JPH06250492A - Electrostatic charging device - Google Patents
Electrostatic charging deviceInfo
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- JPH06250492A JPH06250492A JP3866993A JP3866993A JPH06250492A JP H06250492 A JPH06250492 A JP H06250492A JP 3866993 A JP3866993 A JP 3866993A JP 3866993 A JP3866993 A JP 3866993A JP H06250492 A JPH06250492 A JP H06250492A
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- charging
- magnetic
- image forming
- magnetic particles
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- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、静電
記録装置等の画像形成装置において、像形成体を一様に
帯電させる磁気ブラシを用いた帯電装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging device using a magnetic brush for uniformly charging an image forming body in an image forming device such as an electrophotographic copying machine or an electrostatic recording device.
【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、マグネットを内包した円筒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、特開平4-21873、特開平4-116674
号公報に開示されている。Therefore, a magnet 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 magnetic particles are adsorbed on a cylinder 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 JP-A-59-133569 and JP-A-4-133569. 21873, JP 4-116674
It is disclosed in the publication.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に開示された帯電装置においては、帯電の開始時及び
停止時に像形成体上に磁性粒子が移動付着し、像形成体
を傷つけたり帯電ムラを起こすという問題点があった。
また帯電装置内にトナーが混入すると帯電能力が低下
し、磁性粒子の付着が発生するという問題があった。However, in the charging device disclosed in the above publication, magnetic particles move and adhere to the image forming body at the start and stop of charging, which may damage the image forming body or cause uneven charging. There was a problem of causing it.
Further, when toner is mixed in the charging device, the charging ability is lowered, and there is a problem that magnetic particles are attached.
【0007】本発明はこれらの点を解決して、像形成体
上に磁性粒子の付着を起こすことなく、オゾンの発生が
なく、極めて安定した均一な帯電を行うことのできる帯
電装置を提供することを目的とする。The present invention solves these problems, and provides a charging device capable of carrying out extremely stable and uniform charging without causing adhesion of magnetic particles on an image forming body, generation of ozone. The purpose is to
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的は次の3発明に
よって達成される。第1発明は磁気ブラシが直接像形成
体に接触しない形で帯電を行うもので、像形成体に対
し磁気ブラシを形成し、交流バイアス下で帯電を行う帯
電装置において、前記磁気ブラシが薄板を介して前記像
形成体に接触することを特徴とする帯電装置によって達
成される。ここで薄板は(a)10〜300μmの弾性部材であ
ること、また(b)交換可能であることが好ましい第1発
明の実施態様である。The above object can be achieved by the following three inventions. According to a first aspect of the present invention, a magnetic brush is charged without directly contacting an image forming body. In a charging device for forming a magnetic brush on an image forming body and charging under an AC bias, the magnetic brush is a thin plate. It is achieved by a charging device characterized in that it contacts the image forming body through the charging device. Here, it is an embodiment of the first invention that the thin plate is preferably (a) an elastic member of 10 to 300 μm and (b) replaceable.
【0009】第2及び第3発明は帯電開始時及び帯電停
止時における磁性粒子の像形成体への付着を防止するも
ので、帯電開始時の磁性粒子の付着を防止する目的は、
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、搬送担体上の磁気ブラシを振動電界下におき、像形
成体を帯電する帯電装置において、帯電開始時には直流
電圧を印加した後交流電圧を印加することを特徴とする
帯電装置によって達成される。また帯電停止時の磁性粒
子の付着を防止する目的は、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、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帯電装置に
おいて、帯電停止時には交流電圧を停止した後直流電圧
を停止することを特徴とする帯電装置によって達成され
る。The second and third aspects of the present invention prevent magnetic particles from adhering to the image forming body at the start of charging and at the time of stopping charging.
In a charging device for charging magnetic particles on a carrier to form a magnetic brush and placing the magnetic brush on the carrier under an oscillating electric field to charge an image forming body, a DC voltage is applied at the start of charging, and then an AC voltage is applied. Is achieved by the charging device. In order to prevent the adhesion of magnetic particles when charging is stopped, the magnetic particles are supplied onto the carrier to form a magnetic brush, and the magnetic brush on the carrier is placed under an oscillating electric field to charge the image forming body. In the charging device, when the charging is stopped, the AC voltage is stopped and then the DC voltage is stopped.
【0010】[0010]
【作用】本発明の第2及び第3発明は、画像形成装置の
磁性粒子を用いる帯電装置のバイアス電圧の直流成分及
び交流成分バイアス電圧の印加とその停止の順序を適正
にしたことを特徴とする。これにより像形成体への磁性
粒子の付着防止を図ったものである。The second and third aspects of the present invention are characterized in that the order of applying and stopping the bias voltage of the DC component and the AC component bias voltage of the bias voltage of the charging device using the magnetic particles of the image forming apparatus is proper. To do. This is intended to prevent magnetic particles from adhering to the image forming body.
【0011】即ち、前記搬送担体と前記像形成体との間
に印加するバイアス電圧は磁気ブラシへの電荷注入を十
分にし、像形成体のムラのない帯電を行うには直流成分
に交流成分を重畳したものが好ましい。しかしながら、
帯電の開始及び停止の際バイアス電圧の直流成分と交流
成分を同時に印加開始、印加停止を行うと像形成体と磁
気ブラシとの間に瞬間的に高い電位差が生じ磁性粒子が
像形成体に移動付着する。これを防止するために、本発
明においては、帯電開始時には直流成分を印加したのち
交流成分を印加し、帯電停止時には交流成分の印加停止
をしたのち直流成分の印加停止をするようにした。That is, the bias voltage applied between the carrier and the image forming body is sufficient to inject charge into the magnetic brush, and in order to perform uniform charging of the image forming body, an AC component is added to the DC component. A superposed one is preferable. However,
When the direct current component and the alternating current component of the bias voltage are simultaneously started and stopped at the time of starting and stopping charging, a high potential difference is momentarily generated between the image forming body and the magnetic brush, and the magnetic particles move to the image forming body. Adhere to. In order to prevent this, in the present invention, the DC component is applied at the start of charging, and then the AC component is applied, and when the charging is stopped, the application of the AC component is stopped and then the application of the DC component is stopped.
