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JPH08254881A - Electrifying device, image forming device and process cartridge - Google Patents

Electrifying device, image forming device and process cartridge

Info

Publication number
JPH08254881A
JPH08254881A JP7084759A JP8475995A JPH08254881A JP H08254881 A JPH08254881 A JP H08254881A JP 7084759 A JP7084759 A JP 7084759A JP 8475995 A JP8475995 A JP 8475995A JP H08254881 A JPH08254881 A JP H08254881A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charging
magnetic
roller
charged
magnetic brush
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
JP7084759A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasunori Kono
康則 児野
Harumi Ishiyama
晴美 石山
Tadashi Furuya
正 古屋
Seiji Mashita
精二 真下
Takeo Yamamoto
武男 山本
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon 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 Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP7084759A priority Critical patent/JPH08254881A/en
Publication of JPH08254881A publication Critical patent/JPH08254881A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/02Arrangements for laying down a uniform charge
    • G03G2215/021Arrangements for laying down a uniform charge by contact, friction or induction
    • G03G2215/022Arrangements for laying down a uniform charge by contact, friction or induction using a magnetic brush

Landscapes

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

Abstract

PURPOSE: To eliminate a harmful effect due to faulty electrification and the adhesion of magnetic particles to a substance to be electrified by substantially preventing the magnetic particles from being separated from the magnetic brush attributed to a mechanical factor and from adhering to the substance to be electrified in a magnetic roller type magnetic brush electrifying device, and to eliminate trouble such as a faulty image due to the above-mentioned harmful effect in an image forming device. CONSTITUTION: The distribution of the absolute value of flux density in the radial direction of the magnetic roller 22 all over the periphery of the roller 22 has plural maximums. When it is assumed that the average of the maximal value in the distribution of the absolute value of the flux density in the radial direction exerted on the position (c) of the magnetic particles 23 restricted by the roller 22 at the farthest distance is B(T), the number of times that the maximal value of the roller 22 passes through a certain point on the circumference of the roller per hour is N/min, and the moving speed of the substance to be electrified 1 is Vps(cm/h); (-1.58×B+0.098)×10<(-> N</732)> /Vps<8.8×10<-7> holds.

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、被帯電体を帯電処理
(除電処理も含む)するための、接触式の帯電装置、該
帯電装置を具備した画像形成装置やプロセスカートリッ
ジに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a contact type charging device for carrying out a charging process (including a destaticizing process) on an object to be charged, an image forming apparatus equipped with the charging device and a process cartridge.

【0002】特に、磁気ブラシタイプの接触帯電部材
(磁気ブラシ帯電部材)を用いた帯電装置、該帯電装置
を具備した画像形成装置やプロセスカートリッジに関す
る。
In particular, the present invention relates to a charging device using a magnetic brush type contact charging member (magnetic brush charging member), an image forming apparatus and a process cartridge equipped with the charging device.

【0003】[0003]

【従来の技術】被帯電体の帯電処理手段は「非接触系」
と「接触系」の2系統に大別される。
2. Description of the Related Art A means for charging a charged body is "non-contact type".
And "contact system".

【0004】非接触系の代表例はコロナ帯電器である。
これは該コロナ帯電器を被帯電体に非接触に対向させて
配設し、高圧印加でコロナ帯電器にコロナ放電を生じさ
せ、該放電コロナに被帯電体面を曝すことで被帯電体面
を帯電させるものである。
A typical non-contact system is a corona charger.
This is because the corona charger is arranged so as to face the body to be charged in a non-contact manner, and a high voltage is applied to generate corona discharge in the corona charger, and the surface of the body to be charged is charged by exposing the surface of the body to be charged to the discharge corona. It is what makes me.

【0005】接触系には、摩擦帯電や、ローラ体・ブラ
シ体などの帯電部材を被帯電体に接触させ電圧を印加し
て被帯電体を帯電する接触帯電装置などがある。
Examples of the contact system include triboelectric charging and a contact charging device that charges a charged member by bringing a charging member such as a roller body or a brush member into contact with the charged member to apply a voltage.

