分を重畳した交流バイアスを保護抵抗
Rを介して供給することにより、好ましいクリーニング
を行うことができる。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っている。
The bias power source 24 switches and supplies an AC bias voltage for charging and an AC bias voltage for cleaning in which an AC component is superposed on a DC component set to the same value as the voltage to be charged, under the control of a CPU (not shown). For charging with the power supply, the charging roller 22 and the photosensitive drum 10
Although it depends on the size of the gap between the photoconductor drum 10 and the charging voltage for charging the photosensitive drum 10, etc., when the gap is held between 0.1 and 5 mm, it is almost the same as the voltage to be charged, -500 V to -1.0.
Voltage between peak values (V PP ) 200 to 3,50 for DC component of 00V
By supplying an AC bias voltage on which an AC component of 0 V (frequency 0.3 to 10 KHz) is superimposed via a protection resistor R,
It is possible to obtain preferable charging conditions. Further, for cleaning, preferable cleaning can be performed by supplying an AC bias in which the above-mentioned AC voltage component is superimposed on the toner of the developer and a voltage opposite to the charging polarity via the protective resistor R. The bias power source 24 performs constant voltage control for the DC component and constant current control for the AC component.

【0027】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
は磁気ブラシ21Aの規制手段である規制板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の搬送量即ち帯電領域にお
ける帯電ローラ22上の磁性粒子21の存在量が10〜300mg/
cm2特に好ましくは30〜150mg/cm2となるよう調整され
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
回転体から成る撹拌板である。
Reference numeral 25 denotes a casing forming a storage portion for the magnetic particles 21. The charging roller 22 and the magnet body 23 are arranged in the casing 25, and the casing 25 has an outlet for regulating the magnetic brush 21A. The regulation plate 26 is provided to regulate the thickness of the layer of the magnetic particles 21 attached to and discharged from the charging roller 22. The gap between the regulation plate 26 and the charging roller 22 is such that the transport amount of the magnetic particles 21, that is, the existing amount of the magnetic particles 21 on the charging roller 22 in the charging region is 10 to 300 mg /
cm 2 Particularly preferably adjusted to be 30 to 150 mg / cm 2 . The gap between the photosensitive drum 10 and the charging roller 22 is connected by a magnetic brush of magnetic particles 21 whose thickness is regulated. 27 is a stirring plate composed of a rotating body having a plate-like member for correcting the bias of the magnetic particles 21 around the axis.

【0028】上記実施例の帯電装置20に使用される磁性
粒子21の粒径及び搬送担体(帯電ローラ22)の条件につ
いて説明する。
The particle size of the magnetic particles 21 and the conditions of the carrier (charging roller 22) used in the charging device 20 of the above embodiment will be described.

【0029】一般に磁性粒子の平均粒径(平均重量)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150μ
m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。
Generally, when the average particle size (average weight) of magnetic particles is large, (a) since the state of the magnetic brush ears formed on the carrier is rough, even if charged while vibrating by the electric field, The magnetic brush is likely to have unevenness, which causes a problem of uneven charging. To solve this problem, the average particle size of magnetic particles should be reduced.
It has been found that the effect starts to appear when the thickness is m or less, and particularly when the thickness is 100 μm or less, the problem (a) does not substantially occur. However, if the particles are too fine, they tend to adhere to the surface of the image forming body at the time of charging, or easily scatter. These phenomena are related to the strength of the magnetic field acting on the particles and the strength of the magnetization of the particles thereby, but generally, the average particle size of the particles becomes prominent at 30 μm or less. In addition,
A magnetized strength of 20 to 200 emu / g is preferably used.

【0030】以上から、磁性粒子の粒径は、平均粒径
(平均重量)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。
From the above, the average particle diameter (average weight) of the magnetic particles is 150 μm or less, particularly preferably 100 μm or less and 30 μm or more.

【0031】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。
Such magnetic particles are the same as those used in the magnetic carrier particles of the conventional two-component developer as a magnetic material.
Ferromagnetism such as metals such as iron, chromium, nickel and cobalt, or their compounds and alloys such as ferric tetroxide, γ-ferric oxide, chromium dioxide, manganese oxide, ferrite and manganese-copper alloys. Body particles or the surface of these magnetic particles is coated with a resin such as styrene resin, vinyl resin, ethylene resin, rosin modified resin, acrylic resin, polyamide resin, epoxy resin, polyester resin, or Particles obtained by making a resin containing magnetic fine particles dispersed therein can be obtained by selecting the particle size by a conventionally known average particle size selecting means.

