JPH0850396A

JPH0850396A - 帯電装置、画像記録装置、及びプロセスカートリッジ

Info

Publication number: JPH0850396A
Application number: JP6205961A
Authority: JP
Inventors: Harumi Ishiyama; 晴美石山; Koji Sato; 康志佐藤; Seiji Mashita; 精二真下; Tadashi Furuya; 正古屋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-08-08
Filing date: 1994-08-08
Publication date: 1996-02-20

Abstract

(57)【要約】【目的】磁気ブラシ型帯電部材２０を用いた帯電装置
２、帯電装置を用いた画像記録装置ないしプロセスカー
トリッジについて、磁気ブラシ２３のキャリア（磁性粒
子）の被帯電体１側への着移行・減少に起因する、帯電
の不均一性、不安定性等の弊害をなくすること。【構成】表面に電荷注入層を有する被帯電体１に電圧
を印加した帯電部材２０を当接させて被帯電体を帯電す
る帯電装置であり、上記帯電部材２０は、磁性粒子で構
成された磁気ブラシ２３を有し、該磁気ブラシを被帯電
体に当接させ電圧を印加して被帯電体を帯電する磁気ブ
ラシ型の帯電部材であり、この帯電部材２０を第１の帯
電部材としたとき、この第１の帯電部材よりも被帯電体
移動方向上流側であって、該帯電部材２０の磁気ブラシ
２３の長手端部ａに相当する被帯電体部分位置に当接し
て第２の帯電部材２４を有すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、帯電装置、画像記録装
置、及びプロセスカートリッジに関する。

【０００２】より詳しくは、ａ．磁性粒子で構成された磁気ブラシを有し、該磁気ブ
ラシを、表面に電荷注入層を有する被帯電体に当接させ
電圧を印加して被帯電体を帯電する磁気ブラシ型の帯電
部材を用いた帯電装置ｂ．この帯電装置を、表面に電荷注入層を有する像担持
体の帯電処理手段として用いた画像記録装置ｃ．少なくとも、表面に電荷注入層を有する像担持体
と、該像担持体を帯電処理するための該帯電装置の少な
くとも帯電部材を包含し、画像記録装置本体に対して着
脱されるプロセスカートリッジに関する。

【０００３】

【従来の技術】従来、例えば、電子写真装置・静電記録
装置などの画像記録装置（複写機・プリンタ等）におい
て、感光体・誘電体等の像担持体、その他転写材等の被
帯電体を帯電処理（除電処理も含む）する手段・機器と
してはコロナ帯電器が広く利用されていた。

【０００４】近年は、これに代って、接触帯電装置が実
用化されてきている。これはロール型・ブレード型など
の帯電部材（導電部材）を被帯電体に接触させて電圧を
印加することによって被帯電体面を帯電させるもので、
コロナ帯電器に比べて低オゾン・低電圧（低電力）等の
特長がある。

【０００５】特に、接触帯電部材として導電ロール（帯
電ロール）を用いたロール帯電方式が帯電の安定性とい
う点から好ましく用いられている。ロール帯電では、帯
電部材としての導電性の弾性ロールを被帯電体に加圧当
接させ、これに電圧を印加することによって被帯電体の
帯電を行う。

【０００６】このロール帯電においては、帯電は接触帯
電部材から被帯電体への放電によって主に行われるた
め、或るしきい（閾）値電圧以上の電圧を印加すること
によって帯電が開始される。例を示すと、電子写真装置
において、被帯電体としての、厚さ２５μｍのＯＰＣ感
光体に対して帯電ロールを加圧当接して電圧を印加して
帯電処理させた場合には、約６４０Ｖ以上の電圧を印加
すれば感光体の表面電位が上昇し始め、それ以降は印加
電圧に対して傾き１で線形に感光体表面電位が増加す
る。以後、このしきい値電圧を帯電開始電圧Ｖｔｈと定
義する。

【０００７】つまり、電子写真に必要とされる所望の感
光体表面電位Ｖｄを得るためには、帯電ロールにはＶｄ
＋Ｖｔｈという必要とされる以上のＤＣ電圧が必要とな
る。このようにしてＤＣ電圧のみを接触帯電部材に印加
して帯電を行う方法をＤＣ帯電方式と称する。

【０００８】しかし、ＤＣ帯電方式においては環境変動
等によって接触帯電部材の抵抗値が変動するため、ま
た、被帯電体としての感光体が削れることによって膜厚
が変化するとＶｔｈが変動するため、感光体の電位を所
望の値にすることが難しかった。

【０００９】このため、更なる帯電の均一化を図るため
に特開昭６３−１４９６６９号公報等に開示されるよう
に、所望の感光体表面電位Ｖｄに相当するＤＣ電圧に２
×Ｖｔｈ以上のピーク間電圧を持つＡＣ成分を重畳した
振動電圧を接触帯電部材に印加するＡＣ帯電方式が用い
られる。これはＡＣ成分による電位のならし効果を目的
としたものであり、被帯電体の電位はＡＣ電圧のピーク
の中央である感光体表面電位Ｖｄに収束し、環境等の外
乱には影響されることはない。

