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JPH06186821A - Image forming device - Google Patents

Image forming device

Info

Publication number
JPH06186821A
JPH06186821A JP34275892A JP34275892A JPH06186821A JP H06186821 A JPH06186821 A JP H06186821A JP 34275892 A JP34275892 A JP 34275892A JP 34275892 A JP34275892 A JP 34275892A JP H06186821 A JPH06186821 A JP H06186821A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charging
magnetic
image forming
magnetic particles
sleeve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP34275892A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Haneda
哲 羽根田
Kunio Shigeta
邦男 重田
Yukie Hosogoezawa
幸恵 細越澤
Masakazu Fukuchi
真和 福地
Shizuo Morita
静雄 森田
Hiroyuki Nomori
弘之 野守
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP34275892A priority Critical patent/JPH06186821A/en
Publication of JPH06186821A publication Critical patent/JPH06186821A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an image forming device in which magnetic particles are prevented from adhering to an image forming body and stable electrostatic charging is efficiently performed at a low cost. CONSTITUTION:This image forming device is provided with an electrostatic charging device 20 in which a non-magnetic conductive electrostatic charging sleeve 22 rotatably disposed on the outer periphery of a magnetic substance 23 having magnetic poles arranged and fixed on its outer periphery, and a magnetic brush 21A consisting of the layer of the magnetic particles 21 adhering to the outer periphery of the sleeve 22 are brought into contact with a moving photosensitive drum 10, and oscillating electric field is formed between the sleeve 22 and the drum 10, so that the drum 10 is electrostatically charged. Then, the particle size, the resistivity and the magnetic susceptibility of the magnetic particle 21 are 40-60mum, 10<4>-10<10>OMEGA.cm, and 40-80emu/g, respectively, and common to the magnetic particles used for development.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、静電
記録装置等の静電転写プロセスを利用する画像形成装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus utilizing an electrostatic transfer process such as an electrophotographic copying machine and an electrostatic recording apparatus.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, a corona charger has generally been used for charging an image forming body such as a photosensitive drum. This corona charger applies a high voltage to the discharge wire to generate a strong electric field around the discharge wire to perform gas discharge, and the charged ions generated at that time are adsorbed to the image forming body to charge. Done.

【0003】このような従来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
イズ発生があって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。
Since the corona charger used in such a conventional image forming apparatus can be charged without mechanical contact with the image forming body, it is said that the image forming body is not damaged during charging. Have advantages. However, since this corona charger uses a high voltage, there is a risk of electric shock or leakage, and ozone generated by gas discharge is harmful to humans, which shortens the life of the image forming body. Had. Further, the charging potential of the corona charger is unstable because it is strongly affected by temperature and humidity. Further, the corona charger generates noise due to high voltage, which causes electrophotographic image formation as a communication terminal or an information processing device. This is a major drawback when using the device.

【0004】このようなコロナ帯電器の多くの欠点は、
帯電を行うのに気体放電を伴うことに原因がある。
Many drawbacks of such corona chargers are:
The cause is that gas discharge is involved in charging.

【0005】そこで、コロナ帯電器のような高圧の気体
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導電性
の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59-133569号、特開平4-218
73号、特開平4-116674号公報に開示されている。
Therefore, a magnet body is included as a charging device capable of charging the image forming body without causing high-pressure gas discharge like a corona charger and without mechanically damaging the image forming body. A charging device in which conductive magnetic particles are adsorbed on a cylindrical carrier to form a magnetic brush, and the surface of an image forming body is rubbed with the magnetic brush to perform charging is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-242242. 59-133569, JP-A-4-218
No. 73 and Japanese Patent Laid-Open No. 4-116674.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前記公報に開示された
帯電装置を用いる画像形成装置においては、帯電装置と
現像器に用いる磁性粒子は異なり2種類の磁性粒子が用
いられていた。従って、帯電時に像形成体に磁性粒子が
付着すると現像時に回収して現像剤に取り込むことがで
きないので、転写時に導電性の磁性粒子を通して転写電
圧の漏洩や放電が起こるとか、クリーニング時に像形成
体の感光層を傷付けるなどの問題点があった。
In the image forming apparatus using the charging device disclosed in the above publication, the magnetic particles used in the charging device and the developing device are different and two types of magnetic particles are used. Therefore, if magnetic particles adhere to the image forming body during charging, they cannot be collected during development and taken into the developer. Therefore, leakage or discharge of transfer voltage occurs through the conductive magnetic particles during transfer, or image forming body during cleaning. There was a problem such as scratching the photosensitive layer.

【0007】本発明はこれらの点を解決して、像形成体
への磁性粒子の付着がなく、低コストで効率良く極めて
安定した均一な帯電を行うことのできる画像形成装置を
提供することを目的とする。
The present invention solves these problems and provides an image forming apparatus which does not adhere magnetic particles to an image forming body and can perform highly stable and uniform charging at low cost efficiently. To aim.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的は、磁性粒子を
搬送担体上に供給して磁気ブラシを形成させ、該搬送担
体上の磁気ブラシを振動電界下におき、像形成体を帯電
する画像形成装置において、前記磁性粒子の粒径、抵抗
率及び磁化率はそれぞれ40〜60μm、104〜1010Ω・cm、
40〜80emu/gで現像に用いる磁性粒子と共通であり、前
記現像部の振動電界の強さは前記帯電部の振動電界の強
さより小さいことを特徴とする画像形成装置によって達
成される。
An object of the present invention is to charge magnetic particles on a carrier to form a magnetic brush, and to place the magnetic brush on the carrier under an oscillating electric field to charge an image forming body. In the forming apparatus, the particle size of the magnetic particles, the resistivity and the magnetic susceptibility are 40 to 60 μm, 10 4 to 10 10 Ωcm, respectively.
This is achieved by an image forming apparatus that is common to magnetic particles used for development at 40 to 80 emu / g and that the strength of the oscillating electric field in the developing section is smaller than the strength of the oscillating electric field in the charging section.

【0009】[0009]

【作用】本発明においては、画像形成装置の帯電装置に
用いる磁性粒子の粒径、抵抗率及び磁化率はそれぞれ40
〜60μm、104〜1010Ω・cm、40〜80emu/gで現像に用い
る磁性粒子と共通であり、現像のための振動電界の強さ
を帯電のための振動電界の強さより小さくしたので、帯
電時に付着した磁性粒子を現像時に回収可能であり、磁
性粒子の像形成体への付着や像形成体の絶縁破壊が発生
しない。
In the present invention, the particle size, the resistivity and the magnetic susceptibility of the magnetic particles used in the charging device of the image forming apparatus are each 40%.
〜60μm, 10 4 〜 10 10 Ω ・ cm, 40〜80emu / g in common with magnetic particles used for development, the strength of the oscillating electric field for development was made smaller than the strength of the oscillating electric field for charging. The magnetic particles adhered at the time of charging can be collected at the time of development, and the adhesion of the magnetic particles to the image forming body or the dielectric breakdown of the image forming body does not occur.