【0032】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、という効果を与える。
The formation of spherical magnetic particles is
The particle layer formed on the carrier is made uniform, and a high bias voltage can be uniformly applied to the carrier. That is, the fact that the magnetic particles are spherical means that (1) generally, the magnetic particles are easily magnetized and adsorbed in the long-axis direction, but the spherical particles lose their directionality, so that the layers are uniformly formed and local (2) Higher resistance of the magnetic particles is eliminated, and the edge portions seen in conventional particles are eliminated, and electric field concentration on the edge portions is prevented. As a result, even if a high bias voltage is applied to the magnetic particle carrying carrier, uniform discharge is caused on the surface of the image forming body and charging unevenness does not occur.

【0033】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1012Ω・cm以下、特に104
Ω・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0.50
cm2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、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。
In the spherical particles having the above effects, the magnetic particles have a resistivity of 10 3 Ω · cm or more and 10 12 Ω · cm or less, particularly 10 4 Ω · cm or less.
It is preferable that the conductive magnetic particles are formed so as to be Ω · cm or more and 10 9 Ω · cm or less. This resistivity is 0.50 for particles
After tapping in a container with a cross-sectional area of cm 2 ,
A value obtained by applying a load of 1 kg / cm 2 on the packed particles and reading the current value when a voltage that generates an electric field of 1,000 V / cm is applied between the load and the bottom electrode. When the resistivity is low, when a bias voltage is applied to the carrier, electric charges are injected into the magnetic particles and the magnetic particles easily adhere to the surface of the image forming body, or the dielectric breakdown of the image forming body due to the bias voltage occurs. It can happen easily. If the resistivity is high, charge injection is not performed and charging is not performed.

【0034】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。
Further, the magnetic particles used in the present invention are
It is desirable that the magnetic brush constituted by it has a small specific gravity and a suitable maximum magnetization so that the magnetic brush moves lightly due to an oscillating electric field and does not cause external scattering. Specifically, it was found that good results can be obtained by using a material having a true specific gravity of 6 or less and a maximum magnetization of 30 to 100 emu / g.

【0035】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。
In summary, the magnetic particles are spherical so that at least the ratio of the major axis to the minor axis is 3 times or less, there is no protrusion such as a needle-shaped portion or an edge portion, and the resistivity is high. The appropriate condition is preferably 10 4 Ω · cm or more and 10 9 Ω · cm or less. Then, such spherical magnetic particles should be selected as spherical as possible for the magnetic particles, and in the particles of the magnetic particle dispersion system, the particles of the magnetic material should be used as much as possible.
After the dispersed resin particles are formed, a spheroidizing treatment is performed, or the dispersed resin particles are formed by a spray drying method.

【0036】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。
When toner is mixed in the magnetic brush,
Since the toner has a high insulating property, the charging property is lowered and uneven charging occurs. In order to prevent this, it is necessary to lower the charge amount of the toner so that the toner moves to the image forming body at the time of charging. Under the condition that the toner is mixed with magnetic particles and the toner concentration is adjusted to 1%. When the triboelectrification amount of the toner was the same and the charging polarity was 1 to 20 μC / g, the toner could be prevented from accumulating on the magnetic brush. It is considered that this is because even if the toner is mixed, it adheres to the photoconductor during charging. It was confirmed that when the charge amount of the toner is large, it becomes difficult to separate from the magnetic particles, and when it is small, it becomes difficult to electrically move to the image forming body.

【0037】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搬送
担体に関する条件について述べる。
The above is the conditions for the magnetic particles, and next, the conditions for the carrier for the magnetic particles for forming the particle layer and charging the image forming body will be described.

