JPH1069148A - Electrifying device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To minimize the adherence of magnetic particles on a photoreceptor even if the static charge defect part is present on a surface of a photoreceptor or DC bias is overlapped with the AC bias. SOLUTION: This device is composed by adopting anisotorpic conductive mesh whose resistivity in a lengthwise direction is lower than the resistivity in the peripheral direction on an insulated sleeve, providing an electrode 25 so as to make the resistivity by the electrification bias applying power source of a magnetic brush 2 on the most downstream part in the rotary direction on the photoreceptor 1 in an electrification nip between the magnetic brush 2 and the photoreceptor 1 higher than the resistivity of the magnetic brush 2 on the part besides the most downstream side, and applying the voltage thereon. In such a manner, the magnetic particles 23 on the most downstream side in the electrification nip is made in a floating state. Thus, the electrostatic force is not brought into action even if the static charge defect part is present on the photoreceptor 1, or the voltage overlapping the AC voltage on the DC voltage is applied as the electrifying bias, the adherence of the magnetic particles 23 on the photoreceptor 1 can be restrained.

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、プリンタ
などの画像形成装置に用いられ、被帯電体に接触帯電部
材を接触させて帯電を行う帯電装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging device for use in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, which performs charging by bringing a contact charging member into contact with a member to be charged.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置にお
け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、低電力を特長としてお
り、中でも特に帯電部材として導電性の弾性ローラを用
いたローラ帯電方式が、帯電の安定性という点から好ま
しく用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, a corona charger has been used as a charging device in an electrophotographic image forming apparatus. In recent years, a contact charging device has been put into practical use instead of this. This is characterized by low ozone and low power, and among them, a roller charging method using a conductive elastic roller as a charging member is particularly preferably used in terms of charging stability.

【０００３】ローラ帯電方式は、導電性の弾性ローラを
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。In the roller charging method, a conductive elastic roller is brought into pressure contact with a member to be charged, and a voltage is applied to the member to charge the member.

【０００４】ローラ帯電方式においては、帯電は帯電部
材から被帯電体への放電によって主に行われるため、あ
る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。この閾値電圧を帯電開始電圧Ｖthと定義す
る。In the roller charging method, charging is mainly performed by discharging from a charging member to a member to be charged. Therefore, charging is started by applying a voltage higher than a certain threshold voltage. This threshold voltage is defined as charging start voltage Vth.

【０００５】被帯電体としてのドラム型の電子写真感光
体（以下単に「感光体」という）において画像形成に必
要とされる表面電位Ｖｄを得るためには、帯電ローラに
は必要とされる以上のＤＣ電圧を印加することが必要と
なる。すなわち、Ｖｄ＋Ｖthという、表面電位Ｖｄに帯
電開始電圧Ｖthを加えた電圧が必要となる。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帯電と称する。In order to obtain a surface potential Vd required for image formation in a drum-type electrophotographic photosensitive member (hereinafter simply referred to as a "photosensitive member") as a member to be charged, a charging roller is required to have a surface potential Vd. Need to be applied. That is, a voltage of Vd + Vth, which is obtained by adding the charging start voltage Vth to the surface potential Vd, is required. The method of applying only a DC voltage to the contact charging member to perform charging in this manner is referred to as DC charging.

【０００６】しかし、ＤＣ帯電においては環境変動など
によって接触帯電部材の抵抗値が変動したり、感光体が
削れることによって膜厚が変化したりして帯電開始電圧
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。However, in DC charging, the charging start voltage Vth fluctuates because the resistance value of the contact charging member fluctuates due to environmental fluctuation or the like, and the film thickness changes due to the shaving of the photoreceptor. It was difficult to set the potential to a desired value.

【０００７】このため、更なる帯電の均一化を図るため
に特開昭６３−１４９６６９号公報に開示されているよ
うに、所望の表面電位Ｖｄに相当するＤＣ電圧に２×Ｖ
th以上のピーク間電圧を持つＡＣ成分を重畳させた電圧
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
である表面電位Ｖｄに収束し、環境などの外乱には影響
されることはない。For this reason, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-149669, a DC voltage corresponding to a desired surface potential Vd is set to 2 × V
An AC charging method in which a voltage obtained by superimposing an AC component having a peak-to-peak voltage of th or more is applied to the contact charging member is used.
This is for the purpose of the potential leveling effect of the AC component, and the potential of the member to be charged converges to the surface potential Vd, which is the center of the peak of the AC voltage, and is not affected by disturbances such as the environment. There is no.

【０００８】ところが、このような接触帯電装置におい
ても、その本質的な帯電機構は、帯電部材から感光体へ
の放電現象を用いるため、先に述べたように帯電に必要
とされる電圧は感光体の表面電位Ｖｄに帯電開始電圧Ｖ
thを重畳した値が必要とされ、微量のオゾンは発生す
る。また、帯電均一化のためにＡＣ帯電を行った場合に
は、更なるオゾン量の発生、ＡＣ電圧の電界により帯電
部材と感光体との間に振動や騒音（以下「ＡＣ帯電音」
という）が発生し、また放電により感光体表面の劣化な
どが顕著になり、新たな問題となっていた。However, even in such a contact charging device, the essential charging mechanism uses a discharge phenomenon from the charging member to the photosensitive member. Charging start voltage V to body surface potential Vd
A superimposed value of th is required, and a small amount of ozone is generated. When AC charging is performed for uniform charging, vibration and noise (hereinafter referred to as “AC charging noise”) occur between the charging member and the photoconductor due to the generation of a further amount of ozone and the electric field of the AC voltage.
) And the deterioration of the surface of the photoreceptor becomes remarkable due to the discharge, which is a new problem.