【0006】従来、例えば、電子写真方式や静電記録方
式の画像形成装置においては、電子写真感光体・静電記
録誘電体等の像担持体の帯電処理手段としては非接触系
であるコロナ帯電器が多用されていたが、近年は、エコ
ロジーが注目されるにつれて、低オゾン・低電力等の利
点を有することから、接触系の接触帯電装置が実用化さ
れてきている。接触帯電部材としてはゴムローラ、固定
ブラシ、ロール形状のファーブラシ、磁気ブラシなど、
様々な部材がある。
Conventionally, for example, in an electrophotographic or electrostatic recording type image forming apparatus, a corona charging which is a non-contact system is used as a charging processing means for an image carrier such as an electrophotographic photosensitive member or an electrostatic recording dielectric. Although a container has been widely used, a contact-type contact charging device has been put into practical use in recent years because of advantages such as low ozone and low power consumption as the ecology has been drawing attention. As the contact charging member, rubber roller, fixed brush, roll-shaped fur brush, magnetic brush, etc.
There are various members.

【0007】a)ローラ帯電方式 特に、接触帯電部材として導電ローラを用いたローラ帯
電方式の装置が帯電の安定性という点から好ましく用い
られている。
A) Roller charging system In particular, a roller charging system using a conductive roller as a contact charging member is preferably used in terms of charging stability.

【0008】ローラ帯電方式の接触帯電装置では、帯電
部材として導電性の弾性ローラ(帯電ローラ)を被帯電
体に加圧当接させ、これに電圧を印加することによって
被帯電体を帯電処理する。具体的には、帯電は帯電部材
から被帯電体への放電によって行われるため、ある閾値
電圧以上の電圧を印加することによって帯電が開始され
る。
In the roller charging type contact charging device, a conductive elastic roller (charging roller) as a charging member is brought into pressure contact with a member to be charged, and a voltage is applied to the member to charge the member to be charged. . Specifically, since the charging is performed by discharging from the charging member to the body to be charged, the charging is started by applying a voltage equal to or higher than a certain threshold voltage.

【0009】例を示すと、被帯電体として、厚さ25μ
mのOPC感光体に対して帯電ローラを加圧当接させて
帯電処理を行わせる場合には、帯電ローラに対して約6
40V以上の電圧を印加すれば感光体の表面電位が上昇
し始め、それ以降は印加電圧に対して傾き1で線形に感
光体表面電位が増加する。この閾値電圧を帯電開始電圧
Vthと定義する。
As an example, the member to be charged has a thickness of 25 μm.
When the charging roller is pressed against the OPC photoconductor of m to perform the charging process, the charging roller has about 6
When a voltage of 40 V or higher is applied, the surface potential of the photoconductor starts to rise, and thereafter, the surface potential of the photoconductor linearly increases with a slope of 1 with respect to the applied voltage. This threshold voltage is defined as the charging start voltage Vth.

【0010】つまり、電子写真に必要とされる感光体表
面電位Vd を得るためには帯電ローラにはVd +Vthと
いう必要とされる以上のDC電圧が必要となる。このよ
うにしてDC電圧のみを接触帯電部材に印加して被帯電
体の帯電を行う接触帯電方式を「DC帯電方式」と称す
る。
That is, in order to obtain the photosensitive member surface potential Vd required for electrophotography, the charging roller requires a DC voltage higher than the required Vd + Vth. The contact charging method in which only the DC voltage is applied to the contact charging member in this way to charge the body to be charged is called a "DC charging method".

【0011】しかし、DC帯電方式においては環境変動
等によって接触帯電部材の抵抗値が変動するため、また
被帯電体としての感光体が削れることによって膜厚が変
化すると帯電開始電圧Vthが変動するため、感光体の電
位を所望の値にすることが難しかった。
However, in the DC charging method, the resistance value of the contact charging member fluctuates due to environmental fluctuations, and the charging start voltage Vth fluctuates when the film thickness changes due to the abrasion of the photoconductor as the member to be charged. However, it was difficult to set the potential of the photoconductor to a desired value.