【0010】[0010]

【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例について説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図1は本発明の画像形成装置である静電記
録装置の構成の概要を示す断面図である。図において、
10は矢示(時計)方向に回転する像形成体である(−)
帯電のOPCから成る感光体ドラムで、その周縁部には
後述する帯電装置20、露光装置からの像光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。
FIG. 1 is a sectional view showing the outline of the construction of an electrostatic recording apparatus which is an image forming apparatus of the present invention. In the figure,
Reference numeral 10 is an image forming body that rotates in the direction of the arrow (clockwise) (-).
A photoconductor drum composed of a charging OPC, and a charging device 20, which will be described later, an exposure part 12 on which image light L from the exposure device is incident, a developing device 30, a transfer roller 13, and a cleaning device on a peripheral portion thereof.
50 etc. are provided.

【0012】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
て画像書き込み装置等からの例えばレーザビームの像光
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。
The basic operation of the copy process of this embodiment is as follows.
When a copy start command is sent from an operation unit (not shown) to a control unit (not shown), the control unit controls the photosensitive drum.
10 starts rotating in the direction of the arrow. As the photosensitive drum 10 rotates, the peripheral surface of the photosensitive drum 10 is uniformly charged by a charging device 20 described later and passes through. An image is written on the photoconductor drum 10 by the image writing device such as a laser beam in the exposure unit 12 to form an electrostatic latent image corresponding to the image.

【0013】現像器30内には帯電装置20に用いられるも
のと共通の磁性粒子とトナーとからなる二成分現像剤が
あって撹拌スクリュー33A,33Bによって撹拌されたの
ち、磁石体ローラ32の外側にあって回転する現像スリー
ブ31外周に付着して現像剤の磁気ブラシを形成し、現像
スリーブ31には所定の交流バイアス電圧が印加されて、
感光体ドラム10に対向した現像領域において非接触又
は、接触の反転現像が行われトナー像が形成される。
A two-component developer composed of magnetic particles and toner, which is the same as that used in the charging device 20, is contained in the developing device 30, and is agitated by agitating screws 33A and 33B, and then outside the magnet roller 32. A magnetic brush of developer is formed by adhering to the outer periphery of the rotating developing sleeve 31, and a predetermined AC bias voltage is applied to the developing sleeve 31,
Non-contact or contact reversal development is performed in the development area facing the photoconductor drum 10 to form a toner image.

【0014】本実施例では現像剤のキャリヤとして用い
られる磁性粒子は帯電装置20の磁性粒子と共通に用いら
れるので導電性があり、高い交流バイアス電圧を印加す
ると感光体ドラム10へ過電流が流れ感光体ドラム10の感
光層を破壊することがある。このため、例えば現像のバ
イアス電源と帯電のバイアス電源共に交流バイアスを印
加する場合は、印加される交流バイアス電圧の最大電圧
差を帯電部ではVcP-P、現像部ではVdP-P、帯電スリー
ブ22と感光体ドラム10との間隙をDc、現像スリーブ31
と感光体ドラム10との間隙をDdとするとき、VcP-P
Dc>VdP-P/Ddとなるようにして、現像の振動電界の
強さを帯電の振動電界の強さより小さくすることによっ
て過電流の発生と感光体ドラム10の破壊を防止すること
ができる。VcP-P=VdP-Pの場合でも、Dc<Ddとする
ことにより条件を満たすことができる。
In this embodiment, the magnetic particles used as the carrier of the developer are used in common with the magnetic particles of the charging device 20 and therefore have conductivity, and when a high AC bias voltage is applied, an overcurrent flows to the photosensitive drum 10. The photosensitive layer of the photosensitive drum 10 may be destroyed. Therefore, for example, when an AC bias is applied to both the developing bias power supply and the charging bias power supply, the maximum voltage difference of the applied AC bias voltage is Vc PP in the charging portion, Vd PP in the developing portion, the charging sleeve 22 and the photosensitive sleeve 22. The gap between the body drum 10 and Dc, developing sleeve 31
When the gap between the photosensitive drum 10 and the photosensitive drum 10 is Dd, Vc PP /
By setting Dc> Vd PP / Dd so that the strength of the oscillating electric field for development is smaller than the strength of the oscillating electric field for charging, it is possible to prevent the generation of overcurrent and the destruction of the photosensitive drum 10. Even if Vc PP = Vd PP, the condition can be satisfied by setting Dc <Dd.

【0015】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画像記録に待
機する。
From the paper feed cassette 40, the recording papers P are fed one by one by a first paper feed roller 41. The fed recording paper P is sent onto the photosensitive drum 10 by the second paper feed roller 42 which operates in synchronization with the toner image on the photosensitive drum 10. Then, by the action of the transfer roller 13, the toner image on the photoconductor drum 10 is transferred onto the recording paper P and separated from the photoconductor drum 10. The recording paper P on which the toner image has been transferred is sent to a fixing device (not shown) via the conveying means 80, is sandwiched by a heat fixing roller and a pressure bonding roller, is fused and fixed, and is then discharged to the outside of the apparatus. Recording paper P
The surface of the photoconductor drum 10 that has toner remaining without being transferred to the surface of the photoconductor drum 10 is scraped off and cleaned by a cleaning device 50 having a blade 51 and the like, and stands by for the next image recording.

【0016】次に本発明の実施例の帯電装置20を説明す
る前に磁性粒子の粒径及び搬送担体の条件について説明
する。
Before explaining the charging device 20 of the embodiment of the present invention, the particle size of the magnetic particles and the conditions of the carrier will be described.

【0017】一般に磁性粒子の平均粒径(平均重量)が
大きいと、(イ)搬送担体上に形成される磁気ブラシの
穂の状態が粗いために、電界により振動を与えながら帯
電しても、磁気ブラシにムラが現れ易く、帯電ムラの問
題が起こる。この問題を解消するには、磁性粒子の平均
粒径を小さくすればよく、実験の結果、平均粒径150μm
以下でその効果が現れ初め、特に100μm以下になると、
実質的に(イ)の問題が生じなくなることが判明した。
しかし、粒子が細か過ぎると帯電時像形成体面に付着す
るようになったり、飛散し易くなったりする。これらの
現象は、粒子に作用する磁界の強さ、それによる粒子の
磁化の強さにも関係するが、一般的には、粒子の平均粒
径が30μm以下に顕著に現れるようになる。なお、磁化
の強さは20〜200emu/gのものが好ましく用いられるが、
本発明では平均粒径(平均重量)40〜60μm、磁化の強
さ40〜80emu/gのものを用いて良い結果が得られた。
Generally, when the average particle size (average weight) of the magnetic particles is large, (a) since the state of the magnetic brush formed on the carrier is rough, even when charged while vibrating by the electric field, The magnetic brush is likely to have unevenness, which causes a problem of uneven charging. In order to solve this problem, the average particle size of the magnetic particles should be reduced.
The effect begins to appear below, especially when it becomes 100 μm or less,
It was found that the problem (a) would not substantially occur.
However, if the particles are too fine, they tend to adhere to the surface of the image forming body at the time of charging, or easily scatter. These phenomena are related to the strength of the magnetic field acting on the particles and the strength of the magnetization of the particles thereby, but generally, the average particle diameter of the particles becomes prominent at 30 μm or less. Incidentally, the strength of magnetization is preferably used 20 ~ 200emu / g,
In the present invention, good results were obtained using an average particle size (average weight) of 40 to 60 μm and a magnetization intensity of 40 to 80 emu / g.

