JPH06348107A

JPH06348107A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06348107A
Application number: JP13870693A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; 哲羽根田; Yukie Hosokoezawa; 幸恵細越澤; Kunio Shigeta; 邦男重田; Masayasu Onodera; 正泰小野寺; Hiroyuki Nomori; 弘之野守
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1993-06-10
Filing date: 1993-06-10
Publication date: 1994-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】オゾンの発生がなく像形成体の絶縁破壊を起
すことなく、磁性粒子を加熱することにより極めて安定
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】外周に異なる磁極を交互に配置し固定した磁
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との間にバイアス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、前記磁石体23は感光体ドラム10と帯電ローラ22
の最近接位置を挟んで異なる磁極を配置し、帯電領域に
水平磁界を形成すると共に前記磁性粒子21を加熱する加
熱部材を設けたこと、又磁性粒子21の帯電部からの流出
を防止するために、磁性ブラシの下流側に板状弾性板や
ファーブラシ40を設け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
における帯電手段に関する。

【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、特開昭63-187267号、同59-133569
号に開示されており、更に特願平4-277370号、及び特願
平4-305566号が出願されている。

【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はできないという問題点
があった。即ち、転写領域において前記円筒状の磁性粒
子搬送担体表面上の磁性粒子は磁力線に沿って鎖状にな
り、この鎖を通して帯電が行われていた。このため局所
的に帯電が過多となり、像形成体の絶縁破壊や帯電ムラ
が発生するという問題点がある。

【０００７】更に従来の帯電装置において、前記のよう
な磁性粒子を磁気ブラシに用いた時、磁性粒子の温度変
化により、前記帯電装置に形成された磁気ブラシによる
前記像形成体面に対する帯電性能が変化する。即ち磁性
粒子が温度の変化により電気抵抗が変化するため帯電条
件が変動する、又外気温度の変化による結露の発生によ
る帯電性能の変化と共に像形成体を形成する感光体の電
位と感度が変化し、希望する良好な画像を形成すること
が出来ない欠点がある。

【０００８】本発明はこれらの点を解決して、像形成体
の絶縁破壊やオゾンの発生がなく、且つ温度変化に影響
され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を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、請求項１において磁性粒子を搬送担体上に
供給して磁気ブラシを形成させ、該搬送担体上の磁気ブ
ラシを振動電界下におき、像形成体面に前記磁気ブラシ
により帯電する帯電手段を備えた画像形成装置におい
て、前記帯電手段内に加熱手段を設けたことを特徴と
し、請求項２に前記加熱手段により前記磁性粒子を加熱
することにより前記磁気ブラシを加熱し、該磁気ブラシ
を介して前記像形成体を加熱することを特徴とし、請求
項３に前記加熱手段は前記帯電手段内において前記磁性
粒子と接触することを特徴とし、請求項４に前記帯電手
段内に設けられた帯電ローラで形成された磁気ブラシは
前記像形成体との接触位置において水平磁界を形成して
いることを特徴とし、請求項５に前記加熱手段は前記帯
電手段内で面で形成されていることを特徴とし、請求項
６に磁性粒子を搬送担体上に供給して磁気ブラシを形成
させ、該搬送担体上の磁気ブラシを振動電界下におき、
像形成体面に前記磁気ブラシにより帯電する帯電手段を
備えた画像形成装置において、前記帯電手段内に設けら
れた加熱手段と、該加熱手段の温度を測定する温度検知
部材と、該温度検知部材により測定された温度により、
前記磁気ブラシに印加された交流成分の電圧を調整する
調整手段とを有することを特徴とし、請求項７に磁性粒
子を搬送担体上に供給して磁気ブラシを形成させ、該搬
送担体上の磁気ブラシを振動電界下におき、像形成体面
に前記磁気ブラシにより帯電する帯電手段を備えた画像
形成装置において、前記帯電手段の下流側に位置して先
端を前記像形成体面に接触させ、磁気ブラシに近接し磁
性粒子が前記像担持体面より外部に通過するのを阻止す
る板状弾性部材を設けたことを特徴とし、請求項８に前
記板状弾性部材の先端厚は磁性粒子の重量平均粒径より
小さいことを特徴とし、請求項９に前記板状弾性部材は
前記像担持体面に0.1〜100g/cmで押圧されていることを
特徴とし、請求項10に前記板状弾性部材の先端は、前記
磁気ブラシにより像担持体面に帯電する位置より下流位
置で、且つ前記磁性粒子を搬送するための磁極より上流
位置に配置されていることを特徴とし、請求項11に磁性
粒子を搬送担体上に供給して磁気ブラシを形成させ、該
搬送担体上の磁気ブラシを振動電界下におき、像形成体
面に前記磁気ブラシにより帯電する帯電手段を備えた画
像形成装置において、前記帯電手段の下流側に位置して
先端を前記像形成体面に接触させ、磁気ブラシに近接し
磁性粒子が前記像担持体面より外部に通過するのを阻止
する回転可能なファーブラシを設けたこと、請求項12に
前記ファーブラシの先端は、前記磁気ブラシと近接し、
磁力により前記磁性粒子が前記磁気ブラシに回収される
ことにより前記目的を達成する。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例を説明する前に磁性粒子の粒
径及び搬送担体の条件について説明する。