【００１０】ところが、このようなＤＣ帯電方式もしく
はＡＣ帯電方式の接触帯電装置においても、その本質的
な帯電機構は帯電部材から被帯電体への放電現象を用い
ているため、先に述べたように帯電に必要とされる電圧
は所望の被帯電体表面電位Ｖｄ以上の値が必要とされ、
微量のオゾンは発生する。また、帯電均一化のためにＡ
Ｃ帯電方式を用いた場合には、更なるオゾン量の発生、
ＡＣ電圧の電界による帯電部材と被帯電体の振動・騒音
（ＡＣ帯電音と称す）の発生、また放電による被帯電体
としての感光体表面の劣化等が顕著になり、新たな問題
となっていた。そこで更に新たな帯電方式として、被帯
電体への電荷の直接注入による帯電方式（電荷注入帯電
方式）が、特開平６−３９２１号公報等に開示されてい
る。この帯電方式は、帯電ロール、帯電ブラシ、帯電磁
気ブラシ等の接触導電部材（接触帯電部材、注入帯電部
材）に電圧を印加し、表面に電荷注入層を設けた被帯電
体としての感光体上の電荷注入層の導電粒子（フロート
電極）に電荷を注入して接触注入帯電を行う方法であ
る。具体的には、電荷注入層として、感光体表面にアク
リル樹脂に導電フィラーであるアンチモンドープで導電
化したＳｎＯ₂ 粒子を分散したものを塗工して用いるこ
とが可能である。

【００１１】この電荷注入帯電方式では、放電現象を用
いていないため、帯電に必要とされる電圧は所望する感
光体表面電位ＶｄのみのＤＣ電圧であり、オゾンの発生
もない。更に、ＡＣ電圧を印加しないのでＡＣ帯電音の
発生もなく、ロール帯電方式と比べると、より低オゾン
（オゾンレス）、低電圧（低電力）の優れた帯電方式で
ある。

【００１２】図５に磁気ブラシ型帯電部材を用いた電荷
注入帯電方式の帯電装置の一例を示した。（ａ）は横断
面模型図、（ｂ）は帯電部材の一端側の縦断面模型図で
ある。

【００１３】１は被帯電体であり、例えば電子写真装置
の像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以
下、ドラムと記す）とする。このドラム１は、導電性ド
ラム基体１ａと、その外周面に形成した感光体層１ｂか
らなり、感光体層１ｂは表面に電荷注入層を有してお
り、矢示の時計方向に所定の周速度（プロセススピー
ド）をもって回転駆動される。

【００１４】２は磁気ブラシ型の接触帯電部材２０を用
いた帯電装置である。帯電部材２０は、磁力発生部材と
してのマグネットロール２１と、その外側に該ロールに
同心に回転可能に外嵌した、磁気ブラシへの給電部とし
ての非磁性の電極スリーブ２２と、この電極スリーブ２
２の外周面に内部のマグネットロール２１の磁力により
吸着させて形成保持させた磁性粒子（以下、キャリアと
記す）による磁気ブラシ２３からなる。

【００１５】この帯電部材２０は被帯電体としてのドラ
ム１に略並行に配列し、磁気ブラシ２３をドラム１面に
接触させてマグネットロール２１の軸２１ａを不図示の
軸受部に保持させて配設してある。マグネットロール２
１は非回転に固定保持され、非磁性の電極スリーブ２２
が不図示の駆動手段により矢示の時計方向に所定の周速
度で回転駆動される。即ち磁気ブラシ２３がドラム１面
に接触を保ちながら電極スリーブ２２の回転に伴い回転
する。Ｎは磁気ブラシ２３とドラム１との接触ニップ部
（以下、帯電ニップ部と記す）である。Ｓ１は磁気ブラ
シ２３への給電部としての電極スリーブ２２に対する帯
電バイアス印加電源である。

【００１６】而して、ドラム１及び電極スリーブ２２が
回転駆動され、また電源Ｓ１から電極スリーブ２２に対
して所定の極性・電位の帯電バイアスが印加されること
で、磁気ブラシ２３によりドラム１の感光体層１ｂ表面
の電荷注入層の導電粒子に電荷注入がなされて、ドラム
１の感光体層１ｂ面が所定の極性・電位に注入帯電方式
で帯電処理される。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例において接触帯電部材として磁気ブラシ型帯電部材
２０を用いた磁気ブラシ帯電の場合は、磁気ブラシ２３
の長手端部のキャリアが磁気ブラシ２３と被帯電体とし
てのドラム１の当接部である帯電ニップ部Ｎ内で非帯電
域である長手外側領域Ｄ（図の（ａ））へ矢印Ａ方向
に押し出されてしまう。この領域Ｄは、磁気ブラシがド
ラムに常時接触していないため、ドラム表面が均一に帯
電されておらず、ドラムの表面電位としては帯電電位よ
りもかなり低くなっている。ところが、磁気ブラシ２３
には帯電電位分の電圧（例；−７００Ｖ）が印加されて
いるので、磁気ブラシ２３とドラム１表面の間には電位
差が生じ、磁気ブラシ２３のキャリアに給電部である電
極スリーブ２２より電荷が注入されて生じる矢印Ｂ方向
の力により、磁気ブラシ２３のキャリアが帯電部材２０
側から被帯電体としてのドラム１側へ移動してしまう。

【００１８】この現象は、中抵抗のキャリアより構成す
る磁気ブラシで帯電する注入帯電に特有の現象であり、
高抵抗の磁気ブラシや、単に磁気ブラシで摺擦した場合
には生じない。因みに、磁気ブラシ二成分現像装置など
の磁気ブラシの場合は、通常、現像コントラスト（現像
電位とドラム表面電位の差）は帯電コントラスト（帯電
電位とドラム表面電位の差）よりも小さいので、ドラム
への磁気ブラシのキャリア付着は、磁気ブラシを帯電に
用いた場合ほど顕著ではない。さらに、現像に磁気ブラ
シを用いた場合は、磁気ブラシ内にトナーが存在し、磁
気ブラシのキャリアよりも先にトナーがドラムに付着す
る。これは、トナーの方が磁気ブラシのキャリアよりも
軽く、かつ抵抗が高いために保持電荷も高い。よって、
トナーが電気的な力でドラムに付着しやすくなる。その
ため磁気ブラシのキャリアがドラムに付着することは少
ない。

