JP3198364B2

JP3198364B2 - 帯電方法

Info

Publication number: JP3198364B2
Application number: JP08346593A
Authority: JP
Inventors: 邦男重田; 哲羽根田; 幸恵細越澤; 真和福地; 静雄森田; 弘之野守
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1993-04-09
Filing date: 1993-04-09
Publication date: 2001-08-13
Anticipated expiration: 2016-08-13
Also published as: JPH06295115A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、静電
記録装置等の画像形成装置に組み込まれた磁気ブラシ帯
電装置により像形成体の帯電を行う帯電方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式による画像形成装置
において、感光体ドラム等の像形成体の帯電には、一般
にコロナ帯電器が使用されていた。このコロナ帯電器
は、高電圧を放電ワイヤに印加して、放電ワイヤの周辺
に強電界を発生させ気体放電を行うもので、その際発生
する電荷イオンを像形成体に吸着させることにより帯電
が行われる。

【０００３】このような従来の電子写真方式の画像形成
装置に用いられているコロナ帯電器は、像形成体と機械
的に接触することなく帯電させることができるため、帯
電時に像形成体を傷付けることがないという利点を有し
ている。しかしながら、このコロナ帯電器は高電圧を使
用するために感電したり、リークする危険があり、かつ
気体放電に伴って発生するオゾンが人体に有害であり、
像形成体の寿命を短くするという欠点を有していた。ま
た、コロナ帯電器による帯電電位は温度，湿度に強く影
響されるので不安定であり、さらに、コロナ帯電器では
高電圧によるノイズの発生があり、高電圧入力後に安定
した帯電電位を得るには５秒以上の時間が必要であっ
て、このことが通信端末機や情報処理装置として電子写
真式画像形成装置を利用する場合の大きな欠点となって
いる。

【０００４】このようなコロナ帯電器の多くの欠点は、
帯電が主として気体放電により行われることに原因があ
る。

【０００５】そこで、コロナ帯電器のような高電圧の気
体放電を行わず、しかも像形成体に機械的損傷を与える
ことなく、該像形成体を帯電させることのできる帯電装
置として、磁石体を内包した円筒状の搬送担体上に磁性
粒子を吸着して磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシで
直流バイアス電圧印加下に像形成体の表面を摺擦するこ
とにより帯電を行うようにした帯電装置が特開昭59-133
569号公報に開示されている。

【０００６】前記磁気ブラシは磁性粒子からなる柔軟な
ブラシであるため、像形成体を損傷することなく帯電を
付与することができ、ファーブラシ帯電装置、導電性弾
性ロールを用いた帯電装置等の他の接触帯電装置に比べ
優れている。しかしながら、前記磁気ブラシ帯電装置を
用いた場合でも、必ずしも均一な帯電が得られなかっ
た。

【０００７】そこで、例えば特開平4-21873号公報に
は、磁気ブラシに直流成分を含む交流バイアス電圧を印
加して像形成体を帯電する磁気ブラシ帯電方法が提案さ
れた。この公報では、前記交流バイアス電圧を、そのピ
ーク間電圧Ｖ_P-Pが磁気ブラシの放電限界値を越える電
圧となるように設定して帯電を行うもので、交流バイア
ス電圧の周波数は好ましくは100〜500Ｈzとされる。ま
た、用いる磁性粒子は粒径20〜200μm、抵抗率10⁵〜10⁹
Ω・cmの鉄、酸化鉄、フェライト粒子とされ、それによ
って像形成体上に均一な帯電を付与することができるこ
とが記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に記載の帯電方法では、長時間使用すると磁気ブラシ
を形成する磁性粒子の表面に感光体上に残留したトナー
等が付着して磁気ブラシの抵抗が変化し、帯電性能が低
下するという問題点、並びに環境変化特に低温低湿にな
ると磁性粒子の抵抗が高くなり、感光体に磁性粒子が付
着したり、電荷の注入が充分に行われず帯電ムラを発生
するという問題点がある。