【００１１】一般に磁性粒子の平均粒径が大きいと、
（イ）搬送担体上に形成される磁気ブラシの穂の状態が
荒いために、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30μ
m以下に顕著に現れるようになる。なお、磁化の強さは2
0〜200emu/gのものが好ましく用いられる。

【００１２】以上から、磁性粒子の粒径は、平均粒径が
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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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、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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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重量％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。

【００１９】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。

【００２０】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、導電性搬送担体の表面
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。

【００２１】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あり、特に好ましくは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。

【００２２】そして、搬送担体と像形成体との間隙Ｄは
100〜5,000μm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、粒子層が荒く
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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】また、さらに上記帯電装置がクリーニング
装置として用いられる画像形成方法では現像に当って正
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。

【００２７】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。

【００２８】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Ｄ（cm）とした時、Ｗ／
Ｄを300 ≦ Ｗ／Ｄ ≦ 3,000(mg/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。

【００２９】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となるように磁気ブラシを形
成し、更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。

【００３０】（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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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の外周
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。

【００３４】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。

【００３５】図２（ａ）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の搬送担
体である帯電ローラ、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Ｓ極及びＮ極を交互に配置して着磁されてい
る。帯電ローラ22は直径が５〜30mmφであり磁石体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。

【００３６】前記磁石体23の感光体ドラム10に最も近接
した２つの異なる磁極の位置は、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の中心と磁極を結ぶ直線の前記中心線とな
す角度でＮ極とＳ極が配置され、実験の結果、それぞれ
５°ないし45°の範囲で配置されている。なお、異なる
２つの磁極の極性はどちらがＮ又はＳでもよく限定する
必要はない。この結果、帯電領域における磁力線の方向
は感光体ドラム10の接線方向と平行となる。この磁界を
水平磁界ということにする。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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、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、保護抵抗28を介して帯電すべき電圧とほぼ
同じ−500Ｖ〜−1,000Ｖの直流成分に、ピーク値間電圧
(Ｖp-p）として200〜3,500Ｖの交流成分を重畳した交流
バイアス電圧を帯電ローラ22に印加することにより、好
ましい帯電条件を得ることができた。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。