【００１９】磁気ブラシ帯電において、被帯電体への磁
気ブラシキャリア付着が生じると、帯電部材の磁気ブラ
シキャリアが徐々に減少することで、徐々に帯電不良な
どを生じる。そのため、磁気ブラシ帯電を用いた画像記
録装置やプロセスカートリッジにあっては、その帯電不
良に起因する画像不良が生じるため長期に渡っては使用
できないという問題があった。

【００２０】そこで本発明は、磁気ブラシ型帯電部材を
用いた帯電装置、該帯電部材ないし帯電装置を用いた画
像記録装置ないしプロセスカートリッジについて、磁気
ブラシ型帯電部材の磁気ブラシキャリア（磁性粒子）が
被帯電体側に付着移行して減少することがないようにし
て被帯電体表面の帯電の均一性・長期安定性の向上を図
ること、画像記録装置やプロセスカートリッジにあって
はその帯電の均一性・長期安定性により、高品位な画像
を長期にわたり安定に出力させることを可能にすること
を目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする、帯電装置、画像形成装置、及びプロセスカー
トリッジである。

【００２２】（１）表面に電荷注入層を有する被帯電体
に電圧を印加した帯電部材を当接させて被帯電体を帯電
する帯電装置であり、上記帯電部材は、磁性粒子で構成
された磁気ブラシを有し、該磁気ブラシを被帯電体に当
接させ電圧を印加して被帯電体を帯電する磁気ブラシ型
の帯電部材であり、この帯電部材を第１の帯電部材とし
たとき、この第１の帯電部材よりも被帯電体移動方向上
流側であって、該帯電部材の磁気ブラシの長手端部に相
当する被帯電体部分位置に当接して第２の帯電部材を有
することを特徴とする帯電装置。

【００２３】（２）前記第２の帯電部材が弾性体である
ことを特徴とする（１）に記載の帯電装置。

【００２４】（３）前述第２の帯電部材としての弾性体
が固定であることを特徴とする（２）に記載の帯電装
置。

【００２５】（４）前述第２の帯電部材としての弾性体
が弾性発泡体であることを特徴とする（２）または
（３）に記載の帯電装置。

【００２６】（５）前述第２の帯電部材としての弾性体
が導電繊維によって構成されたブラシであることを特徴
とする（２）または（３）に記載の帯電装置。

【００２７】（６）前記第２の帯電部材へ印加する電圧
が前記第１の帯電部材に印加する電圧と同じであること
を特徴とする（１）ないし（５）の何れかに記載の帯電
装置。

【００２８】（７）像担持体に該像担持体面を帯電装置
で帯電する工程を含む作像プロセスを適用して画像記録
を実行する画像記録装置であり、上記像担持体は表面に
電荷注入層を有し、上記帯電装置は像担持体に電圧を印
加した帯電部材を当接させて像担持体を帯電する帯電装
置であり、上記帯電部材は、磁性粒子で構成された磁気
ブラシを有し、該磁気ブラシを像担持体に当接させ電圧
を印加して像担持体を帯電する磁気ブラシ型の帯電部材
であり、この帯電部材を第１の帯電部材としたとき、こ
の第１の帯電部材よりも像担持体移動方向上流側であっ
て、該帯電部材の磁気ブラシの長手端部に相当する像担
持体部分位置に当接して第２の帯電部材を有することを
特徴とする画像記録装置。

【００２９】（８）前記第２の帯電部材が弾性体である
ことを特徴とする（７）に記載の画像記録装置。

【００３０】（９）前述第２の帯電部材としての弾性体
が固定であることを特徴とする（８）に記載の画像記録
装置。

【００３１】（１０）前述第２の帯電部材としての弾性
体が弾性発泡体であることを特徴とする（８）または
（９）に記載の画像記録装置。

【００３２】（１１）前述第２の帯電部材としての弾性
体が導電繊維によって構成されたブラシであることを特
徴とする（８）または（９）に記載の画像記録装置。

【００３３】（１２）前記第２の帯電部材へ印加する電
圧が前記第１の帯電部材に印加する電圧と同じであるこ
とを特徴とする（７）ないし（１１）の何れかに記載の
画像記録装置。

【００３４】（１３）前記像担持体が電子写真感光体あ
るいは静電記録誘電体であることを特徴とする（７）な
いし（１２）の何れかに記載の画像記録装置。

【００３５】（１４）少なくとも、表面に電荷注入層を
有する像担持体と、該像担持体を帯電処理するための帯
電装置の少なくとも帯電部材を包含し、画像記録装置本
体に対して着脱されるプロセスカートリッジであり、上
記帯電装置は像担持体に電圧を印加した帯電部材を当接
させて像担持体を帯電する帯電装置であり、上記帯電部
材は、磁性粒子で構成された磁気ブラシを有し、該磁気
ブラシを像担持体に当接させ電圧を印加して像担持体を
帯電する磁気ブラシ型の帯電部材であり、この帯電部材
を第１の帯電部材としたとき、この第１の帯電部材より
も像担持体移動方向上流側であって、該帯電部材の磁気
ブラシの長手端部に相当する像担持体部分位置に当接し
て第２の帯電部材を有することを特徴とするプロセスカ
ートリッジ。

【００３６】（１５）前記第２の帯電部材が弾性体であ
ることを特徴とする（１４）に記載のプロセスカートリ
ッジ。

【００３７】（１６）前述第２の帯電部材としての弾性
体が固定であることを特徴とする（１５）に記載のプロ
セスカートリッジ。

【００３８】（１７）前述第２の帯電部材としての弾性
体が弾性発泡体であることを特徴とする（１５）または
（１６）に記載のプロセスカートリッジ。

【００３９】（１８）前述第２の帯電部材としての弾性
体が導電繊維によって構成されたブラシであることを特
徴とする（１５）または（１６）に記載のプロセスカー
トリッジ。

【００４０】（１９）前記第２の帯電部材へ印加する電
圧が前記第１の帯電部材に印加する電圧と同じであるこ
とを特徴とする（１４）ないし（１８）の何れかに記載
のプロセスカートリッジ。