【0018】このような磁性粒子は、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、又はそれら磁
性体粒子の表面をスチレン系樹脂,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
被覆するか、あるいは、磁性体微粒子を分散して含有し
た樹脂で作るか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。
Such magnetic particles are used as magnetic materials in the same manner as in magnetic carrier particles of conventional two-component developers.
Ferromagnetism such as metals such as iron, chromium, nickel and cobalt, or their compounds and alloys such as ferric tetroxide, γ-ferric oxide, chromium dioxide, manganese oxide, ferrite, manganese-copper alloy Body particles or the surface of these magnetic particles is coated with a resin such as styrene resin, vinyl resin, ethylene resin, rosin modified resin, acrylic resin, polyamide resin, epoxy resin, polyester resin, or Particles obtained by making a resin containing magnetic fine particles dispersed therein can be obtained by selecting the particle size by a conventionally known average particle size selecting means.

【0019】なお、磁性粒子を球状に形成することは、
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。
The formation of spherical magnetic particles is
The particle layer formed on the carrier is made uniform, and a high bias voltage can be uniformly applied to the carrier. That is, the fact that the magnetic particles are spherical means that (1) generally, the magnetic particles are easily magnetized and adsorbed in the long axis direction, but due to the spherical shape, the directionality is lost, so that a layer is uniformly formed and local layers are formed. (2) Higher resistance of the magnetic particles is eliminated, and the edge portions seen in conventional particles are eliminated, and electric field concentration on the edge portions is prevented. As a result, even if a high bias voltage is applied to the magnetic particle carrying carrier, uniform discharge is caused on the surface of the image forming body and charging unevenness does not occur.

【0020】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。
The spherical particles having the above effects have a magnetic particle resistivity of 10 3 Ω · cm or more and 10 12 Ω · cm or less, particularly 10 6 Ω · cm or less.
It is preferable that the conductive magnetic particles are formed so as to be Ω · cm or more and 10 10 Ω · cm or less. This resistivity is 0.50 for particles
After tapping in a container with a cross-sectional area of cm 2 ,
A value obtained by applying a load of 1 kg / cm 2 on the packed particles and reading the current value when a voltage that generates an electric field of 1,000 V / cm is applied between the load and the bottom electrode. When the resistivity is low, when a bias voltage is applied to the carrier, electric charges are injected into the magnetic particles and the magnetic particles easily adhere to the surface of the image forming body, or the dielectric breakdown of the image forming body due to the bias voltage occurs. It can happen easily. If the resistivity is high, charge injection is not performed and charging is not performed.

【0021】さらに、本発明に用いられる磁性粒子は、
それにより構成される磁気ブラシが振動電界により軽快
に動き、しかも外部飛散が起きないように、比重の小さ
く、かつ適度の最大磁化を有するものが望ましい。具体
的には真比重が6以下で最大磁化が30〜100emu/gのも
の、特に40〜80emu/gを用いると好結果が得られること
が判明した。
Further, the magnetic particles used in the present invention are
It is desirable that the magnetic brush constituted by it has a small specific gravity and a suitable maximum magnetization so that the magnetic brush moves lightly due to an oscillating electric field and does not cause external scattering. Specifically, it was found that good results can be obtained when the true specific gravity is 6 or less and the maximum magnetization is 30 to 100 emu / g, particularly 40 to 80 emu / g.

【0022】以上を総合して、磁性粒子は、少なくとも
長軸と短軸の比が3倍以下であるように球形化されてお
り、針状部やエッジ部等の突起が無く、抵抗率が好まし
くは106Ω・cm以上1010Ω・cm以下であることが適正条件
である。そして、このような球状の磁性粒子は、磁性体
粒子にできるだけ球形のものを選ぶこと、磁性体微粒子
分散系の粒子では、できるだけ磁性体の微粒子を用い
て、分散樹脂粒子形成後に球形化処理を施すこと、ある
いはスプレードライの方法によって分散樹脂粒子を形成
すること等によって製造される。
In summary, the magnetic particles are spherical so that at least the ratio of the major axis to the minor axis is 3 times or less, there is no protrusion such as a needle-shaped portion or an edge portion, and the resistivity is The appropriate condition is preferably 10 6 Ω · cm or more and 10 10 Ω · cm or less. And, such spherical magnetic particles should be selected as spherical as possible for the magnetic particles, and in the particles of the magnetic fine particle dispersion system, the fine particles of the magnetic material should be used as much as possible, and the spheroidizing treatment should be performed after the formation of the dispersed resin particles. It is manufactured by applying or by forming dispersed resin particles by a spray drying method.

【0023】また、トナーが磁気ブラシに混入すると、
トナーは絶縁性が高いため帯電性が低下し帯電ムラを生
じる。これを防止するにはトナーが帯電時像形成体へ移
動するようにトナーの電荷量を低くすることが必要であ
り、磁性粒子にトナーを混合し、1%のトナー濃度に調
整した条件下でトナーの摩擦帯電量を帯電極性が同じ
で、かつ1〜20μC/gとした場合、磁気ブラシへのトナ
ーの蓄積を防止できた。このことはトナーが混入しても
帯電時感光体へ付着するためと考えられる。トナーの電
荷量が大きいと磁性粒子から離れずらくなり、一方小さ
いと電気的に像形成体に移動しずらくなることが認めら
れた。
When toner is mixed in the magnetic brush,
Since the toner has a high insulating property, the charging property is lowered and uneven charging occurs. In order to prevent this, it is necessary to lower the charge amount of the toner so that the toner moves to the image forming body at the time of charging. Under the condition that the toner is mixed with magnetic particles and the toner concentration is adjusted to 1%. When the triboelectrification amount of the toner was the same and the charging polarity was 1 to 20 μC / g, the toner could be prevented from accumulating on the magnetic brush. It is considered that this is because even if the toner is mixed, it adheres to the photoconductor during charging. It was confirmed that when the charge amount of the toner is large, it becomes difficult to separate from the magnetic particles, and when it is small, it becomes difficult to electrically move to the image forming body.