【０００９】本発明は上記問題点を解決して、長時間使
用後、また環境条件が変化しても帯電性能が変化せず、
高速で均一な帯電が可能な磁気ブラシによる帯電方法を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する手段
の一つは、搬送担体上に磁性粒子からなる磁気ブラシを
形成させ、該磁気ブラシに直流成分を有する交流バイア
ス電圧を印加して、像形成体の移動に対して移動・摺擦
させることによって、前記像形成体の帯電を行う帯電方
法において、前記磁気ブラシを形成する磁性粒子は、磁
性粒子コアの表面を導電性微粒子を含む樹脂層で被覆さ
れた磁性粒子であり、該導電性微粒子を含む樹脂層にお
ける導電性微粒子と樹脂との比率が３：100〜20：100で
あり、かつ、導電性微粒子の平均粒径が１μm以下であ
ることを特徴とする帯電方法である。

【００１１】また、上記目的を達成する他の手段は、搬
送担体上に磁性粒子からなる磁気ブラシを形成させ、該
磁気ブラシに直流成分を有する交流バイアス電圧を印加
して、像形成体の移動に対して移動・摺擦させること
に、前記像形成体の帯電を行う帯電方法において、前記
磁気ブラシを形成する磁性粒子は、磁性粒子コアの表面
を樹脂層で被覆した磁性粒子であり、かつ、前記磁性粒
子の平均粒径ｄ、樹脂層の膜厚ｈ及び前記搬送担体と像
形成体との距離Ｄは以下の関係（Ｄ×ｈ）／ｄ≦５（Ｄ，ｈ，ｄともに単位はμ
m）を満たすことを特徴とする帯電方法である。

【００１２】さらにまた、上記目的を達成する他の手段
は、搬送担体上に磁性粒子からなる磁気ブラシを形成さ
せ、該磁気ブラシに直流成分を有する交流バイアス電圧
を印加して、像形成体の移動に対して移動・摺擦させる
ことによって、前記像形成体の帯電を行う帯電方法にお
いて、前記磁気ブラシを形成する磁性粒子は、表面に凹
部を有し、該凹部には樹脂が埋没されている磁性粒子で
あることを特徴とする帯電方法である。

【００１３】

【作用】本発明においては、磁性粒子の表面を適切な層
厚を有する導電性又は絶縁性の樹脂で被覆、又は凹部を
樹脂で埋没したので、長時間使用、あるいは磁性粒子の
環境条件変化による抵抗変化がなく、磁性粒子の表面の
トナー等による汚染もない。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１５】図１は本発明を適用した磁気ブラシ帯電装
置を備えた画像形成装置である複写機の概要断面図、図
２は図１の磁気ブラシ帯電装置を示す拡大断面図、図３
は帯電スリーブに印加するバイアス電圧の交流成分の好
ましい範囲を示すグラフである。

【００１６】図１において、10は矢示(時計)方向に周速
240mm/secで回転する像形成体である感光体ドラムで、
アルミニウム等から成る導電基材上に下引層、電荷発生
層、電荷輸送層の順に設けて成るＯＰＣ感光層を有する
負帯電性の感光体ドラムである。その周縁部には後述す
る磁気ブラシ帯電装置20、除電器11、像光Ｌの入射する
露光部12、現像器30、転写ローラ13、クリーニング装置
50等が設けられている。除電器11は例えばＬＥＤアレイ
から成り、制御部の制御によって駆動されて、感光体ド
ラム10の表面の像光Ｌの入射領域外の枠部分の帯電を消
去する。この除電器11は、磁気ブラシ帯電装置20による
帯電が現像器30に用いられているトナーの帯電と同極性
で、感光体ドラム10の表面の像光Ｌが入射した部分にト
ナーが付着させられる反転現像の場合には不要となる。

【００１７】感光体ドラム10の帯電面にスリット露光装
置やレーザビームスキャナーによって像光Ｌが入射され
て静電潜像が形成され、その静電潜像を現像器30が感光
体ドラム10の帯電と逆極性または同極性に帯電したトナ
ーによって正規現像または反転現像する。