【００４１】（２０）前記像担持体が電子写真感光体あ
るいは静電記録誘電体であることを特徴とする（１４）
ないし（１９）の何れかに記載のプロセスカートリッ
ジ。

【００４２】

【作用】即ち本発明は、磁気ブラシ型帯電部材を用いた
帯電装置、該帯電部材ないし帯電装置を用いた画像記録
装置ないしプロセスカートリッジについて、上記のよう
に第２の接触帯電部材を具備させたことで、該第２の接
触帯電部材により、主の接触帯電部材である第１の磁気
ブラシ型帯電部材の磁気ブラシの長手端部に相当（対
応）する被帯電体（像担持体）部分位置の面をその電位
が磁気ブラシの電位と略等しくなるようにあらかじめ帯
電させることができるので、第１の帯電部材の磁気ブラ
シの長手端部においても、該帯電部材と、被帯電体との
間に電位差を無くすことができ、帯電ニップ部で非帯電
域に押し出された第１の帯電部材の磁気ブラシ磁性粒子
（キャリア）も被帯電体と同電位になり、磁気ブラシ磁
性粒子が被帯電体に付着することを防止できる。

【００４３】よって、磁気ブラシ型帯電部材の磁気ブラ
シ磁性粒子が被帯電体（像担持体、感光体）側に付着移
行して減少することがなく、被帯電体表面の帯電の均一
性・長期安定性の向上を図ることができ、画像記録装置
やプロセスカートリッジにあってはその帯電の均一性・
長期安定性により、長期の使用においても、帯電不良等
のない高品位な画像を安定に出力させることが可能とな
る。

【００４４】

【実施例】

〈実施例１〉（図１・図２）（１）画像記録装置例（図１）図１の（ａ）は画像記録装置の一例の概略構成図、
（ｂ）は第１及び第２の帯電部材部分の平面模型図であ
る。本例の画像記録装置は電子写真プロセス利用のレー
ザビームプリンタである。

【００４５】１は像担持体（被帯電体）としての回転ド
ラム型の電子写真感光体（ドラム）である。本実施例は
直径３０ｍｍのＯＰＣ感光体であり、矢印の時計方向に
１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をも
って回転駆動される。

【００４６】２は、第１の帯電部材（主の帯電部材）と
しての磁気ブラシ型の接触帯電部材２０と第２の帯電部
材２４を用いた帯電装置であり、これについては後記
（３）項で詳述する。ドラム１は回転過程でこの帯電装
置２により所定の極性・電位に一様に１次帯電処理され
る。本実施例では第１の帯電部材としての磁気ブラシ型
帯電部材２０の電極スリーブ２２に帯電バイアス印加電
源Ｓ１から−７００ＶのＤＣ帯電バイアスが印加されて
いて、電荷注入帯電によって回転ドラム１の外周面がほ
ぼ−７００Ｖに帯電される。

【００４７】この回転ドラム１の帯電面に対してレーザ
ダイオード・ポリゴンミラー等を含む不図示のレーザビ
ームスキャナから出力される目的の画像情報の時系列電
気デジタル画素信号に対応して強度変調されたレーザビ
ームによる走査露光Ｌがなされ、回転ドラム１の周面に
対して目的の画像情報に対応した静電潜像が形成され
る。

【００４８】その静電潜像は磁性一成分絶縁トナー（ネ
ガトナー）を用いた反転現像装置３によりトナー像とし
て現像される。３ａはマグネット３ｂを内包する直径１
６ｍｍの非磁性現像スリーブであり、この現像スリーブ
３ａに上記のネガトナーをコートし、ドラム１表面との
距離を３００μｍに固定した状態で、ドラム１と等速で
回転させ、スリーブ３ａに現像バイアス電源Ｓ２より現
像バイアス電圧を印加する。電圧は、−５００ＶのＤＣ
電圧と、周波数１８００Ｈｚ、ピーク間電圧１６００Ｖ
の矩形のＡＣ電圧を重畳したものを用い、スリーブ３ａ
と感光体１の間でジャンピング現像を行なわせる。

【００４９】一方、不図示の給紙部から記録材としての
転写材Ｐが供給されて、回転ドラム１と、これに所定の
押圧力で当接させた接触転写手段としての、中抵抗の転
写ロール４との圧接ニップ部（転写部）Ｔに所定のタイ
ミングにて導入される。転写ロール４には転写バイアス
印加電源Ｓ３から所定の転写バイアス電圧が印加され
る。本実施例ではロール抵抗値は５×１０⁸ Ωのものを
用い、＋２０００ＶのＤＣ電圧を印加して転写を行なっ
た。

【００５０】転写部Ｔに導入された転写材Ｐはこの転写
部Ｔを挟持搬送されて、この表面側に回転ドラム１の表
面に形成担持されているトナー画像が順次に静電気力と
押し圧力にて転写されていく。

【００５１】トナー画像の転写を受けた転写材Ｐはドラ
ム１の面から分離されて熱定着方式等の定着装置５へ導
入されてトナー画像の定着を受け、画像形成物（プリン
ト・コピー）として装置外へ排出される。

【００５２】また転写材Ｐに対するトナー画像転写後の
ドラム面はクリーニング装置６により残留トナー等の付
着汚染物の除去をうけて清掃され繰り返して作像に供さ
れる。６ａはクリーニングブレード、６ｂはスクイシー
トである。

【００５３】本実施例のプリンタは、ドラム１、帯電装
置２０の第１及び第２の接触帯電部材２０、現像装置
３、クリーニング装置６の４つのプロセス機器をカート
リッジ３０に包含させてプリンタ本体に対して一括して
着脱交換自在のプロセスカートリッジ方式の装置であ
る。３１はカートリッジ３０の着脱ガイド・支持部材で
ある。もっとも画像記録装置はプロセスカートリッジ着
脱式に限るものではない。