【0038】磁性粒子の搬送担体は、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帯電ローラの内部に複数
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。このような搬送担体においては、磁
石体との相対的な回転によって、導電性帯電ローラの表
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、それよりも早いことが好ましい。また、搬送担体の
回転による搬送方向は、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。
A conductive carrier that can apply a bias voltage is used as the carrier for the magnetic particles, and in particular, a magnet having a plurality of magnetic poles inside a conductive charging roller on the surface of which a particle layer is formed. A structure having a body is preferably used. In such a carrier, the relative rotation with the magnet body causes the particle layer formed on the surface of the conductive charging roller to undulate and move, so that new magnetic particles are supplied one after another. Therefore, even if the particle layer on the surface of the carrier has some unevenness in the layer thickness, the effect is sufficiently covered so as not to cause a practical problem due to the corrugation. Then, it is preferable that the transport speed of the magnetic particles due to the rotation of the transport carrier is substantially the same as or faster than the moving speed of the image forming body. In addition, it is preferable that the transporting carrier is rotated in the same direction. Uniformity of charging is better in the same direction than in the opposite direction. However, it is not limited thereto.

【0039】なお、磁性粒子の搬送担体は、内部に固定
又は回転する磁石体を有する帯電ローラから構成される
ものに限らず、帯電ローラを有せず磁石体が回転するも
のでN,S交互に着磁された磁石体のみで構成されても
よい。
The carrier for carrying magnetic particles is not limited to the one composed of a charging roller having a magnet body that is fixed or rotated inside, and the carrier does not have a charging roller and the magnet body rotates, and N and S alternate. It may be composed only of the magnet body magnetized in the above.

【0040】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
動が十分に行われず感光体の摩耗や帯電ムラを起こすと
ともに過電流が流れ易く、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像形成体への
接触に不完全な部分を生じ磁性粒子の像形成体上への付
着や帯電ムラを起こすことになる。実験を重ねた結果、
帯電領域における磁性粒子の好ましい存在量Wは10〜30
0mg/cm2であり、さらに好ましくは30〜150mg/cm2である
ことが判明した。なお、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。
The thickness of the particle layer formed on the carrier is preferably such that it is sufficiently scraped off by the regulation plate to form a uniform layer. If there are too many magnetic particles on the surface of the carrier in the charging region, the vibration of the magnetic particles will not be sufficiently performed, causing wear and uneven charging of the photoconductor, and overcurrent will easily flow, resulting in a large drive torque of the carrier. There is a drawback that On the other hand, if the amount of the magnetic particles present on the carrier in the charged area is too small, an incomplete portion is formed in contact with the image forming body, resulting in adhesion of the magnetic particles to the image forming body and uneven charging. As a result of repeated experiments,
The preferable amount W of the magnetic particles in the charging region is 10 to 30.
A 0 mg / cm 2, more preferably found to be 30~150mg / cm 2. The existing amount is an average value in the contact area of the magnetic brush.

【0041】そして、搬送担体と像形成体との間隙Dは
0.1mm≦D≦10mmが好ましく、さらに好ましくは0.2mm≦
D≦5mm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5,000μm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、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100〜5,000μm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。ま
た、さらに適切な搬送量(W)と間隙(D)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。
The gap D between the carrier and the image forming body is
0.1 mm ≤ D ≤ 10 mm is preferable, more preferably 0.2 mm ≤
D ≦ 5 mm is preferable. The surface gap between the carrier and the image forming body
If it is too narrower than 100 μm, it becomes difficult to form the ears of a magnetic brush that uniformly acts on it, and it becomes impossible to supply sufficient magnetic particles to the charging section, and stable charging is achieved. If it is not performed and the gap exceeds 5,000 μm, the particle layer is coarsely formed and charging unevenness is likely to occur, and the charge injection effect is deteriorated and sufficient charging cannot be obtained. As described above, when the gap between the carrier and the image forming member becomes extremely large, the thickness of the particle layer on the carrier cannot be adjusted appropriately. However, when the gap is in the range of 100 to 5,000 μm, On the other hand, the thickness of the particle layer can be appropriately formed, and it is possible to prevent the occurrence of sweeps due to the rubbing of the magnetic brush. Further, it has been clarified that the most preferable condition exists between the more appropriate transport amount (W) and the gap (D).