【0012】このため更なる帯電の均一化を図るために
特開昭63−149669号公報等に開示されるよう
に、所望のVd に相当するDC電圧に2×Vth以上のピ
ーク間電圧を持つAC成分を重畳した振動電圧を接触帯
電部材に印加して被帯電体の帯電を行う「AC帯電方
式」が用いられる。これはACによる電位のならし効果
を目的としたものであり、被帯電体の電位はAC電圧の
ピークの中央であるVd に収束し、環境等の外乱には影
響されることはない。
Therefore, in order to further homogenize the charging, as disclosed in JP-A-63-149669, etc., the DC voltage corresponding to the desired Vd has a peak-to-peak voltage of 2 × Vth or more. An "AC charging method" is used in which an oscillating voltage on which an AC component is superimposed is applied to a contact charging member to charge a member to be charged. This is for the purpose of leveling the potential by AC, and the potential of the body to be charged converges on Vd which is the center of the peak of the AC voltage, and is not affected by disturbance such as environment.

【0013】しかしながら、このような接触帯電におい
ても、その本質的な帯電機構は接触帯電部材から被帯電
体への放電現象を用いているため、先に述べたように帯
電に必要とされる電圧は被帯電体表面電位以上の値が必
要とされ、微量のオゾンは発生する。
However, even in such contact charging, since the essential charging mechanism uses the discharge phenomenon from the contact charging member to the member to be charged, the voltage required for charging as described above is used. Is required to have a value higher than the surface potential of the body to be charged, and a small amount of ozone is generated.

【0014】また、帯電均一化のためにAC帯電方式を
用いた場合には、更なるオゾン量の発生、AC電圧の電
界による帯電部材と被帯電体の振動騒音(AC帯電音)
の発生、また放電による被帯電体表面の劣化等が顕著に
なり新たな問題点となっていた。
Further, when the AC charging method is used to make the charging uniform, further generation of ozone amount and vibration noise of the charging member and the charged body due to the electric field of the AC voltage (AC charging sound).
And the deterioration of the surface of the member to be charged due to the discharge becomes remarkable, which is a new problem.

【0015】ここで、ローラ帯電に限らず接触帯電部材
に必要とされる特性において、抵抗値の低い帯電部材を
使用した場合、被帯電体上にキズやピンホール等の低耐
圧欠陥部があると、帯電部材からその低耐圧欠陥部に過
大なリーク電流が流れ込み、低耐圧欠陥部周辺の被帯電
体部分に帯電不良やピンホールの拡大、帯電部材の通電
破壊が生じる。これを防止するためには、帯電部材の抵
抗値を1×104 Ω程度以上にする必要がある。一方、
1×108 Ω以上では、抵抗値が高過ぎて、帯電に必要
な電流を流すことができない。従って、接触帯電部材の
抵抗値は1×104 〜1×108 Ωの範囲でなければな
らない。
Here, in the characteristics required for the contact charging member as well as the roller charging, when a charging member having a low resistance value is used, there is a low withstand voltage defect portion such as a scratch or a pinhole on the member to be charged. Then, an excessive leak current flows from the charging member to the low withstand voltage defect portion, resulting in defective charging, enlargement of pinholes, and energization breakdown of the charging member in the portion to be charged around the low withstand voltage defect portion. In order to prevent this, the resistance value of the charging member needs to be about 1 × 10 4 Ω or more. on the other hand,
If it is 1 × 10 8 Ω or more, the resistance value is too high, and the current required for charging cannot be passed. Therefore, the resistance value of the contact charging member must be in the range of 1 × 10 4 to 1 × 10 8 Ω.

【0016】b)注入帯電方式 また、接触式であって、被帯電体への電荷の直接注入に
よる帯電を行わせる注入帯電方式が考案されている(特
開平6−3927号公報、特願平5−66150号
等)。
B) Injection charging method Further, an injection charging method, which is a contact type and performs charging by directly injecting an electric charge to an object to be charged, has been devised (JP-A-6-3927, Japanese Patent Application No. Hei 6-3927). No. 5-66150).