【００５４】（２）感光体（ドラム）１本実施例で用いた被帯電体としてのドラム１は負帯電の
ＯＰＣ感光体であり、φ３０ｍｍのアルミニウム製のド
ラム基体上に次の第１〜第５の５層の機能層を順次に設
けたものである。

【００５５】第１層は、下引き層であり、アルミニウム
ドラム基体の欠陥等をならすため、またレーザ露光の反
射によるモアレの発生を防止するために設けられている
厚さ約２０μｍの導電層である。

【００５６】第２層は、正電荷注入層であり、アルミニ
ウムドラム基体から注入された正電荷が感光体表面に帯
電された負電荷を打ち消すことを防止する役割を果た
し、アミラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって
１０⁶ Ωｃｍ程度に抵抗調整された厚さ約１μｍの中抵
抗層である。

【００５７】第３層は、電荷発生層であり、ジスアゾ系
の顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層であり、
レーザ露光を受けることによって正負の電荷対を発生す
る。

【００５８】第４層は、電荷輸送層であり、ポリカーボ
ネート樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、Ｐ型半
導体である。したがって、感光体表面に帯電された負電
荷はこの層を移動することはできず、電荷発生層で発生
した正電荷のみを感光体表面に輸送することができる。

【００５９】第５層は、電荷注入層であり、光硬化性の
アクリル樹脂にＳｎＯ₂ 超微粒子を分散した材料の塗工
層である。具体的には、アンチモンをドーピングし、低
抵抗化した粒径約０．０３μｍのＳｎＯ₂ 粒子を樹脂に
対して７０ｗｔ％分散した材料の塗工層である。このよ
うにして調合した塗工液をディッピング塗工にて厚さ約
２μｍに塗工して電荷注入層とした。これによって感光
体表面の抵抗は、電荷輸送層単体の場合１×１０¹⁵Ωｃ
ｍだったのに比べ、１×１０¹²Ωｃｍまで低下した。

【００６０】（３）帯電装置２ａ）装置の概略構成本例の帯電装置２は基本的には前述図５のものと同様で
あり、第１の帯電部材である磁気ブラシ型帯電部材２０
は、マグネットロール２１と、その外側に該ロールに同
心に回転可能に外嵌した、非磁性の電極スリーブ２２
と、この電極スリーブ２２の外周面に内部のマグネット
ロール２１の磁力により吸着させて形成保持させたキャ
リア（磁性粒子）による磁気ブラシ２３からなる。電極
スリーブ２２上でのマグネットロール２１による磁束密
度は８００×１０^-4Ｔ（テラス）である。

【００６１】この帯電部材２０は被帯電体としてのドラ
ム（感光体）１に略並行に配列し、磁気ブラシ２３をド
ラム１面に接触させてマグネットロール２１の軸２１ａ
を不図示の軸受部に保持させて配設してある。マグネッ
トロール２１は非回転に固定保持され、非磁性の電極ス
リーブ２２が不図示の駆動手段により矢示の時計方向に
所定の周速度で回転駆動される。即ちドラム１との帯電
ニップ部Ｎにおいて磁気ブラシ２３がドラム１面に接触
を保ちながら電極スリーブ２２の回転に伴いドラム１の
回転方向に対してカウンター方向に回転する。

【００６２】具体的には電極スリーブ２１上の磁気ブラ
シ２３はキャリアを厚さ１ｍｍでコートして形成してあ
り、ドラム１との間に幅約５ｍｍの帯電ニップ部Ｎを形
成している。本実施例で磁気ブラシ２３のキャリア量は
約１０ｇで、電極スリーブ２２とドラム１との帯電ニッ
プ部Ｎでのギャップは５００μｍである。磁気ブラシ２
３への給電部としての電極スリーブ２２に対して帯電バ
イアス印加電源Ｓ１から所定の帯電バイアスが印加され
る。

【００６３】而して、ドラム１及び電極スリーブ２２が
回転駆動され、また電源Ｓ１から電極スリーブ２２に対
して所定の極性・電位の帯電バイアスが印加されること
で、磁気ブラシ２３によりドラム１表面の電荷注入層の
導電粒子に電荷注入がなされて、ドラム１面が所定の極
性・電位に注入帯電方式で帯電処理される。

【００６４】磁気ブラシ２３とドラム１との周速比は、
以下の式で定義する。

【００６５】周速比％＝｛（磁気ブラシ周速−ドラム周
速）／ドラム周速｝×１００＊磁気ブラシ２３の周速はカウンター回転の場合は負の
値。

【００６６】周速比−１００％は磁気ブラシ２３が停止
している状態なので、磁気ブラシ２３のドラム表面に停
止した形状がそのまま帯電不良となって、画像に出てし
まう。また順方向の回転は、カウンター方向と同じ周速
比を得ようとすると、磁気ブラシ２３の回転数が高くな
ってしまう。磁気ブラシ２３が遅い速度でドラムと順回
転で接触すると、磁気ブラシのキャリアがドラムに付着
しやすくなる。よって、周速比は−１００％以下が好ま
しく、本実施例では−１５０％とした。

【００６７】ｂ）帯電原理（図２）電荷注入帯電の原理について図２を用いて説明する。図
２の（ａ）は表面に第１の帯電部材としての磁気ブラシ
型帯電部材２０を接触させて電圧を印加した状態の被帯
電体としての感光体（ドラム）１の層構成模型図、
（ｂ）はその等価回路である。

【００６８】１１はドラム１のアルミニウム製ドラム基
体、１２は電荷輸送層（第４層）、１３は最表面の電荷
注入層（第５層）、１３ａはこの電荷注入層内の導電粒
子（ＳｎＯ₂ ）である。ドラム基体１１と電荷輸送層１
２との間には前述したように、第１〜第３層としての下
引き層、正電荷注入層、電荷発生層が存在しているが図
には省略した。