【0012】ここで、磁性粒子の粒径について述べると
一般に磁性粒子の平均粒径が大きいと、(イ)搬送担体
上に形成される磁気ブラシの穂の状態が荒いために、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。The particle diameter of the magnetic particles will be described. Generally, when the average particle diameter of the magnetic particles is large, (a) the state of the ears of the magnetic brush formed on the carrier is rough, so that the electric field causes vibration. Even if the toner is charged while being given, unevenness is likely to appear on the magnetic brush, causing a problem of uneven charging. To solve this problem, the average particle size of the magnetic particles should be reduced,
As a result of the experiment, it was found that the effect began to appear when the average particle size was 150 μm or less, and particularly when the average particle size was 100 μm or less, the problem (a) did 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. It is preferable that the magnetization intensity is 20 to 200 emu / g.
【0013】以上から、磁性粒子の粒径は、平均粒径が
150μm以下、特に好ましくは100μm以下30μm以上であ
ることが好ましい。From the above, the average particle size of the magnetic particles is
It is preferably 150 μm or less, particularly preferably 100 μm or less and 30 μm or more.
【0014】このような磁性粒子は、磁性体として従来
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 the same as those used in conventional magnetic carrier particles as magnetic materials, such as metals such as iron, chromium, nickel and cobalt, or their compounds and alloys such as ferric tetroxide and γ-oxidation. Ferric iron, chromium dioxide, manganese oxide, ferrite, manganese-copper alloy,
The ferromagnetic particles or the surfaces of these magnetic particles are coated with a resin such as styrene resin, vinyl resin, ethylene resin, rosin-modified resin, acrylic resin, polyamide resin, epoxy resin, polyester resin, etc. Alternatively, the particles obtained by making the resin containing the magnetic fine particles dispersed therein are subjected to particle size selection by a conventionally known average particle size selection means.
【0015】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。即ち、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、と云う効果を与える。以上のような効果を奏
する球形粒子にはキャリヤ粒子の抵抗率が103Ω・cm以
上、1012Ω・cm以下特に104Ω・cm以上、109Ω・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0.50cm2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1000V/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のブレークダウンが起こり易
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 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 the spherical particles lose their directionality, so that the layers are uniformly formed and local (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. The spherical particles that exhibit the above effects have conductivity such that the carrier particles have a resistivity of 10 3 Ωcm or more and 10 12 Ωcm or less, particularly 10 4 Ωcm or more and 10 9 Ωcm or less. It is preferable that the magnetic particles are formed. This resistivity is 1 kg on the packed particles after tapping the particles into a container with a cross-sectional area of 0.50 cm 2.
/ cm 2 load, 1000V / cm between the load and the bottom electrode
Is a value obtained by reading the current value when a voltage that causes the electric field is applied.If this resistivity is low, when a bias voltage is applied to the carrier, electric charges are injected into the magnetic particles, The magnetic particles are likely to adhere to the surface of the formed body, or the breakdown of the bias voltage is likely to occur. If the resistivity is high, charge injection is not performed and charging is not performed.
【0016】さらに、本発明の第2及び第3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 second and third inventions of the present invention have a small specific gravity so that the magnetic brush constituted by the magnetic particles moves lightly by an oscillating electric field and does not cause external scattering. Those having an appropriate maximum magnetization are desirable. Specifically, the true specific gravity is 6 or less and the maximum magnetization is
It was found that good results were obtained using 30 to 100 emu / g.
【0017】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104Ω・cm以上109Ω・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 of the above, 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 are no protrusions such as needles and edges, and the resistivity is high. The appropriate condition is preferably 10 4 Ω · cm or more and 10 9 Ω · cm or less. Then, such spherical magnetic particles should be selected as spherical as possible for the magnetic particles, and in the particles of the magnetic particle dispersion system, the particles of the magnetic material should be used as much as possible.
After the dispersed resin particles are formed, a spheroidizing treatment is performed, or the dispersed resin particles are formed by a spray drying method.
【0018】本発明の第1の発明においては、薄板を介
して磁気ブラシを像形成体に接しているために像形成体
に磁性粒子が付着することや、現像に用いられているト
ナーが磁気ブラシに混入することがない。しかし、第
2,第3発明では磁性粒子が直接像形成体に接触してい
るために現像に用いられている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
性と同じで、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。In the first aspect of the present invention, since the magnetic brush is in contact with the image forming body through the thin plate, the magnetic particles adhere to the image forming body and the toner used for development is magnetic. Does not mix with the brush. However, in the second and third inventions, since the magnetic particles are in direct contact with the image forming body, if the toner used for the development is mixed in the magnetic brush, the toner has a high insulating property, so that the chargeability is lowered and the toner is charged. It causes unevenness. 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 triboelectric charge amount of the toner was the same as the charge polarity and 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, the toner 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.
【0019】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 magnetic particle carrier for forming the particle layer and charging the image forming member will be described.
【0020】磁性粒子搬送担体は、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円筒の内部に複数の磁極を
有するマグネット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、回転マ
グネットとの相対的な回転によって、導電性円筒の表面
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。そして、搬送担体の回転あるいはさ
らにマグネット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 magnetic particle carrier, a conductive carrier capable of applying a bias voltage is used. In particular, a magnet having a plurality of magnetic poles is provided inside a conductive cylinder on the surface of which a particle layer is formed. The structure described above is preferably used. In such a carrier, rotation of the magnet relative to the rotating magnet causes the particle layer formed on the surface of the conductive cylinder to undulate and move in a wavy shape, so that new magnetic particles are supplied one after another. Even if the particle layer on the surface of the carrier has some non-uniformity in the layer thickness, the effect is sufficiently covered by the corrugation so that it does not cause any practical problem. Then, it is preferable that the transport speed of the magnetic particles due to the rotation of the transport carrier or the rotation of the magnet is almost the same as or faster than the moving 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.
【0021】また、搬送担体上に形成する粒子層の厚さ
は、規制板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
動が十分に行なわれず感光体の摩耗や帯電ムラや過電流
が流れたりしてしまうとともに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帯電ムラ
や磁性粒子の像形成体への付着を起こすことになる。現
像領域における磁性粒子の好ましい存在量は10〜200mg/
cm2であった。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 regulation plate 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, and the photoreceptor will be worn and charging unevenness and overcurrent will flow, and the driving torque of the carrier will be increased. It has the drawback of becoming large. On the contrary, if the amount of the magnetic particles present on the carrier in the charged area is too small, uneven charging and adhesion of the magnetic particles to the image forming body will occur. The preferred amount of magnetic particles in the developing area is 10 to 200 mg /
It was cm 2 . This abundance is an average value in the contact area of the magnetic brush.