【0017】この注入帯電方式は、帯電ローラ・帯電フ
ァーブラシ・帯電磁気ブラシ等の接触帯電部材に所望の
Vd に相当するDC電圧のみを印加し被帯電体表面にあ
るトラップ準位に電荷を注入する、あるいは、導電粒子
を分散した保護膜を有する被帯電体の導電粒子に電荷を
充電する、といった方法で所望のVd を得るものであ
る。特開平6−3927号公報には、表面に電荷注入層
を設けた被帯電体(感光体)上のフロート電極に電荷を
注入して接触帯電する方法を開示しており、電荷注入層
として、感光体表面にアクリル樹脂に導電フィラーであ
るアンチモンドープで導電化したSnO2 粒子を分散し
たものを塗工して用いることが可能であるとの記述があ
る。
In this injection charging system, only a DC voltage corresponding to a desired Vd is applied to a contact charging member such as a charging roller, a charging fur brush, a charging magnetic brush or the like, and charges are injected into a trap level on the surface of the body to be charged. Alternatively, the desired Vd can be obtained by a method of charging the conductive particles of the charged body having the protective film in which the conductive particles are dispersed. Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-3927 discloses a method of injecting electric charges into a float electrode on a charged body (photoreceptor) having a charge injection layer on its surface to perform contact charging. It is described that it is possible to coat the surface of the photoconductor with an acrylic resin in which SnO 2 particles which are made conductive by antimony dope as a conductive filler are dispersed and used.

【0018】この帯電方式では、放電現象を用いないた
め、帯電に必要とされる電圧は所望する被帯電体表面電
位分のみのDC電圧であり、オゾンの発生もない。さら
に、AC電圧を印加しないので、帯電音の発生もなく、
ローラ帯電方式と比べると、より低オゾン性、低電圧性
に優れた帯電方式である。
In this charging system, since the discharge phenomenon is not used, the voltage required for charging is a DC voltage only for the desired surface potential of the member to be charged, and ozone is not generated. Furthermore, since no AC voltage is applied, no charging noise is generated,
Compared with the roller charging method, this charging method is superior in low ozone property and low voltage property.

【0019】前述のDC帯電方式・AC帯電方式のよう
な接触帯電方式では、帯電機構が放電によるものである
ため、帯電部材と被帯電体表面の間に多少のギャップが
生じても帯電はなされていたが、注入帯電方式では帯電
部材と被帯電体とが直接接触して電荷を授受するため、
両者が密に接触して微視的な帯電し残しがないような構
成を取る必要がある。
In the contact charging method such as the DC charging method and the AC charging method described above, since the charging mechanism is based on the discharge, the charging is performed even if some gap is generated between the charging member and the surface of the member to be charged. However, in the injection charging method, since the charging member and the member to be charged directly contact each other to transfer the electric charge,
It is necessary to adopt a configuration in which the two are in close contact with each other and are not microscopically charged and remain.

【0020】また、電荷の授受を妨げないように帯電部
材の抵抗はより低い方が好ましいが、前述したように、
接触帯電部材を用いた装置では、被帯電体上にキズやピ
ンホール等の低圧欠陥部があった場合に、帯電部材の抵
抗が低いとリークが生じ、電源電圧が降下して帯電不良
となるため、実用上は帯電部材がある程度以上の抵抗を
保持している必要がある。このように帯電部材の抵抗が
高い場合には電荷の注入性が落ちてしまうので、帯電部
材を早回しする等の手段を用いて、帯電部材と被帯電体
との接触機会を増やしてやり、電荷の注入能力を確保す
る必要がある。
Further, it is preferable that the resistance of the charging member is lower so as not to hinder the transfer of charges, but as described above,
In a device using a contact charging member, if there is a low-voltage defect such as a scratch or a pinhole on the member to be charged, if the resistance of the charging member is low, leakage occurs, the power supply voltage drops, and charging becomes defective. Therefore, in practice, the charging member needs to have a certain level of resistance. When the resistance of the charging member is high as described above, the charge injecting property is deteriorated.Therefore, by increasing the contacting speed between the charging member and the member to be charged, a means such as rotating the charging member quickly is used. It is necessary to secure the charge injection capability.

【0021】以上述べてきたように注入帯電方式に用い
る帯電部材としては、被帯電体と密に接触でき、かつ、
被帯電体に対して周速差を持つことが可能な部材という
観点から、磁気ブラシ、磁性流体などの磁気拘束系の帯
電部材(磁気ブラシ帯電部材)が適している。
As described above, the charging member used in the injection charging system can be in intimate contact with the body to be charged, and
From the viewpoint of a member capable of having a peripheral speed difference with respect to the body to be charged, a magnetically constrained charging member such as a magnetic brush or a magnetic fluid (magnetic brush charging member) is suitable.