【００６９】而して、電荷注入帯電は、中抵抗の接触帯
電部材２０で中抵抗の表面抵抗を持つ被帯電体（感光
体）表面に電荷注入を行なうものであり、本件では感光
体表面材質のもつトラップ電位に電荷を注入するもので
はなく、電荷注入層１３の導電粒子１３ａに電荷を充電
して帯電を行なう方式であり、（ｂ）の等価回路のよう
に、電荷輸送層１２を誘電体とし、アルミニウム製ドラ
ム基体１１と、電荷注入層１３内の導電粒子１３ａを両
電極板とする微小なコンデンサーに対して、接触帯電部
材２０で電荷を充電する理論に基づくものである。この
際、導電粒子１３ａは互いに電気的には独立であり、一
種の微小なフロート電極を形成している。このため、マ
クロ的には感光体表面は均一電位に充電、帯電されてい
るように見えるが、実際には微小な無数の充電された導
電性粒子であるＳｎＯ₂ が感光体表面を覆っているよう
な状況となっている。このため、レーザによって画像露
光を行なってもそれぞれのＳｎＯ₂ 粒子は電気的に独立
なため、静電潜像を保持することが可能になる。

【００７０】ｃ）磁性粒子（キャリア）磁気ブラシ２３を構成させるキャリアとしては、・樹脂とマグネタイト等の磁性粉体を混練して粒子に成
型したもの、もしくはこれに抵抗値調節のために導電カ
ーボン等を混ぜたもの、・燒結したマグネタイト、フェライト、もしくはこれら
を還元または酸化処理して抵抗値を調節したもの、・上記のキャリアを抵抗調整をしたコート材（フェノー
ル樹脂にカーボンを分散したもの等）でコートまたはＮ
ｉ等の金属でメッキ処理して抵抗値を適当な値にしたも
の等が考えられる。

【００７１】これらキャリアの抵抗値としては、高すぎ
ると被帯電体としてのドラムに電荷が均一に注入でき
ず、微小な帯電不良によるカブリ画像となってしまう。
低すぎるとドラム表面にピンホールがあったとき、ピン
ホールに電流が集中して帯電電圧が降下しドラム表面を
帯電することができず、帯電ニップ状の帯電不良とな
る。よってキャリアの抵抗値としては、１×１０⁴ 〜１
×１０⁷ Ωが望ましい。キャリアの抵抗値は、電圧が印
加できる金属セル（底面積２２７ｍｍ² ）にキャリアを
２ｇ入れた後６．６ｋｇ／ｃｍ²で加重し、電圧を１〜
１０００Ｖ印加して測定した。

【００７２】キャリアの磁気特性としては、ドラムへの
キャリア付着を防止するための磁気拘束力を高くする方
がよく、飽和磁化５０（Ａ・ｍ² ／ｋｇ）以上が望まし
い。

【００７３】実際に、本実施例で用いたキャリアは、平
均粒径が３０μｍで、抵抗値が１×１０⁶ 、飽和磁化が
５８（Ａ・ｍ² ／ｋｇ）であった。

【００７４】ｄ）第２の帯電部材（帯電前端部帯電器）
２４第２の帯電部材２４は図１のように、第１の帯電部材と
しての磁気ブラシ型接触帯電部材２０よりも被帯電体と
してのドラム１の回転方向（移動方向）上流側（クリー
ニング装置６と第１の帯電部材２０との間）であって、
該帯電部材２０の磁気ブラシ２３の長手端部ａに相当
（対応）するドラム部分位置に当接させて配設してあ
る。

【００７５】この第２の帯電部材２４は本実施例では導
電スポンジ（弾性体）を用いた。この第２の帯電部材２
４には第１の帯電部材である磁気ブラシ型帯電部材２０
の電極スリーブ２２に対する帯電バイアス印加電源Ｓ１
から該電極スリーブ２２に対すると同じ電圧が給電され
る。この第２の帯電部材２４に対する給電タイミングと
しては、第２の帯電部材２４は第１の帯電部材２０より
もドラム回転方向上流側に設けられているので、その移
動時間早くしている。

【００７６】この第２の帯電部材２４により、ドラム１
の該帯電部材当接面部分、即ち第１の帯電部材である磁
気ブラシ型帯電部材２０の磁気ブラシ２３の長手端部ａ
に相当するドラム部分位置の面が第１の帯電部材２０で
帯電されるドラム面とほぼ同電位に帯電される。該第２
の帯電部材２４が帯電するドラム長手範囲位置は、磁気
ブラシ２３の端部ａよりもマージンを見込んで５ｍｍ程
度内側から、第１の帯電部材２０の帯電ニップ部Ｎで磁
気ブラシキャリアが長手外側領域Ｄに押し出されて広が
る可能性のある領域（２０ｍｍ）まで、合計２５ｍｍ幅
とした。

【００７７】このように構成することにより、第１の帯
電部材２０で帯電されるドラム面領域の、磁気ブラシ端
部に相当するドラム面部分は、第２の帯電部材２４によ
ってあらかじめ第１の帯電部材２０によるドラム面帯電
電位とほぼ同じ電位に帯電されるので、このドラム面部
分は磁性ブラシキャリアと同電位であり、磁性ブラシキ
ャリアがドラム１に付着することはない。よって磁気ブ
ラシ２３のキャリアが減少しないので、連続使用に於い
ても安定した帯電性が得られる。

【００７８】ここで使用した第２の帯電部材としての導
電スポンジ２４はカーボン分散によって抵抗値を１×１
０⁶ Ωｃｍに調整したＥＰＤＭの発泡体であるが、これ
に限るものではなく、導電材としてカーボン又は金属酸
化物を分散させたウレタン又はシリコーンゴム、ＮＢ
Ｒ，ＥＰＭ，ＣＲ，ＳＢＲ等の発泡体でも良い。

