JP2003323030A - 帯電装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気ブラシを有する帯電手段を用いて被帯電
体の帯電を行った場合でも、磁気ブラシ中の磁性粒子が
被帯電体に付着することを防止する。 【解決手段】 感光ドラムの回転方向（図４中の矢印方
向）において、上流側に第１の磁気ブラシ帯電器３０を
配設し、これよりも下流側に第２の磁気ブラシ帯電器３
１を配設する。第１の磁気ブラシ帯電器３０の磁気ブラ
シが感光ドラムに接触する接触幅を、第２の磁気ブラシ
帯電器３１の磁気ブラシが感光ドラムに接触する接触幅
よりも大きくする。これにより、第２の磁気ブラシ帯電
器３１の磁気ブラシ接触部の端部に対応する感光ドラム
上の部分を予め帯電しておくことができるので、磁性粒
子の付着を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被帯電体に接触す
る磁気ブラシを備える帯電装置、及びこれを備えた画像
形成装置に関し、特に、画像形成装置としては、感光体
や誘電体のような像担持体に形成された静電潜像を現像
剤により現像して現像剤像を用紙等に記録する画像形成
装置に適用されるのが好ましいものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、従来の画像形成装置の構成を示
す正面図である。

【０００３】図８に示す画像形成装置は、感光ドラム
１、ＬＥＤ露光手段２、コロナ帯電器３、現像器４、ク
リーナー５、定着器６、転写装置７、前露光手段８、ス
キャナユニット９、原稿台１０、転写材供給機構１１、
転写材カセット１２、本体１３、排出ローラ１４、及び
用紙受け１５を備えて構成されている。転写装置７は、
転写ベルト７１、駆動ローラ７２、従動ローラ７３、及
び転写器７４を備えて構成されている。また、ユニット
９は、原稿照射用ランプ、短焦点レンズアレイ、及びＣ
ＣＤセンサを備えて構成されている。

【０００４】コピー開始ボタンが押下され、制御部（図
示せず）にコピー開始信号が入力されると、感光ドラム
１は回転しながらコロナ帯電器３により所定の電位にな
るように表面が帯電される。一方、原稿台１０上に置か
れた原稿Ｇに対して、スキャナユニット９が照明走査光
を照射しながら移動する。その過程で、照明走査光の原
稿面での反射光が、短焦点レンズアレイによって結像さ
れてＣＣＤセンサ（受光部、転送部、出力部を備える）
に入射される。ＣＣＤセンサの受光部において、光信号
が電荷信号に変えられ、転送部でクロックパルスに同期
して順次出力部へ転送される。この出力部において電荷
信号が電圧信号に変換され、増幅、低インピーダンス化
が行われて出力される。得られたアナログ信号は、周知
の画像処理が施されてデジタル信号に変換され、本体１
３に内蔵された感光ドラム１〜前露光手段８を備えて構
成されるプリンター部に送られる。

【０００５】プリンター部では、原稿台１０側からの画
像信号を受けてＯＮ／ＯＦＦ発光されるＬＥＤ露光手段
２により、原稿画像に対応した静電潜像を感光ドラム１
の表面に形成する。ついで、感光ドラム１上の静電潜像
をトナー粒子を収容した現像器４を用いて現像し、感光
ドラム１上にトナー像を形成する。

【０００６】このようにして、感光ドラム１上に形成さ
れたトナー像は、感光ドラム１の回転に伴って転写装置
７上へ移動し、転写器７４によって転写材上に静電転写
される。その後、転写材（図示せず）は静電分離され、
転写ベルト７１に搬送されて定着器６へ搬入される。定
着器６では、搬入された転写材に熱定着を施し、熱定着
されて画像が出力される。

【０００７】一方、トナー像を転写済みの感光ドラム１
の表面は、クリーナー５によって転写残りトナー等の付
着汚染物の除去が行われ、更に、必要に応じて像露光の
光メモリを除去する前露光手段８による露光が施された
後、次の画像形成に使用される。

【０００８】感光ドラム１の材料には、有機感光体やア
モルファスシリコン系感光体（以下、ａ−Ｓｉ系感光体
という）等がよく用いられている。ａ−Ｓｉ系感光体は
表面硬度が高く、半導体レーザなどに高い感度を示し、
しかも繰返し使用による劣化も殆ど認められないという
特長を有している。このため、高速複写機やレーザービ
ームプリンタなどの感光体として用いられている。

【０００９】ａ−Ｓｉ系感光体を帯電する方法として
は、コロナ放電を用いたコロナ帯電方式、導電性ローラ
を用い直接放電で帯電を行うローラ帯電方式、磁性粒子
等により接触面積を充分に取り電荷を感光体表面に直接
注入することにより帯電を行う注入帯電方式などがあ
る。

【００１０】この中で、コロナ帯電方式やローラ帯電方
式は放電を用いるため、放電生成物が表面に付着しやす
い。また、ａ−Ｓｉ系感光体は表面高度が非常に高く磨
耗しにくいため、放電生成物が表面に残存しやすく、高
湿環境下等で水分の吸着等による静電潜像が形成された
感光体表面上の電荷の面方向への移動に伴う画像流れ現
象が発生しやすい。これに対して、前記注入帯電方式は
放電を積極的に用いることはせず、感光体表面に接触し
た部分から直接電荷を注入する帯電方式であるため、画
像流れ現象は生じにくい。

【００１１】なお、従来技術としては、特許文献１，特
許文献２，特許文献３に示すようなものがあげられる。

【００１２】

【特許文献１】特開２００１−１０９３４７号公報

【特許文献２】特開平９−２２２７７３号公報

【特許文献３】特開平８−５０３９６号公報

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像形成装置においては、ａ−Ｓｉ系感光体が、ガスを
高周波やマイクロ波でプラズマ化して固体化し、アルミ
シリンダー上に堆積させて成膜する製造方法が用いられ
ているため、プラズマが均一でない場合、周方向や長手
方向に膜厚ムラや組成ムラが生じる。このため、従来か
ら現像部において、数１０Ｖ程度の電位ムラが発生して
いた。これは、膜厚ムラにより静電容量の違いができ、
帯電性能に差が生じる現象とともに、前周の光メモリー
を消すために用いる前露光による帯電〜現像間での暗状
態での電位減衰（以下、暗減衰という）が、膜厚や組成
の違いによって差が生じ、現像部における電位ムラをよ
り増大させることにより発生する。