【0042】帯電を均一でかつ高速で安定に行なうには
300≦W/D≦3,000(mg/cm3)の条件が重要であった。
W/Dがこの範囲外の場合には帯電が不均一になること
が確認された。
To perform charging uniformly and at high speed and stably
The condition of 300 ≦ W / D ≦ 3,000 (mg / cm 3 ) was important.
It was confirmed that when W / D is out of this range, charging becomes non-uniform.

【0043】D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。
D is considered to be a factor that determines the chain length of magnetic particles. It is considered that the electric resistance corresponding to the chain length corresponds to the ease of charging and the charging speed. On the other hand, W is considered to be a factor that determines the density of chains of magnetic particles. It is believed that increasing the number of chains improves the charging uniformity. However, it is considered that when the magnetic particles pass through the narrow gap in the charging region, the compressed state of the chains of the magnetic particles is realized. At this time, the chains of magnetic particles contact each other,
In the bent state, the image forming body is rubbed while being disturbed.

【0044】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。すなわち、磁性粒子密度に相当するW/D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。W/D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。
It is considered that this disturbing condition is effective for uniform charge by facilitating the movement of charge without causing charge stripes. That is, when the W / D corresponding to the magnetic particle density is small, the chains of the magnetic particles become coarse and the ratio of disturbance is small, resulting in non-uniform charging. When W / D becomes large,
The chains of the magnetic particles are not well formed due to the high packing and the magnetic particles are less disturbed. It is considered that this hinders the free movement of the charges and prevents uniform charging.

【0045】なお、搬送量Wを10mg/cm2より少くした場
合は磁性粒子の付着や帯電ムラが現れ、300mg/cm2より
多くした場合は感光体の摩耗や帯電ムラが現れ、好まし
い結果が得られなかった。その間での好ましい範囲は30
〜150mg/cm2であった。
When the transport amount W is less than 10 mg / cm 2 , magnetic particles adhere and uneven charging appears, and when it is more than 300 mg / cm 2 , the photoconductor wears and uneven charging appears. I couldn't get it. The preferred range in between is 30
It was ~ 150 mg / cm 2 .

【0046】また、さらに上記搬送量条件下で、像形成
体と磁性粒子搬送担体との間隔をD(cm)とした時、W
/Dを300mg/cm3<W/D<3,000mg/cm3の条件に設定す
ることにより、より好ましい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。300mg/cm3より少くした場合や3,000mg/cm3より大き
くした場合は磁性粒子の付着や帯電ムラが起こる現象が
みられた。
Further, when the distance between the image forming body and the magnetic particle carrying carrier is D (cm) under the above carrying amount condition, W
By setting / D to be 300 mg / cm 3 <W / D <3,000 mg / cm 3 , it has been clarified that more preferable uniform charging characteristics without adhesion of magnetic particles or uneven charging can be obtained. When the amount was less than 300 mg / cm 3 or more than 3,000 mg / cm 3 , there was a phenomenon that magnetic particles adhered and uneven charging occurred.

【0047】以上の事から、好ましい条件は磁力を有す
る磁性粒子の搬送担体上に付着した磁性粒子層からなる
磁気ブラシを、移動する像形成体に接触させ、搬送担体
と像形成体との間にバイアス電界を形成することで、像
形成体の帯電を行う帯電装置において、バイアス電界に
は振動電界を用いるとともに、帯電領域での磁性粒子の
存在量Wが10〜300mg/cm2となるように磁性ブラシを形
成し、さらに磁性粒子の搬送担体と像形成体との間隙を
D(cm)とするとき、300≦W/D≦3,000(mg/cm3)で
あることが好ましい条件である。
From the above, the preferable condition is to bring a magnetic brush composed of a magnetic particle layer of magnetic particles having a magnetic force adhered on a carrier to bring it into contact with a moving image forming body so that the space between the carrier and the image forming body is increased. In the charging device for charging the image forming body by forming the bias electric field on the magnetic field, an oscillating electric field is used as the bias electric field, and the abundance W of the magnetic particles in the charging region is 10 to 300 mg / cm 2. When a magnetic brush is formed on the magnetic recording medium and the gap between the carrier for carrying the magnetic particles and the image forming body is D (cm), it is preferable that 300 ≦ W / D ≦ 3,000 (mg / cm 3 ). .

【0048】次に前述した帯電装置20の動作について説
明する。
Next, the operation of the above-mentioned charging device 20 will be described.