【0022】c)磁気ブラシ帯電部材 磁気ブラシ帯電部材は、担持体に磁性粒子を磁気力で拘
束して磁気ブラシとして付着保持させたもので、該磁気
ブラシを被帯電体に接触させ、電圧を印加して被帯電体
の帯電を行うものである。より具体的には、 .磁気ブラシ担持体が回転可能なスリーブであり、該
スリーブ内に配設した磁界発生手段の磁気力で磁性粒子
がスリーブ外面に拘束されて磁気ブラシとして付着保持
されている形態のもの(スリーブ型)、 .磁気ブラシ担持体が回転可能な磁性ローラであり、
該磁性ローラの外面に直接に磁性粒子が磁気力で拘束さ
れて磁気ブラシとして付着保持されている形態のもの
(磁性ローラ型)などである。
C) Magnetic brush charging member The magnetic brush charging member is one in which magnetic particles are restrained by a magnetic force on a carrier so as to be attached and held as a magnetic brush. It is applied to charge the body to be charged. More specifically: The magnetic brush carrier is a rotatable sleeve, and the magnetic particles are bound to the outer surface of the sleeve by the magnetic force of the magnetic field generating means arranged in the sleeve and adhered and held as a magnetic brush (sleeve type). ,. The magnetic brush carrier is a rotatable magnetic roller,
For example, magnetic particles are directly bound to the outer surface of the magnetic roller by a magnetic force and attached and held as a magnetic brush (magnetic roller type).

【0023】図7は上記のスリーブ型の磁気ブラシ帯
電部材2ないしは帯電装置の構成模型図である。
FIG. 7 is a structural model view of the sleeve type magnetic brush charging member 2 or charging device.

【0024】21は磁気ブラシ担持体としての、アルミ
ニウム等の非磁性の導電性スリーブ(電極スリーブ、導
電スリーブ、帯電スリーブなどと称される)である。
Reference numeral 21 denotes a non-magnetic conductive sleeve (referred to as an electrode sleeve, a conductive sleeve, a charging sleeve, etc.) made of aluminum or the like as a magnetic brush carrier.

【0025】22はこのスリーブ21内に挿入配設した
磁界発生手段としてのマグネットロールである。N・S
は該ロールの着磁部である。このマグネットロール22
は非回転の固定部材であり、このマグネットロール22
の外周りをスリーブ21が同心に矢示の時計方向bに不
図示の駆動機構にて所定の周速度にて回転駆動される。
Reference numeral 22 is a magnet roll as a magnetic field generating means inserted and arranged in the sleeve 21. NS
Is the magnetized part of the roll. This magnet roll 22
Is a non-rotating fixing member, and this magnet roll 22
The sleeve 21 is concentrically driven around the outer periphery of the shaft in the clockwise direction b as indicated by an arrow by a drive mechanism (not shown) at a predetermined peripheral speed.

【0026】23は導電性の磁性粒子(以下、キャリア
と記す)であり、スリーブ21の外周面にスリーブ内部
のマグネットロール22の磁気力で拘束されて磁気ブラ
シ(導電磁気ブラシ)24として付着保持されている。
Reference numeral 23 is a conductive magnetic particle (hereinafter referred to as a carrier), which is attached to the outer peripheral surface of the sleeve 21 as a magnetic brush (conductive magnetic brush) 24 by being restrained by the magnetic force of the magnet roll 22 inside the sleeve. Has been done.

【0027】キャリア23はマグネットロール22の磁
気拘束力によりスリーブ21の外面上で磁気的な穂立ち
を形成し、これが集まってブラシ形状となっている。
The carrier 23 forms a magnetic spike on the outer surface of the sleeve 21 by the magnetic restraining force of the magnet roll 22, and these are gathered into a brush shape.

【0028】S1はスリーブ21に対する帯電バイアス
印加電源である。
S1 is a charging bias application power source for the sleeve 21.

【0029】1は被帯電体であり、例えば、矢示の時計
方向aに所定のプロセススピードをもって回転駆動され
るドラム型電子写真感光体である。
Reference numeral 1 denotes a member to be charged, which is, for example, a drum type electrophotographic photosensitive member which is rotationally driven in a clockwise direction a as indicated by an arrow at a predetermined process speed.