【００１８】図示例の現像器30は、トナーと磁性キャリ
アを混合した２成分現像剤から成る磁気ブラシを現像ス
リーブ31上に形成して矢印方向に搬送し、現像スリーブ
31に感光体ドラム10の帯電と逆極性のバイアス電圧を、
正規現像の場合はかぶり防止用として、また反転現像の
場合はトナーの静電像への付着促進用として印加して現
像する磁気ブラシ現像装置であるが、１成分現像剤を用
いるものでも、現像スリーブ31上に感光体ドラム10と非
接触の現像剤層を形成して搬送し、現像スリーブ31に印
加するバイアス電圧に交流成分も加えて、現像スリーブ
31が感光体ドラム10に近接する現像域で現像剤層からト
ナーを飛翔させて静電像に付着させる非接触現像を行う
ものでもよい。

【００１９】本実施例のコピープロセスの基本動作は、
図示しない操作部よりコピー開始指令が図示しない制御
部に送出されると、制御部の制御により、感光体ドラム
10は矢示方向に回転を始める。感光体ドラム10の回転に
従いその周面は、後述する磁気ブラシ帯電装置20により
一様に帯電され通過する。感光体ドラム10上には、露光
部12において像光Ｌによる画像の書き込みが行われ、画
像に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は現
像器30によって現像され、感光体ドラム10上にはトナー
像が形成される。

【００２０】一方、給紙カセット40からは、記録紙Ｐが
一枚ずつ第１給紙ローラ41によって繰り出される。この
繰り出された記録紙Ｐは、感光体ドラム10上の前記トナ
ー像と同期して作動する第２給紙ローラ42によって感光
体ドラム10上に送出される。そして電源14からバイアス
電圧が印加されている転写ローラ13の作用により、感光
体ドラム10上のトナー像が記録紙Ｐ上に転写され、感光
体ドラム10上から分離される。トナー像を転写された記
録紙Ｐは搬送手段80を経て図示しない定着装置へ送ら
れ、熱定着ローラ及び圧着ローラによって挟持され、溶
融定着されたのち装置外へ排出される。記録紙Ｐに転写
されずに残ったトナーを有して回転する感光体ドラム10
の表面は、ブレード51等を備えたクリーニング装置50に
より掻き落とされ清掃されて次回の記録に待機する。

【００２１】次に、磁気ブラシ帯電装置20について説明
する。図２において、21は磁性粒子、22は例えばアルミ
ニウムなどの非磁性かつ導電性の金属からなる磁性粒子
21の搬送担体である帯電スリーブで、その表面は磁性粒
子21の安定な均一搬送のために表面の平均粗さを２〜15
μmとすることが好ましい。平滑であると搬送は十分に
行えなく、粗すぎると表面の凸部から過電流が流れ、ど
ちらにしても帯電ムラが生じ易い。上記の表面粗さとす
るにはサンドブラスト処理が好ましく用いられる。ま
た、帯電スリーブ22の直径は５〜20mmが好ましい。上記
径とすることにより帯電に必要な接触領域を確保する。
接触領域が必要以上に大きいと帯電電流が過大となる
し、小さいと帯電ムラが生じ易い。本実施例では５mmと
された。23は帯電スリーブ22の内部に固定して配設され
た円柱状の磁石体で、この磁石体23は図に示すように周
縁に帯電スリーブ22表面で700ガウスとなるようにＳ極
及びＮ極交互に着磁された８磁極を有している。帯電ス
リーブ22は磁石体23に対し回動可能になっていて、感光
体ドラム10との対向位置で感光体ドラム10の移動方向と
同方向に0.3〜2.0倍の周速度で回転させられるのが好ま
しい。

【００２２】25は前記磁性粒子21の貯蔵部を形成するケ
ーシングで、このケーシング25内に前記帯電スリーブ22
と磁石体23が配置されており、またケーシング25の出口
には規制板26が設けてあって、帯電スリーブ22に付着し
て搬出される磁性粒子21層の厚さを規制する。規制板26
の先端と帯電スリーブ22との間隙Ｄhは、磁性粒子21の
搬送量すなわち帯電領域における帯電スリーブ22上の磁
性粒子21の存在量が10〜300mg/cm²特に好ましくは30〜1
50mg／cm²となるよう調整される。27は磁性粒子21を撹
拌して均一にするための撹拌器である。