【0022】そして、搬送担体と像形成体との間隙は10
0〜5000μmが好ましい。搬送担体と像形成体の表面間隙
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
が5000μmを大きく超すようになると、粒子層が荒く形
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、間隙が100〜5000μm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。The gap between the carrier and the image forming body is 10
0 to 5000 μm is preferable. If the surface gap 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 against it, and sufficient magnetic particles will be supplied to the charging section. If it becomes impossible to perform stable charging, and if the gap exceeds 5000 μm, the particle layer will be rough and uneven charging will occur easily. Will not be obtained. As described above, when the gap 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 is in the range of 100 to 5000 μm, Thus, the thickness of the particle layer can be appropriately formed, and it is possible to prevent the generation of sweeps due to the rubbing of the magnetic brush.
【0023】[0023]
(第1実施例)以下図面を用いて本発明の第2発明の実
施例について説明する。(First Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0024】図1は本発明の帯電装置を備えた静電記録
装置の構成の概要を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing the outline of the construction of an electrostatic recording apparatus equipped with the charging device of the present invention.
【0025】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、その周縁部には除電ランプ14、後述する帯電装
置20、露光装置からの像露光L、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。In the figure, reference numeral 10 is a photosensitive drum made of (-) charged OPC which is an image forming body which rotates in the direction of the arrow (clockwise). A peripheral portion of the photosensitive drum 14 is a discharging lamp 14, and a charging device 20 which will be described later. Image exposure L from exposure device, developing device 30, transfer roller
13, a cleaning device 50 and the like are provided.
【0026】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、除電ランプ14により一様除電されたの
ちその除電された部分がクリーニングを通過した後、後
述する帯電装置20により一様に帯電される。帯電は画像
領域を含む一定領域のみ行なう。感光体ドラム10上に
は、画像書き込み装置等からの例えばレーザビーム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 discharged by the discharging lamp 14, and after the discharged portion has passed the cleaning, it is uniformly charged by the charging device 20 described later. Charging is performed only in a certain area including the image area. An image is written on the photosensitive drum 10 by, for example, a laser beam L from an image writing device or the like, and an electrostatic latent image corresponding to the image is formed.
【0027】現像器30内には2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、マグネッ
トローラ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反転現像が行われる。There is a two-component developer in the developing device 30, which is agitated by the agitating screws 33A and 33B, and then adheres to the outer periphery of the developing sleeve 31 which is outside the magnet roller 32 and rotates, and is a magnetic brush of the developer. Forming and developing sleeve
A predetermined bias voltage is applied to 31 and the photosensitive drum
Reverse development is performed in the development area facing 10.
【0028】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を経て定着装置81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、帯電領域後端が光除電され
た後、感光体ドラム10の回転が停止して次回の複写に待
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 the fixing device 81 via the conveying means 80, is nipped by the heat fixing roller and the pressure bonding roller, melted and fixed, and then discharged outside the device. A photoconductor drum 10 that rotates with the toner remaining without being transferred to the recording paper P.
The surface of (1) is scraped off and cleaned by a cleaning device 50 having a blade 51 and the like, and after the rear end of the charging area is photo-electrified, the rotation of the photosensitive drum 10 stops and stands by for the next copying.
【0029】図2は図1の静電記録装置等において本発
明の第2及び第3発明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は磁性粒子で、
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50μm、比抵抗108Ω・cmに調整されてい
て、トナーとの摩擦帯電量はトナー濃度1%の条件で−
5μC/gである。FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the charging device 20 used in the second and third inventions of the electrostatic recording apparatus of FIG. In the figure, 21 is a magnetic particle,
Spherical ferrite particles coated 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 adjusted to have a spherical shape with a particle size of 50 μm and a specific resistance of 10 8 Ω · cm.
It is 5 μC / g.
【0030】22は例えばアルミニウムなどの非磁性かつ
導電性の金属で形成された磁性粒子21の搬送担体である
円筒、23は円筒22の内部に配置された柱状のマグネット
で、このマグネット23は図に示すように周縁に円筒表面
で700ガウスとなる様にS極及びN極を配置して着磁さ
れていて、円筒22は固定されたマグネット23に対し回動
可能になっている。また、マグネット23は等極配置磁極
として回転してもよい。円筒22は感光体ドラム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0.2〜2.0
倍の周速度で回転させられる。マグネット23が固定の場
合は、マグネット23の感光体ドラム10に最も近接した主
磁極の位置は、感光体ドラム10の中心と帯電ローラ22の
中心を結ぶ中心線と帯電ローラ22の中心と主磁極を結ぶ
直線のなす角度θは上流側で0°≦θ≦15°の範囲内に
あることが望ましい。Reference numeral 22 is a cylinder which is a carrier for the magnetic particles 21 formed of non-magnetic and conductive metal such as aluminum, and 23 is a columnar magnet arranged inside the cylinder 22. As shown in FIG. 3, the S pole and the N pole are magnetized so that the cylindrical surface has 700 gauss on the peripheral surface, and the cylinder 22 is rotatable with respect to the fixed magnet 23. Further, the magnet 23 may rotate as a magnetic pole having an equal pole. The cylinder 22 is at a position facing the photoconductor drum 10 and is 0.2 to 2.0 in the same direction as the moving direction of the photoconductor drum 10.
It is rotated at double the peripheral speed. When the magnet 23 is fixed, the position of the main magnetic pole of the magnet 23 closest to the photosensitive drum 10 is the center line connecting the center of the photosensitive drum 10 and the center of the charging roller 22, the center of the charging roller 22, and the main magnetic pole. It is desirable that the angle θ formed by the straight line connecting the lines is in the range of 0 ° ≦ θ ≦ 15 ° on the upstream side.
【0031】搬送担体である円筒22の直径は5〜20mmφ
の範囲内にあることが好ましい。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
ラが生じやすい。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、搬送担体の線速を遅くすることが好ましい。
また円筒22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
であると搬送は充分に行えなく、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。The diameter of the cylinder 22, which is a carrier, is 5 to 20 mmφ.
It is preferably within the range. With the above diameter, a contact area necessary for charging is secured. If the contact area is larger than necessary, the charging current becomes too large, and if it is small, uneven charging is likely to occur. When the diameter is small as described above, the linear velocity of the carrier is preferably slowed down because the magnetic particles are easily scattered or adhered to the image forming body due to centrifugal force.
