JPH0934335A - Image forming device and process cartridge - Google Patents

Image forming device and process cartridge

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Publication number
JPH0934335A
JPH0934335A JP7180380A JP18038095A JPH0934335A JP H0934335 A JPH0934335 A JP H0934335A JP 7180380 A JP7180380 A JP 7180380A JP 18038095 A JP18038095 A JP 18038095A JP H0934335 A JPH0934335 A JP H0934335A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photosensitive drum
magnetic
magnet roller
charging
magnetic brush
Prior art date
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Pending
Application number
JP7180380A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Ogata
寛明 緒方
Hiroyuki Sakakibara
啓之 榊原
Tetsuya Sano
哲也 佐野
Masaki Oshima
磨佐基 尾島
Masahide Kinoshita
正英 木下
Satoshi Tsuruya
聡 鶴谷
Hiroki Kisu
浩樹 木須
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH0934335A publication Critical patent/JPH0934335A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve electrostatic charging unevenness of the magnetic pole pitch of a magnet roller and eliminate non-image part fogging of a reversal development system as to the image forming device which directly discharges electric charges by bringing a magnetic brush into contact with a charge injec tion layer on the top surface of a photosensitive drum. SOLUTION: The respective valuse of the radius R of the photosensitive drum 1, the moving speed V of the surface, the radius (r) of the magnet roller 201, the half-value ω of the normaldirectional magnetic flux density of the magnetic poles, the rotational frequency (m), the gap (g) between the photosensitive drum 1 and magnet roller 201, and the width (x) of an electrostatic charging nip formed on the photosensitive drum by the magnetic brush are so set that |(360mx/v)+atan(Rsin(360x/2πR)/(r+g+R-Rcos(360x/2πR)))>=ω. Then an optional point on the photosensitive drum is able to comes into contact with an area where the magnetic brush is very thick between the magnetic poles while passing through the electrostatic charging nip, so the contact between the photosensitive drum surface and magnetic brush is improved.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザビ
ームプリンタ等の画像形成装置および画像形成装置本体
に対して着脱自在に装着するプロセスカートリッジに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine and a laser beam printer, and a process cartridge detachably attached to an image forming apparatus main body.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置に装
着する帯電装置としては、コロナ帯電器が使用されてき
た。近年、これに代わって、接触帯電装置が実用化され
てきている。これは、低オゾン、低電力を目的としてお
り、中でも特に帯電部材として導電性ローラを用いたロ
ーラ帯電方式が、帯電の安定性という点で好ましく、広
く用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a corona charger has been used as a charging device mounted on an electrophotographic image forming apparatus. In recent years, a contact charging device has been put into practical use instead of this. This aims at low ozone and low electric power, and in particular, a roller charging method using a conductive roller as a charging member is preferable and widely used in terms of charging stability.

【0003】ローラ帯電では、導電性の弾性ローラを感
光体(被帯電体)に加圧当接させ、これに電圧を印加す
ることによって放電により感光体への帯電を行う。具体
的には、DC帯電方式、すなわち、放電開始電圧(OP
C感光体に対して帯電ローラを加圧当接させた場合に
は、約550V)に、必要とされる感光体表面電位Vd
をたしたDC電圧を印加することで帯電を行う帯電方
式、またAC帯電方式、すなわち、環境・耐久変動等に
よる電位の変動を改善する目的として、必要とされる感
光体表面電位Vd に相当するDC電圧に放電開始電圧の
2倍以上のピーク間電圧を持つAC成分を重畳した電圧
を接触帯電部材に印加することで帯電を行う帯電方式が
ある。しかしこれらの帯電方式においても、ごく微量の
オゾンの発生や、AC電圧の電界による帯電部材と感光
体との振動、帯電音の発生、また、放電による感光体表
面の劣化等の課題点が残されている。
In roller charging, a conductive elastic roller is brought into pressure contact with a photoconductor (member to be charged), and a voltage is applied to the photoconductor to charge the photoconductor by discharging. Specifically, the DC charging method, that is, the discharge start voltage (OP
When the charging roller is pressed against the C photoconductor, the required photoconductor surface potential V d is about 550 V).
A charging method in which charging is performed by applying a charged DC voltage, or an AC charging method, that is, a voltage equivalent to the surface potential V d of the photoconductor required for the purpose of improving the fluctuation of the potential due to environmental and durability fluctuations. There is a charging method in which charging is performed by applying a voltage obtained by superimposing an AC component having a peak-to-peak voltage that is at least twice the discharge start voltage to the contact charging member. However, even in these charging methods, there remain problems such as generation of a very small amount of ozone, vibration between the charging member and the photoconductor due to the electric field of AC voltage, generation of charging sound, and deterioration of the photoconductor surface due to discharge. Has been done.

【0004】そこで、新たな帯電方式として、感光体へ
の電荷の直接注入による帯電方式が、特願平04−15
8128、同じく特願平05−066150等に開示さ
れている。この帯電方式は、帯電ローラ、帯電ブラシ、
帯電磁気ブラシ等の接触導電部材に電圧を印加し、感光
体表面に設けた電荷注入層(例えば高抵抗の樹脂中に導
電性微粒子を分散させたもの)に電荷を注入して接触注
入帯電を行う方法である。この帯電方式では、放電現象
を利用しないため、帯電に必要とされる電圧は所望する
感光体表面電位分程度であり、オゾンの発生もなく、ロ
ーラ帯電方式と比べ、オゾンレス、低電力、感光体表面
の劣化が少ないなどの優位点を持つ帯電方式である。
Therefore, as a new charging method, a charging method by directly injecting charges into the photosensitive member is disclosed in Japanese Patent Application No. 04-15.
8128, and Japanese Patent Application No. 05-066150. This charging system consists of charging roller, charging brush,
A voltage is applied to a contact conductive member such as a charging magnetic brush to inject charge into a charge injection layer (for example, conductive fine particles dispersed in a high-resistive resin) provided on the surface of the photoconductor to perform contact injection charging. Is the way to do it. In this charging method, since the discharge phenomenon is not used, the voltage required for charging is about the desired surface potential of the photoconductor, and no ozone is generated. It is a charging method that has advantages such as little surface deterioration.

【0005】前述の帯電部材の中の帯電磁気ブラシは、
多極のマグネットローラを内包したスリーブ状回転体上
に導電磁性粒子の磁気ブラシを形成したスリーブ回転系
のものと、さらに低コスト化のためにスリーブ状回転体
を廃しマグネットローラ上に直に磁気ブラシを形成し、
マグネットローラを回転させるマグネット回転系のもの
とがある。
The charging magnetic brush in the above-mentioned charging member is
A sleeve rotating system in which a magnetic brush of conductive magnetic particles is formed on a sleeve-shaped rotating body containing a multi-pole magnet roller, and the sleeve-shaped rotating body is abolished to reduce the cost directly and the magnetic roller is directly magnetized. Forming a brush,
There is a magnet rotating system that rotates a magnet roller.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
マグネット回転系の帯電部材を用いて帯電を行った場
合、マグネットローラ上の磁極位置で磁気ブラシの密度
が疎の状態になり、その磁極ピッチで帯電不良が発生
し、濃度ムラや、露光部にトナー像を形成するいわゆる
反転現像装置においては非画像部カブリの原因となると
いう問題点が発生した。
However, when charging is performed by using the above-mentioned charging member of the magnet rotating system, the density of the magnetic brush becomes sparse at the magnetic pole position on the magnet roller, and the magnetic pole pitch is changed. There is a problem in that a charging failure occurs, which causes density unevenness and causes fog in a non-image area in a so-called reversal developing device that forms a toner image on an exposed area.

【0007】これは、磁極位置の強い磁界により磁性粒
子による磁気ブラシ間の距離が広がって疎の状態がで
き、マグネットローラの回転で磁極位置が感光体との接
触ニップにくると感光体表面との接触性が悪くなり帯電
不良となるからである。
This is because a strong magnetic field at the magnetic pole position widens the distance between the magnetic brushes by the magnetic particles to create a sparse state, and when the magnetic pole position comes to the contact nip with the photoconductor by the rotation of the magnet roller, the surface of the photoconductor is This is because the contact property of is deteriorated, resulting in poor charging.