【0049】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0.2〜2.0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21Aが形成される。そしてこの磁気ブラシ21
A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との間には前記帯電用の交流バイアス電圧
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。
When the charging roller 22 is rotated in the same direction as the arrow at a peripheral speed of 0.2 to 2.0 times the peripheral speed of the photosensitive drum 10 while rotating the photosensitive drum 10 in the direction shown by the arrow, the charge roller 22 adheres to the charging roller 22. The layer of the magnetic particles 21 conveyed is magnetically connected by a magnetic force line of the magnet body 23 at a position facing the photoconductor drum 10 on the charging roller 22 to form a kind of brush shape, which is a so-called magnetic brush 21A. It is formed. And this magnetic brush 21
A is a photosensitive drum that is conveyed in the rotation direction of the charging roller 22.
10 photoconductor layers 10a are contacted and rubbed. Since the AC bias voltage for charging is applied between the charging roller 22 and the photoconductor drum 10, charges are injected onto the photoconductor layer 10a via the conductive magnetic particles 21 to perform charging. .

【0050】また、バイアス電圧がクリーニング用に切
り替えられると、トナーと逆極性の直流成分を印加され
た磁気ブラシ21Aにより感光体ドラム10上の残留したト
ナーは吸引・回収される。
When the bias voltage is switched for cleaning, the toner remaining on the photosensitive drum 10 is sucked and collected by the magnetic brush 21A to which a DC component having a polarity opposite to that of the toner is applied.

【0051】以上の帯電及びクリーニングの場合特に、
交流バイアスを印加して振動電界を形成したことと、前
記主磁極23aを±15°の範囲好ましくは上流側θ>0に
設置し磁性粒子21の鎖状に連結した磁気ブラシ21Aの穂
を寝かせた結果、磁気ブラシ21Aからの電荷注入の効率
を向上させ、かつ帯電領域を広げ、極めて安定した高速
でムラのない均一な帯電とクリーニングを行うことがで
きる。
In the above charging and cleaning, especially,
An AC bias was applied to form an oscillating electric field, and the main magnetic pole 23a was set in a range of ± 15 °, preferably on the upstream side θ> 0, and the ears of the magnetic brush 21A connected in a chain of magnetic particles 21 were laid down. As a result, the efficiency of charge injection from the magnetic brush 21A can be improved, the charging area can be expanded, and extremely stable high-speed uniform charging and cleaning can be performed.

【0052】なお、以上の実施例において、帯電の場合
の帯電ローラ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。
In the above embodiment, the result of changing the frequency and voltage of the AC voltage component applied to the charging roller 22 in the case of charging is shown in FIG.

【0053】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。
In FIG. 4, the range shaded by vertical lines is the range where dielectric breakdown is likely to occur, the range shaded by diagonal lines is the range where uneven charging is likely to occur, and the range not shaded is stable. This is a preferable range in which electrostatic charging is obtained. As is clear from the figure, the preferable range changes slightly depending on the change of the AC voltage component. The waveform of the AC voltage component is not limited to a sine wave, and may be a rectangular wave or a triangular wave. Further, in FIG. 4, the low frequency region shaded with dots is a range in which uneven charging occurs due to the low frequency.

【0054】上記クリーニング兼用の帯電装置20が用い
られる画像形成装置では現像に当っては正規現像より反
転現像の方が好ましい。なぜなら帯電装置から帯電時ト
ナーを排出しやすく、排出されたトナーは、反転現像時
には同一極性となり、現像部で現像バイアスにより回収
することになり画像のカブリが防止できることになるか
らである。
In the image forming apparatus using the charging device 20 that also serves as cleaning, reversal development is preferable to regular development in developing. This is because the toner is easily discharged from the charging device during charging, the discharged toner has the same polarity during reversal development, and is collected by the developing bias in the developing section, so that image fogging can be prevented.

【0055】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103Ω・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。
As the magnetic particles 21 in the above-mentioned embodiment, spherical ferrite particles coated so as to have conductivity are used. In addition, conductive magnetic resin particles obtained by pulverizing the magnetic particles and a resin as main components after thermal smelting can also be used. In order to perform good charging, the outer shape is spherical and the particle size is adjusted to 50 μm, the specific resistance is 10 3 Ω · cm, and the frictional charge amount with the toner is −5 μC / g under the condition that the toner concentration is 1%. .