【００２３】また、帯電スリーブ22が感光体ドラム10に
対向する間隙Ｄsdは、0.1 〜５mmの範囲に設定すること
ができ、この範囲より狭くなると、感光体ドラム10等の
耐久性が早く低下するようになるか、感光体ドラム10を
適当に摺擦する磁性粒子21から成る磁気ブラシ21Aの形
成が困難になるし、逆に広くなると、磁気ブラシ21Aで
感光体ドラム10を均一に接触すること、従って感光体ド
ラム10を均一に帯電させることが困難になる。この実施
例ではＤh＝Ｄsdとした。これにより帯電スリーブ22と
感光体ドラム10との間隙Ｄsdは厚さを規制された導電性
の磁気ブラシ21Aで接続される。

【００２４】そして、帯電スリーブ22に印加するバイア
ス電圧は、直流成分に交流成分を重畳した交流バイアス
電圧で、その直流成分は感光体ドラム10の帯電電圧と等
しい−500〜−1000Ｖの範囲が適当であるが、交流成分
は図３に示した白抜き範囲とするのが安定して帯電が行
われる点で好ましい。図３の縦線で陰を有した範囲は絶
縁破壊の生じ易い範囲、斜線で陰を付した範囲は帯電ム
ラを生じ易い範囲、散点状の陰を施した低周波領域は、
周波数が低いために帯電ムラが生ずるようになる範囲で
ある。交流成分の波形は、正弦波に限らず、矩形波や三
角波等であってもよい。本実施例の交流バイアス電圧
は、直流成分は−700Ｖ、交流成分Ｖ_P-Pは1,000Ｖ，周
波数1.5ｋＨzとした。

【００２５】感光体ドラム10は、導電基材10ｂとその表
面を覆う感光体層10ａとからなり、導電基材10ｂは接地
されている。

【００２６】24は帯電スリーブ22と導電基材10ｂとの間
に前記交流バイアス電圧を付与するバイアス電源で、交
流バイアス電圧は保護抵抗Ｒを経て前記帯電スリーブ22
に印加されている。なおバイアス電源24は、直流成分は
定電圧制御を、交流成分は定電流制御を行っている。

【００２７】図２に示す例に限らず、磁石体23が周方向
の等分位置にＮ，Ｓ磁極を有して磁性粒子21の搬送方向
と逆方向に回転するもので、帯電スリーブ22が静止する
ものでも磁石体23と逆方向に回転するものでもよい。ま
た、帯電スリーブ22や磁石体23の上述の回転方向は、帯
電スリーブ22が感光体ドラム10に対向した位置の磁気ブ
ラシ21Aの搬送方向を感光体ドラム10の移動方向と逆方
向とするものでもよい。しかし、感光体ドラム10の帯電
の均一性や感光体ドラム10の摺擦位置を通過した磁気ブ
ラシ21Aの容器25内への還元性さらには感光体ドラム10
等の耐久性の点で好ましいのは、磁気ブラシの上述の搬
送方向が感光体ドラム10の移動方向と同方向であり、さ
らに搬送速度が感光体ドラム10の移動速度の0.3〜2.0倍
であることが好ましい。本実施例では感光体ドラム10の
移動速度と帯電スリーブ22の移動速度は対向部において
同方向同速度とした。感光体ドラム10を矢示方向に回転させながら帯電スリー
ブ22を矢示同方向に感光体ドラム10の周速度と同速度で
回転させると、帯電スリーブ22に付着・搬送される磁性
粒子21の層は規制板26によって層厚が規制されると同時
に、磁性粒子21は磁石体23の磁力線により帯電スリーブ
22上の感光体ドラム10との対向位置で磁気的に鎖状に連
結して一種のブラシ状になり、いわゆる磁気ブラシ21A
が形成される。そしてこの磁気ブラシ21Aは帯電スリー
ブ22の回転方向に搬送されて感光体ドラム10の感光体層
10ａに接触する。帯電スリーブ22と感光体ドラム10との
間には前記交流バイアス電圧が印加されているので、磁
気ブラシ21Aを経て感光体層10ａ上に電荷が注入されて
一様に高速で帯電が行われる。