【００１４】前述の暗減衰は、ａ−Ｓｉ系感光体を用い
た場合、有機感光体に比べて暗状態でも非常に大きく、
更に、像露光の光メモリーによる電位減衰が増大するた
め、前周の光メモリーを消すための帯電前の前露光手段
８が必要になる。このため、帯電−現像間での暗減衰は
非常に大きくなり、１００〜２００Ｖ程度の電位減衰が
生じる。このとき、前述の膜厚ムラや組成ムラにより、
数１０Ｖの電位ムラが発生してしまっていた。

【００１５】このような電位ムラが生じると、静電容量
の大きなａ−Ｓｉ系感光体は有機感光体に比べてコント
ラストも小さいために影響を大きく受け、濃度ムラが顕
著になる。

【００１６】このような問題に対しては、例えば、複数
回帯電を行うという方法が有効である。光メモリーによ
る暗減衰の増大は複数回帯電を行うことにより、第１の
帯電で光メモリーを大幅に軽減できるため、第２の帯電
を行った後には暗減衰を少なくすることが可能となる。
これに伴い、電位ゴーストや電位ムラが大幅に改善され
る。

【００１７】ここで、複数回の帯電を行う際に注入帯電
方式を用いると、帯電能及び電位収束性が高いため、電
位ゴーストや電位ムラが大幅に改善される。また、注入
帯電方式は前述のように放電を殆ど用いないため、画像
流れも発生しにくい。注入帯電器としては、例えば磁性
粒子を用いた磁気ブラシ帯電器が有効である。磁気ブラ
シ帯電器は磁性粒子の接触点によって帯電を行うため、
帯電を行うための表面積が広く、汚染に強い利点があ
る。このため、長期にわたる使用でも帯電性能を維持す
ることが可能である。

【００１８】しかし、磁気ブラシ帯電器を用いる場合の
課題として、磁性粒子の感光体への付着がある。これ
は、帯電を行う際に、電圧が印加される磁性粒子担持体
と感光体表面に大きな電位差が生じた場合に、磁性粒子
が感光体に付着して、感光体から現像装置へ混入してし
まう現象である。この現象は、特に磁性粒子コーティン
グの端部で発生しやすい。これは、端部においては接触
できて帯電できている部分と接触できずに帯電できてい
ない部分が混在するため、部分的に大きな電位差が生
じ、磁性粒子の感光体への付着が顕著になる。これに対
して、磁性粒子のコーティング端部を絶縁処理してコー
ティング端部の電位勾配を少なくし、磁性粒子の付着現
象を軽減する方法もある。この場合、磁性粒子のコーテ
ィング部分を絶縁処理するため、磁性粒子担持体と絶縁
処理部分の表面性の違いによるコーティング量の相違に
よる弊害や、磁性粒子との摺擦による絶縁処理部の耐久
性の問題などが生じる場合がある。また、磁性粒子の付
着現象は、軽減することは可能であっても完全に防止す
ることは困難である。

【００１９】そこで、本発明は、磁気ブラシを有する帯
電手段を用いて被帯電体の帯電を行った場合でも、磁気
ブラシ中の磁性粒子が被帯電体に付着することを防止す
るようにした帯電装置及びこれを備えた画像形成装置を
提供することを目的とするものである。

【００２０】さらに詳しくは以下のとおりである。

【００２１】本発明の目的は、複数の帯電器を用いて被
帯電体を帯電するようにした帯電装置及び画像形成装置
を提供することである。

【００２２】本発明の他の目的は、帯電器の磁気ブラシ
を構成する磁性粒子が被帯電体へ付着することを防止す
る帯電装置及び画像形成装置を提供することである。

【００２３】本発明の他の目的は、被帯電体へ磁性粒子
が付着したとしても、帯電器の磁界発生手段の作用によ
って磁性粒子を回収可能とした帯電装置及び画像形成装
置を提供することである。

【００２４】本発明の他の目的は、複数の磁気ブラシ帯
電器を用いて被帯電体を帯電する場合、磁気ブラシの磁
性粒子が被帯電体に付着することによる不具合を解決す
るようにした帯電装置及び画像形成装置を提供すること
である。

【００２５】本発明の他の目的は、磁気ブラシ帯電器の
磁気ブラシの端部に対応する被帯電体の領域を予め帯電
しておくようにした帯電装置及び画像形成装置を提供す
ることである。

【００２６】本発明の他の目的は、磁気ブラシ帯電器の
磁気ブラシの端部に対応する被帯電体の領域において付
着した磁性粒子を、磁界発生手段の作用によって回収可
能とした帯電装置及び画像形成装置を提供することであ
る。

【００２７】本発明の他の目的は、被帯電体としてアモ
ルファスシリコンを用いる場合に適した画像形成装置を
提供することである。

【００２８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
帯電装置において、被帯電体に接触する磁気ブラシを備
え前記被帯電体を帯電する第１帯電手段と、前記被帯電
体に接触する磁気ブラシを備え、前記被帯電体の移動方
向において前記第１帯電手段の下流側に設けられた第２
帯電手段とを有し、前記第１帯電手段の前記磁気ブラシ
が前記被帯電体に接触する接触幅は、前記第２帯電手段
の前記磁気ブラシが前記被帯電体に接触する接触幅より
も大きい、ことを特徴とする。

【００２９】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
帯電装置において、前記第２帯電手段は、前記第２帯電
手段の前記磁気ブラシを担持する担持体を備え、前記被
帯電体の長手方向において、前記第１帯電手段の前記磁
気ブラシが前記被帯電体に接触する端部の位置で前記担
持体は、その表面に絶縁部を備える、ことを特徴とす
る。