【０００９】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、特開平６−３９２
１号公報などに開示されている。この帯電方式は、帯電
ローラ、帯電ブラシ、帯電磁気ブラシなどの接触帯電部
材に電圧を印加し、感光体の表面層である電荷注入層の
導電粒子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、放電現象を用いないため、帯電
に必要とされる電圧が所望の感光体の表面電位分のみの
ＤＣ電圧であり、オゾンの発生もないばかりか、ＡＣ電
圧を印加しないので、ＡＣ帯電音の発生もなく、ローラ
帯電方式と比べても、より低オゾン、低電圧の優れた帯
電方式である。Therefore, as a new charging method, a charging method by directly injecting a charge into a photosensitive member is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-392.
No. 1 and other publications. This charging method is a method in which a voltage is applied to a contact charging member such as a charging roller, a charging brush, a charging magnetic brush, and a charge is injected into conductive particles of a charge injection layer, which is a surface layer of a photoconductor, to perform contact injection charging. It is. In this charging method, since a discharge phenomenon is not used, the voltage required for charging is a DC voltage only for the desired surface potential of the photoreceptor, not only does not generate ozone, but also an AC voltage is not applied. This is an excellent charging method that does not generate AC charging noise and has lower ozone and lower voltage than the roller charging method.

【００１０】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、注入帯
電用の接触帯電部材として磁気ブラシを用い、帯電バイ
アスとしてＤＣ電圧のみの場合、感光体の表面が帯電バ
イアスと同じ電位にまで十分に帯電されず、感光体の表
面上に部分的に電位が載っていないところがあった。ま
た、帯電バイアスとして直流バイアスに交流バイアスを
重畳すると、磁性粒子と感光体との間の電位差により、
磁性粒子が電極から誘起された電荷によって静電気力を
受けるため、帯電ニップの出口付近の磁性粒子が感光体
の表面に付着するという問題を生じる。However, when a magnetic brush is used as a contact charging member for injection charging and only a DC voltage is used as a charging bias, the surface of the photosensitive member is not sufficiently charged to the same potential as the charging bias. In some cases, no potential was partially applied on the surface of the photoreceptor. Also, when an AC bias is superimposed on a DC bias as a charging bias, the potential difference between the magnetic particles and the photoreceptor causes
Since the magnetic particles receive the electrostatic force due to the electric charge induced from the electrodes, there is a problem that the magnetic particles near the exit of the charging nip adhere to the surface of the photoconductor.

【００１１】すなわち、磁気ブラシの場合、スリーブあ
るいはマグネットロールの表面は一様に導電性を有する
ため、一本の帯電部材に、所定のバイアスを印加した場
合は、帯電部材全体がそのバイアス電位と等しくなって
しまい、感光体上に帯電不良部分があったときに、帯電
ニップの出口の磁性粒子が電気的な力を生じないように
するのは困難であった。That is, in the case of a magnetic brush, since the surface of the sleeve or the magnet roll is uniformly conductive, when a predetermined bias is applied to a single charging member, the entire charging member has a bias potential equal to its bias potential. It is difficult to prevent the magnetic particles at the outlet of the charging nip from generating an electric force when the charging becomes insufficient and there is a defective charging portion on the photosensitive member.

【００１２】そこで本発明では、上記のような問題点を
解決するためになされたもので、被帯電体の表面に帯電
不良部分があったり、直流バイアスに交流バイアスを重
畳した場合においても、被帯電体への磁性粒子の付着を
極力抑えるようにした帯電装置を提供することを目的と
する。Therefore, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and even if there is a defective charging portion on the surface of the member to be charged, or even if an AC bias is superimposed on a DC bias, the object to be charged is not affected. It is an object of the present invention to provide a charging device that minimizes the attachment of magnetic particles to a charged body.

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１記載に係る帯電装置は、磁性粒
子を磁気力により拘束するとともに、被帯電体に接触し
て電荷を直接注入するように電圧が印加される磁気ブラ
シを有するものであって、前記磁気ブラシと前記被帯電
体との間の帯電ニップ内における被帯電体の回転方向最
下流部の磁気ブラシの電圧印加手段からの抵抗値を前記
最下流部以外の磁気ブラシの抵抗値より高く形成するこ
とを特徴とする。In order to achieve the above object, a charging device according to a first aspect of the present invention restrains magnetic particles by a magnetic force and contacts a member to be charged to generate electric charges. A magnetic brush to which a voltage is applied so as to perform direct injection, wherein a voltage is applied to a magnetic brush at a most downstream portion in a rotation direction of the charged body in a charging nip between the magnetic brush and the charged body; The resistance value from the means is formed higher than the resistance value of the magnetic brushes other than the most downstream part.

【００１４】請求項２記載の発明によれば、前記磁気ブ
ラシは、磁性部材を内包する絶縁スリーブと、該絶縁ス
リーブを巻回し、長手方向に沿う抵抗値が周方向に沿う
抵抗値より低く形成された網状部材と、前記磁性部材に
拘束される磁性粒子とを備え、前記網状部材に電圧を印
加する電極を、前記帯電ニップに対応する位置に設けた
ものである。According to the second aspect of the present invention, the magnetic brush has an insulating sleeve containing a magnetic member, and the insulating sleeve is wound around the magnetic brush so that the resistance value along the longitudinal direction is lower than the resistance value along the circumferential direction. And a magnetic particle constrained by the magnetic member, and an electrode for applying a voltage to the mesh member is provided at a position corresponding to the charging nip.

【００１５】請求項３記載の発明によれば、前記磁気ブ
ラシは、回転可能な磁性部材を巻回し、長手方向に沿う
抵抗値が周方向に沿う抵抗値より低く形成された網状部
材と、前記磁性部材に拘束される磁性粒子とを備え、前
記網状部材に電圧を印加する電極を、前記帯電ニップに
対応する位置に設けたものである。According to the third aspect of the present invention, the magnetic brush is formed by winding a rotatable magnetic member so that a resistance value along a longitudinal direction is lower than a resistance value along a circumferential direction. And a magnetic particle constrained by a magnetic member, and an electrode for applying a voltage to the mesh member is provided at a position corresponding to the charging nip.