【0030】磁気ブラシ帯電部材2は磁気ブラシ24を
被帯電体1の面に接触させて接触ニップ部(帯電ニップ
部)Dを形成させた状態にして配置される。
The magnetic brush charging member 2 is arranged in a state where the magnetic brush 24 is brought into contact with the surface of the member to be charged 1 to form a contact nip portion (charging nip portion) D.

【0031】磁気ブラシ24は、スリーブ21の回転に
伴って同じ方向に回転搬送され、帯電ニップ部Dにおい
て回転感光体1面を摺擦し、電源S1からスリーブ21
を介して磁気ブラシ24に印加された帯電バイアスによ
り、被帯電体としての回転感光体1面が接触方式で帯電
処理される。接触ニップ部Dにおいて、スリーブ21の
回転方向、それに伴う磁気ブラシ24の回転搬送方向は
被帯電体としての回転感光体1の回転方向に対してカウ
ンター方向としてある。
The magnetic brush 24 is rotatably conveyed in the same direction as the sleeve 21 rotates, and rubs against the surface of the rotating photoconductor 1 at the charging nip portion D, and the sleeve 21 from the power source S1.
By the charging bias applied to the magnetic brush 24 via the magnetic brush 24, the surface of the rotary photosensitive member 1 as the member to be charged is charged by the contact method. In the contact nip portion D, the rotating direction of the sleeve 21 and the accompanying rotating and conveying direction of the magnetic brush 24 are counter directions with respect to the rotating direction of the rotating photoconductor 1 as the charged body.

【0032】スリーブ21は、磁気ブラシ24の担持機
能、搬送機能、帯電バイアス印加電極機能を担ってい
る。
The sleeve 21 has a carrying function for the magnetic brush 24, a carrying function, and a charging bias application electrode function.

【0033】図8は前記の磁性ローラ型の磁気ブラシ
帯電部材2ないしは帯電装置の構成模型図である。
FIG. 8 is a schematic model view of the magnetic roller type magnetic brush charging member 2 or charging device.

【0034】磁性ローラとしてのマグネットロール22
は駆動及び給電を兼ねた中心芯金25を中心に矢示の時
計方向bに不図示の駆動機構で所定の周速度にて回転駆
動される。このマグネットロール22の外周面にキャリ
ア23をマグネットロール22の磁気力で拘束して磁気
ブラシ24として付着保持させてある。
Magnet roll 22 as a magnetic roller
Is driven to rotate at a predetermined peripheral speed by a drive mechanism (not shown) centering around a central core metal 25 that both drives and supplies power. The carrier 23 is restrained by the magnetic force of the magnet roll 22 on the outer peripheral surface of the magnet roll 22 to be attached and held as a magnetic brush 24.

【0035】磁気ブラシ24は、マグネットロール22
の回転に伴って同方向に回転搬送され、接触ニップ部D
において回転感光体1面を摺擦し、電源S1からマグネ
ットロール22の中心芯金25に印加された帯電バイア
スにより、被帯電体としての回転感光体1面が接触帯電
処理される。
The magnetic brush 24 is the magnet roll 22.
Is rotated and conveyed in the same direction as the rotation of the contact nip D
At 1, the surface of the rotating photosensitive member is rubbed, and the charging bias applied to the central core metal 25 of the magnet roll 22 from the power source S1 causes the surface of the rotating photosensitive member 1 as a charged body to be contact-charged.

【0036】また図7のスリーブ型の帯電装置も、図8
の磁性ローラ型の帯電装置も、帯電に寄与する磁気ブラ
シ24と感光体1との接触ニップ部(帯電ニップ部)D
の幅を十分に確保するために、磁気ブラシ24の層厚に
対して、磁気ブラシ24と感光体1との接触ニップ部D
での帯電スリーブ21と感光体1とのギャップ(離間距
離)αを所定に小さく設定しており、被帯電体1と磁気
ブラシ24の接触ニップ部Dの被帯電体面移動方向下流
側端部には磁気ブラシキャリアの溜り部24aが形成さ
れる構成となっている。
The sleeve type charging device of FIG. 7 is also shown in FIG.
The magnetic roller type charging device of No. 2 also has a contact nip portion (charging nip portion) D between the magnetic brush 24 and the photoconductor 1 that contributes to charging.
In order to secure a sufficient width of the magnetic brush 24, the contact nip portion D between the magnetic brush 24 and the photoconductor 1 is different from the layer thickness of the magnetic brush 24.
The gap (separation distance) α between the charging sleeve 21 and the photosensitive member 1 in the above is set to a predetermined small value, and the contact nip portion D between the charging target 1 and the magnetic brush 24 is located at the downstream end of the charging target surface moving direction. Has a structure in which a reservoir 24a of the magnetic brush carrier is formed.