【００７９】この第２の帯電部材２４がスポンジのよう
な弾性体でなく、例えばソリッドのゴムであった場合に
は、被帯電体としてのドラム１との接触が不十分で均一
な電荷の注入が出来なかった。しかし、弾性体を使用す
ることにより、ドラムと均一に接触することが出来、電
荷の均一な注入が可能と成った。

【００８０】また、本実施例では第２の帯電部材２４の
弾性体としてスポンジを用いたが、中抵抗のフェルトな
どでも同様の効果が得られた。

【００８１】〈実施例２〉（図３）本実施例は前述実施例１において、第２の帯電部材２４
としてファーブラシを用いたものである。他の装置構成
は実施例１と同じである。このファーブラシ２４はレー
ヨンにカーボンを分散した繊維からなり、抵抗値が５×
１０⁶ Ωｃｍで、３００デニール／５０フィラメント、
１平方ミリメートル当り１５５本の密度である。

【００８２】また、ファーブラシの材質としては、ユニ
チカ（株）製のＲＥＣ−Ｂ、ＲＥＣ−Ｃ、ＲＥＣ−Ｍ
１、ＲＥＣ−Ｍ１０、さらに東レ（株）製のクラカー
ボ、レーヨンにカーボンを分散したもの、三菱レーヨン
（株）製のローバル等が考えられるが、環境安定性の点
でユニチカ（株）製のＲＥＣ−Ｂ、ＲＥＣ−Ｃ、ＲＥＣ
−Ｍ１、ＲＥＣ−Ｍ１０が望ましい。

【００８３】本実施例の場合も実施例１と同様の作用効
果が得られる。さらに、第２の帯電部材２４としてファ
ーブラシを用いたことによりドラム１との接触が柔軟に
なるため、接触トルクが減るという利点がある。

【００８４】〈実施例３〉（図４）本実施例は第２の帯電部材２４がクリーニング装置６の
端部シール部材を兼ねる。このクリーニング装置端部シ
ール兼用の第２の帯電部材２４は導電スポンジであり、
第１の帯電部材としての磁気ブラシ型帯電部材２０の磁
気ブラシ２３の長手端部ａ（図１の（ｂ））に相当する
ドラム部分位置に当接させ、クリーニング装置６のクリ
ーニングブレード６ａ・スクイシート６ｂ位置に設けて
ある。具体的には図４の（ｂ）に示すように、クリーニ
ング装置６のブレード支持部材６１に支持されるウレタ
ンのクリーニングブレード６ａの長手両端部に第２の帯
電部材兼端部シール部材としての導電スポンジ２４を設
けてあり、クリーニングされたトナーをすくうスクイシ
ート６ｂが該導電スポンジ２４に一部かかっている。

【００８５】本実施例で用いた導電スポンジ２４は、実
施例１で用いたものと同じカーボン分散のＥＰＤＭの発
泡体である。また、実施例２で述べたファーブラシで構
成しても良いが、その場合はトナーがもれないように高
密度のものを使用する必要がある。また、導電性のフェ
ルト、布等でも同様の効果が得られる。

【００８６】このように構成することで、前述の実施例
と同様に、磁気ブラシ２３の長手端部外側のドラム面部
分はクリーニング装置６の端部シールを兼ねた導電スポ
ンジ２４によってあらかじめ帯電電位に帯電されている
ので、磁気ブラシ２３の長手端部外側Ｄ（図の（ｂ））
に相当するドラム上は磁気ブラシキャリアと同電位に帯
電されており、磁気ブラシキャリアがドラムに付着する
ことはない。

【００８７】また本実施例の構成では、第２の帯電部材
２４がクリーニング装置６の端部シールを兼ねているの
で、第２の帯電部材２４のために新たにスペースを設け
る必要がなく、装置の小型化に有効な手段である。

【００８８】なお、第１の帯電部材としての磁気ブラシ
型帯電部材２０は回動エンドレスベルト部材を用いた構
成のものにすることもできる。また非回転のロッド状・
角棒状・横長板状等の形態のものとすることもできる。
また磁気ブラシ２３は表面を導電処理したマグネット部
材にキャリア（磁性粒子）を直接に吸着形成保持させる
こともできる。第２の帯電部材２４はコロ状部材等の回
転体の形態のものとすることもできる。

【００８９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、磁気ブラ
シ型帯電部材を用いた帯電装置、該帯電部材ないし帯電
装置を用いた画像記録装置ないしプロセスカートリッジ
について、上記のように第２の接触帯電部材を具備させ
たことで、該第２の接触帯電部材により、主の接触帯電
部材である第１の磁気ブラシ型帯電部材の磁気ブラシの
長手端部に相当（対応）する被帯電体（像担持体）部分
位置の面をその電位が磁気ブラシの電位と略等しくなる
ようにあらかじめ帯電させることができるので、第１の
帯電部材の磁気ブラシの長手端部においても、該帯電部
材と、被帯電体との間に電位差を無くすことができ、帯
電ニップ部で非帯電域に押し出された第１の帯電部材の
磁気ブラシ磁性粒子（キャリア）も被帯電体と同電位に
なり、磁気ブラシ磁性粒子が被帯電体に付着することを
防止できる。

【００９０】よって、磁気ブラシ型帯電部材の磁気ブラ
シ磁性粒子が被帯電体（像担持体、感光体）側に付着移
行して減少することがなく、被帯電体表面の帯電の均一
性・長期安定性の向上を図ることができ、画像記録装置
やプロセスカートリッジにあってはその帯電の均一性・
長期安定性により、長期の使用においても、帯電不良等
のない高品位な画像を安定に出力させることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は実施例１における画像記録装置の一例
の概略構成図、（ｂ）は帯電部材部分の平面模型図