【００１６】請求項４記載の発明によれば、前記磁気ブ
ラシは、被帯電体に対して周速差を持って移動する。According to the fourth aspect of the present invention, the magnetic brush moves with a peripheral speed difference with respect to the member to be charged.

【００１７】請求項５記載の発明によれば、前記網状部
材は、異方導電性のメッシュである。According to the fifth aspect of the present invention, the mesh member is an anisotropic conductive mesh.

【００１８】請求項６記載の発明によれば、前記網状部
材は、異方導電性ゴムである。According to the sixth aspect of the present invention, the mesh member is an anisotropic conductive rubber.

【００１９】請求項７記載の発明は、被帯電体が表面に
電荷注入層を有し、該電荷注入層に記磁気ブラシによっ
て直接電荷注入を行って帯電させるものである。According to a seventh aspect of the present invention, the member to be charged has a charge injection layer on the surface, and the charge injection layer is charged by directly injecting charges with the magnetic brush.

【００２０】［作用］以上の構成に基づいて、磁気ブラ
シの表面に施した網状部材は、磁気ブラシと被帯電体と
の間の帯電ニップ内における被帯電体の回転方向最下流
部の磁気ブラシの抵抗値を前記最下流部以外の磁気ブラ
シの抵抗値より高くしている。そして、前記帯電ニップ
に対応する電極により前記網状部材に電圧を印加する。
これにより帯電ニップ内の最下流部の磁性粒子をフロー
ト状態にする。このため、電荷が誘起されにくくなり、
被帯電体上に帯電不良部分があったり、帯電バイアスと
して直流バイアスに交流バイアスを重畳した電圧を印加
したりした場合であっても静電気力が働かず、磁性粒子
の被帯電体への付着は抑えられる。[Operation] Based on the above configuration, the mesh member provided on the surface of the magnetic brush is a magnetic brush at the most downstream portion in the rotation direction of the charged body in the charging nip between the magnetic brush and the charged body. Is higher than the resistance values of the magnetic brushes other than the most downstream part. Then, a voltage is applied to the mesh member by an electrode corresponding to the charging nip.
Thereby, the magnetic particles at the most downstream portion in the charging nip are brought into a floating state. For this reason, electric charge is hardly induced,
Even when there is a defective charging portion on the member to be charged, or when a voltage obtained by superimposing an AC bias on a DC bias is applied as a charging bias, the electrostatic force does not work, and the magnetic particles do not adhere to the member to be charged. Can be suppressed.

【００２１】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【００２２】図１（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態に
係る帯電装置の概略構成を示す断面図、また図２は本発
明の実施の形態に係る帯電装置が適用される画像形成装
置の一例を示す概略構成図である。なお、図２に示す画
像形成装置は、電子写真プロセス利用のレーザビームプ
リンタである。FIGS. 1A and 1B are cross-sectional views showing a schematic configuration of a charging device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an image forming apparatus to which the charging device according to the embodiment of the present invention is applied. It is a schematic structure figure showing an example of an apparatus. The image forming apparatus shown in FIG. 2 is a laser beam printer using an electrophotographic process.

【００２３】図２において、本実施の形態の感光体１は
直径３０mmのＯＰＣ感光体であり、図示矢印Ｒ１の時計
回り方向に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。また、感光体１には、接
触帯電部材としての磁気ブラシ２が当接して一次帯電を
行うようにしている。In FIG. 2, the photosensitive member 1 of this embodiment is an OPC photosensitive member having a diameter of 30 mm, and is driven to rotate at a process speed (peripheral speed) of 100 mm / sec in a clockwise direction indicated by an arrow R1. A magnetic brush 2 as a contact charging member is brought into contact with the photoreceptor 1 to perform primary charging.

【００２４】感光体１の帯電面に対しては、レーザダイ
ーオードおよびポリゴンミラーなどを備える不図示のレ
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
ーザ露光光Ｌが出力され、感光体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。この静電
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によりトナー画像として現像される。反転
現像装置３は、マグネット３ｂを内包する直径１６mmの
非磁性現像スリーブ３ａを有するものである。この現像
スリーブ３ａは、上記ネガトナーがコートされ、感光体
１の表面との距離を３００μｍに固定した状態で、感光
体１の周速度と同じ速度で回転する。そして、現像スリ
ーブ３ａは、現像バイアス電源Ｓ２より−５００ＶのＤ
Ｃ電圧に、周波数１８００Ｈｚ、ピーク間電圧１６００
Ｖの矩形のＡＣ電圧が重畳された現像バイアス電圧が印
加され、感光体１との間でジャンピング現像を行う。The charged surface of the photoreceptor 1 has an intensity corresponding to a time-series electric digital pixel signal of target image information output from a laser beam scanner (not shown) including a laser diode and a polygon mirror. The modulated laser exposure light L is output, and an electrostatic latent image corresponding to the target image information is formed on the peripheral surface of the photoconductor 1. This electrostatic latent image is developed as a toner image by the reversal developing device 3 using magnetic one-component insulating toner (negative toner). The reversal developing device 3 has a non-magnetic developing sleeve 3a having a diameter of 16 mm and containing a magnet 3b. The developing sleeve 3a is coated with the negative toner, and rotates at the same speed as the peripheral speed of the photoconductor 1 with the distance from the surface of the photoconductor 1 fixed at 300 μm. Then, the developing sleeve 3a applies a -500 V D
C voltage, frequency 1800 Hz, peak-to-peak voltage 1600
A developing bias voltage on which a rectangular AC voltage of V is superimposed is applied, and jumping development is performed with the photoconductor 1.