The surface of the cylinder 22 preferably has an average surface roughness of 2 to 15 μm in order to stably and uniformly convey the magnetic particles. If it is smooth, it cannot be sufficiently conveyed, and if it is too rough, an overcurrent flows from the convex portions on the surface, and uneven charging tends to occur in either case. Sandblasting is preferably used to achieve the above surface roughness.
【0032】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.
【0033】24は前記円筒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、円筒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 denotes a bias power source for applying a bias voltage between the cylinder 22 and the conductive base material 10b, and the cylinder 22 is grounded via the bias power source 24.
【0034】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、円筒22と感光体ドラム10
との間の間隙の大きさ、感光体ドラム10に帯電する帯電
電圧等によって異なるが、間隙は0.1〜5mmの間に保持
され、帯電すべき電圧とほぼ同じ−500〜−1000Vの直
流成分に、ピーク間電圧(Vp−p)として200〜3500Vの
交流成分を重畳した交流バイアス電圧を保護抵抗28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。交流バイアス電圧を印加しないで直流バイア
ス電圧のみを印加したときは感光体ドラム10は帯電する
ことはない。交流バイアス電圧を印加することにより振
動電界を形成しムラのない帯電を得ることができる。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 the cylinder 22 and the photosensitive drum 10
Depending on the size of the gap between the photoconductor drum 10 and the charging voltage charged on the photosensitive drum 10, the gap is maintained between 0.1 and 5 mm, and a DC component of -500 to -1000V, which is almost the same as the voltage to be charged, is generated. By supplying an AC bias voltage on which an AC component of 200 to 3500 V is superimposed as a peak-to-peak voltage (Vp-p) through the protective resistor 28, a preferable charging condition can be obtained. When only the DC bias voltage is applied without applying the AC bias voltage, the photosensitive drum 10 is not charged. By applying an AC bias voltage, an oscillating electric field can be formed and uniform charging can be obtained.
【0035】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い、図示しない制御
部によって直流成分、交流成分それぞれ独立してON,OFF
できるようになっている。又、このON,OFF動作は瞬時
ではなく連続的に印加電圧を変化させていくことが好ま
しい。具体的には1〜500msec程度の時間をもたせるこ
とが磁性粒子の像形成体への付着を防止するために好ま
しい。The bias power source 24 performs constant voltage control for the DC component and constant current control for the AC component, and the control unit (not shown) independently turns on and off the DC component and the AC component.
You can do it. Further, it is preferable that the ON / OFF operation continuously changes the applied voltage, not instantaneously. Specifically, it is preferable that the time is about 1 to 500 msec in order to prevent the magnetic particles from adhering to the image forming body.
【0036】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内に前記円筒22とマグネ
ット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、円筒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ようになっている。規制
板26と円筒22との間隙は磁性粒子21の搬送量即ち現像領
域における円筒22上の磁性粒子の存在量が10〜200mg/cm
2となるよう調整される。なお、この存在量は、磁気ブ
ラシの接触領域の平均値である。感光体ドラム10と円筒
22との間隙は厚さを規制された磁性粒子21層で接続され
る。撹拌板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である。Reference numeral 25 denotes a casing forming a storage part for the magnetic particles 21, the cylinder 22 and the magnet 23 are arranged in the casing 25, and a regulation plate 26 is provided at the outlet of the casing 25. The thickness of the layer of magnetic particles 21 attached to the cylinder 22 and carried out is regulated. The gap between the regulation plate 26 and the cylinder 22 is such that the transport amount of the magnetic particles 21, that is, the existing amount of the magnetic particles on the cylinder 22 in the developing region is 10 to 200 mg / cm.
Adjusted to 2 . The existing amount is an average value of the contact area of the magnetic brush. Photoconductor drum 10 and cylinder
The gap with 22 is connected by 21 layers of magnetic particles whose thickness is regulated. The stirring plate 27 is a rotating body having a plate-shaped member that corrects the bias of the magnetic particles 21 around the axis.
【0037】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.
【0038】感光体ドラム10を予め矢示方向に回転させ
ておき、次に同時あるいは少し遅れて円筒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、円筒22に付着・搬送される磁性粒子21の層
はマグネット23の磁力線により円筒22上の感光体ドラム
10との対向位置で磁気的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。そして磁気
ブラシ21Aは円筒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に接触し摺擦する。磁気ブラシの摺
擦動作は、帯電バイアスの直流成分が印加される前が好
ましい。円筒22に電圧が印加され、感光体ドラム10との
間に電位差が生じる時、磁性粒子が感光体ドラム10に付
着しやすい。The photosensitive drum 10 is rotated in the direction of the arrow in advance, and then the cylinder 22 is rotated at the peripheral speed of 0.2 to 2.0 times the peripheral speed of the photosensitive drum 10 in the same direction or at the same time with a slight delay. Then, the layer of the magnetic particles 21 attached and conveyed to the cylinder 22 will be a photosensitive drum on the cylinder 22 due to the magnetic lines of force of the magnet 23.
Magnetically connected at a position facing 10 to form a kind of brush-like, so-called magnetic brush 21A is formed. Then, the magnetic brush 21A is conveyed in the rotating direction of the cylinder 22 and comes into contact with and slides on the photosensitive layer 10a of the photosensitive drum 10. The rubbing operation of the magnetic brush is preferably performed before the DC component of the charging bias is applied. When a voltage is applied to the cylinder 22 and a potential difference is generated between the cylinder 22 and the photoconductor drum 10, magnetic particles tend to adhere to the photoconductor drum 10.
【0039】この時、予め円筒22が回転し、磁気ブラシ
が摺擦することにより、磁性粒子の付着が防止できる。
電荷の移動が容易となり、電位差が減少することによ
り、磁性粒子の付着が減少すると考えられる。At this time, the cylinder 22 is rotated in advance and the magnetic brush rubs against it, so that the adhesion of magnetic particles can be prevented.
It is considered that the transfer of electric charges is facilitated and the potential difference is reduced, so that the adhesion of magnetic particles is reduced.