【0037】[0037]

【発明が解決しようとする課題】ところで、磁気ブラシ
帯電部材を用いた帯電装置、該帯電装置を具備した装置
に関しては、磁気ブラシ24からのキャリア23の離
脱、離脱キャリア23の被帯電体1面に対する付着の問
題がある。
By the way, regarding the charging device using the magnetic brush charging member and the device equipped with the charging device, the carrier 23 is detached from the magnetic brush 24, and the detached carrier 23 is on one surface to be charged. There is a problem of adhesion to.

【0038】上記の磁気ブラシキャリア溜り部24aは
他の磁気ブラシ部分よりもマグネットロール22から離
れ位置であり、該磁気ブラシキャリア溜り部24aの、
特には接触ニップ端cにおけるキャリア23は磁気拘束
力を逃がれて離脱しやすく、それが被帯電体1面に付着
しやすい。
The magnetic brush carrier reservoir 24a is located farther from the magnet roll 22 than the other magnetic brush portions.
In particular, the carrier 23 at the contact nip end c easily escapes due to escape of the magnetic binding force, and the carrier 23 easily attaches to the surface of the charged body 1.

【0039】磁気ブラシキャリアの離脱は帯電に寄与す
る磁気ブラシ24のキャリアが経時的に減少すること
で、帯電不良を生じさせる。また離脱キャリアの被帯電
体面に対する付着は、例えば、画像形成装置にあって
は、 .被帯電体としての感光体上に付着したキャリアによ
る像露光の阻害 .感光体上のキャリアの付着位置での現像不良 .キャリアが現像器に混入した場合の現像性低下 .転写材にキャリアが転写された場合、転写された後
の定着工程でキャリアは定着されないための定着不良 .転写されなかったキャリアがクリーニング位置でク
リーニングブレードと感光体の間にひっかかることによ
る感光体の傷付き等を生じさせることになる。
The detachment of the magnetic brush carrier causes charging failure because the carrier of the magnetic brush 24 that contributes to charging decreases with time. Further, the detachment carrier adheres to the surface of the body to be charged. Inhibition of image exposure by the carrier attached to the photoconductor as the charged body. Poor development at the carrier attachment position on the photoconductor. Developability is deteriorated when the carrier is mixed in the developing device. When the carrier is transferred to the transfer material, the carrier is not fixed in the fixing process after the transfer. The carrier that has not been transferred is caught between the cleaning blade and the photoconductor at the cleaning position, and the photoconductor is damaged.

【0040】被帯電体としての感光体1に対する磁気ブ
ラシキャリアの離脱・付着は、静電的要因と機械的要因
に分類される。
The detachment / attachment of the magnetic brush carrier with respect to the photoconductor 1 as the member to be charged is classified into an electrostatic factor and a mechanical factor.