【００２５】一方、不図示の給紙部から供給される記録
材としての転写紙Ｐは、感光体１と、これに所定の押圧
力で当接している接触転写手段としての中抵抗の転写ロ
ーラ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。転写ローラ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
実施の形態では、転写ローラ４の抵抗値は５×１０⁸ Ω
のものを用い、＋２０００ＶのＤＣ電圧を印加して転写
を行った。On the other hand, a transfer paper P as a recording material supplied from a paper supply unit (not shown) is provided with a photosensitive member 1 and a medium-resistance transfer roller as a contact transfer means which is in contact with the photosensitive member 1 with a predetermined pressing force. 4 at a predetermined timing. A predetermined transfer bias voltage is applied to the transfer roller 4 from a transfer bias application power source S3. In this embodiment, the resistance value of the transfer roller 4 is 5 × 10 ⁸ Ω.
The transfer was performed by applying a DC voltage of +2000 V.

【００２６】転写部Ｔは、転写紙Ｐを導入したのち、こ
の転写紙Ｐを挟持搬送して、感光体１の表面側に担持さ
れているトナー画像を順次、静電気力と押圧力とによっ
て転写紙Ｐの表面に転写する。このトナー画像の転写を
受けた転写紙Ｐは感光体１の表面から分離されて熱定着
方式などの定着装置５へ導入されて未定着トナー画像が
定着され、プリントなどの画像形成物として装置外へ排
出される。After the transfer paper T is introduced, the transfer paper T is nipped and conveyed, and the toner images carried on the surface side of the photoreceptor 1 are sequentially transferred by electrostatic force and pressing force. The image is transferred to the surface of the paper P. The transfer paper P to which the toner image has been transferred is separated from the surface of the photoreceptor 1 and introduced into a fixing device 5 such as a heat fixing method to fix an unfixed toner image. Is discharged to

【００２７】また、転写紙Ｐに対するトナー画像を転写
した後の感光体１の表面は、クリーニング装置６により
残留トナーなどの付着汚染物の除去をうけて清掃され、
繰り返して画像形成に供される。After the transfer of the toner image onto the transfer paper P, the surface of the photoreceptor 1 is cleaned by a cleaning device 6 to remove adhered contaminants such as residual toner.
It is repeatedly used for image formation.

【００２８】本実施の形態の画像形成装置は、感光体
１、磁気ブラシ２、反転現像装置３、およびクリーニン
グ装置６の４つのプロセス機器をカートリッジ容器１０
に包含させて画像形成装置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ものとして説明し
たが、これに限るものではない。The image forming apparatus according to the present embodiment includes four process devices, that is, a photoreceptor 1, a magnetic brush 2, a reversal developing device 3, and a cleaning device 6.
In the above description, the process cartridge system is detachable and replaceable with respect to the image forming apparatus main body at once. However, the present invention is not limited to this.

【００２９】次に、本実施の形態で用いた感光体１につ
いて述べる。Next, the photosensitive member 1 used in this embodiment will be described.

【００３０】感光体１は、負帯電のＯＰＣ感光体であ
り、直径３０mmのアルミニウム製のドラム基体上に第１
層〜第５層の機能層を下から順に設けたものである。The photosensitive member 1 is a negatively charged OPC photosensitive member, and a first photosensitive member is provided on a 30 mm-diameter aluminum drum base.
In this case, the functional layers from layer to fifth layer are provided in order from the bottom.

【００３１】第１層は、下引き層であり、ドラム基体の
欠陥などをならしたり、またレーザ露光光Ｌの反射によ
るモアレの発生を防止したりするために設けられている
厚さ約２０μｍの導電層である。The first layer is an undercoating layer, which is provided to smooth out defects of the drum base and to prevent the occurrence of moire due to the reflection of the laser exposure light L, and has a thickness of about 20 μm. Of the conductive layer.

【００３２】第２層は、正電荷注入防止層であり、ドラ
ム基体から注入された正電荷が感光体１の表面に帯電さ
れた負電荷を打ち消すの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とによって１×１
０⁶ Ωcm程度に抵抗調整された厚さ約１μｍの中抵抗層
である。The second layer is a positive charge injection preventing layer, which serves to prevent positive charges injected from the drum base from canceling out negative charges charged on the surface of the photoreceptor 1, and comprises an amylan resin and methoxy resin. 1 × 1 with methylated nylon
0 ⁶ [Omega] cm about the resistance-adjusted the thickness of the resistance layer in the approximately 1 [mu] m.

【００３３】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させた厚さ約０．３μｍの層であ
り、レーザ露光光Ｌを受けることによって正負の電荷対
を発生する。The third layer is a charge generating layer, and is a layer having a thickness of about 0.3 μm in which a disazo pigment is dispersed in a resin, and generates a positive and negative charge pair by receiving the laser exposure light L. .

【００３４】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させたものであり、Ｐ型
半導体である。したがって、感光体１の表面に帯電され
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１の表面に輸送すること
ができる。The fourth layer is a charge transport layer, in which hydrazone is dispersed in a polycarbonate resin, and is a P-type semiconductor. Therefore, negative charges charged on the surface of the photoconductor 1 cannot move through this layer, and only positive charges generated in the charge generation layer can be transported to the surface of the photoconductor 1.

【００３５】第５層は、電荷注入層であり、光硬化性の
アクリル樹脂に超微粒子のＳｎＯ₂を分散させたもので
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％分散させたものである。また、テフロンを
２６％分散させ、滑りをよくすることでキャリヤを動き
易くしている。The fifth layer is a charge injection layer, in which ultrafine particles of SnO ₂ are dispersed in a photocurable acrylic resin. Specifically, antimony-doped, low-resistance SnO ₂ particles having a particle size of about 0.03 μm are dispersed in a resin at 70 wt%. In addition, Teflon is dispersed by 26% to make the carrier easy to move by improving the slip.