【００２８】次に本発明に用いられる磁性粒子について
説明する。

【００２９】一般に、磁気ブラシ帯電装置に用いられる
磁性粒子は、磁性体として従来の二成分現像剤の磁性キ
ャリヤ粒子におけると同様の、鉄，クロム，ニッケル，
コバルト等の金属、あるいはそれらの化合物や合金、例
えば四三酸化鉄，γ−酸化第二鉄，二酸化クロム，酸化
マンガン，フェライト，マンガン−銅系合金、と云った
強磁性体の粒子が用いられる。

【００３０】以上のような磁性粒子は球状であることが
好ましい。それは、搬送担体に形成される粒子層が均一
となり、また搬送担体に高いバイアス電圧を均一に印加
することが可能となると云う効果も与える。すなわち、
磁性粒子が球形化されていることは、（１）一般に、磁
性粒子は長軸方向に磁化吸着され易いが、球形化によっ
てその方向性が無くなり、従って、層が均一に形成さ
れ、局所的に抵抗の低い領域や層厚のムラの発生を防止
する、（２）磁性粒子の高抵抗化と共に、従来の粒子に
見られるようなエッジ部が無くなって、エッジ部への電
界の集中が起こらなくなり、その結果、磁性粒子搬送担
体に高いバイアス電圧を印加しても、像形成体面に均一
に放電して帯電ムラが起こらない、という効果を与え
る。

【００３１】以上のような効果を奏する球形粒子には磁
性粒子の抵抗率が10³Ω・cm以上10¹²Ω・cm以下、特に10⁶
Ω・cm以上10¹⁰Ω・cm以下であるように導電性の磁性粒子
を形成したものが好ましい。この抵抗率は、粒子を0.50
cm²の断面積を有する容器に入れてタッピングした後、
詰められた粒子上に１kg/cm²の荷重を掛け、荷重と底面
電極との間に1,000Ｖ/cmの電界が生ずる電圧を印加した
ときの電流値を読み取ることで得られる値であり、この
抵抗率が低いと、搬送担体にバイアス電圧を印加した場
合に、磁性粒子に電荷が注入されて、像形成体面に磁性
粒子が付着し易くなったり、あるいはバイアス電圧によ
る像形成体の絶縁破壊が起こり易くなったりする。ま
た、抵抗率が高いと電荷注入が行われず帯電が行われな
い。

【００３２】次に、本発明に用いられる磁性粒子につい
て説明する。

【００３３】（実施例１）請求項１の発明に用いられる
磁性粒子は、磁性粒子コアとして前述の磁性粒子を用
い、その表面を例えば導電性酸化チタン、鉄、ニッケ
ル、コバルト等の平均粒径１μm以下、抵抗率10⁴Ω・cm
以下の導電性微粒子を重量比3/100〜20/100の割合で分
散して含有したスチレン系樹脂，ビニル系樹脂，エチレ
ン系樹脂，ロジン変性樹脂，アクリル系樹脂，ポリアミ
ド樹脂，エポキシ樹脂，ポリエステル樹脂等の樹脂で、
0.5〜５μm好ましくは１〜２μmの厚さに被覆して得ら
れた粒子を、従来公知の平均粒径選別手段で粒径選別す
ることによって図４に示す磁性粒子21ａが得られる。図
の211は磁性粒子コア、212は磁性粒子コア211の表面を
被覆する樹脂層、213は導電性微粒子である。磁性粒子2
1ａの平均粒径（重量平均）は30〜100μm、その飽和磁
化は20〜100emu/g、磁性粒子の抵抗率は10²〜10¹⁰Ω・c
mであるが、平均粒径（重量平均）40〜70μm、その飽和
磁化40〜80emu/g、磁性粒子の抵抗率10⁷Ω・cm以下であ
ることが好ましい。

【００３４】上記の理由は、導電性微粒子／被覆樹脂の
比率が3/100未満であると、磁性粒子21ａの抵抗が高く
なり、帯電ムラ及び磁性粒子付着が発生する。また、導
電性微粒子／被覆樹脂の比率が20/100を越えると、磁性
粒子21ａの表面に露出する導電性微粒子213の割合が増
え、樹脂を被覆しない磁性粒子と同様の性質となり環境
条件による帯電変動や低温低湿時に帯電ムラや磁性粒子
付着が発生する。さらにまた、導電性微粒子213の平均
粒径が１μmを越えると、被覆する樹脂層212の表面に導
電性微粒子213の一部が突出し、この部分に電気力線が
集中し放電が起き易く、細かいリングマーク状の帯電ム
ラが発生するからである。