【0040】帯電開始時には、円筒22と感光体ドラム10
との間には図3に示すように、先ず円筒22の回転に引続
いて前記直流成分が印加され、直流成分が所定の値に達
したのち、直ちに又は僅かな時間d1経過したのちに交
流成分を0Vから所定のピーク間電圧まで上昇させる。
このように交流成分の印加のタイミングをずらすことに
より磁性粒子の帯電開始時の感光体ドラム10への移動付
着を防止できた。図3に示した直流成分のON動作に伴
う立上り時間tD1及び交流成分のON動作に伴う立上り
時間tA1は1〜500msecであることが好ましい。At the start of charging, the cylinder 22 and the photosensitive drum 10
3, the DC component is first applied following the rotation of the cylinder 22, and after the DC component reaches a predetermined value, immediately or after a short time d 1 elapses. The AC component is increased from 0V to a predetermined peak-to-peak voltage.
By shifting the application timing of the AC component in this way, it was possible to prevent the magnetic particles from moving and adhering to the photosensitive drum 10 at the start of charging. It is preferable that the rising time t D1 accompanying the ON operation of the DC component and the rising time t A1 accompanying the ON operation of the AC component shown in FIG. 3 are 1 to 500 msec.
【0041】さらに、磁性粒子の付着を防ぐためには、
帯電前に除電ランプ14により、予め像形成体電位を略O
Vに除電しておくことが好ましい。Further, in order to prevent the adhesion of magnetic particles,
Before the charging, the charge of the image forming body is set to about 0 in advance by the static elimination lamp 14.
It is preferable to eliminate the charge to V.
【0042】以上のようにして、直流及び交流バイアス
電圧を円筒22と感光体ドラム10の間に印加することによ
り導電性の磁性粒子21を経て感光体層10a上に電荷が注
入されて帯電が行われる。この場合特にバイアス電圧を
直流成分に交流成分を重畳したバイアス電圧としている
ので、電荷の移動や放電現象を伴った磁気ブラシからの
電荷注入を可能としかつその効率を向上させることにな
り、極めて安定した高速で均一な帯電を行うことができ
る。As described above, by applying the DC and AC bias voltages between the cylinder 22 and the photoconductor drum 10, the charge is injected onto the photoconductor layer 10a via the conductive magnetic particles 21 to be charged. Done. In this case, since the bias voltage is a bias voltage in which an alternating current component is superimposed on a direct current component, it is possible to inject charges from the magnetic brush that accompany the movement of charges and the discharge phenomenon and improve its efficiency, which is extremely stable. It is possible to perform uniform charging at high speed.
【0043】なお、以上の実施例において、円筒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8に示した。The results of changing the frequency and voltage of the AC voltage component applied to the cylinder 22 in the above embodiment are shown in FIG.
【0044】図8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8にお
いて、散点状の陰を施した300Hz以下の低周波領域は、
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. 8, 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. In addition, in FIG. 8, the low frequency region of 300 Hz or less, which is shaded,
This is the range where uneven charging occurs due to the low frequency.
【0045】(第2実施例)本発明の第3発明の実施例
を示す本実施例の構成と動作は第1実施例と全く同一で
あるから、その詳細な説明は省略する。第2実施例にお
いては帯電停止時の交流バイアス電圧の印加停止に独自
の方法が行われる。(Second Embodiment) The configuration and operation of this embodiment showing the third embodiment of the present invention are exactly the same as those of the first embodiment, and therefore detailed description thereof will be omitted. In the second embodiment, a unique method is used to stop the application of the AC bias voltage when the charging is stopped.
【0046】即ち、帯電を停止する際は、図3に示すよ
うに先ず交流成分のピーク間電圧を略0Vまで降下させ
たのち直ちに又は僅かな時間d2経過したのち直流成分
を0V低下させ次いで円筒22の回転を停止させる。この
ようにして磁気ブラシと感光体ドラム10との間の交流成
分をなくしてから直流成分を低下させたので帯電バイア
ス停止時に生じる磁性粒子の感光体ドラム10への移動付
着を防止することができた。図3による示したOFF動作
に伴う立下り時間tA2,tD2は1〜500msecであること
が好ましい。又d2は0〜500msecが好ましい。That is, when the charging is stopped, as shown in FIG. 3, first, the peak-to-peak voltage of the AC component is lowered to about 0V, and immediately or after a short time d 2 is passed, the DC component is lowered to 0V. The rotation of the cylinder 22 is stopped. In this way, the AC component between the magnetic brush and the photoconductor drum 10 is eliminated and then the DC component is reduced. Therefore, it is possible to prevent the magnetic particles from moving and adhering to the photoconductor drum 10 when the charging bias is stopped. It was The fall times t A2 and t D2 associated with the OFF operation shown in FIG. 3 are preferably 1 to 500 msec. Further, d 2 is preferably 0 to 500 msec.
【0047】さらに、磁性粒子の付着を防ぐためには帯
電バイアス停止後においても除電ランプ14により予め像
形成体電位を略0Vに除電しておくことが好ましい。こ
うすることにより像形成体である感光性と円筒22との間
に電位差の生じるのを防止し、磁性粒子の像形成体の付
着を防止できる。Further, in order to prevent the magnetic particles from adhering, it is preferable that the charge of the image forming body is previously discharged to about 0 V by the discharging lamp 14 even after the charging bias is stopped. By doing so, it is possible to prevent a potential difference from being generated between the photosensitive member which is the image forming body and the cylinder 22, and to prevent the magnetic particles from being attached to the image forming body.
【0048】以上の帯電バイアス停止後、磁気ブラシの
摺擦動作を停止する。この停止は感光体ドラム10の停止
前あるいは同時に行う。After the charging bias is stopped, the rubbing operation of the magnetic brush is stopped. This stop is performed before or simultaneously with the stop of the photosensitive drum 10.
【0049】第1及び第2実施例においてと同様に除電
ランプ14を用いず、像形成体電位をバイアス電圧の直流
成分印加に続いて交流成分を印加することによる帯電と
あるいは交流成分の停止に続いて直流成分の停止による
停止とすることによって行うこともできるが除電ランプ
14の使用により確実に像形成体への磁性粒子の付着を防
止できる。In the same manner as in the first and second embodiments, without using the static elimination lamp 14, the image forming body potential is charged by applying the direct current component of the bias voltage and then applying the alternating current component, or stopping the alternating current component. This can be done by stopping the DC component, but the static elimination lamp
The use of 14 can reliably prevent magnetic particles from adhering to the image forming body.