【0024】以上が磁性粒子についての条件であり、次
に粒子層を形成して像形成体を帯電する磁性粒子の搬送
担体に関する条件について述べる。
The above are the conditions for the magnetic particles. Next, the conditions for the carrier for the magnetic particles for forming the particle layer and charging the image forming body will be described.

【0025】磁性粒子の搬送担体は、バイアス電圧を印
加し得る導電性の搬送担体が用いられるが、特に、表面
に粒子層が形成される導電性の帯電スリーブの内部に複
数の磁極を有する磁石体が設けられている構造のものが
好ましく用いられる。このような搬送担体においては、
磁石体との相対的な回転によって、導電性帯電スリーブ
の表面に形成される粒子層が波状に起伏して移動するよ
うになるから、新しい磁性粒子が次々と供給され、搬送
担体表面の粒子層に多少の層厚の不均一があっても、そ
の影響は上記波状の起伏によって実際上問題とならない
ように十分カバーされる。搬送担体の表面は磁性粒子の
安定な均一搬送のために表面の平均粗さを2〜15μm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、搬送
担体の直径は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。また上記のように小径とした場合、遠
心力により磁性粒子が飛散あるいは像形成体に付着し易
いために、搬送担体の線速度は下記の範囲内で遅くする
ことが好ましい。搬送担体の回転による磁性粒子の搬送
速度は、像形成体の移動速度と殆ど同じか、それよりも
早いことが好ましい。また、搬送担体の回転による搬送
方向は、同方向が好ましい。同方向の方が反対方向の場
合よりも帯電の均一性に優れている。しかし、それらに
限定されるものではない。
As the carrier for magnetic particles, a conductive carrier capable of applying a bias voltage is used. In particular, a magnet having a plurality of magnetic poles inside a conductive charging sleeve on the surface of which a particle layer is formed. A structure having a body is preferably used. In such a carrier,
The relative rotation with the magnet body causes the particle layer formed on the surface of the conductive charging sleeve to undulate and move in a wave shape, so that new magnetic particles are supplied one after another, and the particle layer on the carrier surface is supplied. Even if there is some non-uniformity in the layer thickness, the effect is sufficiently covered by the above-mentioned wavy undulation so as not to be a practical problem. The surface of the carrier is preferable to have an average surface roughness of 2 to 15 μm for stable and uniform transfer of the magnetic particles. A current flows, and in either case uneven charging is likely to occur. Sandblasting is preferably used to achieve the above surface roughness. The diameter of the carrier is preferably 5 to 20 mm. With the above diameter, a contact area necessary for charging is secured. If the contact area is unnecessarily large, the charging current will be excessive, and if it is small, uneven charging is likely to occur. Further, when the diameter is small as described above, the linear velocity of the carrier is preferably slow within the following range because magnetic particles are easily scattered or adhered to the image forming body due to centrifugal force. The transportation speed of the magnetic particles due to the rotation of the transportation carrier is preferably almost the same as or faster than the movement speed of the image forming body. In addition, it is preferable that the transporting carrier is rotated in the same direction. Uniformity of charging is better in the same direction than in the opposite direction. However, it is not limited thereto.

【0026】なお、磁性粒子の搬送担体は、内部に固定
又は回転する磁石体を有する帯電スリーブから構成され
るものに限らず、帯電スリーブを有せず磁石体が回転す
るものでN,S交互に着磁された磁石体のみで構成され
てもよい。
The carrier for transporting magnetic particles is not limited to the one composed of a charging sleeve having a magnet body which is fixed or rotated inside, and the magnet body rotates without a charging sleeve, and N and S alternate. It may be composed only of the magnet body magnetized in the above.

【0027】また、搬送担体上に形成する粒子層の厚さ
は、規制手段によって十分に掻き落されて均一な層とな
る厚さであることが好ましい。帯電領域において搬送担
体の表面上の磁性粒子の存在量が多すぎると磁性粒子の
振動が十分に行われず感光体の摩耗や帯電ムラを起こす
とともに過電流が流れ易く、搬送担体の駆動トルクが大
きくなるという欠点がある。反対に磁性粒子の帯電領域
における搬送担体上の存在量が少な過ぎると像形成体へ
の接触に不完全な部分を生じ磁性粒子の像形成体上への
付着や帯電ムラを起こすことになる。実験を重ねた結
果、帯電領域における磁性粒子の好ましい存在量Wは10
〜300mg/cm2であり、さらに好ましくは30〜150mg/cm2
あることが判明した。なお、この存在量は、磁気ブラシ
の接触領域における平均値である。
Further, the thickness of the particle layer formed on the carrier is preferably such that it is sufficiently scraped off by the regulating means to form a uniform layer. If there are too many magnetic particles on the surface of the carrier in the charging region, the vibration of the magnetic particles will not be sufficiently performed, causing wear and uneven charging of the photoconductor, and overcurrent will easily flow, resulting in a large drive torque of the carrier. There is a drawback that On the other hand, if the amount of the magnetic particles present on the carrier in the charged area is too small, an incomplete portion is formed in contact with the image forming body, resulting in adhesion of the magnetic particles to the image forming body and uneven charging. As a result of repeated experiments, the preferable amount W of magnetic particles in the charged region is 10
A to 300 mg / cm 2, more preferably found to be 30~150mg / cm 2. The existing amount is an average value in the contact area of the magnetic brush.

【0028】そして、搬送担体と像形成体との間隙Dc
は0.1mm≦Dc≦10mmが好ましく、さらに好ましくは0.2m
m≦Dc≦5mmが好ましい。搬送担体と像形成体の表面間
隙Dcが100μmよりも狭くなり過ぎると、それに対して
均一な帯電作用する磁気ブラシの穂を形成するのが困難
となり、また、十分な磁性粒子を帯電部に供給すること
もできなくなって、安定した帯電が行われなくなるし、
間隙Dcが5,000μmを大きく超すようになると、粒子層
が粗く形成されて帯電ムラが起き易く、また、電荷注入
効果が低下して十分な帯電が得られないようになる。こ
のように、搬送担体と像形成体の間隙Dcが極端になる
と、それに対して搬送担体上の粒子層の厚さを適当にす
ることができなくなるが、間隙Dcが100〜5,000μmの範
囲では、それに対して粒子層の厚さを適当に形成するこ
とができ、磁気ブラシの摺擦による掃き目の発生を防止
できる。また、さらに適切な搬送量(W)と間隙(D
c)との間に最も好ましい条件が存在することが明らか
となった。
The gap Dc between the carrier and the image forming body
Is preferably 0.1 mm ≦ Dc ≦ 10 mm, more preferably 0.2 m
It is preferable that m≤Dc≤5 mm. If the surface gap Dc between the carrier and the image forming body becomes too narrower than 100 μm, it will be difficult to form the magnetic brush ears that have a uniform charging action, and sufficient magnetic particles will be supplied to the charging section. It becomes impossible to do stable charging.
When the gap Dc exceeds 5,000 μm, the particle layer is coarsely formed and charging unevenness easily occurs, and the charge injection effect is deteriorated and sufficient charging cannot be obtained. As described above, when the gap Dc between the carrier and the image forming body becomes extreme, the thickness of the particle layer on the carrier cannot be adjusted appropriately, but when the gap Dc is in the range of 100 to 5,000 μm. On the other hand, the thickness of the particle layer can be appropriately formed, and the generation of sweeps due to the rubbing of the magnetic brush can be prevented. In addition, more appropriate transport amount (W) and gap (D
It became clear that the most favorable conditions exist between c) and.