【００３５】（実写テスト１）磁性粒子コア211とし
て、平均粒径60μm、飽和磁化70emu/gの球形フェライト
を用い、導電性微粒子213として数種の粒径の導電性酸
化チタンを用いて成る数種の磁性粒子21ａを試作し、前
記複写機にこの磁性粒子21ａを順次用いた磁気ブラシ帯
電装置20を組み込み像形成テストを行った。なお、テス
トは画像形成装置を30℃，ＲＨ80％の高温高湿雰囲気下
に一晩放置した後、20℃,ＲＨ50％の通常雰囲気下(これ
をＮ.Ｎ.と記す)と、10℃,20％の低温低湿雰囲気下（こ
れをＬ.Ｌ.と記す）の実写テストとを行い、帯電ムラ
（画像濃度ムラ）、磁性粒子付着（磁性粒子付着に基づ
く画像欠陥で、表１ではキャリア付着と記す）等の画像
欠陥を測定した。

【００３６】前記帯電ムラの測定は高濃度ベタ画像部の
濃度をそれぞれ画像解析装置ＲＴ−2000(ヤーマン社製)
を用いて、試料の100μm×100μm角の部分を100点（デ
ータ数100）ずつ測定し、下記評価基準により「○」，
「×」方式で評価し、得られた結果を表１に示した。

【００３７】帯電ムラの評価基準「○」・・・・データ数100の平均濃度が1.3以上で、か
つデータ数100の標準偏差が0.2以下の場合「△」・・・・データ数100の平均濃度が1.2以上1.3未
満で、かつデータ数100の標準偏差が0.2以下の場合「×」・・・・データ数100の平均濃度が1.2未満である
か、又は標準偏差が0.2を越える場合磁性粒子付着による画像欠陥の測定は、白地部のカブリ
の発生を光学濃度計で測定し、「○」・・・・白地部カブリが0.01以下の場合「×」・・・・白地部カブリが0.01を越える場合上記テストで良好な結果の得られた磁性粒子21ａを装填
した磁気ブラシ帯電装置を組み込み、かつラインスピー
ドを400mm/secに高速化したKonica 4045複写機の改造機
を用い、それぞれ１万回ずつの実写テストを行った結
果、いずれも高解像力、高濃度で鮮明な画像が得られた
（表１の１万Ｃ後の欄の○印）。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１の被覆率は磁性粒子全体の重量に対す
る被覆層の重量比を％で表したものである。

【００４０】（実施例２）次に、請求項２の発明に用い
られる磁性粒子について説明する。

【００４１】この磁性粒子は、磁性粒子コアとして実施
例１の磁性粒子コア211を用い、その表面を例えばスチ
レン系樹脂，ビニル系樹脂，エチレン系樹脂，ロジン変
性樹脂，アクリル系樹脂，ポリアミド樹脂，エポキシ樹
脂，ポリエステル樹脂等の樹脂で、後述する厚さに被覆
して得られた粒子を、従来公知の平均粒径選別手段で粒
径選別することによって得られる。その平均粒径（重量
平均）は30〜100μm、その飽和磁化は20〜100emu/g、磁
性粒子の抵抗率は10²〜10¹⁰Ω・cmで、平均粒径（重量
平均）40〜70μm、その飽和磁化40〜80emu/g、磁性粒子
の抵抗率10⁷Ω・cm以下であるのが好ましい。

【００４２】この磁性粒子は図５に示すような磁性粒子
21ｂで、磁性粒子コア211表面を樹脂層212で被覆した磁
性粒子21ｂであり、かつ、前記磁性粒子21ｂの平均粒径
ｄ、樹脂層212の膜厚ｈ及び帯電スリーブ22と感光体ド
ラム10との距離Ｄsd(請求項２のＤ)は以下の関係（Ｄsd×ｈ）／ｄ≦５（Ｄsd，ｈ，ｄともに単位
はμm）を満たすようにされる。