【0050】また、円筒22の退避やマグネット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、磁気ブラシの穂が水平磁界により
感光体ドラム10との対向部の接線方向と平行となり、磁
気ブラシの先端は感光体ドラム10より離されるので像形
成体と非接触とすることができる。このことにより感光
体の放置時の変質や変化を防止できる。When the cylinder 22 is retracted or the magnetic poles of the magnet 23 are rotated so that the NS direction is parallel to the tangent line of the facing portion of the photoconductor drum 10, the ears of the magnetic brush move to the photoconductor drum 10 by the horizontal magnetic field. Since the magnetic brush is parallel to the tangential direction of the facing portion and the tip of the magnetic brush is separated from the photoconductor drum 10, it can be brought out of contact with the image forming body. As a result, it is possible to prevent the photoreceptor from being deteriorated or changed when it is left.
【0051】このような磁気ブラシの穂を感光体から離
す動作は直流及び交流バイアス印加を停止した後に行う
ことが望ましい。感光体と円筒22との間に電位差が生じ
ると磁性粒子が感光体へ移動してしまう現象を防止する
ことができる。It is desirable that the operation of separating the magnetic brush from the photoconductor is performed after the application of the DC and AC biases is stopped. It is possible to prevent the phenomenon in which the magnetic particles move to the photoconductor when a potential difference occurs between the photoconductor and the cylinder 22.
【0052】また、円筒22の回転の開始/停止に際して
の前記バイアス電圧のON,OFFは開始の場合は遅く行い、
停止の場合は早く行うようにするのが好ましい。感光体
ドラム10の回転の開始/停止については特に限定されな
いが、感光体ドラム10の回転開始は帯電装置の円筒22の
回転の開始より早く始まり、停止時は遅く停止するのが
帯電時間を短くすることから好ましい。画像形成装置が
紙詰まりなどを起こして運転を開始/停止する場合も上
記と同様に行うのが好ましい。The ON / OFF of the bias voltage at the time of starting / stopping the rotation of the cylinder 22 is delayed at the start,
In the case of stopping, it is preferable to do it early. The start / stop of the rotation of the photoconductor drum 10 is not particularly limited, but the start of the rotation of the photoconductor drum 10 starts earlier than the start of the rotation of the cylinder 22 of the charging device, and the start of the rotation stops late when the charging is stopped to shorten the charging time. It is preferable because When the image forming apparatus causes a paper jam or the like to start / stop the operation, it is preferable to perform the same as above.
【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の抵抗が高くなって
帯電効率が損なわれることがある。The magnetic particles 21 of the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 10 without being cleaned due to long-term use.
There is a case where the amount of the particles mixed in the layer is increased, the resistance of the magnetic brush is increased, and the charging efficiency is deteriorated.
【0054】これには画像形成前、画像形成間、あるい
は画像形成後の感光体ドラム10の予備回転時に磁性粒子
が感光体につかない程度に円筒22に印加するバイアス電
圧を、直流成分のみでは帯電時の直流成分の電圧より低
く設定し、あるいは帯電時と同じ直流電圧の時は交流成
分の電圧を帯電時より低く設定して、トナーが感光体に
付着し易い条件を設定してトナー混入が増加することを
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。For this purpose, the bias voltage applied to the cylinder 22 to such an extent that magnetic particles do not adhere to the photoreceptor before the image formation, during the image formation, or during the preliminary rotation of the photoreceptor drum 10 after the image formation is charged by only the DC component. The voltage of the DC component is set lower than that of the charging time, or the voltage of the AC component is set to be lower than that of the charging when the DC voltage is the same as when charging, and the condition that toner easily adheres to the photoconductor is set to prevent toner mixing. It can be prevented from increasing. In particular, when the charging polarity of the photosensitive drum 10 is the same as that of the toner as in an image forming apparatus that performs reversal development, the toner polarity is the same as the toner polarity in the developing device, so that contamination with toner is less likely to occur, and the image during development It does not appear as a fog and is a very suitable combination.
【0055】また、以上説明した帯電装置20は、その出
力するバイアス電圧の直流成分を残留付着したトナーの
帯電の極性と同じくすることによって感光体ドラム10上
の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置とし
て兼用することもできる。さらにバイアス電源24の直流
成分の電圧を変更可能にして感光体の温湿度や繰返しに
よる電位変動を一定にすべく制御する装置として使用す
ることもできる。Further, the charging device 20 described above also serves as a cleaning device for cleaning the residual toner on the photoconductor drum 10 by making the DC component of the output bias voltage the same as the charging polarity of the residual adhered toner. You can also do it. Further, the voltage of the DC component of the bias power source 24 can be changed so that it can be used as a device for controlling the temperature and humidity of the photoconductor and the potential fluctuation due to repetition to be constant.
【0056】また本発明は磁性粒子搬送担体として円筒
内に磁石を内包した構成としたが、円筒を省略し、直接
磁石ロールに磁性粒子を付着させて磁気ブラシを形成す
る構成とすることもできる。Further, in the present invention, the magnet is contained in the cylinder as the magnetic particle carrier, but the cylinder may be omitted and the magnetic particles may be directly adhered to the magnet roll to form the magnetic brush. .
【0057】(第3実施例)第1実施例及び第2実施例
で説明した本発明の第2発明及び第3発明は、帯電開始
時及び帯電停止時における磁性粒子の像形成体への付着
を防止するようにしたものであるが、次に第3実施例で
説明する本発明の第1発明は帯電装置20の磁気ブラシ21
Aが直接感光体に接触しない構造とし像形成体へのトナ
ー付着を防止したもので、図4,図5,図6,図7はこ
の実施例の帯電装置を示している。磁気ブラシ21Aと感
光体ドラム10との間に介在させる薄板29としては10〜30
0μmの弾性の薄層フィルムで、105Ω・cm以上の中〜高
抵抗(1012Ω・cm以下)のフィルムが好ましく用いられ
る。この薄板29は摺接することによっても感光体ドラム
10表面を傷つけることなく、かつ耐摩耗性に優れた帯電
の絶縁破壊を生ぜしめないような遮蔽部材であることを
必要とし、例えば上記の導電性を有したクリーニング用
のブレードとして用いられるようなカーボンを混入した
ウレタンゴムやマイラー薄板等が好ましく用いられる。(Third Embodiment) In the second and third inventions of the present invention described in the first and second embodiments, the magnetic particles adhere to the image forming body at the start and stop of charging. The magnetic brush 21 of the charging device 20 according to the first aspect of the present invention described in the third embodiment will be described below.