【0029】帯電を均一でかつ高速で安定に行なうには
300≦W/Dc≦3,000(mg/cm3)の条件が重要であっ
た。W/Dcがこの範囲外の場合には帯電が不均一にな
ることが確認された。
To perform charging uniformly and at high speed and stably
The condition of 300 ≦ W / Dc ≦ 3,000 (mg / cm 3 ) was important. It was confirmed that when W / Dc is out of this range, charging becomes non-uniform.

【0030】Dcは磁性粒子の鎖長を決める要素と考え
られる。鎖の長さに相当する電気抵抗が、帯電のし易さ
や帯電速度と対応すると考えられる。一方、Wは磁性粒
子の鎖の密度を決める要素と考えられる。鎖の数を増や
すことにより、帯電の均一性が向上すると考えられる。
しかしながら、帯電領域において、磁性粒子が狭い間隙
を通過するとき、磁性粒子の鎖の圧縮状態が実現してい
ると考えられる。この時、磁性粒子の鎖は互いに接触
し、曲がった状態で、撹乱を受けながら像形成体を摺擦
していることになる。
Dc is considered to be a factor that determines the chain length of magnetic particles. It is considered that the electric resistance corresponding to the chain length corresponds to the ease of charging and the charging speed. On the other hand, W is considered to be a factor that determines the density of chains of magnetic particles. It is believed that increasing the number of chains improves the charging uniformity.
However, it is considered that when the magnetic particles pass through the narrow gap in the charging region, the compressed state of the chains of the magnetic particles is realized. At this time, the chains of the magnetic particles are in contact with each other, and in a bent state, they are rubbing against the image forming body while being disturbed.

【0031】この撹乱条件が、帯電のスジなどを生じさ
せず電荷の移動を容易にし均一な帯電に有効と考えられ
る。すなわち、磁性粒子密度に相当するW/Dcが小さ
いときは、磁性粒子の鎖は粗となり撹乱をうける割合が
少なく、帯電が不均一になる。W/Dcが大となるとき
は、磁性粒子の鎖は高いパッキングにより十分に形成さ
れず、磁性粒子の撹乱は少ない。このことが電荷の自由
な移動を妨げ、均一な帯電が行われなくなる原因と考え
られる。
It is considered that this disturbing condition is effective for uniform charge by facilitating the transfer of charge without causing charge stripes. That is, when W / Dc corresponding to the density of the magnetic particles is small, the chains of the magnetic particles become coarse and the ratio of disturbance is small, resulting in non-uniform charging. When W / Dc is large, the chains of the magnetic particles are not sufficiently formed due to high packing, and the magnetic particles are less disturbed. It is considered that this hinders the free movement of the charges and prevents uniform charging.

【0032】なお、搬送量Wを10mg/cm2より少くした
場合は磁性粒子の付着や帯電ムラが現れ、300mg/cm2
り多くした場合は感光体の摩耗や帯電ムラが現れ、好ま
しい結果が得られなかった。その間での好ましい範囲は
30〜150mg/cm2であった。
Incidentally, when the transport amount W is less than 10 mg / cm 2 , adhesion of magnetic particles and uneven charging appear, and when it is more than 300 mg / cm 2 , abrasion of the photosensitive member and uneven charging appear. I couldn't get it. The preferred range in between is
It was 30 to 150 mg / cm 2 .

【0033】また、さらに上記搬送量条件下で、像形成
体と磁性粒子搬送担体との間隔をDc(cm)とした時、
W/Dcを300mg/cm3<W/Dc<3,000mg/cm3の条件に
設定することにより、より好ましい磁性粒子の付着や帯
電ムラのない均一な帯電特性が得られることが明らかと
なった。300mg/cm3より少くした場合や3,000mg/cm3
り大きくした場合は磁性粒子の付着や帯電ムラが起こる
現象がみられた。
Further, further, under the above-mentioned carrying amount condition, when the distance between the image forming body and the magnetic particle carrying carrier is Dc (cm),
By setting the W / Dc to 300 mg / cm 3 <W / Dc <3,000 mg / cm 3 , it has been clarified that more preferable uniform charging characteristics without adhesion of magnetic particles and charging unevenness can be obtained. . When the amount was less than 300 mg / cm 3 or the amount was more than 3,000 mg / cm 3, phenomena such as adhesion of magnetic particles and uneven charging were observed.

【0034】以上のことから、好ましい条件は磁力を有
する磁性粒子の搬送担体上に付着した磁性粒子層からな
る磁気ブラシを、移動する像形成体に接触させ、搬送担
体と像形成体との間にバイアス電界を形成することで、
像形成体の帯電を行う帯電装置において、バイアス電界
には振動電界を用いるとともに、帯電領域での磁性粒子
の存在量Wが10〜300mg/cm2となるように磁性ブラシを
形成し、さらに磁性粒子の搬送担体と像形成体との間隙
をDc(cm)とするとき、300≦W/Dc≦3,000(mg/cm
3)であることが好ましい条件である。
From the above, the preferable condition is that a magnetic brush composed of a magnetic particle layer of magnetic particles having magnetic force adhered on a carrier is brought into contact with a moving image forming body so that the space between the carrier and the image forming body is increased. By forming a bias electric field in
In a charging device for charging an image forming body, an oscillating electric field is used as a bias electric field, and a magnetic brush is formed so that the abundance W of magnetic particles in the charging area is 10 to 300 mg / cm 2, and When the gap between the particle carrier and the image forming body is Dc (cm), 300 ≦ W / Dc ≦ 3,000 (mg / cm
3 ) is a preferable condition.