【００３０】請求項３に係る発明は、帯電装置におい
て、被帯電体に接触する磁気ブラシを備え前記被帯電体
を帯電する第１帯電手段と、前記被帯電体に接触する磁
気ブラシを備え、前記被帯電体の移動方向において前記
第１帯電手段の下流側に設けられた第２帯電手段とを有
し、前記第２帯電手段は、前記被帯電体の長手方向にお
いて、少なくとも前記第１の帯電手段の前記磁気ブラシ
が前記被帯電体に接触する端部からこの端部よりも外側
まで延びて設けられた磁界発生手段を備える、ことを特
徴とする。

【００３１】請求項４に係る発明は、請求項３に記載の
帯電装置において、前記磁界発生手段の有効幅は、前記
第１帯電手段の前記磁気ブラシが前記被帯電体に接触す
る接触幅よりも大きい、ことを特徴とする。

【００３２】請求項５に係る発明は、請求項３に記載の
帯電装置において、前記第２帯電手段は、前記第２帯電
手段の前記磁気ブラシを担持する担持体を備え、前記被
帯電体の長手方向において、前記第１帯電手段の前記磁
気ブラシが前記被帯電体に接触する端部の位置で前記担
持体は、その表面に絶縁部を備える、ことを特徴とす
る。

【００３３】請求項６に係る発明は、帯電装置におい
て、被帯電体に接触する磁気ブラシを備え前記被帯電体
を帯電する第１帯電手段と、前記被帯電体に接触する磁
気ブラシを備え、前記被帯電体の移動方向において前記
第１帯電手段の下流側に設けられた第２帯電手段とを有
し、前記第１帯電手段の前記磁気ブラシが前記被帯電体
に接触する接触幅は、前記第２帯電手段の前記磁気ブラ
シが前記被帯電体に接触する接触幅よりも大きく、ま
た、前記第２帯電手段は、前記被帯電体の長手方向にお
いて、少なくとも前記第１帯電手段の前記磁気ブラシが
前記被帯電体に接触する端部からこの端部よりも外側ま
で延びて設けられた磁界発生手段を備える、ことを特徴
とする。

【００３４】請求項７に係る発明は、請求項６に記載の
帯電装置において、前記磁界発生手段の有効幅は、前記
第１帯電手段の前記磁気ブラシが前記被帯電体に接触す
る前記接触幅よりも大きい、ことを特徴とする。

【００３５】請求項８に係る発明は、請求項６に記載の
帯電装置において、前記第２帯電手段は、前記第２帯電
手段の前記磁気ブラシを担持する担持体を備え、前記被
帯電体の長手方向において、前記第１帯電手段の前記磁
気ブラシが前記被帯電体に接触する端部の位置で前記担
持体は、その表面に絶縁部を備える、ことを特徴とす
る。

【００３６】請求項９に係る発明は、画像形成装置にお
いて、被帯電体と、前記被帯電体を帯電する請求項１な
いし８のいずれか１項に記載の帯電装置と、前記被帯電
体の移動方向において、前記第２帯電手段の下流側であ
って、前記第１帯電手段の上流側に設けられ、前記被帯
電体に像を形成する像形成手段と、を有する、ことを特
徴とする。

【００３７】請求項１０に係る発明は、請求項９に記載
の画像形成装置において、前記被帯電体は、感光体であ
り、前記像形成手段は、前記感光体に潜像を形成するた
めに前記感光体を露光する露光手段と、前記潜像をトナ
ーで現像する現像手段と、を備える、ことを特徴とす
る。

【００３８】請求項１１に係る発明は、請求項１０に記
載の画像形成装置において、前記感光体は、アモルファ
スシリコンを含む、ことを特徴とする。

【００３９】

【発明の実施の形態】〔第１の実施の形態〕図１は、本
発明の第１の実施の形態としての画像形成装置を示す正
面図である。図１においては、図８に示したものと同一
であるものには同一引用数字を用いたので、重複する説
明は省略する。図１においては、図８のコロナ帯電器３
に代えて磁気ブラシ帯電器３０，３１を用い、感光体回
転方向に対して直列的に配置し、帯電を２回行う構成に
している。この磁気ブラシ帯電器３０，３１により、ポ
ジ帯電極性の被帯電体であるアモルファスシリコン感光
体を帯電するものとする。

【００４０】図２は、ポジ帯電性のａ−Ｓｉ系感光体の
構造を示す模式的な断面図である。図２に示すａ−Ｓｉ
系感光体は、Ａｌなどからなる導電性支持体２０１と、
導電性支持体２０１の表面上に順次堆積された感光層２
０５（電荷注入阻止層２０２と、光導電性を示す光導電
層２０３を備える）と表面層２０４とからなる。ここ
で、電荷注入阻止層２０２は、導電性支持体２０１から
光導電層２０３への電荷の注入を阻止するためのもので
あり、必要に応じて設けられる。また、光導電層２０３
は、少なくともシリコン原子を含む非晶質材料で構成さ
れ、光導電性を示すものである。更に、表面層２０４は
シリコン原子と炭素原子（さらに、必要により水素原子
あるいはハロゲン原子またはその両方の原子）を含み、
電子写真装置における潜像を保持する能力を持つもので
ある。

【００４１】ａ−Ｓｉ系感光体は、その製造方法がガス
を高周波やマイクロ波でプラズマ化して固体化し、アル
ミシリンダー上に堆積させて成膜するため、プラズマが
均一でないと膜厚ムラや組成ムラができてしまう。これ
により、従来から現像部において、数１０Ｖ程度の電位
ムラが発生してしまっていた。これは、膜厚ムラにより
静電容量の違いが生じて帯電能に差が生じる現象と共
に、前周の光メモリーを消すために用いる前露光による
帯電〜現像間での電位減衰が、膜厚や組成によって差が
生じ、現像部における電位ムラをより増大させることに
より発生する。