【0008】そこで、本発明は、マグネットの磁極ピッ
チの帯電ムラを改善し、濃度ムラや非画像部カブリのな
い画像形成装置およびプロセスカートリッジを提供する
ことを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide an image forming apparatus and a process cartridge in which uneven charging of a magnetic pole pitch of a magnet is improved and density unevenness and non-image portion fog are eliminated.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、マグネットローラ表面に導
電磁性粒子を担持させて磁気ブラシを構成し、前記導電
磁性粒子を感光ドラム表面に形成された電荷注入層に接
触させるとともに前記磁気ブラシを回転させ、該磁気ブ
ラシに電圧を印加して前記電荷注入層を帯電させる帯電
装置を備えた画像形成装置において、前記感光ドラムの
半径をR(mm)、表面の移動速度をV(mm/s)、
前記マグネットローラの半径をr(mm)、磁極の法線
方向磁束密度の半値幅(磁束密度最大値Brmax の1/
2以上の磁束密度の角度)をω(°)、回転数をm(r
ps)、前記感光ドラムとマグネットローラとのギャッ
プをg(mm)、前記磁気ブラシによって前記感光ドラ
ム上に形成される帯電ニップの幅をx(mm)としたと
きに、これらの間に、 |360mx/v+atan[Rsin(360x/2πR)/{r+g+R-Rcos(360x/ 2πR)}]|≧ω が成立するように、それぞれの値を設定する、ことを特
徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, in which conductive magnetic particles are carried on the surface of a magnet roller to form a magnetic brush, and the conductive magnetic particles are provided on the surface of a photosensitive drum. In the image forming apparatus equipped with a charging device that contacts the charge injection layer formed on the surface of the photosensitive drum, rotates the magnetic brush, and applies a voltage to the magnetic brush to charge the charge injection layer. R (mm), the moving speed of the surface is V (mm / s),
The radius of the magnet roller is r (mm), and the half-value width of the magnetic flux density in the normal direction of the magnetic poles (1 / the maximum magnetic flux density Br max ).
The angle of magnetic flux density of 2 or more is ω (°), and the rotation speed is m (r
ps), the gap between the photosensitive drum and the magnet roller is g (mm), and the width of the charging nip formed on the photosensitive drum by the magnetic brush is x (mm). Each value is set so that 360mx / v + atan [Rsin (360x / 2πR) / {r + g + R-Rcos (360x / 2πR)}] | ≧ ω holds.

【0010】また、マグネットローラ表面に磁性粒子を
担持させて磁気ブラシを構成し、前記磁性粒子を感光ド
ラム表面に形成された電荷注入層に接触させるとともに
前記磁気ブラシを回転させ、該磁気ブラシに電圧を印加
して前記電荷注入層を帯電させる帯電装置を備えた画像
形成装置において、前記感光ドラムの半径をR(m
m)、表面の移動速度をV(mm/s)、前記マグネッ
トローラの半径をr(mm)、磁極の極数をn、回転数
をm(rps)、前記感光ドラムとマグネットローラと
のギャップをg(mm)、前記磁気ブラシによって前記
感光ドラム上に形成される帯電ニップの幅をx(mm)
としたときに、これらの間に、 |360mx/v+atan[Rsin(360x/2πR)/{r+g+R-Rcos(360x/ 2πR)}]|≧360/n が成立するように、それぞれの値を設定する、ことを特
徴とする。
Further, magnetic particles are supported on the surface of the magnet roller to form a magnetic brush, and the magnetic particles are brought into contact with the charge injection layer formed on the surface of the photosensitive drum, and the magnetic brush is rotated to cause the magnetic brush to rotate. In an image forming apparatus including a charging device that applies a voltage to charge the charge injection layer, the radius of the photosensitive drum is R (m
m), the moving speed of the surface is V (mm / s), the radius of the magnet roller is r (mm), the number of poles of the magnetic pole is n, the number of rotations is m (rps), and the gap between the photosensitive drum and the magnet roller is G (mm), and the width of the charging nip formed on the photosensitive drum by the magnetic brush is x (mm)
, Such that | 360mx / v + atan [Rsin (360x / 2πR) / {r + g + R-Rcos (360x / 2πR)}] | ≧ 360 / n holds The feature is that each value is set.

【0011】さらに、プロセスカートリッジは、上述の
いずれかの帯電装置と、像担持体、現像手段、クリーニ
ング手段のうち少なくとも1つをカートリッジ容器に一
体的に組み込んで形成し、画像形成装置本体に対して着
脱自在に装着する、ことを特徴とする。
Further, the process cartridge is formed by integrally incorporating any one of the above-mentioned charging device and at least one of an image carrier, a developing means and a cleaning means into a cartridge container, and is formed with respect to the main body of the image forming apparatus. It is characterized in that it is detachably attached.

【0012】〔作用〕以上構成に基づき、感光ドラムの
半径R(mm)、表面の移動速度V(mm/s)、マグ
ネットローラの半径r(mm)、磁極の法線方向磁束密
度の半値幅(磁束密度最大値Brmax の1/2以上の磁
束密度の角度)ω(°)、回転数m(rps)、感光ド
ラムとマグネットローラのギャップg(mm)、磁気ブ
ラシによって感光ドラム上に形成される帯電ニップの幅
x(mm)、磁極の極数nを、上記関係式を満たすよう
に設定したことで、感光ドラム上の任意の点をとったと
き、マグネットローラの磁極がどの位置にあっても、そ
の点が帯電ニップを通過する間に磁極間の磁気ブラシが
非常に密である領域と必ず接触できるようになり、感光
ドラム表面と磁気ブラシの接触性が向上するため、マグ
ネットローラの磁極ピッチの帯電ムラを改善し、濃度ム
ラや反転現像方式での非画像部カブリをなくすことがで
きる。
[Operation] Based on the above configuration, the radius R (mm) of the photosensitive drum, the surface moving speed V (mm / s), the radius r (mm) of the magnet roller, and the half value width of the magnetic flux density in the normal direction of the magnetic pole. (Angle of magnetic flux density of 1/2 or more of maximum magnetic flux density Br max ) ω (°), rotation speed m (rps), gap g (mm) between photosensitive drum and magnet roller, formed on photosensitive drum by magnetic brush By setting the width x (mm) of the charging nip and the number n of the magnetic poles to satisfy the above relational expression, the magnetic pole of the magnet roller is positioned at any position on the photosensitive drum. Even if there is such a point, the magnetic brush between the magnetic poles can always come into contact with the very dense area while the point passes through the charging nip, and the contact property between the surface of the photosensitive drum and the magnetic brush is improved. Magnetic pole Improve charge unevenness of pitch, it is possible to eliminate the non-image portion fog in uneven density or reversal development system.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。 〈実施の形態1〉図1、図2に、本実施の形態の画像形
成装置およびその主要部の断面図を示す。本実施の形態
は、露光部にトナー像を形成する、いわゆる反転現像方
式を用いた画像形成装置である。これらの図において、
1は潜像担持体としての表面に電荷注入層を有する感光
ドラム(高抵抗の樹脂中に導電性微粒子を分散させ通常
の有機感光体の表面に薄層形成したもの)、200は感
光ドラム1を帯電処理するための帯電部材、3は感光ド
ラム1に静電潜像を書き込む露光手段であるレーザ光、
4は近接配置された現像剤担持体である現像スリーブで
あり、これにより感光ドラム1上の静電潜像をトナー6
により現像する。上記現像スリーブ4には、ウレタンゴ
ム等のドクターブレード12が弾圧接触しており、現像
スリーブ4の表面上のトナーの層厚を一様な所定値とし
ている。5は現像スリーブ4、トナー6を内包する現像
器、7は感光ドラム1上のトナー像を記録媒体である紙
11に転写する転写ローラである。8は感光ドラム1上
の転写残トナーをクリーニングするクリーニングブレー
ド、9は掻き取った転写残トナーを収納する廃トナー容
器である。トナー像を転写された紙11は定着装置10
により定着処理され、装置外に排紙されプリント動作が
終了する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. <Embodiment 1> FIGS. 1 and 2 are sectional views of an image forming apparatus according to the present embodiment and a main portion thereof. The present embodiment is an image forming apparatus using a so-called reversal development method, which forms a toner image on an exposed portion. In these figures,
1 is a photosensitive drum having a charge injection layer on the surface as a latent image carrier (a conductive organic fine particle is dispersed in a high resistance resin to form a thin layer on the surface of an ordinary organic photoreceptor), and 200 is a photosensitive drum 1. A charging member for charging the toner, 3 is a laser beam that is an exposing unit that writes an electrostatic latent image on the photosensitive drum 1,
Numeral 4 is a developing sleeve which is a developer carrying member arranged in proximity to the toner, and thereby the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 is transferred to the toner 6
To develop. A doctor blade 12 made of urethane rubber or the like is elastically contacted with the developing sleeve 4 to make the toner layer thickness on the surface of the developing sleeve 4 a uniform predetermined value. Reference numeral 5 is a developing sleeve 4 and a developing device containing toner 6, and 7 is a transfer roller for transferring the toner image on the photosensitive drum 1 onto a paper 11 which is a recording medium. Reference numeral 8 is a cleaning blade for cleaning the transfer residual toner on the photosensitive drum 1, and 9 is a waste toner container for storing the scraped transfer residual toner. The paper 11 on which the toner image is transferred is the fixing device 10
Then, the fixing process is performed, the sheet is ejected outside the apparatus, and the printing operation ends.