【００３６】ここで本発明に用いられる感光体１として
は、通常用いられている有機感光体などを用いることが
できるが、望ましくは、有機感光体上にその抵抗が１０
⁹ 〜１０¹⁴Ω・ｃｍの材質を有する表面層を持つもの
や、アモルファスシリコン感光体などを用いると、電荷
注入帯電を実現でき、オゾン発生の防止、ならびに消費
電力の低減に効果がある。また、帯電性についても向上
させることが可能となる。As the photosensitive member 1 used in the present invention, a commonly used organic photosensitive member or the like can be used.
^When a material having a surface layer having a material of ⁹ to 10 ¹⁴ Ω · cm or an amorphous silicon photoreceptor is used, charge injection charging can be realized, which is effective in preventing ozone generation and reducing power consumption. Further, the chargeability can be improved.

【００３７】ここで表面層の体積抵抗は、金属の電極を
２００μｍの間隔で配し、その間に表面層の調合液を流
入して成膜させ、電極間に１００Ｖの電圧を印加して測
定した値である。測定は温度２３℃、湿度５０％ＲＨの
条件下で行う。Here, the volume resistance of the surface layer was measured by arranging metal electrodes at intervals of 200 μm, flowing a preparation liquid of the surface layer between the electrodes to form a film, and applying a voltage of 100 V between the electrodes. Value. The measurement is performed at a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% RH.

【００３８】また、図１（ａ）、（ｂ）に本実施の形態
で用いた磁気ブラシ２を示す。FIGS. 1A and 1B show a magnetic brush 2 used in the present embodiment.

【００３９】磁気ブラシ２は、長手方向にのみ導電性を
有する網状部材としてのメッシュ２４が巻回された非磁
性の絶縁スリーブ２１と、この絶縁スリーブ２１に内包
された磁性部材としてのマグネットロール２２と、絶縁
スリーブ２１上に付着される磁性粒子２３と、絶縁スリ
ーブ２１の端部と接触している電極２５とを備え、磁気
ブラシ２の表面と感光体１の表面との間の帯電ニップ内
での磁気ブラシ２の抵抗分布を、図３に示すように帯電
ニップの上流側では磁気ブラシ抵抗値が帯電性に適した
範囲にあり、感光体１の回転方向の帯電ニップ最下流部
である帯電ニップ出口Ａでは、高抵抗値となるように構
成している。The magnetic brush 2 includes a non-magnetic insulating sleeve 21 around which a mesh 24 serving as a net-like member having conductivity only in the longitudinal direction is wound, and a magnet roll 22 serving as a magnetic member contained in the insulating sleeve 21. And a magnetic particle 23 attached to the insulating sleeve 21, and an electrode 25 in contact with an end of the insulating sleeve 21, in the charging nip between the surface of the magnetic brush 2 and the surface of the photoconductor 1. As shown in FIG. 3, the resistance distribution of the magnetic brush 2 at the upstream side of the charging nip is such that the magnetic brush resistance value is in a range suitable for the charging property, and is the most downstream part of the charging nip in the rotation direction of the photoconductor 1 as shown in FIG. The charging nip outlet A is configured to have a high resistance value.

【００４０】また、図１（ｂ）に示すように絶縁スリー
ブ２１のメッシュ２４によって巻回された外周面には、
電極２５が感光体１との最接近位置Ｎp から上流側５m
m、下流側１mmの帯電ニップ区間に電圧印加手段として
の帯電バイアス印加電源Ｓ１からバイアス電圧が印加で
きるように、絶縁スリーブ２１の端部となる上記帯電ニ
ップ区間に接触している。これにより、感光体１の表面
の移動方向を基準とした場合の帯電ニップ出口Ａにおけ
る感光体１の表面と絶縁スリーブ２１との最近接位置Ｂ
には帯電バイアスが直接印加されないようにする。As shown in FIG. 1B, the outer peripheral surface of the insulating sleeve 21 wound by the mesh 24 has
The electrode 25 is located 5 m upstream from the closest position Np to the photosensitive member 1.
In order to apply a bias voltage from a charging bias applying power source S1 as a voltage applying means to a charging nip section 1 m downstream and 1 mm downstream, the charging nip section is in contact with the charging nip section which is an end of the insulating sleeve 21. Thus, the closest position B between the surface of the photoconductor 1 and the insulating sleeve 21 at the charging nip exit A with reference to the moving direction of the surface of the photoconductor 1
To prevent the charging bias from being applied directly.

【００４１】なお、マグネットロール２２および電極２
５は回転しないように固定され、絶縁スリーブ２１が感
光体１の回転方向と同方向に回転される。すなわち、帯
電ニップ区間にあってはそれぞれの表面が逆方向に移動
する。また、絶縁スリーブ２１は直径１６mm、長手方向
の長さが２３０mmである。さらに、絶縁スリーブ２１に
巻いたメッシュ２４は長手方向の縦糸が導電性の材料
で、周方向の横糸が絶縁性の材料で構成され、メッシュ
間隔は１００μｍである。The magnet roll 22 and the electrode 2
5 is fixed so as not to rotate, and the insulating sleeve 21 is rotated in the same direction as the rotation direction of the photoconductor 1. That is, in the charging nip section, each surface moves in the opposite direction. The insulating sleeve 21 has a diameter of 16 mm and a longitudinal length of 230 mm. Further, the mesh 24 wound around the insulating sleeve 21 has a longitudinal warp made of a conductive material and a circumferential weft made of an insulative material, and the mesh interval is 100 μm.