【００４２】光メモリーについて説明すると、ａ−Ｓｉ
系感光体を帯電し、像露光を行うと、光キャリアを生成
し電位を減衰させる。しかし、ａ−Ｓｉ系感光体は多く
のタングリングボンド（未結合手）を有しており、これ
が局在準位となって光キャリアの一部を捕捉し、その走
行性を低下させ、或いは光生成キャリアの再結合確率を
低下させる。したがって、画像形成プロセスにおいて、
露光によって生成された光キャリアの一部は、次工程の
帯電時にａ−Ｓｉ系感光体に電界がかかると同時に局在
準位から開放され、露光部と非露光部とでａ−Ｓｉ系感
光体の表面電位に差が生じて、これが最終的に光メモリ
ーとなる。

【００４３】そこで、前露光手段８による前露光工程に
おいて均一露光を行い、ａ−Ｓｉ系感光体内部に潜在す
る光キャリアを過多にして全面で均一になるようにし、
光メモリーを消去することが一般的である。このとき、
前露光手段８から発する前露光の光量を増やしたり、前
露光の波長をａ−Ｓｉ系感光体の分光感度ピーク（約６
８０〜７００ｎｍ）に近づけることにより、より効果的
に光メモリ（ゴースト）を消去することが可能になる。

【００４４】しかしながら、ａ−Ｓｉ系感光体に、例え
ば膜厚ムラが存在すると、光導電層間にかかる電界が異
なるため、上記局在準位からの光キャリアの開放に差が
生じ、膜厚が薄い部分ほど電位減衰が大きく、帯電部に
よって均一に帯電ができたとしても、現像部では電位ム
ラが生じてしまう。また、帯電能についても、膜厚が薄
い部分ほど静電容量が大きくなるために不利となり、帯
電能が低下してくると上記の現像部での帯電ムラはより
顕著になる。この電位ムラは、画像露光を行った場合に
も残り、現像行程を行うと、特に目に認識されやすい低
濃度領域で顕著な濃度ムラとして現れる。

【００４５】また、ａ−Ｓｉ系感光体は、膜厚が一定の
場合においても、製法上、周方向や長手方向について組
成ムラができやすく、光キャリアの発生量の差が面内で
生じ、暗減衰が面方向で一定にならないことによる電位
ムラを生じる場合が多かった。

【００４６】このような光キャリアに起因される暗減衰
や電位ムラを軽減する方法として、複数回帯電を行う方
法がある。第１の帯電において光キャリアを大幅に減ら
すことにより、第２の帯電後の暗減衰を大幅に軽減する
ことが可能になるため、電位ムラや電位ゴーストを大幅
に改善できる。

【００４７】ａ−Ｓｉ系感光体の帯電部材としては、コ
ロナ帯電を用いた装置が従来より実用化されている。し
かし、ａ−Ｓｉは比誘電率が１１〜１２と有機感光体に
比べて大きいため、静電容量が大きくなり、それに伴っ
て帯電能の低下、放電による潜像の流れによる画像流れ
等が発生しやすくなる。

【００４８】これに対して、帯電部材として導電性ロー
ラやファーブラシローラ、磁性粒子を担持したマグネッ
トローラ等を用い、接触帯電部材を用いた感光体に対し
て十分な接触状態を保つ条件でａ−Ｓｉ系感光体を帯電
すると、ａ−Ｓｉ系感光体表面が１０^９〜１０^１４Ω・
ｃｍの材質からなる層により形成されていることによ
り、接触帯電部材に印加したバイアスの内の直流成分と
ほぼ同等の帯電電位を像担持体表面に得ることが可能で
ある。このような帯電方法は、放電を用いずに電荷を直
接感光体に注入し帯電を行うため、注入帯電と称する。
この注入帯電を用いれば、像担持体への帯電がコロナ帯
電器を用いて行われるような放電現象を利用しないの
で、完全なオゾンレス、かつ低電力消費型帯電が可能と
なることから、注目されてきている。また、帯電能の低
下や画像流れが防止できると共に、印加した電圧近傍に
帯電されるため、電位の制御を行うことも容易となる。

【００４９】図３は、磁気ブラシ方式の注入帯電器とし
て、第１（上流側）帯電手段である磁気ブラシ帯電器３
０，第２（下流側）帯電手段である磁気ブラシ帯電器３
１の詳細を示す。磁気ブラシ帯電器３０，３１の基本構
成は実質的に同一であるので、ここでは磁気ブラシ帯電
器３０について説明する。磁気ブラシ方式の注入帯電器
は、導電性の磁性粒子を直接に磁界発生手段（マグネッ
ト）、あるいは磁界発生手段（マグネット）を内包する
磁性粒子担持体（導電スリーブ）上に磁気的に拘束さ
せ、停止、あるいは回転させながら像担持体に接触さ
せ、これに電圧を印加することによって帯電が開始され
る。

【００５０】磁気ブラシ帯電器３０は、固定マグネット
３０２、この固定マグネット３０２の外側を回転する非
磁性の帯電スリーブ（アルミニウムなどの金属のスリー
ブ）３０３、この帯電スリーブ３０３の表面に付着する
帯電用磁性粒子３０４の付着量を規制する磁性粒子規制
手段３０１を備えて構成されている。

【００５１】磁性粒子規制手段３０１によって規制され
た帯電用磁性粒子３０４は、回転自在の非磁性の帯電ス
リーブ３０３上に磁界によってブラシ状に形成され、帯
電スリーブ３０３の回転に伴って被帯電体としての感光
ドラム１上に搬送される。また、磁気ブラシが感光ドラ
ム１に接触する接触部において、帯電スリーブ３０３は
感光ドラム１に対してカウンター方向に回転しており、
感光ドラム１の回転速度３００ｍｍ／ｓｅｃに対し磁気
ブラシ帯電器３０は３６０ｍｍ／ｓｅｃで回転してい
る。帯電スリーブ３０３に帯電電圧を印加することによ
り、帯電用磁性粒子３０４から磁気ブラシ接触部を介し
て電荷が感光ドラム１上に与えられ、帯電電圧に近い値
の電位に帯電される。