【0014】帯電部材200は、シャフト周囲に多極の
マグネットをロール状に形成し、その表面を導電樹脂で
薄層コートしたいわゆるマグネットローラ201に、直
径約30μm、体積抵抗率106 Ω・cmの導電磁性粒子
202を磁気的に付着させて構成した磁気ブラシであ
る。さらに帯電装置は、この磁気ブラシに加え、これを
回転駆動させる駆動装置(不図示)、電圧を印加する電
源回路204を備えて構成されている。マグネットロー
ラはコロ203により感光ドラム1表面からギャップg
(mm)で保持され、磁気ブラシをニップ幅x(mm)
で接触させている。また、駆動装置により、感光ドラム
1の回転方向(図では時計回り方向)を正として、m
(rps)で回転されている。
The charging member 200 is a so-called magnet roller 201 in which a multi-pole magnet is formed in a roll shape around the shaft, and the surface of the magnet roller is coated with a thin layer of a conductive resin. The diameter is about 30 μm and the volume resistivity is 10 6 Ω · cm. The magnetic brush is formed by magnetically adhering the conductive magnetic particles 202. Further, the charging device is configured to include, in addition to the magnetic brush, a driving device (not shown) that rotationally drives the magnetic brush, and a power supply circuit 204 that applies a voltage. The magnet roller has a gap 203 from the surface of the photosensitive drum 1 by the roller 203.
(Mm), magnetic brush nip width x (mm)
It is in contact with. Further, the drive device sets the rotation direction of the photosensitive drum 1 (clockwise direction in the figure) to be positive, and m
It is rotated at (rps).

【0015】マグネットローラ201表面に形成されて
いる磁気ブラシは、法線方向磁束密度が高いため磁極位
置(N極およびS極)では図3のように密度が疎となっ
てしまう。この部分を感光ドラム1に接触させ帯電を行
うと、感光ドラム1上に磁気ブラシと十分に接触できな
い部分ができ、帯電部材200を接触させ直接感光ドラ
ム1に電荷を注入する本帯電方式では帯電不良となって
しまう。逆に磁極と磁極の間(磁極間:C)では、磁気
ブラシは非常に密であるため感光ドラム1と十分接触で
き良帯電となる。また磁気ブラシが疎となる領域は、マ
グネットローラ201法線方向磁束密度の分布半値幅
(その極の最大磁束密度の1/2以上の角度:ω
(°))が大きくなると増える傾向にある。マグネット
ローラ201の回転により磁気ブラシが疎となる領域が
周期的に帯電ニップにくると、良帯電と不良帯電が交互
にあらわれ(磁極ピッチの帯電ムラ)、結果的に画像部
において濃度ムラ、非画像部においてトナーが付着する
カブリとなってしまう。上記画像形成装置において、良
帯電と不良帯電の部分の表面電位の電位差(帯電ムラの
電位差)と、実際の画像の濃度ムラや非画像部カブリの
程度を比べた場合、図4のにように、帯電ムラの電位差
が30V以内であれば実画像上問題のないレベルである
ことがわかった。
Since the magnetic brush formed on the surface of the magnet roller 201 has a high magnetic flux density in the normal direction, the density becomes sparse as shown in FIG. 3 at the magnetic pole positions (N pole and S pole). When this portion is brought into contact with the photosensitive drum 1 to perform charging, a portion which cannot sufficiently come into contact with the magnetic brush is formed on the photosensitive drum 1, and the charging member 200 is brought into contact with the photosensitive drum 1 to directly inject the electric charge into the photosensitive drum 1. It will be defective. On the other hand, between the magnetic poles (between the magnetic poles: C), the magnetic brush is very dense, so that the magnetic brush can sufficiently contact with the photosensitive drum 1 and the charging is good. In the area where the magnetic brush is sparse, the distribution half-value width of the magnetic flux density in the direction normal to the magnet roller 201 (angle of ½ or more of the maximum magnetic flux density of the pole: ω
(°)) tends to increase as it increases. When a region where the magnetic brush becomes sparse due to the rotation of the magnet roller 201 periodically arrives at the charging nip, good charging and poor charging are alternately caused (uneven charging of magnetic pole pitch), resulting in density unevenness and non-uniformity in the image portion. The toner will be fogged in the image area. In the above-described image forming apparatus, when comparing the potential difference between the surface potentials of the well-charged portion and the poorly-charged portion (potential difference of uneven charging) with the actual degree of image density unevenness or non-image portion fog, as shown in FIG. It was found that if the potential difference of the charging unevenness was within 30 V, there was no problem in the actual image.

【0016】よって、本出願人は、磁極ピッチの帯電ム
ラの要因を、感光ドラム1表面に対するマグネットロ
ーラ201表面の移動距離(角度)、マグネットロー
ラ201の法線方向磁束密度分布、と考え、磁極ピッチ
帯電ムラを改善する条件を得るため実験を行った。
Therefore, the applicant considers that the cause of the uneven charging of the magnetic pole pitch is the moving distance (angle) of the surface of the magnet roller 201 with respect to the surface of the photosensitive drum 1 and the magnetic flux density distribution in the normal direction of the magnet roller 201. Experiments were conducted to obtain conditions for improving pitch charging unevenness.