【0056】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。感光体ドラム10の除電が終了した時点で交流成分も
印加を停止し、磁石体23の磁極のNS方向を感光体ドラ
ム10の対向部の接線と平行となるよう回動させると、磁
気ブラシ21Aが水平磁界により感光体ドラム10との対向
部の接線方向と平行となり、磁性粒子21を感光体ドラム
10周面に付着させないで、磁気ブラシ21Aの先端を感光
体ドラム10より離すことができる。
It is also possible to remove the charge from the photoconductor drum 10 by using the charging device 20 of this embodiment. The static elimination can be performed by setting only the DC component of the bias voltage to zero. After the image formation, only the AC component is applied to rotate the image forming body to eliminate the charge on the photosensitive drum 10. When the charge removal of the photoconductor drum 10 is completed, the application of the AC component is stopped, and the magnetic pole of the magnet body 23 is rotated so as to be parallel to the tangent line of the facing portion of the photoconductor drum 10. Is parallel to the tangential direction of the portion facing the photoconductor drum 10 due to the horizontal magnetic field, and the magnetic particles 21 are transferred to the photoconductor drum.
The tip of the magnetic brush 21A can be separated from the photoconductor drum 10 without adhering to the ten circumferential surfaces.

【0057】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。
The magnetic particles 21 of the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 10 without being cleaned due to long-term use.
There is a case where the amount of the particles mixed in the layer is increased, the resistance of the magnetic brush is increased, and the charging efficiency is deteriorated. To this end, the polarity of the DC bias voltage applied to the charging roller 22 at the time of rotation of the photosensitive drum 10 before or after image formation is set to be high, or the AC voltage is set to be high so that toner adheres to the photosensitive drum 10. Toner mixing can be prevented by setting easy conditions. Especially when the charging polarity of the photoconductor drum 10 is the same as that of the toner, as in the image forming apparatus that performs reversal development, a developing device.
Since it has the same polarity as that of the toner in 30, the contamination by the toner is less likely to occur, and it does not appear as a fog in the image at the time of development, resulting in an extremely suitable combination.

【0058】(実施例2)図2は本発明の画像形成装置
の他の実施例の構成の概要を示す断面図である。図2に
おいて、20は帯電専用の帯電装置、51はクリーニング手
段であるクリーニングブレードである。他の部分で図1
に示す実施例1と同一部分は同一符号で示し、その詳細
な説明は省略する。帯電装置20は図3に示した帯電装置
20と同一で、ただバイアス電源24が帯電用の交流バイア
ス電圧のみを供給する。図2に示すようにクリーニング
ブレード51の下方に帯電装置20、こぼれ防止板17及び現
像器30が配置されていて、クリーニングブレード51によ
って感光体ドラム10より回収されたトナーは帯電装置20
の背面及び像露光通路を横切って現像器30の現像剤溜ま
りに落下するようになっている。このクリーニング時に
は現像器30の現像スリーブ31は回転していて回収された
トナーは現像剤溜まりに搬入混合される。
(Embodiment 2) FIG. 2 is a sectional view showing the outline of the configuration of another embodiment of the image forming apparatus of the present invention. In FIG. 2, 20 is a charging device dedicated to charging, and 51 is a cleaning blade as a cleaning means. Figure 1 in other parts
The same parts as those of the first embodiment shown in are shown by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The charging device 20 is the charging device shown in FIG.
Same as 20, but the bias power supply 24 only supplies AC bias voltage for charging. As shown in FIG. 2, the charging device 20, the spill prevention plate 17, and the developing device 30 are arranged below the cleaning blade 51, and the toner collected from the photosensitive drum 10 by the cleaning blade 51 is charged by the charging device 20.
It crosses the back surface and the image exposure path and falls into the developer reservoir of the developing device 30. At the time of this cleaning, the developing sleeve 31 of the developing device 30 is rotating and the collected toner is carried in and mixed in the developer reservoir.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明によれば、クリーニング手段又は
クリーニング手段を兼ねる帯電手段が現像手段上方に配
置されると共に、像形成体より回収されたトナーが像露
光通路を通って落下して前記現像手段へ回収されるよう
にしたので、トナー回収サイクルを極めて簡単な構成で
行い、かつ像形成体を帯電手段の搬送担体上に形成した
磁気ブラシを通じて直接電荷を注入して帯電するので、
バイアス電圧を低くすることができ、オゾンの発生を防
止できる画像形成装置を提供することができる。
According to the present invention, the cleaning means or the charging means also functioning as the cleaning means is arranged above the developing means, and the toner collected from the image forming body falls through the image exposure passage to develop the toner. Since the toner is collected by the means, the toner collecting cycle is performed with an extremely simple structure, and the image forming body is charged by directly injecting the electric charge through the magnetic brush formed on the carrier of the charging means.
It is possible to provide an image forming apparatus capable of lowering the bias voltage and preventing the generation of ozone.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の画像形成装置の一実施例の構成の概要
を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing the outline of the configuration of an embodiment of an image forming apparatus of the present invention.