【００４３】すなわち、帯電スリーブ22と感光体ドラム
10との間隙間に存在する樹脂層212の厚さの総和が10μm
以下となるようされている。もし上記数値が10を越える
ようになると、帯電スリーブ22と感光体ドラム10の間に
厚い絶縁層が存在することになるため、感光体への電荷
注入が不充分となり、帯電ムラや感光体ドラム10への磁
性粒子付着が発生する。この磁性粒子付着は感光体が帯
電不足となり帯電スリーブ22と感光体ドラム10表面との
間に電位差が発生し、これによる電界によって磁性粒子
が感光体表面に反転現像されて生ずるものである。

【００４４】（実写テスト２）磁性粒子コア211とし
て、平均粒径ｄが60μm、80μm、120μmの３種類の球形
フェライトを用い、前記樹脂層212の厚さｈ及び前記Ｄs
dを表２のように変えて数種の磁性粒子21ｂを試作し、
前記複写機にこの磁性粒子21ｂを順次用いた磁気ブラシ
帯電装置20を組み込み像形成テストを行った。なお、テ
ストは画像形成装置を30℃，ＲＨ80％の高湿下に一晩放
置した後、20℃,ＲＨ50％の通常雰囲気下(これをＮ.Ｎ.
と記す)と、10℃,20％の低温低湿雰囲気下（これをＬ.
Ｌ.と記す）の実写テストとを行い、帯電ムラ（画像濃
度ムラ）、磁性粒子付着（磁性粒子付着に基づく画像欠
陥）等の画像欠陥を測定した。判定基準は実写テスト１
と同様である。

【００４５】このテストの結果は、表２に示すように、
（Ｄsd×ｈ）／ｄの値が５以下のものは良好な結果が得
られたが、５を越えるものは不良で実用に適さなかっ
た。

【００４６】上記テストで良好な結果の得られた磁性粒
子21ｂを装填した磁気ブラシ帯電装置を組み込み、かつ
ラインスピードを400mm/secに高速化したKonica 4045複
写機の改造機を用い、それぞれ１万回ずつの実写テスト
を行った結果、いずれも高解像力、高濃度で鮮明な画像
が得られた（表１の１万Ｃ後の欄の○印）。

【００４７】

【表２】

【００４８】（実施例３）さらに、請求項３の発明に用
いられる磁性粒子について説明する。

【００４９】この磁性粒子は表面に凹部を有する磁性粒
子コアの該凹部に樹脂を埋没してなるもので、磁性粒子
コアには凹部を有するフェライトや鉄の不定形粒子が用
いられる。

【００５０】図６はこの磁性粒子の模式図である。図に
おいて、21ｃは本発明の磁性粒子、215は磁性粒子コ
ア、216は埋没する樹脂である。かかる磁性粒子21ｃを
得るには、磁性粒子コア215と樹脂216を充分に微細にし
た粉末を一定の割合で混合撹拌し、樹脂216の粉末を磁
性粒子コア215の表面及び凹部に付着させる。両者の混
合を充分に行うと樹脂216の粉末の殆どは磁性粒子コア2
15の凹部に埋没し、その表面には殆ど付着しないものが
得られる。このような状態になった後、磁性粒子コア21
5を加熱して樹脂216の粉末を溶融させると図６に示す磁
性粒子21ｃが得られる。

【００５１】この埋没する樹脂216にはポリスチレン、
スチレンアクリル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、
フッ素樹脂、ポリエステル樹脂等が用いられるがこれに
限定されるものではない。樹脂216の使用量は磁性粒子
コア215の重量100に対し0.1〜10重量部、好ましくは0.4
〜5.0重量部である。

【００５２】このようにして得られる磁性粒子21ｃは、
樹脂216の付着量は0.1〜10重量％、飽和磁化は20〜100e
mu/g、平均粒径は30〜100μm、抵抗率は10¹⁰Ω・cm以下
で、見かけ密度2.0〜3.0g/cm³となるよう調製される
が、樹脂216の付着量0.4〜5.0重量％、飽和磁化40〜80e
mu/g、平均粒径40〜70μm、抵抗率10⁷Ω・cm以下である
のが好ましい。