【００４２】本実施の形態では、網状部材として異方導
電性を持たせるためにメッシュ２４を用いたが、網状部
材としては、これに限らず導電性ゴムと絶縁性ゴムとを
交互に積層した異方導電性ゴムや、絶縁スリーブ２１上
に長手方向に所定の間隔で金属を蒸着させたものなどを
用いてもよい。また、網状部材の周方向は、必ずしも絶
縁性を有する必要はなく、帯電ニップ内での磁気ブラシ
２の抵抗分布が図３に示すように上流側では帯電性に適
した範囲にあり、帯電ニップ出口Ａでは高抵抗値であれ
ばよい。In the present embodiment, the mesh 24 is used as the mesh member in order to have anisotropic conductivity. However, the mesh member is not limited to this, and conductive rubber and insulating rubber are alternately laminated. An anisotropic conductive rubber or a material obtained by evaporating metal on the insulating sleeve 21 at predetermined intervals in the longitudinal direction may be used. In addition, the circumferential direction of the mesh member does not necessarily have to have an insulating property, and the resistance distribution of the magnetic brush 2 in the charging nip is in a range suitable for the charging property on the upstream side as shown in FIG. The outlet A may have a high resistance value.

【００４３】また、絶縁スリーブ２１に巻回されたメッ
シュ２４の表面の磁極位置での磁束密度は０．１Ｔ（テ
スラ）であった。磁束密度としては磁性粒子２３に対す
る磁気拘束力を考慮すると０．０３Ｔ以上が好ましい。The magnetic flux density at the magnetic pole position on the surface of the mesh 24 wound on the insulating sleeve 21 was 0.1 T (tesla). The magnetic flux density is preferably 0.03T or more in consideration of the magnetic restraining force on the magnetic particles 23.

【００４４】なお、本実施の形態で用いた磁性粒子２３
は、平均粒径３０μｍ、最大磁化６０Ａｍ² ／ｋｇ、密
度が２．２ｇ／cm³ の中抵抗のフェライトキャリヤを使
用している。絶縁スリーブ２１の表面から感光体１の表
面までのギャップは絶縁スリーブ２１の両端にコロ（不
図示）を装着することで最小値が５００μｍに保持され
ている。絶縁スリーブ２１上のキャリヤ量は２０ｇにし
た場合、キャリヤ溜りを含めた全体の帯電ニップ幅ｌは
約６mmとなる。この帯電ニップ幅ｌでのキャリヤ抵抗は
ＤＣ１００Ｖを印加したとき８×１０⁶ Ωであった。The magnetic particles 23 used in the present embodiment
Uses a ferrite carrier having an average particle size of 30 μm, a maximum magnetization of 60 Am ² / kg, a density of 2.2 g / cm ^{3 and} a medium resistance. The minimum value of the gap from the surface of the insulating sleeve 21 to the surface of the photoreceptor 1 is maintained at 500 μm by attaching rollers (not shown) to both ends of the insulating sleeve 21. When the carrier amount on the insulating sleeve 21 is 20 g, the entire charging nip width 1 including the carrier reservoir is about 6 mm. The carrier resistance at this charging nip width 1 was 8 × 10 ⁶ Ω when DC 100 V was applied.

【００４５】ここで、磁気ブラシ２と感光体１との周速
比は次の式で定義される。Here, the peripheral speed ratio between the magnetic brush 2 and the photosensitive member 1 is defined by the following equation.

【００４６】周速比（％）＝｛（磁気ブラシ周速−感光
体周速）／感光体周速｝×１００ 磁気ブラシ２が帯電ニップ内で感光体１の回転方向と逆
方向に回転する場合は、周速が負の値となる。磁気ブラ
シ２と感光体１との接触機会を考慮すると、周速比の絶
対値としては、１００％以上が望ましい。しかし、周速
比が−１００％であると、磁気ブラシ２の停止状態を示
すことになるので、この場合、磁気ブラシ２と感光体１
の表面とが充分に接触しないところは帯電不良となり、
停止した形状がそのままトナー画像に現れてしまう。ま
た、磁気ブラシ２の回転方向が感光体１の回転方向と順
方向である場合に、逆方向と同じ周速比を得ようとする
と、磁気ブラシ２の回転数が高くなってしまい、磁性粒
子２３の飛散などに対して不利となる。そのため、本実
施の形態においては周速比は−２００％とする。Peripheral speed ratio (%) = {(magnetic brush peripheral speed−photoconductor peripheral speed) / photoconductor peripheral speed} × 100 The magnetic brush 2 rotates in the direction opposite to the rotation direction of the photoconductor 1 in the charging nip. In this case, the peripheral speed has a negative value. Considering the chance of contact between the magnetic brush 2 and the photoconductor 1, the absolute value of the peripheral speed ratio is desirably 100% or more. However, if the peripheral speed ratio is -100%, it indicates that the magnetic brush 2 is stopped. In this case, the magnetic brush 2 and the photoconductor 1
If the surface does not make sufficient contact, poor charging will result.
The stopped shape appears on the toner image as it is. Also, if the rotation direction of the magnetic brush 2 is the forward direction with respect to the rotation direction of the photoreceptor 1, if the same circumferential speed ratio as that in the reverse direction is to be obtained, the rotation speed of the magnetic brush 2 will increase, and It is disadvantageous for scattering of 23. Therefore, in the present embodiment, the peripheral speed ratio is set to -200%.

【００４７】次に、作用について説明する。Next, the operation will be described.

【００４８】磁気ブラシ２に帯電バイアス印加電源Ｓ１
から−７００Ｖの電圧を印加し、１０００枚の画像形成
を行った。その結果、磁性粒子２３の感光体１の表面へ
の付着量は、図４に示すようになった。図４には、導電
スリーブおよび本実施の形態の異方導電性のメッシュ２
４を巻回した絶縁スリーブ２１（異方導電スリーブ）を
用い、磁性粒子２３の粒径、抵抗を可変させたときの磁
性粒子２３の付着量が示されている。A charging bias application power source S1 is applied to the magnetic brush 2.
And a voltage of -700 V was applied to form 1000 images. As a result, the amount of the magnetic particles 23 adhered to the surface of the photoconductor 1 was as shown in FIG. FIG. 4 shows the conductive sleeve and the anisotropic conductive mesh 2 of the present embodiment.
4 shows the adhesion amount of the magnetic particles 23 when the diameter and the resistance of the magnetic particles 23 are varied by using an insulating sleeve 21 (an anisotropic conductive sleeve) around which the wire 4 is wound.