【0035】図2は図1の画像形成装置に用いられる帯
電装置20の一実施例を示す断面図である。図において、
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、23は帯電スリーブ22の内部に固定して配設
された柱状の磁石体で、この磁石体23は図2に示すよう
に周縁に帯電スリーブ22の表面で500〜1,000ガウスとな
るようにS極及びN極を配置して着磁されている。この
磁極のうち感光体ドラム10に最も近接した帯電部の磁極
23aを主磁極ということにする。
FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the charging device 20 used in the image forming apparatus of FIG. In the figure,
Reference numeral 21 is a magnetic particle, 22 is a charging sleeve that is a carrier for the magnetic particles 21 made of a non-magnetic and conductive metal such as aluminum, and 23 is a columnar magnet body fixedly arranged inside the charging sleeve 22. As shown in FIG. 2, the magnet body 23 is magnetized by arranging the S pole and the N pole so that the surface of the charging sleeve 22 has 500 to 1,000 gausses as shown in FIG. Of these magnetic poles, the magnetic pole of the charging section closest to the photoconductor drum 10
23a will be referred to as the main magnetic pole.

【0036】前記磁石体23の感光体ドラム10に最も近接
した主磁極23aの位置は、帯電スリーブ22と感光体ドラ
ム10との最近接した帯電領域の位置、すなわち感光体ド
ラム10の中心と帯電スリーブ22の中心を結ぶ中心線の両
側にあって、帯電スリーブ22の中心と主磁極23aと結ぶ
直線の前記中心線となす角度θは、実験の結果、−15°
≦θ≦ 15°、好ましくは上流側θ>0の範囲にあるの
が好ましいことが判明した。
The position of the main magnetic pole 23a of the magnet body 23 closest to the photosensitive drum 10 is the position of the charging area where the charging sleeve 22 and the photosensitive drum 10 are closest to each other, that is, the center of the photosensitive drum 10 is charged. The angle θ between the center line of the charging sleeve 22 and the center line of the straight line connecting the center of the charging sleeve 22 and the main magnetic pole 23a is −15 ° as a result of the experiment.
It has been found that it is preferable to be in the range of ≦ θ ≦ 15 °, preferably the upstream side θ> 0.

【0037】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との対向位置での間隙D
cは0.5〜1.0mmに保持され、感光体ドラム10の移動方向
と同方向に0.2〜2.0倍の周速度で回転させられる。
The charging sleeve 22 is rotatable with respect to the magnet body 23, and has a gap D at a position facing the photosensitive drum 10.
c is held at 0.5 to 1.0 mm, and is rotated in the same direction as the moving direction of the photosensitive drum 10 at a peripheral speed of 0.2 to 2.0 times.

【0038】25は前記磁性粒子21の貯蔵部を形成する収
容容器であるケーシングで,このケーシング25は絶縁性
材料から成っており、その内部には前記帯電スリーブ22
と磁石体23が配置されている。また、26はケーシング25
の出口に設けられた帯電スリーブ22に付着して搬送され
る磁性粒子21の量の規制手段である規制板、27は磁性粒
子21の偏りを修正する板状部材を軸の回りに有する回転
体からなる撹拌部材、28は帯電スリーブ22から磁性粒子
21を掻き取る掻き取り部材で、磁性粒子21はこの掻き取
り部材28と撹拌部材27により絶えず撹拌混合されて常に
均一な状態に保持される。前記規制板26と帯電スリーブ
22との間隙は磁性粒子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10〜30
0mg/cm2、特に好ましくは30〜150mg/cm2となるよう調
整される。帯電領域では感光体ドラム10と帯電スリーブ
22との間隙Dcは厚さを規制された磁性粒子21の磁気ブ
ラシ21Aで接続される。
Reference numeral 25 denotes a casing which is a container for forming a storage portion for the magnetic particles 21, and the casing 25 is made of an insulating material, and the charging sleeve 22 is provided inside the casing 25.
And the magnet body 23 are arranged. 26 is a casing 25
A regulating plate which is a means for regulating the amount of the magnetic particles 21 attached to and conveyed by the charging sleeve 22 provided at the outlet of the rotating body, and 27 is a rotating body having a plate-like member for correcting the bias of the magnetic particles 21 around the shaft. A stirring member composed of 28, magnetic particles from the charging sleeve 22
The magnetic particles 21 are constantly stirred and mixed by the scraping member 28 and the stirring member 27 by the scraping member that scrapes off the magnetic particles 21 and are always kept in a uniform state. The regulation plate 26 and the charging sleeve
A gap between the magnetic particles 21 and the gap 22 is, that is, the amount of the magnetic particles 21 present on the charging sleeve 22 in the charging region is 10 to 30.
0 mg / cm 2, particularly preferably adjusted to be 30~150mg / cm 2. In the charging area, the photosensitive drum 10 and charging sleeve
The gap Dc with 22 is connected by the magnetic brush 21A of the magnetic particles 21 whose thickness is regulated.

【0039】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。
The photosensitive drum 10 comprises a conductive base material 10b and a photosensitive material layer 10a covering the surface thereof, and the conductive base material 10b is grounded.

【0040】24は前記帯電スリーブ22と導電基材10bと
の間にバイアス電圧を付与するバイアス電源で、帯電ス
リーブ22はこのバイアス電源24を介して接地されてい
る。
Reference numeral 24 is a bias power source for applying a bias voltage between the charging sleeve 22 and the conductive base material 10b, and the charging sleeve 22 is grounded via the bias power source 24.

【0041】前記バイアス電源24は帯電すべき電圧と同
じ値に設定された直流成分に交流成分を重畳した交流バ
イアス電圧を供給する電源で、帯電スリーブ22と感光体
ドラム10との間の間隙Dcの大きさ、感光体ドラム10を
帯電する帯電電圧等によって異なるが、間隙Dcが0.1〜
5mmに保持されるとき、帯電すべき電圧とほぼ同じ−50
0V〜−1,000Vの直流成分に、ピーク値間電圧(V
cP-P)200〜3,500V、周波数0.3〜10KHzの交流成分を
重畳した交流バイアス電圧を保護抵抗Rを介して供給す
ることにより、好ましい帯電条件を得ることができた。
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。
The bias power supply 24 is a power supply for supplying an AC bias voltage in which an AC component is superimposed on a DC component set to the same value as the voltage to be charged, and a gap Dc between the charging sleeve 22 and the photosensitive drum 10. , The gap Dc is 0.1 to
When held at 5 mm, it is almost the same as the voltage to be charged −50
The peak value voltage (V
c PP) 200~3,500V, by supplying through a protective resistor R AC bias voltage obtained by superposing an AC component of frequency 0.3~10KHz, it was possible to obtain a preferable charging conditions.
The bias power source 24 performs constant voltage control for the DC component and constant current control for the AC component.

【0042】次に前述した帯電装置20の動作について説
明する。
Next, the operation of the charging device 20 described above will be described.