【００５２】磁気ブラシ帯電器３０，３１においては、
感光ドラム１の回転方向において、感光ドラム１に形成
する帯電用磁性粒子３０４の接触ニップ幅は、４ｍｍに
なるよう調整されている。また、帯電用磁性粒子３０４
としては、粒径が平均粒径で１０〜１００μｍ、飽和磁
化が２０〜２５０ｅｍｕ／ｃｍ^３、体積抵抗が１０^２〜
１０^１０Ω・ｃｍのものが用いられる。特に、感光ドラ
ム１にピンホールのような絶縁の欠陥が存在することを
考慮すると、１０^６Ω・ｃｍ以上のものを用いることが
好ましい。帯電性能を良くするには、帯電用磁性粒子３
０４はできるだけ抵抗の小さいものを用いる方がよいの
で、本実施の形態においては、平均粒径２５μｍ、飽和
磁化２００ｅｍｕ／ｃｍ^３、抵抗が５×１０^６Ω・ｃｍ
のものを用いた。また、本実施の形態で用いた帯電用磁
性粒子３０４は、フェライト表面を酸化、還元処理して
抵抗調整を行ったものを用いている。ここで、帯電用磁
性粒子の抵抗値は、底面積が２２８ｍｍ^２の金属セルに
帯電用磁性粒子を２ｇ入れた後、６．６ｋｇ／ｃｍ^２で
加重し、１００Ｖの電圧を印加して測定している。

【００５３】本実施の形態においては、感光ドラム１の
回転方向において、上流側に位置する第１の磁気ブラシ
帯電器３０と、下流側に位置する第２の磁気ブラシ帯電
器３１について、感光体長手方向について図４のような
関係に、帯電スリーブ幅、磁性粒子のコーティング幅
（感光ドラム１への磁気ブラシ接触幅）、マグネットの
有効幅、帯電スリーブ表面の絶縁処理（絶縁樹脂などの
塗布）幅を設定している。具体的には、第１の磁気ブラ
シ帯電器３０の帯電スリーブ幅を３４０ｍｍ、磁性粒子
のコーティング幅を３２０ｍｍ、マグネット有効幅を３
２０ｍｍで絶縁処理は行っていない。第２の磁気ブラシ
帯電器３１の帯電スリーブ幅を３４０ｍｍ、磁性粒子の
コーティング幅（感光ドラム１への磁気ブラシ接触幅）
を３００ｍｍ、マグネット有効幅を３３０ｍｍ、帯電ス
リーブ３０３端部の表面への絶縁処理はスリーブ端部か
ら１５ｍｍまでの部分に施している。

【００５４】また、バイアス電圧は、第１の磁気ブラシ
帯電器３０には５５０Ｖの直流電圧、第２の磁気ブラシ
帯電器３１には５００Ｖの直流電圧を、それぞれの帯電
スリーブに対して印加している。このように、電圧を印
加して帯電工程を行うと、第１の磁気ブラシ帯電器３０
により５５０Ｖ近傍まで帯電された後に、ａ−Ｓｉ感光
体の場合には暗減衰による電位減衰が生じ、第２の磁気
ブラシ帯電器３１の帯電直前においては５００Ｖ弱に減
衰している。引き続き第２の磁気ブラシ帯電器３１で帯
電を行うと、第１の磁気ブラシ帯電器３０によって５０
０Ｖ弱に帯電が施されているため、帯電ニップ内におい
ては印加電圧に収束させるための帯電時間が充分取れる
ため、電位ムラのない均一な帯電状態が実現できる。ま
た、第１の磁気ブラシ帯電器３０において帯電した後に
暗減衰を起こしているため、光キャリアを大幅に減らす
ことができ、第２の帯電後の暗減衰を大幅に軽減するこ
とが可能になる。このため、暗減衰の差によって生じる
電位ムラや帯電不良による電位ムラ等について大幅に改
善することができる。

【００５５】更に、磁気ブラシ帯電器３０，３１におけ
る帯電スリーブ幅、磁性粒子のコーティング幅、マグネ
ットの有効幅、帯電スリーブ表面の絶縁処理幅を前記の
ように設定することにより、磁気ブラシの端部における
感光ドラム１への磁性粒子付着を大幅に改善することが
可能になる。

【００５６】磁気ブラシ接触部の端部の磁性粒子付着の
要因としては、端部においては磁性粒子が感光体に接触
できて帯電している部分と、接触できずに帯電していな
い部分が混在するため、部分的に大きな電位差が生じて
しまうことによる。これに対して、磁性粒子のコーティ
ング端部を絶縁処理してコーティング端部の電位勾配を
少なくして磁性粒子の付着現象を軽減する方法もある。
しかし、この場合、磁性粒子のコーティング部分を絶縁
処理するため、磁性粒子担持体と絶縁処理部分の表面性
の違いによるコーティング量の違いによる弊害や磁性粒
子との摺擦による絶縁処理部の耐久性の問題などが生じ
ることがある。また、磁性粒子の付着現象も軽減するこ
とは可能であるが、完全に防止することは困難である。

【００５７】これに対して、本例のように、第２の磁気
ブラシ帯電器３１の磁気ブラシ接触よりも、第１の磁気
ブラシ帯電器３０の磁気ブラシ接触幅を広くすることに
よって、第２の磁気ブラシ帯電器３１の磁気ブラシ接触
部の端部の部分を予め帯電してあるため、感光ドラム１
の表面と帯電スリーブ間の電位差がほとんど無くなる。
従って、第２の磁気ブラシ接触部の端部における、磁性
粒子の付着を防止することが可能になる。言い換えれ
ば、感光体の長手方向において、第１の帯電器の有効帯
電幅が第２の帯電器の磁気ブラシ接触幅よりも大きいこ
とにより、第２の帯電器の磁気ブラシ接触部の端部にお
ける感光体への磁性粒子の付着が防止できる。