A has a structure in which it does not come into direct contact with the photoconductor and prevents toner from adhering to the image forming body. FIGS. 4, 5, 6 and 7 show the charging device of this embodiment. The thin plate 29 interposed between the magnetic brush 21A and the photosensitive drum 10 is 10 to 30.
A thin elastic film having a thickness of 0 μm and having a medium to high resistance (10 12 Ω · cm or less) of 10 5 Ω · cm or more is preferably used. This thin plate 29 can also be brought into sliding contact with the photosensitive drum.
10 It is necessary to be a shielding member that does not damage the surface and does not cause dielectric breakdown due to charging, which has excellent wear resistance, and is used, for example, as a blade for cleaning having the above-mentioned conductivity. Urethane rubber and mylar thin plate mixed with carbon are preferably used.
【0058】この実施例の帯電装置で、新たに設けた薄
板29を除いては先の実施例での説明がそのまま適用され
るので省略する。図4に示す実施例は、対向して回転す
る感光体ドラム10の上流側に相当する帯電装置20Aのケ
ーシング25又は規制板26部分に、薄板29Aの一端291A
を貼り付けるようにし、他端は自由に感光体面に沿うよ
うにしたもので、薄板29Aは磁気ブラシ21Aと感光体ド
ラム10の間に介在し、磁気ブラシによる均一な圧力をも
って接触面を形成し、感光体表面に摺接している。かか
る構成とすることによって磁性粒子が感光体表面に付着
するのを防止し、被帯電体である感光体のブレークダウ
ンを防止して、均一帯電がなされることとなる。また薄
板29Aを介在させることによって帯電装置20内の磁性粒
子への異物混合も阻止されることとなった。In the charging device of this embodiment, the description of the previous embodiment will be applied as it is, except for the newly provided thin plate 29, and will therefore be omitted. In the embodiment shown in FIG. 4, one end 291A of the thin plate 29A is attached to the casing 25 or the regulating plate 26 portion of the charging device 20A which corresponds to the upstream side of the photoconductor drum 10 which rotates in opposition.
The thin plate 29A is interposed between the magnetic brush 21A and the photosensitive drum 10 to form a contact surface with a uniform pressure by the magnetic brush. , Is in sliding contact with the surface of the photoconductor. With this configuration, magnetic particles are prevented from adhering to the surface of the photoconductor, the breakdown of the photoconductor that is the charged body is prevented, and uniform charging is performed. Further, by interposing the thin plate 29A, it is possible to prevent foreign matter from mixing with the magnetic particles in the charging device 20.
【0059】図5に示す実施例は薄板29Bをもって帯電
装置20Bの開口部を覆うよう、ケーシング25の両側の開
口部(この実施例では一方は規制板26)に薄板29Bの両
端291B,292Bを貼り付けたもので、磁性粒子は帯電装
置20から外部に洩出することのない構成としたものであ
る。この実施例においても薄板29Bは磁気ブラシ21Aと
感光体ドラム10の間に介在し、磁気ブラシによる均一な
圧力をもって接触面を形成し、感光体表面を摺接してい
る。かかる構成によって、磁性粒子の感光体表面への付
着とブレークダウンを防止し、均一帯電がなされること
となる。In the embodiment shown in FIG. 5, both ends 291B and 292B of the thin plate 29B are provided in the opening portions on both sides of the casing 25 (one is the regulating plate 26 in this embodiment) so that the thin plate 29B covers the opening portion of the charging device 20B. The magnetic particles are attached so that the magnetic particles do not leak from the charging device 20 to the outside. Also in this embodiment, the thin plate 29B is interposed between the magnetic brush 21A and the photoconductor drum 10, forms a contact surface with a uniform pressure by the magnetic brush, and slides the photoconductor surface. With such a structure, the magnetic particles are prevented from adhering to the surface of the photoconductor and the breakdown is prevented, and uniform charging is performed.
【0060】図4及び図5に示した実施例では長期使用
によって薄板29A,29Bにトナーその他の付着が生じ、
感光体表面を汚染し、感光体の感光特性を劣化させるこ
ととなる。次に説明する図6及び図7はこの問題点を解
消したものである。In the embodiment shown in FIGS. 4 and 5, due to long-term use, adhesion of toner or the like occurs on the thin plates 29A and 29B.
The surface of the photoconductor is contaminated and the photosensitivity of the photoconductor is deteriorated. FIG. 6 and FIG. 7 to be described next solve this problem.
【0061】図6は帯電装置20Cの開口部を挟んで2つ
の巻芯291C,292Cを設け、2つの巻芯291C,292Cの
何れか例えば291Cに薄板29Cを巻付け、他方の巻芯292
Cに動力をもって巻取るよう構成したもので、巻芯291
C側には適度のバックテンションがかかるようにし、巻
芯292C側の巻取速度は極度に減速された形で或いは間
欠的に行われる。このように構成することで、薄板29C
を介しての帯電中に薄板29Cの感光体側にトナーその他
の付着が生じても、付着が生じて汚れた薄板29C部分は
巻芯292C側に巻取られ、新たな清浄状態にある薄板29
Cが巻芯292Cから適当な張力状態で供給されるので、
磁気ブラシによる均一な圧力をもって感光体表面に摺接
し、感光体表面を汚染することもなく、均一帯電が行わ
れる。この際も磁性粒子の感光体表面への付着や感光体
のブレークダウンが防止されることについては先の実施
例と同じである。In FIG. 6, two winding cores 291C and 292C are provided with the opening of the charging device 20C sandwiched therebetween, and a thin plate 29C is wound around one of the two winding cores 291C and 292C, for example, and the other winding core 292.
It is configured to wind with power on C, core 291
An appropriate back tension is applied to the C side, and the winding speed on the winding core 292C side is extremely reduced or intermittently performed. With this configuration, the thin plate 29C
Even if toner or the like adheres to the photoconductor side of the thin plate 29C during charging via the sheet, the thin plate 29C portion that has become dirty due to the adhesion is wound up on the winding core 292C side and is in a new clean state.
Since C is supplied from the core 292C in an appropriate tension state,
The surface of the photoconductor is slidably contacted with a uniform pressure of the magnetic brush, and the surface of the photoconductor is not contaminated, and uniform charging is performed. Also in this case, the adhesion of magnetic particles to the surface of the photoconductor and the breakdown of the photoconductor are prevented, as in the previous embodiment.