【図2】本発明の画像形成装置の他の実施例の構成の概
要を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing the outline of the configuration of another embodiment of the image forming apparatus of the invention.

【図3】図1及び図2の帯電装置の一実施例を示す断面
図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an embodiment of the charging device of FIGS. 1 and 2.

【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。
FIG. 4 is a charging characteristic diagram when a frequency and a voltage of an AC voltage component are changed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 感光体ドラム(像形成体) 17 こぼれ防止板 18 カートリッジ 20 帯電装置 21 磁性粒子 22 帯電ローラ(搬送担体) 23 磁石体 24 バイアス電源 25 ケーシング 26 規制板 51 クリーニングブレード 53 トナー回収ローラ 54 スクレパーブレード R 保護抵抗 10 Photosensitive drum (image forming body) 17 Spill prevention plate 18 Cartridge 20 Charging device 21 Magnetic particles 22 Charging roller (conveying carrier) 23 Magnet body 24 Bias power supply 25 Casing 26 Regulation plate 51 Cleaning blade 53 Toner collecting roller 54 Scraper blade R Protection resistance

───────────────────────────────────────────────────── 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Masakazu Fukuchi 2970 Ishikawa-cho, Hachioji, Tokyo Konica stock company (72) Inventor Shizuo Morita 2970 Ishikawa-cho, Hachioji, Tokyo Konica stock company (72) Invention Noriyuki Hiroshi Nomori 2970 Ishikawa-cho, Hachioji City, Tokyo Konica Stock Company

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 像形成体周囲にクリーニング手段、露光
手段及び現像手段を配置した画像形成装置において、 前記クリーニング手段は前記現像手段上方に配置される
と共に、前記像形成体より回収されたトナーが像露光通
路を通って落下して前記現像手段へ回収されることを特
徴とする画像形成装置。
1. An image forming apparatus comprising a cleaning means, an exposing means and a developing means arranged around an image forming body, wherein the cleaning means is arranged above the developing means and the toner collected from the image forming body is An image forming apparatus, wherein the image forming apparatus is dropped through an image exposure passage and collected by the developing means.
【請求項2】 前記露光手段の露光中はこぼれ防止板に
より前記回収トナーの落下を防止する一方、前記露光手
段の非露光中はこぼれ防止板の動作により前記回収トナ
ーを落下させることを特徴とする請求項1の画像形成装
置。
2. The spill prevention plate prevents the collected toner from falling during the exposure of the exposure means, and the collected toner falls by the operation of the spill prevention plate during the non-exposure of the exposure means. The image forming apparatus according to claim 1.
【請求項3】 前記クリーニング手段は帯電手段をも兼
用することを特徴とする請求項1の画像形成装置。
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the cleaning unit also serves as a charging unit.
【請求項4】 前記露光手段の像露光と同期してこぼれ
防止板が像露光通路を解放することを特徴とする請求項
1の画像形成装置。
4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the spill prevention plate opens the image exposure passage in synchronization with the image exposure of the exposure unit.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5754926A (en) * 1995-03-06 1998-05-19 Minolta Co., Ltd. Charging device
JP2018013710A (en) * 2016-07-22 2018-01-25 キヤノン株式会社 Image forming apparatus, process cartridge, development cartridge and drum cartridge

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