【００５８】また、第１の磁気ブラシ帯電器３０の磁気
ブラシ接触部の端部において感光ドラム１上に付着した
磁性粒子は、第２の磁気ブラシ帯電器３１のマグネット
有効幅が第１の磁気ブラシ帯電器３０の磁気ブラシ接触
幅よりも広く設定されているため、第２の磁気ブラシ帯
電器３１のマグネットの磁気的吸着力により、回収する
ことが可能になる。このとき、第２の磁気ブラシ帯電器
３１の帯電スリーブの表面のうち、ドラムからの磁性粒
子を回収する部分（端部領域）について絶縁処理を施す
ことにより、回収性を高めることができる。この場合の
絶縁処理部分は、前述のように通常磁性粒子がコーティ
ングされない部分であるため、非磁性スリーブとの表面
性に違いがあっても弊害は特に起こらなかった。第２の
磁気ブラシ帯電器のマグネットの直径、磁束密度、第２
の磁気ブラシ帯電器のスリーブと感光ドラム１との距離
などは、感光体端部領域に付着した磁性粒子を第２の磁
気ブラシ帯電器のマグネットの磁気力によりスリーブに
吸着できるように適宜設定すれば良い。

【００５９】以上のように、第１の磁気ブラシ帯電器３
０の磁気ブラシ接触幅を第２の磁気ブラシ帯電器３１の
磁気ブラシ接触幅よりも広くし、第２の磁気ブラシ帯電
器３１の磁気ブラシ接触部の端部に対応する感光体の部
分を予め帯電してやることにより、第２の磁気ブラシ帯
電器の磁気ブラシ接触部の端部に対する磁性粒子の付着
を防止できる。また、第１の磁気ブラシ帯電器３０の磁
気ブラシ接触部の端部に対応する感光ドラム１の部分に
付着した磁性粒子は、第２の磁気ブラシ帯電器３１のマ
グネット有効幅が第１の磁気ブラシ帯電器３０の磁気ブ
ラシ接触幅より広いため、第２の磁気ブラシ帯電器３１
で回収することが可能になった。

【００６０】〔第２の実施の形態〕第１の実施の形態に
おいては、図４に示したように、第２の磁気ブラシ帯電
器３１の帯電スリーブ内のマグネット有効幅を第１の磁
気ブラシ帯電器３０の磁性粒子コーティング幅よりも広
く設定し、第１の磁気ブラシ帯電器３０において端部に
付着した磁性粒子を第２の磁気ブラシ帯電器３１におい
て回収する構成をとった。これに対し、本実施の形態
は、図５のように、第２の磁気ブラシ帯電器３１の帯電
スリーブ内のマグネットについて、マグネット外側端部
の位置は、第１の実施の形態と同じ位置とし、第１の磁
気ブラシ帯電器３０の磁気ブラシ接触部よりも外側に設
定したが、第２の磁気ブラシ帯電器３１の磁気ブラシ接
触部の端部の部分から５ｍｍまでの部分についてマグネ
ットをカットした部分（カット領域）を設けている。こ
のようにすることにより、第２の磁気ブラシ帯電器３１
の磁気ブラシ接触部の端部における磁性粒子の外側への
広がりを防止することができる。

【００６１】第１の実施の形態のように、第２の磁気ブ
ラシ帯電器において、マグネットの端部と磁気ブラシ接
触部（磁性粒子コーティング部）の端部が異なる場合、
帯電スリーブと感光ドラム１の最近接領域においてパッ
キングされた磁性粒子が端部方向に広がる傾向がある。
第１の実施形態においても、第１の磁気ブラシ帯電器３
０により第２の磁気ブラシ帯電器の接触部の端部に対応
する感光体の部分に予め帯電が施されているために電位
差が小さくなり、磁性粒子が広がっても電界により磁性
粒子が感光ドラム１に付着することは殆どないが、感光
ドラム１の端部に向かって第２の磁気ブラシ帯電器の磁
性粒子に広がりが生じると、感光ドラム１の回転方向に
機械的に運ばれる磁性粒子が微量ではあるが発生する。
これに対して、本実施の形態のように第２の磁気ブラシ
帯電器３１の磁気ブラシ接触部の端部においてマグネッ
トのカット領域を設け、磁気ブラシ接触部の端部が外側
に広がらないように設定してやれば、ドラムへの機械的
な付着も防止することができるため、磁性粒子の漏れ防
止に対してより効果を上げることが可能となる。

【００６２】また、第２の磁気ブラシ帯電器３１のマグ
ネットカット部分は、磁気ブラシ接触部端部（磁性粒子
コーティング領域端部）から外側に５ｍｍまで設定し、
５ｍｍ離れた部分から１０ｍｍ外側の部分まで、すなわ
ち第１の磁気ブラシ帯電器３０の磁気ブラシ接触部の端
部に対して内側５ｍｍから外側５ｍｍまでの領域にマグ
ネットが設けられている。つまり、第２の磁気ブラシ帯
電器３１のマグネット有効幅は、実質的に第１の実施の
形態と同じく３３０ｍｍに設定しているため、第１の磁
気ブラシ帯電器３０の端部においてドラムに付着した磁
性粒子は第１の実施の形態と同様に、第２の磁気ブラシ
帯電器３１のマグネットの磁気的吸着力によって回収す
ることが可能である。

【００６３】〔第３の実施の形態〕図６は、本発明の第
３の実施の形態における磁気ブラシ帯電器の構成を示
す。また、図７は第３の実施の形態における第１，第２
の磁気ブラシ帯電器の各部の寸法例である。上記各実施
の形態においては、図３に示したように、第１及び第２
の磁気ブラシ帯電器３０，３１として、帯電スリーブ３
０３の内側に固定マグネット３０２が設けられ、回転駆
動される非磁性スリーブ上に担持された磁性粒子が感光
ドラム１に接触することによって帯電を施す構成がとら
れた。

【００６４】これに対して、第３の実施の形態では、図
６に示すように、第１の帯電器においては、磁気ブラシ
帯電器３０に代えて磁気ブラシ帯電器３２を用い、第２
の磁気ブラシ帯電器３１には図３で用いたスリーブ駆動
方式の磁気ブラシ帯電器を用いている。この第１の磁気
ブラシ帯電器３２には、マグネットローラ３２１に磁性
粒子を直接に担持させ、マグネットローラ３２１の表面
を導電処理することによりマグネット自身に電圧を印加
し、帯電を行う構成としている。