【0017】の感光ドラム1表面に対するマグネット
ローラ201表面の移動距離(角度)は、次のように考
えられる。図5においてマグネットローラ201が正方
向(同図中、時計回り方向)に回転しているとし、ある
瞬間での感光ドラム1とマグネットローラ201それぞ
れの最近接点(帯電ニップの上流端:a1、b1)をそ
れぞれA、Bとする。プロセススピードV(mm/s)
で感光ドラム1上の点Aが帯電ニップの幅x(mm)を
通過する時間tは、 t=x/V(秒) であり、そのとき、マグネットローラ201上の点Bは
角度 θ1=360×m×t=360×m×x×/V(°) だけ回転し、b3の位置にくる。ただし、感光ドラム1
上の点Aは帯電ニップの下流端a2まで移動しており、
その対向するマグネットローラ201上の点はb2とな
る。感光ドラム1とマグネットローラ201の最近接点
b1と点b2との角度(マグネットローラ201の帯電
ニップ角度:θ2(°))は、マグネットローラ201
の半径r(mm)、マグネットローラ201と感光ドラ
ム1とのギャップg(mm)、感光ドラム1の半径R
(mm)、帯電ニップ幅x(mm)により、 θ2=atan[Rsin(360x/2πR)/{r+g+R-Rcos(360x/ 2πR)}] で与えられる。すなわち、感光ドラム1上の点Aから見
ると、点Aが帯電ニップ通過時間に点A上をマグネット
ローラ201が角度、 θ3=θ1+θ2 =(360mx/v)+atan[Rsin(360x/2πR)/{r+g+R-Rcos(360x/ 2πR)}] だけ回転したことになる。
The moving distance (angle) of the surface of the magnet roller 201 with respect to the surface of the photosensitive drum 1 can be considered as follows. In FIG. 5, assuming that the magnet roller 201 is rotating in the positive direction (clockwise direction in the figure), the closest contact points between the photosensitive drum 1 and the magnet roller 201 at a certain moment (upstream ends of the charging nip: a1, b1). ) Are A and B, respectively. Process speed V (mm / s)
Then, the time t for the point A on the photosensitive drum 1 to pass through the width x (mm) of the charging nip is t = x / V (sec), and at that time, the point B on the magnet roller 201 has an angle θ1 = 360. Rotate by × m × t = 360 × m × xx / V (°) and come to the position of b3. However, the photosensitive drum 1
The upper point A has moved to the downstream end a2 of the charging nip,
The point on the facing magnet roller 201 is b2. The angle between the closest contact b1 of the photosensitive drum 1 and the magnet roller 201 and the point b2 (charging nip angle of the magnet roller 201: θ2 (°)) is
Radius r (mm), gap between magnet roller 201 and photosensitive drum 1 g (mm), radius R of photosensitive drum 1
(Mm), charging nip width x (mm), given by θ2 = atan [Rsin (360x / 2πR) / {r + g + R-Rcos (360x / 2πR)}]. That is, when viewed from the point A on the photosensitive drum 1, the point A is the angle of the magnet roller 201 on the point A during the charging nip passage time, θ3 = θ1 + θ2 = (360mx / v) + atan [Rsin (360x / 2πR) / It means that it rotates by {r + g + R-Rcos (360x / 2 πR)}].

【0018】のマグネットローラ201の法線方向磁
束密度の半値幅ω(°)は、実際に周方向で1°おきに
法線方向磁束密度を測定し、その磁極の最大値の1/2
となる角度から与えられる。図6(a)、(b)にそれ
ぞれNO.1MagとNO.2Magの2つのマグネッ
トローラの法線方向磁束密度分布を示す。図6(a)、
(b)の磁束密度分布に示すように、NO.1Magの
半値幅はω1=54°、NO.2Magの半値幅はω2
=77°である。
The half-value width ω (°) of the magnetic flux density in the normal direction of the magnet roller 201 is ½ of the maximum value of the magnetic poles by actually measuring the magnetic flux density in the normal direction every 1 ° in the circumferential direction.
Given from the angle. 6 (a) and 6 (b) respectively show NO. 1 Mag and NO. The magnetic flux density distribution of the normal direction of two 2Mag magnet rollers is shown. FIG. 6 (a),
As shown in the magnetic flux density distribution of (b), NO. The full width at half maximum of 1 Mag is ω1 = 54 °, and NO. The half-value width of 2 Mag is ω2
= 77 °.

【0019】実験は次のようにして行った。NO.1M
agおよびNO.2Mag(半径r=7mm)のマグネ
ットローラを、半径R=15(mm)の感光ドラム1に
ギャップg=500μmで近接配置し、そこに導電磁性
粒子202を付着させ磁気ブラシによる帯電ニップ幅x
(mm)を形成する。駆動装置により、感光ドラム1を
表面移動速度V=70(mm/s)で、またマグネット
ローラ201をm(rps)で回転させながら、マグネ
ットローラ201に電源回路204より−400Vの直
流電圧を印加し帯電後の感光ドラム1の表面電位を約−
400Vとし、現像スリーブ4に−500Vの直流電圧
にピーク間電圧VPP=1500Vの交流電圧を重畳した
電圧を印加することにより、約100Vの現像コントラ
ストで−に帯電したトナー6を感光ドラム1上に現像
し、さらに紙11に転写し、定着を行いプリンタ出力結
果を得る。帯電不良によって感光ドラム1の表面電位が
落ちた部分は、その分現像スリーブ4との電位差ができ
るために、出力結果は濃度が濃くなる。感光ドラム1の
表面電位と画像濃度は相関するため、帯電不良の部分の
濃度を表面電位に換算し、帯電不良の電位差を知ること
ができる。このような実験方法で、帯電ニップ幅x(m
m)、マグネットローラ201の回転速度m(rps)
を変えることにより、感光ドラム1上の点から見たマグ
ネットローラ201の回転角度θ3を変化させ、そのと
きの帯電不良の電位差を測定した。以上の条件で実験を
行ったところ図7、図8に示す結果が得られた。
The experiment was conducted as follows. NO. 1M
ag and NO. A magnet roller having a radius of 2 Mag (radius r = 7 mm) is arranged in proximity to the photosensitive drum 1 having a radius R = 15 (mm) with a gap g = 500 μm, and conductive magnetic particles 202 are attached to the magnet roller to charge nip width x by a magnetic brush.
(Mm) is formed. A DC voltage of -400 V is applied from the power supply circuit 204 to the magnet roller 201 while rotating the photosensitive drum 1 at the surface moving speed V = 70 (mm / s) and the magnet roller 201 at m (rps) by the driving device. The surface potential of the photosensitive drum 1 after being charged is about −
By applying a voltage of 400 V to the developing sleeve 4 with a DC voltage of −500 V superposed with an AC voltage of peak-to-peak voltage V PP = 1500 V, the toner 6 negatively charged on the photosensitive drum 1 at a developing contrast of about 100 V. Then, it is transferred to paper 11 and fixed to obtain a printer output result. Since the potential difference between the surface potential of the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 4 is reduced due to the charging failure, the density of the output result is high. Since the surface potential of the photosensitive drum 1 and the image density correlate with each other, it is possible to know the potential difference of the charging failure by converting the density of the defective charging portion into the surface potential. With such an experimental method, the charging nip width x (m
m), the rotation speed of the magnet roller 201 m (rps)
Was changed to change the rotation angle θ3 of the magnet roller 201 viewed from the point on the photosensitive drum 1, and the potential difference of the charging failure at that time was measured. When the experiment was conducted under the above conditions, the results shown in FIGS. 7 and 8 were obtained.

【0020】図7はNO.1Magを用いた場合、図8
はNO.2Magを用いた場合の結果であり、横軸は感
光ドラム1上の点から見たマグネットローラ201の回
転角度θ3、縦軸はそのときの帯電ムラの電位差であ
る。NO.1Magの場合、図7の結果から、帯電ムラ
の電位差を30V以下にするには、感光ドラム1上の点
から見たマグネットローラ201の回転角度θ3を50
°以上にすれば良いことがわかった。また、NO.2M
agの場合、図8の結果から同様に、感光ドラム1上の
点から見たマグネットローラ201の回転角度θ3を7
0°以上にすれば良いことがわかった。この結果をそれ
ぞれのマグネットローラ201の半値幅ω1、ω2
(°)とを比べた場合、ω1=54°>50°、ω2=
77°>70°であり、感光ドラム1から見たマグネッ
トローラ201の回転角度θ3を半値幅ω以上とすれ
ば、帯電不良の電位差を、実用上問題ないレベルである
電位差以下(実験結果から約25V以内)にできること
がわかった。
FIG. 7 shows NO. When 1Mag is used, FIG.
Is NO. The results are obtained when 2 Mag is used, the horizontal axis represents the rotation angle θ3 of the magnet roller 201 viewed from a point on the photosensitive drum 1, and the vertical axis represents the potential difference of the charging unevenness at that time. NO. In the case of 1 Mag, from the result of FIG. 7, in order to reduce the potential difference of charging unevenness to 30 V or less, the rotation angle θ3 of the magnet roller 201 viewed from the point on the photosensitive drum 1 is set to 50.
I found that it should be above °. In addition, NO. 2M
In the case of ag, similarly from the result of FIG. 8, the rotation angle θ3 of the magnet roller 201 when viewed from a point on the photosensitive drum 1 is set to 7
It turns out that it should be 0 ° or more. The results are shown as half widths ω1 and ω2 of the respective magnet rollers 201.
When compared with (°), ω1 = 54 °> 50 °, ω2 =
77 °> 70 °, and if the rotation angle θ3 of the magnet roller 201 viewed from the photosensitive drum 1 is equal to or greater than the half-value width ω, the potential difference due to poor charging is equal to or less than the potential difference at which practically no problem occurs (from the experimental result, It was found that it could be within 25V).