【００４９】図４より、導電スリーブを用いた場合に比
べ、異方導電性のメッシュ２４を巻回した絶縁スリーブ
２１を用いた方が、磁性粒子２３の感光体１への付着量
をかなり抑えられることがわかる。FIG. 4 shows that the use of the insulating sleeve 21 in which the anisotropic conductive mesh 24 is wound significantly reduces the amount of the magnetic particles 23 attached to the photosensitive member 1 as compared with the case where the conductive sleeve is used. It is understood that it is possible.

【００５０】また、小粒径磁性粒子および低抵抗磁性粒
子に対してもかなりの効果が認められる。A considerable effect is also observed on small-diameter magnetic particles and low-resistance magnetic particles.

【００５１】次に、−７００ＶのＤＣ電圧に、周波数１
０００Ｈｚ、ピーク間電圧７００ＶのＡＣ電圧を重畳さ
せた帯電バイアスを電極２５に印加して、１０００枚の
画像形成を行った場合の磁性粒子２３の感光体１に対す
る付着量を図５に示す。Next, a DC voltage of -700 V
FIG. 5 shows the amount of magnetic particles 23 adhered to the photoconductor 1 when 1000 sheets of images were formed by applying a charging bias in which an AC voltage of 000 Hz and a peak-to-peak voltage of 700 V was superimposed on the electrodes 25.

【００５２】図５より、本実施の形態で用いた異方導電
性のメッシュ２４を巻回した絶縁スリーブ２１は、帯電
バイアスとして直流バイアスに交流バイアスを重畳した
ときでも、磁性粒子２３の感光体１への付着を抑えるの
に絶大な効果があることが確認できた。FIG. 5 shows that the insulating sleeve 21 in which the anisotropic conductive mesh 24 used in the present embodiment is wound has the photosensitive member of the magnetic particles 23 even when the AC bias is superimposed on the DC bias as the charging bias. It was confirmed that there was a tremendous effect in suppressing the adhesion to No. 1.

【００５３】従来は、帯電スリーブの表面あるいはマグ
ネットロールの表面が一様の導電率を有していたため、
帯電ニップ出口の磁性粒子の電位と感光体の表面電位と
に電位差が生じたときや、帯電バイアスとして直流バイ
アスに交流バイアスを重畳したようなときなどは、磁性
粒子の感光体への付着が起こり、磁性粒子の減少による
帯電不良などの問題が発生していた。しかし、本実施の
形態のような構成をとることにより、帯電ニップ出口の
磁性粒子２３はフロート状態に近くなるため、感光体１
の表面への静電的な力が働かず、静電気力に起因する付
着が抑えられるようになった。また、従来は電気的に付
着しやすいために、用いることが困難であった小粒径の
磁性粒子や低抵抗の磁性粒子の使用が可能となった。Conventionally, since the surface of the charging sleeve or the surface of the magnet roll has a uniform conductivity,
When a potential difference occurs between the potential of the magnetic particles at the outlet of the charging nip and the surface potential of the photoconductor, or when an AC bias is superimposed on a DC bias as a charging bias, the magnetic particles may adhere to the photoconductor. In addition, problems such as poor charging due to a decrease in magnetic particles have occurred. However, by adopting the configuration as in the present embodiment, the magnetic particles 23 at the outlet of the charging nip are close to a floating state, and thus the photosensitive member 1
The electrostatic force does not act on the surface of the substrate, and the adhesion due to the electrostatic force has been suppressed. In addition, it has become possible to use magnetic particles having a small particle diameter or magnetic particles having a low resistance, which have conventionally been difficult to use because they are easily electrically attached.

【００５４】なお、本実施の形態では、絶縁スリーブ２
１に異方導電性のメッシュ２４を巻回させた例を示した
が、表面が絶縁性の磁性部材（マグネットロール）に本
実施の形態と同様の異方導電性のメッシュを巻回させ、
このメッシュに磁性粒子を付着させた磁気ブラシを用い
てもよく、上記実施の形態と同様の効果を奏する。この
場合、マグネットロールは回転可能に構成されている。In this embodiment, the insulating sleeve 2
1 shows an example in which the anisotropic conductive mesh 24 is wound, but the same anisotropic conductive mesh as in the present embodiment is wound around a magnetic member (magnet roll) having an insulating surface.
A magnetic brush in which magnetic particles are adhered to the mesh may be used, and the same effects as in the above embodiment can be obtained. In this case, the magnet roll is configured to be rotatable.

【００５５】[0055]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の帯電装置
によれば、磁気ブラシと被帯電体との間の帯電ニップ内
における被帯電体の回転方向最下流部の磁気ブラシの電
圧印加手段からの抵抗値を前記最下流部以外の磁気ブラ
シの抵抗値より高くすることで、磁気ブラシに対し、帯
電ニップ内の最下流部では、磁性粒子を付着させるよう
な電界が発生しないことになる。As described above, according to the charging device of the present invention, the voltage applying means of the magnetic brush at the most downstream in the rotation direction of the charged body in the charging nip between the magnetic brush and the charged body. Is higher than the resistance values of the magnetic brushes other than the most downstream part, so that an electric field that causes magnetic particles to adhere to the magnetic brush is not generated in the most downstream part in the charging nip. .

【００５６】その結果、帯電ニップ内の最下流部の磁性
粒子には、被帯電体上に帯電不良部分があったり、帯電
バイアスとして直流バイアスに交流バイアスが重畳され
ていても、静電気力が働きにくくなり、磁性粒子の被帯
電体への付着を抑えることができる。As a result, even if the magnetic particles at the most downstream part in the charging nip have a defective charging portion on the member to be charged or the AC bias is superimposed on the DC bias as the charging bias, the electrostatic force acts. This makes it difficult to prevent the magnetic particles from adhering to the member to be charged.