【００６５】ここで、本実施の形態で用いた第１の磁気
ブラシ帯電器３２について説明する。本実施の形態で用
いた磁気ブラシ帯電器３２は、表面が導電処理されたマ
グネットローラ３２１に直接磁性粒子がコーティングさ
れている。磁性粒子としては、上記各実施の形態で用い
たものと同様の磁性粒子を用いることが可能である。ま
た、マグネットローラ３２１は等間隔に８極が設けら
れ、最大磁力が約１０００Ｇに設定されたマグネットロ
ーラを用いている。本実施の形態のように、マグネット
ローラ３２１に直接磁性粒子を担持して回転駆動させる
場合、極の配置は等間隔であることが望ましい。また、
極数については、磁性粒子の周方向に対する磁性粒子の
穂立ち状態による接触ムラをなくすためには、極ピッチ
が細かい方が有利であるため、極数は多い方が良いが、
或る一定以上の極数にすると磁力の低下が起こり易くな
るため、４〜１６極程度で用いることが望ましい。

【００６６】本実施の形態においては、前記のように８
極のマグネットローラ３２１を用いて第１の帯電を行っ
た。このとき、第１の磁気ブラシ帯電器３２のみで帯電
を行った場合には極部分と極間部分において接触状態が
若干変わるため、軽微な帯電ムラが見られるが、本例の
ように第２の磁気ブラシ帯電器３１を用いることによっ
て電位ムラが均一化されるため、第２の磁気ブラシ帯電
器３１に本実施の形態のような帯電器構成のものを用い
ても良好な出力画像が得られる。

【００６７】このように、第１の磁気ブラシ帯電器３２
としてマグネットローラ３２１に直接磁性粒子を担持し
たものを用いて帯電し、第２の磁気ブラシ帯電器３１と
しては、上記各実施の形態と同様に固定のマグネットロ
ーラ３０２に対して回転駆動可能な非磁性の帯電スリー
ブ３０３を用いて磁性粒子を搬送して帯電を行う方法に
より帯電工程を行った場合の長手方向の磁気ブラシ接触
幅（磁性粒子コーティング幅）とマグネット有効幅の関
係は、上記各実施の形態と同様にしている。具体的に
は、第１の磁気ブラシ帯電器３２の磁気ブラシ接触幅
（磁性粒子コーティング幅）は３２０ｍｍ、それに合わ
せてマグネットローラ３２１の長手幅も３２０ｍｍに設
定している。第２の磁気ブラシ帯電器３１の条件につい
ては、上記各実施の形態と同様に、磁気ブラシ接触幅
（磁性粒子のコーティング幅）を３００ｍｍにし、マグ
ネットの有効幅は３３０ｍｍにしている。より好ましく
は、図５に示す第２の実施の形態のように、磁気ブラシ
接触部の端部から外側へ数ｍｍ（本実施の形態では５ｍ
ｍ）マグネットをカットすることにより、磁性粒子のコ
ーティング外側への広がりを防止することが可能にな
る。また、第１の磁気ブラシ帯電器の磁気ブラシ接触部
の端部に対応する感光ドラムの部分において、第２の磁
気ブラシ帯電器のマグネットが設けられている。この端
部マグネットは、図７に示すように、第１の磁気ブラシ
の接触部の端部の対応する位置に対して、内側５ｍｍか
ら外側５ｍｍまで延びて設けられる。

【００６８】このように、磁気ブラシ帯電器に帯電スリ
ーブを設けることなくマグネットローラに直接磁性粒子
を担持する方式を用いても、第１の磁気ブラシ帯電器３
２の磁気ブラシ接触幅を、第２の磁気ブラシ帯電器３１
の磁気ブラシ接触幅よりも広くし、第２の磁気ブラシ帯
電器３１の磁気ブラシ接触部の端部に対応する感光体の
部分を予め帯電してやることにより、第２の磁気ブラシ
接触部の端部に対する磁性粒子の付着を防止できる。ま
た、上記各実施の形態と同様に、第１の磁気ブラシ帯電
器３２において感光体へ付着した磁性粒子は、第２の磁
気ブラシ帯電器３１のマグネット有効幅が第１の磁気ブ
ラシ帯電器３２の磁気ブラシ接触幅より広いため、第２
の磁気ブラシ帯電器３２で回収することが可能になっ
た。即ち、第１の磁気ブラシ帯電器の磁気ブラシ接触部
の端部に対応する感光体の部分において、第２の磁気ブ
ラシ帯電器の端部マグネットが設けられているので、端
部マグネットの磁気的作用により、第１の磁気ブラシ帯
電器から離脱した感光体上の磁性粒子を回収することが
できる。

【００６９】また、第１〜第３の実施の形態において、
第２の磁気ブラシ帯電器３１には、固定のマグネットロ
ーラに対して回転駆動が可能な非磁性スリーブを用いて
磁性粒子を搬送して帯電を行う方法を用いたが、第２の
磁気ブラシ帯電器３１についても、マグネットローラに
磁性粒子を直接担持した系で帯電を行うことができる。

【００７０】上記第１〜第３の実施の形態においては、
第１の磁気ブラシ帯電器において感光体上に付着した磁
性粒子は、第２の磁気ブラシ帯電器において回収される
構成とした。しかし、付着量が多い場合には、第１の磁
気ブラシ帯電器内の磁性粒子量が少なくなり、第２の磁
気ブラシ帯電器内の磁性粒子量が多くなる状態が発生す
る。このような場合には、第２の磁気ブラシ帯電器３１
において回収された磁性粒子を第１の磁気ブラシ帯電器
３０，３２へ戻すことが可能な構成をとるか、容器とし
ては第１と第２の磁気ブラシ帯電器について一体の構成
として磁性粒子が循環されるような構成をとることが望
ましい。容器として一体の構成をとる場合には、それぞ
れのスリーブに対して独立に磁性粒子がコーティングさ
れる構成をとっても良いし、複数のスリーブ間を磁性粒
子が受け渡されてベルト状に搬送される構成をとっても
構わない。このような構成をとることにより、第１の磁
気ブラシ帯電器と第２の磁気ブラシ帯電器の中に収容さ
れる磁性粒子の量が過不足ない状態を保つことが可能に
なる。