【0021】したがって、以上の結果から、 θ3≧ω、 すなわち、 (360mx/v)+atan[Rsin(360x/2πR)/{r+g+R-Rcos(360x/ 2πR)}]≧ω を満たすように各パラメータを設定すれば、磁極ピッチ
の帯電不良による濃度ムラや非画像部カブリを実用上問
題のないレベルにすることができる。これは、上記条件
を満たすことで、感光ドラム1上の任意の点をとったと
き、マグネットローラ201の磁極がどの位置にあたっ
ても、その点が帯電ニップを通過する間に磁極間の磁気
ブラシが非常に密である領域と必ず接触できるようにな
り、VKA度1表面と磁気ブラシとの接触性が向上し帯
電不良が改善されたためであると考えられる。
Therefore, from the above results, θ3 ≧ ω, that is, (360mx / v) + atan [Rsin (360x / 2πR) / {r + g + R-Rcos (360x / 2πR)}] ≧ ω is satisfied. By setting the respective parameters in this manner, it is possible to bring the density unevenness and the non-image portion fog due to the charging failure of the magnetic pole pitch to a level at which there is no practical problem. This is because, by satisfying the above conditions, when an arbitrary point on the photosensitive drum 1 is taken, the magnetic brush between the magnetic poles will be located at any position of the magnetic pole of the magnet roller 201 while the point passes through the charging nip. This is probably because it became possible to make contact with a very dense region without fail, and the contactability between the VKA degree 1 surface and the magnetic brush was improved, thus improving the charging failure.

【0022】本実施の形態では、マグネットローラ20
1が正方向に回転している装置によって説明を行った
が、マグネットローラ201が逆方向、すなわち、回転
速度m(rps)<0で回転しているときも同様に説明
できる。ただし、回転速度m(rps)<0の場合、前
記条件式の左辺が負となってしまうので絶対値をとり、
左辺を正として、条件式は、 |(360mx/v)+atan[Rsin(360x/2πR)/{r+g+R-Rcos(360x/ 2πR)}]|≧ω と表される。
In this embodiment, the magnet roller 20 is used.
Although the description has been made by using the device in which 1 is rotating in the forward direction, the same description can be made when the magnet roller 201 is rotating in the reverse direction, that is, when the rotation speed is m (rps) <0. However, when the rotation speed m (rps) <0, the left side of the conditional expression becomes negative, so an absolute value is taken,
With the left side being positive, the conditional expression is expressed as | (360mx / v) + atan [Rsin (360x / 2πR) / {r + g + R-Rcos (360x / 2πR)}] | ≧ ω.

【0023】本実施の形態では、感光ドラム1の表面移
動速度を70(mm/s)の画像形成装置において、半
径15(mm)の感光ドラム1、半径(7mm)で法線
方向磁束密度半値幅54°のNO.1Magマグネット
ローラ201を用い、感光ドラム1とマグネットローラ
201のギャップを0.5(mm)、磁気ブラシによっ
て感光ドラム1上に形成されるニップの幅を4(mm)
に調整し、マグネットローラ201を回転数1.5(r
ps)で正方向に回転させることにより、磁極ピッチの
帯電不良による濃度ムラや非画像部カブリを実用上問題
のないレベルにすることができた。
In this embodiment, in an image forming apparatus in which the surface moving speed of the photosensitive drum 1 is 70 (mm / s), the photosensitive drum 1 having a radius of 15 (mm) and the magnetic flux density half the normal direction at the radius (7 mm). NO. The 1 Mag magnet roller 201 is used, the gap between the photosensitive drum 1 and the magnet roller 201 is 0.5 (mm), and the width of the nip formed on the photosensitive drum 1 by the magnetic brush is 4 (mm).
The magnet roller 201 at a rotational speed of 1.5 (r
By rotating in the positive direction at (ps), density unevenness and non-image portion fog due to defective charging of the magnetic pole pitch could be brought to a level at which there is no practical problem.

【0024】また、本出願人は、環境、耐久などにより
現像装置、転写装置などその他の条件が変動しても、良
好な画像が得られるマージンをとるため、さらに実験を
行い、帯電不良の電位差を20V以下にできる条件を求
めた。
The applicant of the present invention further conducts experiments to obtain a margin for obtaining a good image even if other conditions such as a developing device and a transfer device change due to environment, durability, etc. The conditions under which the voltage can be 20 V or less were determined.

【0025】実験は図6(a)および図9(a)、
(b)のような法線方向磁束密度分布を持つ極数が4、
6、8の半径r=7(mm)のマグネットローラNO.
1Mag、NO.3Mag、NO.4Magを用い、前
述と同様の方法にて行った。実験条件は次の通りであ
る。感光ドラム1の半径R=15(mm)、感光ドラム
1とマグネットローラ201のギャップg=500(μ
m)、感光ドラム1の表面移動速度V=70(mm/
s)で、磁気ブラシによる帯電ニップ幅xを4、6(m
m)に調整し、マグネットローラ201をm(rps)
で回転させながら、前記各電圧を印加し、プリンタ出力
結果を得た。帯電不良により感光ドラム1の表面電位が
落ちた部分と良帯電の部分の電位差を、出力画像の濃度
差から換算し、帯電不良の電位差を求め、図10、図1
1、図12のような結果が得られた。図10はNO.1
Magを用いた場合、図11はNO.3Magを用いた
場合、図12はNO.4Magを用いた場合の結果であ
り、横軸は感光ドラム1上の点から見たマグネットロー
ラ201の回転角度θ3、縦軸はそのときの帯電ムラの
電位差である。NO.1Magの場合、図10の結果か
ら、帯電ムラの電位差を20V以下にするには、感光ド
ラム1上の点から見たマグネットローラ201の回転角
度θ3を80°以上にすれば良いことがわかった。ま
た、NO.3Mag、NO.4Magの場合、図11、
図12の結果から同様に、感光ドラム1上の点から見た
マグネットローラ201の回転角度θ3をそれぞれ55
°以上、42°以上にすれば良いことがわかった。この
結果をそれぞれのマグネットローラ201の磁極ピッチ
360/n(°)とを比べた場合、360/4=90°
>80°、360/6=60°>55°、360/8=
45°>42°であり、感光ドラム1から見たマグネッ
トローラ201の回転角度θ3を磁極ピッチ360/n
以上とすれば、帯電不良の電位差を20V以内にするこ
とができることがわかった。
The experiments are shown in FIGS. 6 (a) and 9 (a),
The number of poles having a magnetic flux density distribution in the normal direction as shown in (b) is 4,
Magnet roller Nos. 6 and 8 with radius r = 7 (mm)
1 Mag, NO. 3 Mag, NO. The same method as described above was performed using 4Mag. The experimental conditions are as follows. Radius R of photosensitive drum 1 = 15 (mm), gap between photosensitive drum 1 and magnet roller 201 g = 500 (μ
m), the surface moving speed of the photosensitive drum 1 V = 70 (mm /
s), the charging nip width x by the magnetic brush is 4, 6 (m
m) and adjust the magnet roller 201 to m (rps)
The above voltages were applied while rotating at to obtain a printer output result. The potential difference between the portion where the surface potential of the photosensitive drum 1 drops due to charging failure and the portion where charging is good is converted from the density difference of the output image to obtain the potential difference due to charging failure.
1, the results as shown in FIG. 12 were obtained. FIG. 10 shows NO. 1
When Mag is used, FIG. When 3Mag is used, FIG. 4 is the result when 4 Mag is used, the horizontal axis is the rotation angle θ3 of the magnet roller 201 viewed from a point on the photosensitive drum 1, and the vertical axis is the potential difference of the charging unevenness at that time. NO. In the case of 1 Mag, it was found from the result of FIG. 10 that the rotation angle θ3 of the magnet roller 201 viewed from the point on the photosensitive drum 1 should be set to 80 ° or more in order to reduce the potential difference of the charging unevenness to 20 V or less. . In addition, NO. 3 Mag, NO. In case of 4 Mag, FIG.
Similarly, from the result of FIG. 12, the rotation angle θ3 of the magnet roller 201 when viewed from the point on the photosensitive drum 1 is set to 55.
It has been found that it is better to set the angle to more than 42 ° and more than 42 °. When this result is compared with the magnetic pole pitch 360 / n (°) of each magnet roller 201, 360/4 = 90 °
> 80 °, 360/6 = 60 °> 55 °, 360/8 =
45 °> 42 °, and the rotation angle θ3 of the magnet roller 201 viewed from the photosensitive drum 1 is set to the magnetic pole pitch 360 / n.
With the above, it was found that the potential difference due to poor charging can be kept within 20V.