【0043】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
度の0.2〜2.0倍の周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帯電
領域に達して適度に圧縮され感光体ドラム10の感光体層
10aに接触し摺擦する。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、導電性の磁性粒子21を経て感光体層10a上に電荷を
注入することによる帯電が行われる。この場合、前記主
磁極23aを帯電領域中央の±15°、好ましくはθ>0の
範囲に設置したので磁気ブラシ21Aの穂先が寝て帯電領
域を広げ安定に振動電界が形成され帯電効率が向上す
る。
While rotating the photosensitive drum 10 in the direction of the arrow, the charging sleeve 22 is rotated in the same direction as the arrow at a peripheral speed of 0.2 to 2.0 times the peripheral speed of the photosensitive drum 10.
The layer of magnetic particles 21 adhered to and conveyed by 22 is magnetically connected to the photosensitive drum 10 on the charging sleeve 22 by magnetic lines of force of the magnet body 23 to form a kind of brush shape by magnetically connecting in a chain. The magnetic brush 21A is formed. Then, the magnetic brush 21A is conveyed in the rotation direction of the charging sleeve 22, reaches the charging area, and is appropriately compressed, so that the photosensitive layer of the photosensitive drum 10 is formed.
Contact 10a and rub it. Charging sleeve 22 and photoconductor drum
Since the AC bias voltage is applied between 10 and 10, charging is performed by injecting charges onto the photoconductor layer 10a via the conductive magnetic particles 21. In this case, since the main magnetic pole 23a is installed within ± 15 ° of the center of the charging area, preferably θ> 0, the tips of the magnetic brush 21A lie down to expand the charging area and a stable oscillating electric field is formed to improve charging efficiency. To do.

【0044】なお、以上の実施例において、帯電スリー
ブ22に印加する交流電圧成分の周波数と電圧を変化させ
た結果を図3に示した。
The results of changing the frequency and voltage of the AC voltage component applied to the charging sleeve 22 in the above embodiment are shown in FIG.

【0045】図3において、縦線で陰を有した範囲が絶
縁破壊の生じ易い範囲、斜線で陰を付した範囲が帯電ム
ラを生じ易い範囲であり、陰を付してない範囲が安定し
て帯電の得られる好ましい範囲である。図から明らかな
ように、好ましい範囲は、交流電圧成分の変化によって
多少変化する。なお、交流電圧成分の波形は、正弦波に
限らず、矩形波や三角波であってもよい。また図3にお
いて、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。
In FIG. 3, the range shaded by vertical lines is the range where dielectric breakdown is likely to occur, the range shaded by diagonal lines is the range where uneven charging is likely to occur, and the range not shaded is stable. This is a preferable range in which electrostatic charging is obtained. As is clear from the figure, the preferable range changes slightly depending on the change of the AC voltage component. The waveform of the AC voltage component is not limited to a sine wave, and may be a rectangular wave or a triangular wave. Further, in FIG. 3, the low frequency region shaded with dots is a range where uneven charging occurs due to the low frequency.

【0046】次に現像器30について説明する。Next, the developing device 30 will be described.

【0047】34は前記現像スリーブ31にバイアス電圧を
付与するバイアス電源で、現像スリーブ31はこのバイア
ス電源34を介して接地されている。
Reference numeral 34 is a bias power source for applying a bias voltage to the developing sleeve 31, and the developing sleeve 31 is grounded via the bias power source 34.

【0048】前記バイアス電源34は帯電電圧と少し低値
に設定された直流成分に交流成分を重畳した交流バイア
ス電圧を供給する電源で、現像スリーブ31と感光体ドラ
ム10との間の間隙Ddの大きさ、感光体ドラム10を現像
する現像条件等によって異なるが、間隙Ddが0.1〜5mm
に保持されるとき、帯電すべき電圧より50〜200V低い
−500V〜−1,000Vの直流成分に、ピーク値間電圧(V
dP-P)200〜3,500V、周波数0.3〜10KHzの交流成分を
重畳した交流バイアス電圧を保護抵抗Rを介して供給す
ることにより、好ましい現像条件を得ることができた。
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。
The bias power source 34 is a power source for supplying an AC bias voltage obtained by superimposing an AC component on a DC component which is set to a value slightly lower than the charging voltage. The bias power source 34 forms a gap Dd between the developing sleeve 31 and the photosensitive drum 10. The gap Dd is 0.1 to 5 mm, although it depends on the size and the developing conditions for developing the photosensitive drum 10.
When held at, the DC voltage component of -500V to -1,000V, which is 50 to 200V lower than the voltage to be charged, causes the peak value voltage (V
d PP) 200~3,500V, by supplying through a protective resistor R AC bias voltage obtained by superposing an AC component of frequency 0.3~10KHz, it was possible to obtain a preferred development conditions.
The bias power source 24 performs constant voltage control for the DC component and constant current control for the AC component.

【0049】なお、VdP-PはVcP-P/Dcより小さくす
ることが帯電と現像の両者の条件を満足するので好まし
い。この好ましい条件は、その比が2〜5倍である。
Incidentally, it is preferable that Vd PP be smaller than Vc PP / Dc because both conditions of charging and development are satisfied. This preferable condition is that the ratio is 2 to 5 times.

【0050】なお、前記実施例の磁性粒子21として導電
性を有するようコーティングした球形フェライト粒子を
用いた。その他に磁性粒子と樹脂を主成分としてこれを
熱錬成後に粉砕して得られる導電性の磁性樹脂粒子を用
いることもできる。良好な帯電を行うために、外形は真
球で粒径、抵抗率及び磁化率はそれぞれ40〜60μm、104
〜1010Ω・cm、40〜80emu/gに調整され、現像に用いる
磁性粒子と共通になっていて、トナーとの摩擦帯電量は
トナー濃度5%の条件で−10μC/gである。
As the magnetic particles 21 of the above embodiment, spherical ferrite particles coated so as to have conductivity were used. In addition, conductive magnetic resin particles obtained by pulverizing the magnetic particles and a resin as main components after thermal smelting can also be used. In order to perform good charging, the outer shape is spherical and the particle size, resistivity and magnetic susceptibility are 40-60 μm and 10 4 respectively.
It is adjusted to -10 10 Ω · cm and 40 to 80 emu / g and is common to the magnetic particles used for development, and the triboelectric charge amount with the toner is -10 μC / g under the condition that the toner concentration is 5%.

【0051】なお、本実施例の帯電装置20を用いて感光
体ドラム10の除電をすることも可能である。除電はバイ
アス電圧の直流成分のみを零とすることによって行うこ
とができる。画像形成後、交流成分のみを印加して像形
成体を回動させることにより感光体ドラム10を除電す
る。感光体ドラム10の除電が終了した時点で交流成分も
印加を停止し、磁石体23の磁極のNS方向を感光体ドラ
ム10の対向部の接線と平行となるよう回動させると、磁
気ブラシ21Aが水平磁界により感光体ドラム10との対向
部の接線方向と平行となり、磁性粒子21を感光体ドラム
10周面に付着させないで、磁気ブラシ21Aの先端を感光
体ドラム10より離すことができる。
It is also possible to use the charging device 20 of this embodiment to eliminate the charge on the photosensitive drum 10. The static elimination can be performed by setting only the DC component of the bias voltage to zero. After the image formation, only the AC component is applied to rotate the image forming body to eliminate the charge on the photosensitive drum 10. When the charge removal of the photoconductor drum 10 is completed, the application of the AC component is stopped, and the magnetic pole of the magnet body 23 is rotated so as to be parallel to the tangent line of the facing portion of the photoconductor drum 10. Is parallel to the tangential direction of the portion facing the photoconductor drum 10 due to the horizontal magnetic field, and the magnetic particles 21 are transferred to the photoconductor drum.
The tip of the magnetic brush 21A can be separated from the photoconductor drum 10 without adhering to the ten circumferential surfaces.