【００７１】本発明は以上の実施例に限定されるもので
はなく、本発明の技術思想の範囲内においてあらゆる変
形が可能である。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
磁気ブラシを有する帯電手段を用いて被帯電体の帯電を
行った場合でも、磁気ブラシ中の磁性粒子が被帯電体に
付着することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態としての画像形成装
置を示す正面図である。

【図２】ポジ帯電性のａ−Ｓｉ系感光体の構造を示す模
式的な断面図である。

【図３】磁気ブラシ方式の注入帯電器としての磁気ブラ
シ帯電器の詳細を示す正面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態における第１，第２
磁気ブラシ帯電器の各部の寸法例を示す説明図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態における第１，第２
磁気ブラシ帯電器の各部の寸法例を示す説明図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態における磁気ブラシ
帯電器の構成を示す正面図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態における第１，第２
の磁気ブラシ帯電器の各部の寸法例を示す説明図であ
る。

【図８】従来の画像形成装置の構成を示す正面図であ
る。

【符号の説明】

１ 被帯電体（感光体，感光ドラム） ２ 像形成手段（露光手段） ４ 像形成手段（現像手段，現像器） ３０，３２ 第１帯電手段（第１の磁気ブラシ帯電器） ３１ 第２帯電手段（第２の磁気ブラシ帯電器） ３０２ 磁界発生手段（固定マグネット） ３０３ 担持体（帯電スリーブ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H035 CA07 CB03 2H068 DA23 FC01 2H200 FA08 FA17 FA19 GA18 GA23 GA33 GA44 HA03 HA28 HB20 HB22 HB40 HB41 HB45 HB47 LA13 MA20 MB01

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被帯電体に接触する磁気ブラシを備え前
   記被帯電体を帯電する第１帯電手段と、 前記被帯電体に接触する磁気ブラシを備え、前記被帯電
   体の移動方向において前記第１帯電手段の下流側に設け
   られた第２帯電手段とを有し、 前記第１帯電手段の前記磁気ブラシが前記被帯電体に接
   触する接触幅は、前記第２帯電手段の前記磁気ブラシが
   前記被帯電体に接触する接触幅よりも大きい、 ことを特徴とする帯電装置。
2. 【請求項２】 前記第２帯電手段は、前記第２帯電手段
   の前記磁気ブラシを担持する担持体を備え、前記被帯電
   体の長手方向において、前記第１帯電手段の前記磁気ブ
   ラシが前記被帯電体に接触する端部の位置で前記担持体
   は、その表面に絶縁部を備える、 ことを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
3. 【請求項３】 被帯電体に接触する磁気ブラシを備え前
   記被帯電体を帯電する第１帯電手段と、 前記被帯電体に接触する磁気ブラシを備え、前記被帯電
   体の移動方向において前記第１帯電手段の下流側に設け
   られた第２帯電手段とを有し、 前記第２帯電手段は、前記被帯電体の長手方向におい
   て、少なくとも前記第１の帯電手段の前記磁気ブラシが
   前記被帯電体に接触する端部からこの端部よりも外側ま
   で延びて設けられた磁界発生手段を備える、 ことを特徴とする帯電装置。
4. 【請求項４】 前記磁界発生手段の有効幅は、前記第１
   帯電手段の前記磁気ブラシが前記被帯電体に接触する接
   触幅よりも大きい、 ことを特徴とする請求項３に記載の帯電装置。
5. 【請求項５】 前記第２帯電手段は、前記第２帯電手段
   の前記磁気ブラシを担持する担持体を備え、前記被帯電
   体の長手方向において、前記第１帯電手段の前記磁気ブ
   ラシが前記被帯電体に接触する端部の位置で前記担持体
   は、その表面に絶縁部を備える、 ことを特徴とする請求項３に記載の帯電装置。
6. 【請求項６】 被帯電体に接触する磁気ブラシを備え前
   記被帯電体を帯電する第１帯電手段と、 前記被帯電体に接触する磁気ブラシを備え、前記被帯電
   体の移動方向において前記第１帯電手段の下流側に設け
   られた第２帯電手段とを有し、 前記第１帯電手段の前記磁気ブラシが前記被帯電体に接
   触する接触幅は、前記第２帯電手段の前記磁気ブラシが
   前記被帯電体に接触する接触幅よりも大きく、 また、前記第２帯電手段は、前記被帯電体の長手方向に
   おいて、少なくとも前記第１帯電手段の前記磁気ブラシ
   が前記被帯電体に接触する端部からこの端部よりも外側
   まで延びて設けられた磁界発生手段を備える、 ことを特徴とする帯電装置。
7. 【請求項７】 前記磁界発生手段の有効幅は、前記第１
   帯電手段の前記磁気ブラシが前記被帯電体に接触する前
   記接触幅よりも大きい、 ことを特徴とする請求項６に記載の帯電装置。
8. 【請求項８】 前記第２帯電手段は、前記第２帯電手段
   の前記磁気ブラシを担持する担持体を備え、前記被帯電
   体の長手方向において、前記第１帯電手段の前記磁気ブ
   ラシが前記被帯電体に接触する端部の位置で前記担持体
   は、その表面に絶縁部を備える、 ことを特徴とする請求項６に記載の帯電装置。
9. 【請求項９】 被帯電体と、 前記被帯電体を帯電する請求項１ないし８のいずれか１
   項に記載の帯電装置と、 前記被帯電体の移動方向において、前記第２帯電手段の
   下流側であって、前記第１帯電手段の上流側に設けら
   れ、前記被帯電体に像を形成する像形成手段と、を有す
   る、 ことを特徴とする画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記被帯電体は、感光体であり、前記
    像形成手段は、前記感光体に潜像を形成するために前記
    感光体を露光する露光手段と、前記潜像をトナーで現像
    する現像手段と、を備える、 ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 前記感光体は、アモルファスシリコン
    を含む、 ことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。