【0026】したがって、以上の結果から、 θ3≧360/n すなわち、 |(360mx/v)+atan[Rsin(360x/2πR)/{r+g+R-Rcos(360x/ 2πR)}]|≧360/n を満たすように各パラメータを設定すれば、環境、耐久
などによる変動を考慮しても、磁極ピッチの帯電不良に
よる濃度ムラや非画像部カブリを実用上問題のないレベ
ルにできる。これは、上記条件を満たすことで、磁極間
の磁気ブラシが非常に密である領域との接触がより確実
となり、感光ドラム表面と磁気ブラシの接触性が向上し
帯電不良が解消されたためであると考えられる。
Therefore, from the above results, θ3 ≧ 360 / n, that is, | (360mx / v) + atan [Rsin (360x / 2πR) / {r + g + R-Rcos (360x / 2πR)}] | ≧ If each parameter is set so as to satisfy 360 / n, density unevenness and non-image-area fog caused by poor charging of the magnetic pole pitch can be reduced to a level that is practically acceptable, even when variations due to the environment and durability are taken into consideration. This is because by satisfying the above conditions, the contact between the magnetic poles and the region where the magnetic brush is very dense becomes more reliable, the contact between the surface of the photosensitive drum and the magnetic brush is improved, and the charging failure is eliminated. it is conceivable that.

【0027】以上、説明したように、表面に電荷注入層
を有する感光ドラム1に、磁性粒子202により磁気ブ
ラシを形成したマグネットローラ201を当接、回転さ
せ、電圧を印加することにより帯電を行う帯電装置にお
いて、感光ドラム1の半径R(mm)、表面の移動速度
V(mm/s)、マグネットローラ201の半径r(m
m)、磁極の法線方向磁束密度の半値幅(磁束密度最大
値Brmax の1/2以上の磁速密度の角度)ω(°)、
回転数m(rps)、感光ドラム1とマグネットローラ
201のギャップg(mm)、磁気ブラシによって感光
ドラム1上に形成される帯電ニップの幅x(mm)との
間に、 |(360mx/v)+atan[Rsin(360x/2πR)/{r+g+R-Rcos(360x/ 2πR)}]|≧ω の関係を持たせた、さらに望ましくは、前記項目と磁極
の極数nとの間に、 |(360mx/v)+atan[Rsin(360x/2πR)/{r+g+R-Rcos(360x/ 2πR)}]|≧360/n の関係を持たせたことにより、マグネットローラ201
の磁極ピッチの帯電ムラを改善し、濃度ムラや非画像部
カブリのない帯電装置を供給することができた。
As described above, the photosensitive drum 1 having the charge injection layer on the surface thereof is contacted with the magnet roller 201 having a magnetic brush formed of the magnetic particles 202 and rotated, and a voltage is applied to perform charging. In the charging device, the radius R (mm) of the photosensitive drum 1, the surface moving speed V (mm / s), and the radius r (m of the magnet roller 201).
m), the half-width of the magnetic flux density in the normal direction of the magnetic pole (angle of magnetic flux density of 1/2 or more of the maximum magnetic flux density value Br max ) ω (°),
Between the rotational speed m (rps), the gap g (mm) between the photosensitive drum 1 and the magnet roller 201, and the width x (mm) of the charging nip formed on the photosensitive drum 1 by the magnetic brush, | (360mx / v ) + atan [Rsin (360x / 2πR) / {r + g + R-Rcos (360x / 2πR)}] | ≧ ω, and more desirably, the above item and the number of magnetic poles n The relationship between | (360mx / v) + atan [Rsin (360x / 2πR) / {r + g + R-Rcos (360x / 2πR)}] | ≧ 360 / n 201
It was possible to improve the charging unevenness of the magnetic pole pitch, and to supply a charging device free from density unevenness and non-image portion fog.

【0028】なお、本実施の形態では、露光部にトナー
像を形成する、いわゆる反転現像方式を用いた画像形成
装置表面について述べたが、非露光部にトナー像を形成
する、いわゆる正規現像方式を用いた画像形成装置にお
いても同様に効果がある。表面に電荷注入層を有する感
光ドラム1は、本実施の形態で用いた、高抵抗の樹脂中
に導電性微粒子を分散させ通常の有機感光体の表面に薄
層形成したものの他に、アモルファスシリコン感光体を
使用したものなどがある。また、マグネットローラ20
1についても、本実施の形態で用いたシャフト周囲に多
極のマグネットをロール状に形成したものの他に、樹脂
一体形成品やロール状のマグネットを押し出し成形した
ものにシャフトを通したものなども使用可能である。 〈実施の形態2〉図13は本発明の実施の形態2の断面
図であり、実施の形態1の帯電装置をベルト感光体に適
用したものである。
In this embodiment, the surface of the image forming apparatus using a so-called reversal developing method for forming a toner image on the exposed portion has been described, but a so-called regular developing method for forming a toner image on the non-exposed portion. The same effect can be obtained in the image forming apparatus using. The photosensitive drum 1 having a charge injection layer on the surface is not limited to the one used in the present embodiment in which conductive fine particles are dispersed in a high-resistive resin to form a thin layer on the surface of an ordinary organic photoreceptor, and also amorphous silicon. There are some that use a photoconductor. In addition, the magnet roller 20
As for No. 1, in addition to the multi-pole magnet formed in a roll shape around the shaft used in the present embodiment, a resin-integrated product or a roll magnet extruded and passed through the shaft is also available. It can be used. <Embodiment 2> FIG. 13 is a sectional view of Embodiment 2 of the present invention, in which the charging device of Embodiment 1 is applied to a belt photosensitive member.

【0029】同図において、100は表面に電荷注入層
を有するベルト感光体、210はこのベルト感光体10
0を帯電処理するための帯電装置である。本実施の形態
においても実施の形態1と同様の理由により、磁極ピッ
チの帯電不良による濃度ムラや非画像部カブリを改善す
ることができるが、感光ドラム1の場合と違い、感光体
表面が直線的に移動するため、実施の形態1における条
件式を一部変更する必要がある。
In the figure, 100 is a belt photosensitive member having a charge injection layer on its surface, and 210 is this belt photosensitive member 10.
A charging device for charging 0. In the present embodiment as well, for the same reason as in the first embodiment, it is possible to improve density unevenness and non-image area fog due to defective charging of the magnetic pole pitch, but unlike the case of the photosensitive drum 1, the surface of the photosensitive member is linear. However, it is necessary to partially change the conditional expression in the first embodiment.