【００５７】また、従来は電気的に付着しやすいために
用いることが困難であった小粒径の磁性粒子や低抵抗の
磁性粒子の使用が可能となった。よって、磁性粒子の付
着や帯電ムラの少ない安定した画像を長期にわたり得ら
れることとなった。In addition, it has become possible to use magnetic particles having a small particle diameter or magnetic particles having a low resistance, which were conventionally difficult to be used because of easy electrical adhesion. Therefore, a stable image with little adhesion of magnetic particles and uneven charging can be obtained for a long time.

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

【図１】本発明の実施の形態に係る帯電装置の概略構成
を示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図であ
る。FIG. 1 shows a schematic configuration of a charging device according to an embodiment of the present invention, in which (a) is a front sectional view and (b) is a side sectional view.

【図２】本発明の実施の形態に係る帯電装置が適用され
る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus to which the charging device according to the embodiment of the present invention is applied;

【図３】帯電ニップ内での磁気ブラシの抵抗分布を示す
図である。FIG. 3 is a diagram showing a resistance distribution of a magnetic brush in a charging nip.

【図４】磁性粒子の粒径および抵抗を可変させたときの
導電スリーブと異方導電性のメッシュを巻回した絶縁ス
リーブとの感光体に対する磁性粒子の付着量を示す図で
ある。FIG. 4 is a diagram showing the amount of magnetic particles attached to a photosensitive member between a conductive sleeve and an insulating sleeve wound with an anisotropic conductive mesh when the particle diameter and resistance of the magnetic particles are varied.

【図５】帯電バイアスとして直流電圧に交流電圧を重畳
させ、画像形成を行ったのちの感光体に対する磁性粒子
の付着量を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the amount of magnetic particles attached to a photoreceptor after an image is formed by superimposing an AC voltage on a DC voltage as a charging bias.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 被帯電体（感光体） ２ 磁気ブラシ ２１ 絶縁スリーブ ２２ 磁性部材（マグネットロール） ２３ 磁性粒子 ２４ 網状部材（メッシュ） ２５ 電極 REFERENCE SIGNS LIST 1 charged member (photoreceptor) 2 magnetic brush 21 insulating sleeve 22 magnetic member (magnet roll) 23 magnetic particle 24 mesh member (mesh) 25 electrode

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 磁性粒子を磁気力により拘束するととも
に、被帯電体に接触して電荷を直接注入するように電圧
が印加される磁気ブラシを有する帯電装置において、 前記磁気ブラシと前記被帯電体との間の帯電ニップ内に
おける被帯電体の回転方向最下流部の磁気ブラシの電圧
印加手段からの抵抗値を前記最下流部以外の磁気ブラシ
の抵抗値より高く形成する、 ことを特徴とする帯電装置。1. A charging device having a magnetic brush for constraining magnetic particles by a magnetic force and applying a voltage so as to contact a member to be charged and directly inject electric charge, wherein the magnetic brush and the member to be charged are provided. The resistance value from the voltage application means of the magnetic brush at the most downstream part in the rotation direction of the member to be charged in the charging nip is formed higher than the resistance value of the magnetic brushes other than the most downstream part. Charging device. 【請求項２】 前記磁気ブラシは、 磁性部材を内包する絶縁スリーブと、 該絶縁スリーブを巻回し、長手方向に沿う抵抗値が周方
向に沿う抵抗値より低く形成された網状部材と、 前記磁性部材に拘束される磁性粒子とを備え、 前記網状部材に電圧を印加する電極を、前記帯電ニップ
に対応する位置に設けた、 ことを特徴とする請求項１記載の帯電装置。2. The magnetic brush, comprising: an insulating sleeve enclosing a magnetic member; a net-like member wound around the insulating sleeve and formed so that a resistance value along a longitudinal direction is lower than a resistance value along a circumferential direction; 2. The charging device according to claim 1, further comprising: magnetic particles constrained by a member; and an electrode configured to apply a voltage to the mesh member at a position corresponding to the charging nip. 3. 【請求項３】 前記磁気ブラシは、 回転可能な磁性部材を巻回し、長手方向に沿う抵抗値が
周方向に沿う抵抗値より低く形成された網状部材と、 前記磁性部材に拘束される磁性粒子とを備え、 前記網状部材に電圧を印加する電極を、前記帯電ニップ
に対応する位置に設けた、 ことを特徴とする請求項１記載の帯電装置。3. A net-like member formed by winding a rotatable magnetic member so that a resistance value along a longitudinal direction is lower than a resistance value along a circumferential direction, and magnetic particles restrained by the magnetic member. The charging device according to claim 1, further comprising: an electrode configured to apply a voltage to the mesh member at a position corresponding to the charging nip. 【請求項４】 前記磁気ブラシは、被帯電体に対して周
速差を持って移動する、 ことを特徴とする請求項１の帯電装置。4. The charging device according to claim 1, wherein the magnetic brush moves with a peripheral speed difference with respect to the member to be charged. 【請求項５】 前記網状部材は、異方導電性のメッシュ
である、 ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１
記載の帯電装置。5. The mesh member according to claim 1, wherein the mesh member is an anisotropic conductive mesh.
The charging device as described in the above. 【請求項６】 前記網状部材は、異方導電性ゴムであ
る、 ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１
記載の帯電装置。6. The method according to claim 1, wherein the mesh member is an anisotropic conductive rubber.
The charging device as described in the above. 【請求項７】 被帯電体が表面に電荷注入層を有し、該
電荷注入層に前記磁気ブラシによって直接電荷注入を行
って帯電させる、 ことを特徴とする請求項１の帯電装置。7. The charging device according to claim 1, wherein the member to be charged has a charge injection layer on a surface thereof, and the charge injection layer is charged by directly injecting charges by the magnetic brush.