【図２】（ａ）・（ｂ）は注入帯電の原理説明図

【図３】実施例２の装置の要部の模型図

【図４】（ａ）は実施例３の装置の要部の模型図、
（ｂ）はクリーニング装置のクリーニングブレード、ス
クイシート、端部シール部材兼用の第２の帯電部材の配
置関係を示す模型図

【図５】（ａ）は従来装置の横断面模型図、（ｂ）は磁
気ブラシ型帯電部材の一端側の縦断面模型図

【符号の説明】

１被帯電体としての感光体（ドラム）１１ドラム基体１２電荷輸送層１３電荷注入層１３ａ導電粒子２磁気ブラシ型帯電装置２０第１の帯電部材としての磁気ブラシ型帯電部
材２１マグネットロール２２電極スリーブ２３磁性粒子（キャリア）の磁気ブラシ２４第２の帯電部材Ｓ１帯電バイアス印加電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古屋正東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に電荷注入層を有する被帯電体に電
圧を印加した帯電部材を当接させて被帯電体を帯電する
帯電装置であり、上記帯電部材は、磁性粒子で構成された磁気ブラシを有
し、該磁気ブラシを被帯電体に当接させ電圧を印加して
被帯電体を帯電する磁気ブラシ型の帯電部材であり、この帯電部材を第１の帯電部材としたとき、この第１の
帯電部材よりも被帯電体移動方向上流側であって、該帯
電部材の磁気ブラシの長手端部に相当する被帯電体部分
位置に当接して第２の帯電部材を有することを特徴とす
る帯電装置。
【請求項２】前記第２の帯電部材が弾性体であること
を特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】前述第２の帯電部材としての弾性体が固
定であることを特徴とする請求項２に記載の帯電装置。
【請求項４】前述第２の帯電部材としての弾性体が弾
性発泡体であることを特徴とする請求項２または同３に
記載の帯電装置。
【請求項５】前述第２の帯電部材としての弾性体が導
電繊維によって構成されたブラシであることを特徴とす
る請求項２または同３に記載の帯電装置。
【請求項６】前記第２の帯電部材へ印加する電圧が前
記第１の帯電部材に印加する電圧と同じであることを特
徴とする請求項１ないし同５の何れかに記載の帯電装
置。
【請求項７】像担持体に該像担持体面を帯電装置で帯
電する工程を含む作像プロセスを適用して画像記録を実
行する画像記録装置であり、上記像担持体は表面に電荷注入層を有し、上記帯電装置は像担持体に電圧を印加した帯電部材を当
接させて像担持体を帯電する帯電装置であり、上記帯電部材は、磁性粒子で構成された磁気ブラシを有
し、該磁気ブラシを像担持体に当接させ電圧を印加して
像担持体を帯電する磁気ブラシ型の帯電部材であり、この帯電部材を第１の帯電部材としたとき、この第１の
帯電部材よりも像担持体移動方向上流側であって、該帯
電部材の磁気ブラシの長手端部に相当する像担持体部分
位置に当接して第２の帯電部材を有することを特徴とす
る画像記録装置。
【請求項８】前記第２の帯電部材が弾性体であること
を特徴とする請求項７に記載の画像記録装置。
【請求項９】前述第２の帯電部材としての弾性体が固
定であることを特徴とする請求項８に記載の画像記録装
置。
【請求項１０】前述第２の帯電部材としての弾性体が
弾性発泡体であることを特徴とする請求項８または同９
に記載の画像記録装置。
【請求項１１】前述第２の帯電部材としての弾性体が
導電繊維によって構成されたブラシであることを特徴と
する請求項８または同９に記載の画像記録装置。
【請求項１２】前記第２の帯電部材へ印加する電圧が
前記第１の帯電部材に印加する電圧と同じであることを
特徴とする請求項７ないし同１１の何れかに記載の画像
記録装置。
【請求項１３】前記像担持体が電子写真感光体あるい
は静電記録誘電体であることを特徴とする請求項７ない
し同１２の何れかに記載の画像記録装置。
【請求項１４】少なくとも、表面に電荷注入層を有す
る像担持体と、該像担持体を帯電処理するための帯電装
置の少なくとも帯電部材を包含し、画像記録装置本体に
対して着脱されるプロセスカートリッジであり、上記帯電装置は像担持体に電圧を印加した帯電部材を当
接させて像担持体を帯電する帯電装置であり、上記帯電部材は、磁性粒子で構成された磁気ブラシを有
し、該磁気ブラシを像担持体に当接させ電圧を印加して
像担持体を帯電する磁気ブラシ型の帯電部材であり、この帯電部材を第１の帯電部材としたとき、この第１の
帯電部材よりも像担持体移動方向上流側であって、該帯
電部材の磁気ブラシの長手端部に相当する像担持体部分
位置に当接して第２の帯電部材を有することを特徴とす
るプロセスカートリッジ。
【請求項１５】前記第２の帯電部材が弾性体であるこ
とを特徴とする請求項１４に記載のプロセスカートリッ
ジ。
【請求項１６】前述第２の帯電部材としての弾性体が
固定であることを特徴とする請求項１５に記載のプロセ
スカートリッジ。
【請求項１７】前述第２の帯電部材としての弾性体が
弾性発泡体であることを特徴とする請求項１５または同
１６に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１８】前述第２の帯電部材としての弾性体が
導電繊維によって構成されたブラシであることを特徴と
する請求項１５または同１６に記載のプロセスカートリ
ッジ。
【請求項１９】前記第２の帯電部材へ印加する電圧が
前記第１の帯電部材に印加する電圧と同じであることを
特徴とする請求項１４ないし同１８の何れかに記載のプ
ロセスカートリッジ。
【請求項２０】前記像担持体が電子写真感光体あるい
は静電記録誘電体であることを特徴とする請求項１４な
いし同１９の何れかに記載のプロセスカートリッジ。