【0030】ベルト感光体100の表面の移動速度をV
(mm/s)、マグネットローラ211の半径をr(m
m)、磁極の法線方向磁束密度の半値幅をω(°)、回
転数をm(rps)、ベルト感光体100とマグネット
ローラ211のギャップをg(mm)、磁気ブラシによ
ってベルト感光体100上に形成される帯電ニップの幅
をx(mm)とすると、実施の形態1におけるマグネッ
トローラ201の帯電ニップ角度θ2(°)は、 θ2=atan{x/(r+g)} と書き直される。よって、感光ドラムから見たマグネッ
トローラの回転角度θ3も、 θ3=θ1+θ2=(360mx/V)+atan{x/(r+g)} と書き直される。すなわち、ベルト感光体100を用い
た場合、磁極ピッチの帯電不良による濃度ムラや非画像
部カブリを改善する条件式は、 |(360mx/V)+atan{x/(r+g)}|≧ω さらに望ましくは、磁極の極数をnとすると、 |(360mx/V)+atan{x/(r+g)}|≧360/n となり、上記の関係を持たせることにより、ベルト感光
体100を用いた場合においても、マグネットの磁極ピ
ッチの帯電ムラによる濃度ムラや非画像部カブリを改善
することができた。
V is the moving speed of the surface of the belt photosensitive member 100.
(Mm / s), the radius of the magnet roller 211 is r (m
m), the full width at half maximum of the magnetic flux density in the normal direction of the magnetic pole is ω (°), the rotation speed is m (rps), the gap between the belt photosensitive member 100 and the magnet roller 211 is g (mm), and the belt photosensitive member 100 is separated by a magnetic brush. If the width of the charging nip formed above is x (mm), the charging nip angle θ2 (°) of the magnet roller 201 in the first embodiment is rewritten as θ2 = atan {x / (r + g)}. Therefore, the rotation angle θ3 of the magnet roller viewed from the photosensitive drum is also rewritten as θ3 = θ1 + θ2 = (360mx / V) + atan {x / (r + g)}. That is, when the belt photosensitive member 100 is used, the conditional expression for improving density unevenness and non-image-area fog due to poor charging of the magnetic pole pitch is | (360mx / V) + atan {x / (r + g)} | ≧ ω Is | (360mx / V) + atan {x / (r + g)} | ≧ 360 / n, where n is the number of magnetic poles, and by using the above relationship, the belt photoreceptor 100 is used. In addition, it was possible to improve density unevenness due to charging unevenness of the magnetic pole pitch of the magnet and fogging in non-image areas.

【0031】このように、被帯電体側の形状が例えばド
ラム状からベルト状に変化しても、本発明を適用するこ
とができ、マグネットの磁極ピッチの帯電ムラによる濃
度ムラや非画像部カブリを改善することができる。 〈実施の形態3〉図14は、実施の形態1にて説明した
帯電部材200をカートリッジ容器に組み込んでプロセ
スカートリッジを構成した例である。
As described above, the present invention can be applied even when the shape of the body to be charged changes from, for example, a drum shape to a belt shape, and density unevenness and non-image portion fog due to uneven charging of the magnetic pole pitch of the magnet are caused. Can be improved. <Third Embodiment> FIG. 14 shows an example in which the charging member 200 described in the first embodiment is incorporated in a cartridge container to form a process cartridge.

【0032】同図中、1は感光ドラム、200は前述の
帯電部材、3はレーザ光、4は現像スリーブ、5は現像
器、7は感光ドラム1上のトナー像を記録媒体である紙
11に転写する転写ローラ、8はクリーニングブレー
ド、9は廃トナー容器である。本実施の形態において
は、これらのうち感光ドラム1、帯電部材200、現像
スリーブ4、現像器5、クリーニングブレード8、廃ト
ナー容器9は一体的にカートリッジ化され、画像形成装
置本体(不図示)に対して着脱自在に装着する。
In the figure, 1 is a photosensitive drum, 200 is the above-mentioned charging member, 3 is a laser beam, 4 is a developing sleeve, 5 is a developing device, and 7 is a paper 11 which is a recording medium for recording the toner image on the photosensitive drum 1. Is a transfer roller, 8 is a cleaning blade, and 9 is a waste toner container. In the present embodiment, among these, the photosensitive drum 1, the charging member 200, the developing sleeve 4, the developing device 5, the cleaning blade 8 and the waste toner container 9 are integrated into a cartridge, and the image forming apparatus main body (not shown) is formed. Removably attached to.

【0033】これにより、小型・簡単かつ安価な構成
で、しかも、本発明の効果を有するプロセスカートリッ
ジを供給することができた。
As a result, it was possible to supply a process cartridge having a small size, a simple structure, and an inexpensive structure and having the effects of the present invention.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
マグネットローラ表面に導電磁性粒子を担持させて磁気
ブラシを構成し、前記導電磁性粒子を感光ドラム表面に
形成された電荷注入層に接触させるとともに前記磁気ブ
ラシを回転させ、該磁気ブラシに電圧を印加して前記電
荷注入層を帯電させる帯電装置を備えた画像形成装置に
おいて、前記感光ドラムの半径をR(mm)、表面の移
動速度をV(mm/s)、前記マグネットローラの半径
をr(mm)、磁極の法線方向磁束密度の半値幅(磁束
密度最大値Brmax の1/2以上の磁束密度の角度)を
ω(°)、回転数をm(rps)、前記感光ドラムとマ
グネットローラとのギャップをg(mm)、前記磁気ブ
ラシによって前記感光ドラム上に形成される帯電ニップ
の幅をx(mm)としたときに、これらの間に、 |(360mx/v)+atan[Rsin(360x/2πR)/{r+g+R-Rcos(360x/ 2πR)}]|≧ω が成立するように、それぞれの値を設定し、さらに好ま
しくは、磁極の極数をnとしたときに、 |(360mx/v)+atan[Rsin(360x/2πR)/{r+g+R-Rcos(360x/ 2πR)}]|≧360/n が成立するように、それぞれの値を設定することによ
り、感光ドラム上の任意の点をとったとき、マグネット
ローラの磁極がどの位置にあっても、その点が帯電ニッ
プを通過する間に磁極間の磁気ブラシが非常に密である
領域と必ず接触できるようになり、感光ドラム表面と磁
気ブラシの接触性が向上するため、マグネットローラの
磁極ピッチの帯電ムラを改善し、濃度ムラや反転現像方
式での非画像部カブリをなくすことができる。
As described above, according to the present invention,
Conductive magnetic particles are carried on the surface of the magnet roller to form a magnetic brush, and the conductive magnetic particles are brought into contact with the charge injection layer formed on the surface of the photosensitive drum and the magnetic brush is rotated to apply a voltage to the magnetic brush. In the image forming apparatus including a charging device that charges the charge injection layer, the radius of the photosensitive drum is R (mm), the moving speed of the surface is V (mm / s), and the radius of the magnet roller is r ( mm), half-value width of magnetic flux density in the normal direction of magnetic poles (angle of magnetic flux density of 1/2 or more of magnetic flux density maximum value Br max ) is ω (°), rotation speed is m (rps), the photosensitive drum and magnet When the gap with the roller is g (mm) and the width of the charging nip formed on the photosensitive drum by the magnetic brush is x (mm), | (360mx / v) + atan [ Rsin (360x / 2πR) / (r + g + R-Rcos (360x / 2πR)}] | ≧ ω, each value is set so that, more preferably, | (360mx / v) +, where n is the number of magnetic poles atan [Rsin (360x / 2πR) / {r + g + R-Rcos (360x / 2πR)}] | ≧ 360 / n When a point is taken, no matter where the magnetic pole of the magnet roller is located, it is always possible to make contact with a region where the magnetic brush between the magnetic poles is very dense while the point passes through the charging nip. Since the contact between the surface and the magnetic brush is improved, it is possible to improve charging unevenness of the magnetic pole pitch of the magnet roller and eliminate density unevenness and non-image portion fog in the reversal development method.

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

【図1】実施の形態1における画像形成装置の概略構成
を示す縦断面図。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to a first embodiment.

【図2】実施の形態1における感光ドラム周囲の構成を
示す縦断面図。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing the configuration around the photosensitive drum in the first embodiment.

【図3】実施の形態1における感光ドラムおよび帯電部
材の拡大縦断面図。
FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view of a photosensitive drum and a charging member according to the first embodiment.

【図4】実施の形態1における帯電ムラの電位差と濃度
ムラ、非画像部カブリとの関係を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the potential difference of charging unevenness, density unevenness, and non-image-area fog in the first embodiment.