【0052】また、上記帯電装置20がクリーニング装置
として用いられる画像形成方法では現像に当って正規現
像より反転現像の方が好ましい。なぜなら帯電装置20か
ら帯電時トナーを排出しやすく、排出されたトナーは、
反転現像時には同一極性となり、現像部で現像バイアス
により回収することになり画像のカブリが防止できるこ
とになるからである。
Further, in the image forming method in which the charging device 20 is used as a cleaning device, reversal development is preferable to regular development in developing. Because the toner is easily discharged from the charging device 20 during charging, and the discharged toner is
This is because the polarity becomes the same during reversal development, and it is collected by the developing bias in the developing section, so that image fogging can be prevented.

【0053】なお、長期使用によって感光体ドラム10表
面にクリーニングされずに残留したトナーの磁性粒子21
層内への混入が多くなり磁気ブラシ21Aの抵抗が高くな
って帯電効率が損なわれることがある。これには画像形
成前あるいは後の感光体ドラム10の回転時に帯電スリー
ブ22に印加する直流バイアス電圧の極性を高く設定し、
あるいは交流電圧を高く設定して、トナーが感光体ドラ
ム10に付着し易い条件を設定してトナー混入を防止する
ことができる。特に反転現像を行う画像形成装置のよう
に感光体ドラム10の帯電極性がトナーと同極性の場合は
現像器30内のトナー極性と同じとなるためにトナーによ
る汚染が発生しずらく、現像時画像にかぶりとして現れ
ず極めて好適な組合わせとなる。
The magnetic particles 21 of the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 10 without being cleaned due to long-term use.
In many cases, the magnetic brush 21A is highly mixed with the layer and the resistance of the magnetic brush 21A is increased, so that the charging efficiency is deteriorated. To this end, the polarity of the DC bias voltage applied to the charging sleeve 22 at the time of rotation of the photosensitive drum 10 before or after image formation is set high,
Alternatively, it is possible to prevent the toner from mixing by setting a high AC voltage and setting a condition that the toner is likely to adhere to the photosensitive drum 10. In particular, when the photosensitive drum 10 has the same polarity as the toner, such as in an image forming apparatus that performs reversal development, the toner polarity in the developing device 30 is the same as that of the toner. It does not appear as a fog in the image and is a very suitable combination.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明によれば、像形成体を搬送担体上
に前述した磁性粒子よりなる磁気ブラシにより、交流バ
イアス電圧による振動電界下で直接電荷を注入する帯電
を行うので、オゾンの発生が極めて少ない帯電を行うこ
とができる。また、帯電と現像に用いる磁性粒子を共通
としたので低コストとなり、帯電で付着した磁性粒子を
現像時に回収しても現像特性が変化せず、像形成体への
磁性粒子の付着や像形成体の絶縁破壊がなく、効率の良
い安定した均一な帯電が可能な画像形成装置を提供する
ことができる。
According to the present invention, since the image forming body is charged by the magnetic brush composed of the above-mentioned magnetic particles on the carrier, the electric charge is directly injected under the oscillating electric field by the AC bias voltage, so that ozone is generated. It is possible to carry out charging with an extremely small amount. In addition, since the magnetic particles used for charging and development are shared, the cost is low, and even if the magnetic particles attached by charging are collected during development, the development characteristics do not change, and the adhesion of magnetic particles to the image forming body and image formation It is possible to provide an image forming apparatus capable of performing efficient, stable, and uniform charging without body dielectric breakdown.

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

【図1】本発明の一実施例である画像形成装置の構成の
概要を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the outline of the configuration of an image forming apparatus that is an embodiment of the present invention.

【図2】図1の帯電装置の一実施例を示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the charging device of FIG.

【図3】交流電圧成分の周波数と電圧を変化させたとき
の帯電特性図である。
FIG. 3 is a charging characteristic diagram when a frequency and a voltage of an AC voltage component are changed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 感光体ドラム(像形成体) 20 帯電装置 21 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 30 現像器 31 現像スリーブ R 保護抵抗 10 Photosensitive drum (image forming body) 20 Charging device 21 Magnetic particles 21A Magnetic brush 22 Charging sleeve (conveying carrier) 23 Magnet body 24 Bias power supply 30 Developing device 31 Developing sleeve R Protective resistance

フロントページの続き (72)発明者 福地 真和 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 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Front page continued (72) Inventor Masakazu Fukuchi 2970 Ishikawa-cho, Hachioji, Tokyo Konica stock company (72) Inventor Shizuo Morita 2970 Ishikawa-cho, Hachioji, Tokyo Konica stock company (72) Inventor Nomori Hiroyuki Konica Co., Ltd. 2970 Ishikawa-cho, Hachioji-shi, Tokyo

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁性粒子を搬送担体上に供給して磁気ブ
ラシを形成させ、該搬送担体上の磁気ブラシを振動電界
下におき、像形成体を帯電する画像形成装置において、 前記磁性粒子の粒径、抵抗率及び磁化率はそれぞれ40〜
60μm、104〜1010Ω・cm、40〜80emu/gで、現像部で現
像に用いる磁性粒子と共通であることを特徴とする画像
形成装置。
1. An image forming apparatus for charging an image forming body by supplying magnetic particles onto a carrier to form a magnetic brush, and placing the magnetic brush on the carrier under an oscillating electric field. Particle size, resistivity and magnetic susceptibility are each 40 ~
An image forming apparatus characterized in that it has a particle size of 60 μm, 10 4 to 10 10 Ω · cm, and 40 to 80 emu / g and is common to magnetic particles used for development in the developing section.
【請求項2】 前記現像部の振動電界の強さは、前記帯
電部の振動電界の強さより小さいことを特徴とする請求
項1の画像形成装置。
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the oscillating electric field strength of the developing section is smaller than the oscillating electric field strength of the charging section.
JP34275892A 1992-12-22 1992-12-22 Image forming device Pending JPH06186821A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5635323A (en) * 1994-06-03 1997-06-03 Fujitsu Limited Image forming method
US6157801A (en) * 1998-06-11 2000-12-05 Canon Kabushiki Kaisha Magnetic particles for charging, charging member, charging device, process cartridge, and electrophotographic apparatus

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