【００５３】（実写テスト３）磁性粒子コア213とし
て、不定形鉄粉と表面に凹部のない球形鉄粉を用い、被
覆用の樹脂層216の樹脂の種類と被覆率を変えて実写テ
スト１と同様のテストを行った。その結果は表３に示す
ように不定形鉄粉を用い、被覆率２〜３％としたものは
良好な結果が得られたが、球形鉄粉を用い被覆率 0.5％
以下のものの樹脂216は剥離し易く、磁性粒子としての
特性が不安定となり、剥離した樹脂216（通常白粉と呼
ぶ）は感光体に付着して悪影響を及ぼしたり、現像器に
混入し現像剤の帯電性を変化させるという欠陥があっ
た。このテストで良好なものについて実写テスト１と同
様の１万回コピーテストを行ったが結果は良好で実用に
適することが判明した。実写テストの判定条件、表示方
法は実写テスト１と全く同様である。

【００５４】

【表３】

【００５５】

【発明の効果】本発明の帯電方法によれば、長時間使用
後においても、また環境条件が変化しても磁性粒子の抵
抗率及び磁気ブラシの抵抗が変化せず、従って、長期間
使用時及び環境条件変化時の帯電性能の変動を防止し、
低温低湿においても感光体への磁性粒子の付着や帯電ム
ラを発生しない、高速で均一な帯電が可能な磁気ブラシ
による帯電方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した帯電装置を備えた画像形成装
置を示す概要断面図である。

【図２】本発明を適用した磁気ブラシ帯電装置の一実施
例を示す拡大断面図である。

【図３】帯電スリーブに印加するバイアス電圧の交流成
分の好ましい範囲を示すグラフである。

【図４】本発明の実施例１の磁性粒子を示す模式図であ
る。

【図５】本発明の実施例２の磁性粒子を示す模式図であ
る。

【図６】本発明の実施例３の磁性粒子を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

10 感光体ドラム（像形成体） 20 磁気ブラシ帯電装置 21,21ａ,21ｂ,21ｃ磁性粒子 21A 磁気ブラシ 22 帯電スリーブ（搬送担体） 23 磁石体 24 バイアス電源 26 規制板Ｒ保護抵抗

フロントページの続き (72)発明者森田静雄東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内 (72)発明者野守弘之東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内審査官井上彌一 (56)参考文献特開平４−21873（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−133569（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−135956（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−187267（ＪＰ，Ａ) 特開平４−234063（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/02 G03G 15/02 - 15/02 103 G03G 15/09 - 15/095 G03G 9/10 - 9/113

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】搬送担体上に磁性粒子からなる磁気ブラ
シを形成させ、該磁気ブラシに直流成分を有する交流バ
イアス電圧を印加して、像形成体の移動に対して移動・
摺擦させることによって、前記像形成体の帯電を行う帯
電方法において、前記磁気ブラシを形成する磁性粒子は、磁性粒子コアの
表面を導電性微粒子を含む樹脂層で被覆した磁性粒子で
あり、該導電性微粒子を含む樹脂層における導電性微粒
子と樹脂との比率が３：100〜20：100であり、かつ、導
電性微粒子の平均粒径が１μm以下であることを特徴と
する帯電方法。
【請求項２】搬送担体上に磁性粒子からなる磁気ブラ
シを形成させ、該磁気ブラシに直流成分を有する交流バ
イアス電圧を印加して、像形成体の移動に対して移動・
摺擦させることによって、前記像形成体の帯電を行う帯
電方法において、前記磁気ブラシを形成する磁性粒子は、磁性粒子コアの
表面を樹脂層で被覆した磁性粒子であり、かつ、前記磁
性粒子の平均粒径ｄ、樹脂層の膜厚ｈ及び前記搬送担体
と像形成体との距離Ｄは以下の関係（Ｄ×ｈ）／ｄ≦５（Ｄ，ｈ，ｄともに単位はμ
m）を満たすことを特徴とする帯電方法。
【請求項３】搬送担体上に磁性粒子からなる磁気ブラ
シを形成させ、該磁気ブラシに直流成分を有する交流バ
イアス電圧を印加して、像形成体の移動に対して移動・
摺擦させることによって、前記像形成体の帯電を行う帯
電方法において、前記磁気ブラシを形成する磁性粒子は、表面に凹部を有
し、該凹部には樹脂が埋没されている磁性粒子であるこ
とを特徴とする帯電方法。