【図5】実施の形態1における感光ドラムに対する磁性
ブラシの接触状態を説明する図。
FIG. 5 is a diagram illustrating a contact state of a magnetic brush with respect to the photosensitive drum according to the first embodiment.

【図6】(a)、(b)は、それぞれ異なるマグネット
ローラの法線方向磁束密度分布を示す図。
6A and 6B are views showing magnetic flux density distributions in the normal direction of different magnet rollers.

【図7】実施の形態1の、マグネットローラの回転角と
帯電不良の電位差との関係を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a rotation angle of a magnet roller and a potential difference of defective charging according to the first embodiment.

【図8】実施の形態1の、マグネットローラの回転角と
帯電不良の電位差との関係を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a rotation angle of a magnet roller and a potential difference of defective charging according to the first embodiment.

【図9】(a)、(b)は、それぞれ異なるマグネット
ローラの法線方向磁束密度分布を示す図。
9A and 9B are views showing magnetic flux density distributions in the normal direction of different magnet rollers.

【図10】実施の形態1の、マグネットローラの回転角
と帯電不良の電位差との関係を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a rotation angle of a magnet roller and a potential difference of defective charging according to the first embodiment.

【図11】実施の形態1の、マグネットローラの回転角
と帯電不良の電位差との関係を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the rotation angle of the magnet roller and the potential difference of defective charging according to the first embodiment.

【図12】実施の形態1の、マグネットローラの回転角
と帯電不良の電位差との関係を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing a relationship between a rotation angle of a magnet roller and a potential difference of defective charging according to the first embodiment.

【図13】実施の形態2におけるベルト感光体および帯
電部材の拡大縦断面図。
FIG. 13 is an enlarged vertical sectional view of a belt photosensitive member and a charging member according to the second embodiment.

【図14】プロセスカートリッジの概略構成を示す縦断
面図。
FIG. 14 is a vertical sectional view showing a schematic configuration of a process cartridge.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 感光ドラム 3 露光手段 4 現像スリーブ 5 現像器 6 トナー 7 転写ローラ 8 クリーニングブレード 9 廃トナー容器 10 定着装置 11 転写材 200 帯電部材(磁気ブラシ) 201 マグネットローラ 202 導電磁性粒子 R 感光ドラムの半径 V 感光ドラム表面の移動速度 g 感光ドラムとマグネットローラとのギャッ
プ m マグネットローラの回転数 r マグネットローラの半径 x 帯電ニップの幅 ω 磁極の法線方向磁束密度の半値幅
1 Photosensitive Drum 3 Exposure Means 4 Developing Sleeve 5 Developing Device 6 Toner 7 Transfer Roller 8 Cleaning Blade 9 Waste Toner Container 10 Fixing Device 11 Transfer Material 200 Charging Member (Magnetic Brush) 201 Magnet Roller 202 Conductive Magnetic Particle R Radius of Photosensitive Drum V Moving speed of photosensitive drum surface g Gap between photosensitive drum and magnet roller m Rotation number of magnet roller r Magnet roller radius x Charging nip width ω Half width of magnetic flux density in normal direction of magnetic pole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾島 磨佐基 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 (72)発明者 木下 正英 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 (72)発明者 鶴谷 聡 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 (72)発明者 木須 浩樹 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masashi Ojima 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Masahide Kinoshita 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Satoshi Tsurutani 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Hiroki Kisu 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. Within

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マグネットローラ表面に導電磁性粒子を
担持させて磁気ブラシを構成し、前記導電磁性粒子を感
光ドラム表面に形成された電荷注入層に接触させるとと
もに前記磁気ブラシを回転させ、該磁気ブラシに電圧を
印加して前記電荷注入層を帯電させる帯電装置を備えた
画像形成装置において、 前記感光ドラムの半径をR(mm)、表面の移動速度を
V(mm/s)、前記マグネットローラの半径をr(m
m)、磁極の法線方向磁束密度の半値幅(磁束密度最大
値Brmax の1/2以上の磁束密度の角度)をω
(°)、回転数をm(rps)、前記感光ドラムとマグ
ネットローラとのギャップをg(mm)、前記磁気ブラ
シによって前記感光ドラム上に形成される帯電ニップの
幅をx(mm)としたときに、これらの間に、 |(360mx/v)+atan[Rsin(360x/2πR)/{r+g+R-Rcos(360x/ 2πR)}]|≧ω が成立するように、それぞれの値を設定する、 ことを特徴とする画像形成装置。
1. A magnetic brush is formed by supporting conductive magnetic particles on the surface of a magnet roller, and the conductive magnetic particles are brought into contact with a charge injection layer formed on the surface of a photosensitive drum and the magnetic brush is rotated to move the magnetic brush. In an image forming apparatus including a charging device that applies a voltage to a brush to charge the charge injection layer, the radius of the photosensitive drum is R (mm), the moving speed of the surface is V (mm / s), and the magnet roller is The radius of r (m
m), the half value width of the magnetic flux density in the normal direction of the magnetic pole (angle of magnetic flux density of 1/2 or more of the maximum magnetic flux density value Br max ) is ω
(°), the number of rotations was m (rps), the gap between the photosensitive drum and the magnet roller was g (mm), and the width of the charging nip formed on the photosensitive drum by the magnetic brush was x (mm). Sometimes, between these, | (360mx / v) + atan [Rsin (360x / 2πR) / {r + g + R-Rcos (360x / 2πR)}] | ≧ ω holds An image forming apparatus characterized by setting a value.
【請求項2】 マグネットローラ表面に磁性粒子を担持
させて磁気ブラシを構成し、前記磁性粒子を感光ドラム
表面に形成された電荷注入層に接触させるとともに前記
磁気ブラシを回転させ、該磁気ブラシに電圧を印加して
前記電荷注入層を帯電させる帯電装置を備えた画像形成
装置において、 前記感光ドラムの半径をR(mm)、表面の移動速度を
V(mm/s)、前記マグネットローラの半径をr(m
m)、磁極の極数をn、回転数をm(rps)、前記感
光ドラムとマグネットローラとのギャップをg(m
m)、前記磁気ブラシによって前記感光ドラム上に形成
される帯電ニップの幅をx(mm)としたときに、これ
らの間に、 |(360mx/v)+atan[Rsin(360x/2πR)/{r+g+R-Rcos(360x/ 2πR)}]|≧360/n が成立するように、それぞれの値を設定する、 ことを特徴とする画像形成装置。
2. A magnetic brush is formed by supporting magnetic particles on the surface of a magnet roller, the magnetic particles are brought into contact with a charge injection layer formed on the surface of a photosensitive drum, and the magnetic brush is rotated to cause the magnetic brush to rotate. In an image forming apparatus including a charging device that applies a voltage to charge the charge injection layer, a radius of the photosensitive drum is R (mm), a moving speed of the surface is V (mm / s), a radius of the magnet roller. R (m
m), the number of magnetic poles is n, the number of rotations is m (rps), and the gap between the photosensitive drum and the magnet roller is g (m).
m), when the width of the charging nip formed on the photosensitive drum by the magnetic brush is x (mm), | (360mx / v) + atan [Rsin (360x / 2πR) / [r + g + R-Rcos (360x / 2πR)}] | ≧ 360 / n, respective values are set so that the image forming apparatus is characterized.
【請求項3】 請求項1または請求項2記載の帯電装置
と、像担持体、現像手段、クリーニング手段のうち少な
くとも1つをカートリッジ容器に一体的に組み込んで形
成し、画像形成装置本体に対して着脱自在に装着する、 ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
3. A charging device according to claim 1 or 2, and at least one of an image carrier, a developing means, and a cleaning means are integrally incorporated into a cartridge container to form the image forming apparatus main body. The process cartridge is characterized in that it is detachably mounted.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114236987A (en) * 2022-01-24 2022-03-25 徐州贝尔电气有限公司 Laser printer for office machinery

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CN114236987A (en) * 2022-01-24 2022-03-25 徐州贝尔电气有限公司 Laser printer for office machinery
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