【００４０】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
は該ケーシング25とー体に規制板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の搬送量即ち現像領域における帯電
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。さら
に帯電領域の上流側の磁極の位置には絶縁性の弾性部材
からなる均し板29が磁性粒子21の層を帯電ローラ22に向
かって押圧するように設けられている。ウレタンゴムか
らなる弾性を有した絶縁性の均し板29によって磁性粒子
21の層はさらに帯電領域の直前で均され規制板26におけ
る目詰まりなどで生じ易い筋ムラも解消され図２（ｂ）
に示すようにＮ極とＳ極間において磁性粒子が水平磁界
を形成し、均一な薄層21ａを形成して帯電領域に搬送さ
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
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。前記ケーシング25には図示の
ように前記攪拌器27を中心に磁性粒子21の滞留部25ａを
形成し、該滞留部25ａ内に板状の加熱部材301を設け、
該加熱部材30には前記磁性粒子21が接触するように構成
されている。図３は前記ケーシング25内に設けられた温
度検知部材31を示す、該温度検知部材31は前記ケーシン
グ25内の磁性粒子21に常時接触するように設けられ、前
記加熱部材301で加熱された磁性粒子21の温度を測定
し、前記温度検知部材31に接続された制御部24Ａを介し
て前記バイアス電源24に接続する。そして検知温度に応
じて交流バイアスのピーク間電圧を変化させる。図５は
前記磁性粒子21をケーシング25内に循環させ、外部に飛
散させないようにした装置で、ケーシング25の外側部に
ー端が固定され、他端は帯電用開口部に張り出すように
形成し、先端が感光体ドラム10面に接するように前記帯
電領域の下流側に板状弾性部材33を設ける。ー方前記帯
電領域の上流側にもケーシング25の外側にー端を固定し
他端を感光体ドラム10面に接触させた板状弾性部材33を
設ける。前記板状弾性部材33の先端33ａは円形状の磁石
体23において、前記薄層21ａを形成するためのＮ極、Ｓ
極の内中心線上のＯ点よりＳ極に至る線と中心線の角度
をθ２とし、ー方Ｏ点より前記板状弾性部材33の先端33
ａと中心線間をω２とした場合θ２＞ω２の関係で構成
されている。即ち前記先端33ａは前記Ｓ極により形成さ
れた穂より上流に位置して感光体ドラム10面に対し0.1
〜100g／cmで押圧接触している、又前記上流側に設けた
均し板29の先端部とＯ点を結ぶ線と中心線の角度をω２
とし、前記Ｓ極に対し上流側のＮ極とＯ点を結ぶ線と中
心線の角度をθ１とした場合ω１＞θ１の関係で構成さ
れている。

【００４１】次に前述した帯電装置20の動作について説
明する。

【００４２】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0.1〜0.9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Ｎ極とＳ
極間に形成される水平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との間にはバイア
ス電源24の内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、交流バイア
スを印加することにより振動電界を形成したことと、前
記異なる磁極を中心線より上流側及び下流側にわたり離
して設置したので帯電領域では水平磁界を形成し、これ
により磁性粒子21の鎖状に連結した磁気ブラシの穂は感
光体ドラム10の周面接線方向に図２（ｂ）に示すように
磁性粒子21の薄層21ａは平行に寝かせた状態になり、帯
電領域を広げ磁気ブラシからの電荷注入の効率を向上さ
せ、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。

【００４３】又前記のようにケーシング25に形成された
磁性粒子21の滞留部25ａ内に設けた加熱部材301にて前
記磁性粒子21を加熱している。加熱された前記磁性粒子
21は攪拌器27で攪拌され加熱された状態で、帯電ローラ
22の回転により帯電位置に搬送され、感光体ドラム10面
を前記の方法で帯電する。磁性粒子21の加熱温度を前記
温度検知部材31で検知し、温度情報を制御部24Ａを介し
てバイアス電源24の交流成分にフィードバックし、磁性
粒子21の温度により交流バイアスを変更し良好な画質を
うるようにする。又前記感光体ドラム10を前記加熱され
た前記磁性粒子21で帯電操作を行う時、同時に磁性粒子
21で感光体ドラム10面が加熱され帯電時に除湿を行な
い、露結による帯電むらと現像むらを防止している。

【００４４】前記磁性粒子21の温度は図４に示すよう
に、帯電電位ＶSは印加する交流バイアスのピーク間の
電圧Ｖ_P-Pに対し、温度により変化する。温度変動した
場合、20℃より40℃間に設定することで、前記磁性粒子
21の電気抵抗の変化を少なくし、前記磁性粒子21による
感光体ドラム10面に対し、帯電電位の安定化と、現像用
に用いているキャリヤの付着を防止し、更にバンディン
グ等を安定化できる。そして、この適正温度内で電圧Ｖ
_P-Pを温度に応じて制御することが、好ましい。

【００４５】画像形成装置の使用開始時は、前記の磁性
粒子21の加熱は画像形成装置のスイッチ（図示せず）を
ONした時、前記温度検知部材31で温度を検知し、適正温
度条件に入っていない時は加熱し、磁性粒子21が20℃以
上に設定されたとき、画像形成操作が使用可能となるよ
うにする。