【0062】図7に示す実施例は、帯電装置20Dの開口
部を挟んで2つの巻芯291D,292Dを設け、2つの巻芯
291D,292Dの間に渡した薄板29Dを適当な張力を持っ
て磁気ブラシ21Aと感光体ドラム10の間に介在させ、か
つ適宜往復動するよう構成している。薄板29Dには薄板
29D表面に付着したトナーや付着物を清掃するクリーニ
ングブレード293Dを当接させ、クリーニングブレード2
93Dによって掃落したトナーはトナー回収部294D内に
落下するようにしたものである。このように構成し薄板
29Dを適宜往復動させることで、薄板29Dの表面はトナ
ーが除去されて清浄となり、薄板29Dは磁気ブラシによ
る均一な圧力をもって感光体ドラム10への接触面を形成
し、磁性粒子の感光体表面への付着や感光体のブレーク
ダウンも生じることなく、一様な帯電が行われる。In the embodiment shown in FIG. 7, two winding cores 291D and 292D are provided so as to sandwich the opening of the charging device 20D and two winding cores are provided.
A thin plate 29D passed between 291D and 292D is interposed between the magnetic brush 21A and the photosensitive drum 10 with an appropriate tension, and is reciprocated appropriately. Thin plate for thin plate 29D
The cleaning blade 293D for cleaning the toner and the adhered matter adhered to the surface of the 29D is brought into contact with the cleaning blade 2
The toner swept off by 93D is designed to fall into the toner collecting section 294D. Thin plate constructed in this way
By appropriately reciprocating the 29D, the surface of the thin plate 29D is cleaned by removing the toner, and the thin plate 29D forms a contact surface with the photoconductor drum 10 with a uniform pressure of the magnetic brush, and the surface of the magnetic particles of the photoconductor is formed. Uniform charging is performed without adhesion to the surface or breakdown of the photoconductor.
【0063】[0063]
【発明の効果】本発明による帯電装置はオゾンの発生が
殆どなく、帯電中は勿論、帯電の開始時や停止時に像形
成体上に磁性粒子が移動付着し、像形成体を傷つけたり
帯電ムラを起こすことなく、安定した均一な帯電が行わ
れる帯電装置が提供されることとなった。EFFECT OF THE INVENTION The charging device according to the present invention generates almost no ozone, and magnetic particles move and adhere to the image forming body not only during charging but also during charging start and stop, thereby damaging the image forming body and uneven charging. Therefore, it is possible to provide a charging device capable of performing stable and uniform charging without causing a charging.
【図1】本発明の帯電装置を備えた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 an outline of a configuration of an image forming apparatus provided with a charging device of the present invention.
【図2】本発明の帯電装置の一実施例を示す断面図であ
る。FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the charging device of the present invention.
【図3】本発明の動作を示すタイムテーブルである。FIG. 3 is a time table showing the operation of the present invention.
【図4】本発明の帯電装置の他の実施例Aを示す断面図
である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment A of the charging device of the present invention.
【図5】本発明の帯電装置の他の実施例Bを示す断面図
である。FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment B of the charging device of the present invention.
【図6】本発明の帯電装置の他の実施例Cを示す断面図
である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing another embodiment C of the charging device of the present invention.
【図7】本発明の帯電装置の他の実施例Dを示す断面図
である。FIG. 7 is a sectional view showing another embodiment D of the charging device of the present invention.
【図8】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. 8 is a charging characteristic diagram when the frequency and voltage of an AC voltage component are changed.
10 感光体ドラム 20,20A,20B,20C,20D 帯電装置 21 磁性粒子 22 円筒(帯電ローラ) 23 マグネット 24 バイアス電源 25 ケーシング 26 規制板 28 保護抵抗 29,29A,29B,29C,29D 薄板 10 Photosensitive drum 20, 20A, 20B, 20C, 20D Charging device 21 Magnetic particles 22 Cylinder (charging roller) 23 Magnet 24 Bias power supply 25 Casing 26 Regulator plate 28 Protective resistance 29, 29A, 29B, 29C, 29D Thin plate
───────────────────────────────────────────────────── 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (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) Invention Noriyuki Hiroshi Nomori 2970 Ishikawa-cho, Hachioji City, Tokyo Konica Stock Company
Claims (5)
流バイアス下で帯電を行う帯電装置において、前記磁気
ブラシが薄板を介して前記像形成体に接触することを特
徴とする帯電装置。1. A charging device which forms a magnetic brush on an image forming body and charges under an AC bias, wherein the magnetic brush contacts the image forming body through a thin plate.
ことを特徴とする請求項1の帯電装置。2. The charging device according to claim 1, wherein the thin plate is an elastic member having a thickness of 10 to 300 μm.
する請求項1の帯電装置。3. The charging device according to claim 1, wherein the thin plate is replaceable.
ラシを形成させ、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帯電装置において、帯電開
始時には直流電圧を印加した後交流電圧を印加すること
を特徴とする帯電装置。4. A charging device 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. A charging device characterized by applying an alternating voltage after the application.
ラシを形成させ、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帯電装置において、帯電停
止時には交流電圧を停止した後直流電圧を停止すること
を特徴とする帯電装置。5. In a charging device for charging magnetic particles on a carrier to form a magnetic brush and placing the magnetic brush on the carrier under an oscillating electric field to charge an image forming body, an AC voltage is applied when charging is stopped. A charging device characterized in that the DC voltage is stopped after the charging is stopped.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3866993A JPH06250492A (en) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | Electrostatic charging device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3866993A JPH06250492A (en) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | Electrostatic charging device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06250492A true JPH06250492A (en) | 1994-09-09 |
Family
ID=12531685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3866993A Pending JPH06250492A (en) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | Electrostatic charging device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06250492A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6125246A (en) * | 1996-08-02 | 2000-09-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Charging apparatus and image forming apparatus |
JP2015108775A (en) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | 富士ゼロックス株式会社 | Image forming apparatus and program |
-
1993
- 1993-02-26 JP JP3866993A patent/JPH06250492A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6125246A (en) * | 1996-08-02 | 2000-09-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Charging apparatus and image forming apparatus |
JP2015108775A (en) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | 富士ゼロックス株式会社 | Image forming apparatus and program |
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