【００４６】次に図５に示すように、感光体ドラム10を
矢示の方向に回転することにより前記図１のクリーニン
グ装置50により感光体ドラム10面上のトナーがクリーニ
ングされ、前記帯電装置20により感光層10ａに帯電を行
うが、まず弾性部材32により感光層10ａ面を更にクリー
ニングしてトナーＴが前記帯電装置20に進入するのを防
止している。従って前記弾性部材32の先端は磁石体23の
Ｎ極に形成された穂より大きく上流側に位置した所で感
光層10ａに接触している、次に前記のように磁性粒子21
で形成された薄層21ａで感光体ドラム10の感光層10ａ面
にバイアス電源24にて電荷を付与した後、磁性粒子21は
Ｓ極の磁力により搬送回収される。その際Ｓ極により穂
が形成されているが、前記板状弾性部材33の先端33ａで
落下した磁性粒子21が回収され、外部に放出されない。
尚前記弾性部材32によりクリーニングされず、感光層10
ａ面に付着した儘のトナーＴは前記板状弾性部材33の先
端33ａで回収されることなくその儘通過するように前記
の様な押圧力で圧接している。前記のように磁性粒子21
のみを回収し、トナーは非回収とするために前記板状弾
性部材33はウレタン膜（10〜300μm）で構成し、滑りを
良くするためにテフロンコート加工を施したものを使用
する。そして特に前記板状弾性部材33の先端の厚さは、
磁性粒子の重量平均粒径より小さく設定する。好ましく
は1/2以下で10μm以上であることにより前記のような作
用を可能とした。

【００４７】又図６に示すように前記Ｎ極を薄層21ａ側
に近づけ、Ｓ極を薄層21ａより大きく下流側に位置する
ように設ける、即ちθ１＜θ２の関係で配置することに
よりＳ極で形成する穂も大きく下流側に移動するため、
前記板状弾性部材33の先端33ａの位置に穂が発生してい
ない、このように下流側にも薄層21ａが形成されており
前記薄層21ａが感光層10ａとの接触面より通過したあと
は穂は均一に形成されており、感光層10ａに接触してい
ないため、帯電の不均一が防止される。又前記のように
先端33ａの位置に穂が発生していないため、磁性粒子21
の分離飛散が発生せず、ケーシング25内に効率よく回収
される。

【００４８】図７は、図６の板状弾性部材33に代えてフ
ァーブラシ40を用いる。ファーブラシは矢印の様に内側
に向って回転し、磁性粒子21と掃きあげるようにして回
収する。

【００４９】回収される形態は、ファーブラシ40のスナ
ップにより飛ばされたり、ファーブラシ40内に回収され
る形態があるが、ファーブラシ40は磁気ブラシに近接あ
るいは軽く接触することにより、磁性粒子21が確実に回
収される。ファーブラシ40の回転速度はその線速が感光
体ドラム10と同一か早いことが好ましい。

【００５０】図８は、図７に弾性部材41を組み合わせて
設けたものである。この弾性部材41を組み合わせて設け
たものである。この弾性部材41は、図６における板状弾
性部材33と同じ材質を使用できる。

【００５１】ファーブラシ40が感光体ドラム10の感光層
10ａに接触するニップ位置に、該感光層10ａと接触する
弾性部材41の先端を挿入しておく。このように構成する
ことにより、図６における弾性部材33の効果と図７のフ
ァーブラシ40の効果を合わせて確実に磁性粒子の帯電部
からの飛散と漏れを防止し、磁気ブラシに回収すること
ができる。挿入された弾性部材41の先端位置はファーブ
ラシ40と感光層10ａとの最近接位置が好ましい。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、像形成体を搬送担体上
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。かつ、前記搬送担体内部の磁石体
は搬送担体と像形成体の最近接位置を挟んで異なる磁極
を配置して水平磁界を形成すると共に、前記磁気ブラシ
と像形成体との間にバイアス電界として振動電界を形成
したので、現像領域における前記磁気ブラシの穂が寝
て、帯電領域が広がる。また磁性粒子を加熱部材301常
に一定温度（20〜40℃）に加熱されているため、前記磁
性粒子の電気抵抗を安定化させることが出来るため、感
光体ドラム10面にたいする帯電条件を一定にすることが
できる、又前記磁性粒子より感光体ドラム10面を加熱す
ることができるので、前記磁性粒子と共に除湿を行うこ
とが可能となり、露結による帯電作用の不安定化の防止
と感光体層の温度変動を防止し、画像形成を安定化させ
ることができる。

【００５３】更に本発明は、前記薄層21ａの下流側に先
端を感光体ドラム10面に接触した板状弾性部材33や、フ
ァーブラシを設けため、前記薄層21ａにて帯電作用を行
った後の前記磁性粒子は総てハウジング内に戻すことが
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の帯電装置のー実施例に温度検知部材を設
けた断面図である。

【図４】図３の帯電装置の磁性粒子の温度を示す温度特
性図。

【図５】図１の帯電装置に板状弾性部材を設けた断面図
である。

【図６】図５の帯電装置の他の実施例を示す断面図であ
る。

【図７】図６の帯電装置に板状弾性部材に代えてファー
ブラシを設けた断面図である。

【図８】図７の帯電装置に板状弾性部材を設けた断面図
である。

【符号の説明】

10 感光体ドラム 20 帯電装置 21 磁性粒子 22 帯電ローラ 23 磁石体 24 バイアス電源 25 ケーシング 25ａ滞留部 30 加熱部材 33 板状弾性部材 26 規制板 28 保護抵抗 29 均し板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小野寺正泰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】磁性粒子を搬送担体上に供給して磁気ブ
ラシを形成させ、該搬送担体上の磁気ブラシを振動電界
下におき、像形成体面に前記磁気ブラシにより帯電する
帯電手段を備えた画像形成装置において、前記帯電手段
に加熱手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記加熱手段により磁気ブラシを加熱
し、該磁気ブラシを介して前記像形成体を加熱すること
を特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】前記加熱手段は前記帯電手段内において
前記磁性粒子と接触することを特徴とする請求項１記載
の画像形成装置。
【請求項４】前記搬送担体と、前記像形成体との最接
触位置において形成された磁界は水平磁界成分を有する
ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】前記加熱手段は前記帯電手段の内面に形
成されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成
装置。
【請求項６】磁性粒子を搬送担体上に供給して磁気ブ
ラシを形成させ、該搬送担体上の磁気ブラシを振動電界
下におき、像形成体面に前記磁気ブラシにより帯電する
帯電手段を備えた画像形成装置において、前記帯電手段
内に設けられた加熱手段と、該加熱手段の温度を測定す
る温度検知部材と、該温度検知部材により測定された交
流成分の電圧を調整する調整手段とを有することを特徴
とする画像形成装置。
【請求項７】磁性粒子を搬送担体上に供給して磁気ブ
ラシを形成させ、該搬送担体上の磁気ブラシを振動電界
下におき、像形成体面に前記磁気ブラシにより帯電する
帯電手段を備えた画像形成装置において、前記帯電手段
の下流側に位置して先端を前記像形成体面に接触させ、
磁気ブラシに近接し磁性粒子が前記像担持体面より外部
に通過するのを阻止する板状弾性部材を設けたことを特
徴とする画像形成装置。
【請求項８】前記板状弾性部材の先端厚は、磁性粒子
の重量平均粒径より小さいことを特徴とする請求項７記
載の画像形成装置。
【請求項９】前記板状弾性部材は前記像担持体面に0.
1〜100g/cmで押圧されていることを特徴とする請求項７
記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記板状弾性部材の先端は、前記磁気
ブラシにより像担持体面に帯電する位置より下流位置
で、且つ前記磁性粒子を搬送するための帯電部に隣接し
た磁極より上流位置に配置されていることを特徴とする
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項１１】磁性粒子を搬送担体上に供給して磁気
ブラシを形成させ、該搬送担体上の磁気ブラシを振動電
界下におき、像形成体面に前記磁気ブラシにより帯電す
る帯電手段を備えた画像形成装置において、前記帯電手
段の下流側に位置して先端を前記像形成体面に接触さ
せ、磁気ブラシに近接し磁性粒子が前記像担持体面より
外部に通過するのを阻止する回転可能なファーブラシを
設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】前記ファーブラシの先端は、前記磁気
ブラシと近接し、磁力により前記磁性粒子が前記磁気ブ
ラシに回収されることを特徴とする請求項11記載の画像
形成装置。