【0041】静電的要因によるキャリアの離脱・付着
は、磁気ブラシ24による感光体1の帯電が不十分であ
る場合、磁気ブラシ24と感光体1間に電位差を生じ
る。この電位差が生じたとき、磁気ブラシキャリアの先
端に電荷が起因され、キャリア23が感光体1に静電気
力で飛翔し付着する現象である。これについては、例え
ば、特願平06−208062号の明細書に記載の磁気
ブラシ構成を用いることで良好な帯電特性を得ることが
でき、感光体を十分帯電できるため、帯電磁気ブラシと
感光体の電位差は減少し、キャリアの静電的付着をなく
すことができる。また、磁気ブラシが接触していない感
光体の長手方向端部におけるキャリア付着に対しては、
特願平06−205959号の明細書に記載の磁気ブラ
シの構成をとることで感光体との電位差を所定の値以下
に抑えキャリアが静電的に付着することを防ぐことが可
能である。
The carrier detachment / adhesion due to electrostatic factors causes a potential difference between the magnetic brush 24 and the photoconductor 1 when the photoconductor 1 is not sufficiently charged by the magnetic brush 24. This is a phenomenon in which when the potential difference occurs, electric charges are generated at the tip of the magnetic brush carrier, and the carrier 23 flies and adheres to the photoconductor 1 by electrostatic force. With respect to this, for example, by using the magnetic brush constitution described in the specification of Japanese Patent Application No. 06-208062, good charging characteristics can be obtained and the photoconductor can be sufficiently charged. The potential difference between the two is reduced, and the electrostatic attachment of the carrier can be eliminated. Further, with respect to carrier adhesion at the longitudinal end of the photoconductor that the magnetic brush is not in contact with,
By adopting the configuration of the magnetic brush described in the specification of Japanese Patent Application No. 06-205959, it is possible to suppress the potential difference with the photoconductor to a predetermined value or less and prevent the carrier from electrostatically adhering.

【0042】一方、機械的要因によるキャリアの離脱・
付着は、磁気ブラシ24の感光体1との摺擦により、磁
気ブラシ24のキャリア23が物理的に感光体1に付着
(あるいは飛散)する現象である。実際、磁気ブラシ2
4にバイアスを印加しない状態でも感光体に磁気ブラシ
キャリア23が付着していることが確認できる。
On the other hand, detachment of the carrier due to mechanical factors
Adhesion is a phenomenon in which the carrier 23 of the magnetic brush 24 physically adheres (or scatters) to the photoconductor 1 due to the rubbing of the magnetic brush 24 with the photoconductor 1. In fact, the magnetic brush 2
It can be confirmed that the magnetic brush carrier 23 is attached to the photoconductor even when the bias is not applied to the photosensitive drum 4.

【0043】この機械的要因によるキャリアの離脱・付
着につて、帯電装置が前述図8の磁性ローラ型の磁気ブ
ラシ帯電装置の場合にあっては、磁性ローラとしてのマ
グネットローラ22の回転に伴い前記の磁気ブラシキャ
リア溜り部24aの位置を繰返し通過する磁極により磁
気ブラシキャリア溜り部24aが動揺し、該溜り部24
aのキャリアが機械的に離脱して感光体に付着し感光体
下流へ漏れている。磁気ブラシ24の観察から磁気ブラ
シキャリア溜り部24aに磁性ローラ22の磁極が入り
込む時、該キャリア溜り部24aからキャリアをはぎ取
るようにしてキャリア粒子が動くことが解った。また、
その前後に集中して付着が生じていることも確認され、
キャリア付着は帯状におきている。
In the case where the charging device is the magnetic roller type magnetic brush charging device shown in FIG. 8, the carrier detachment / adhesion due to the mechanical factor is accompanied by the rotation of the magnet roller 22 as a magnetic roller. The magnetic brush carrier pool 24a is swayed by the magnetic poles that repeatedly pass through the position of the magnetic brush carrier pool 24a.
The carrier a is mechanically detached, adheres to the photoconductor, and leaks to the downstream of the photoconductor. From the observation of the magnetic brush 24, it was found that when the magnetic pole of the magnetic roller 22 enters the magnetic brush carrier reservoir 24a, the carrier particles move so as to strip the carrier from the carrier reservoir 24a. Also,
It was also confirmed that the adhesion was concentrated before and after that,
The carrier is attached in a band.

【0044】そこで本発明は、特に、前述した図8の磁
性ローラ型の磁気ブラシ帯電装置、該帯電装置を具備し
た装置について、磁気ブラシ24からの磁性粒子(キャ
リア)23の機械的要因による離脱、被帯電体1への付
着を実質的になくして、上述の帯電不良、被帯電体に対
する磁性粒子付着による弊害、画像形成装置にあっては
それに起因する画像不良の発生等の問題を解消すること
を目的とする。
Therefore, in the present invention, in particular, with respect to the above-mentioned magnetic roller type magnetic brush charging device of FIG. 8 and a device equipped with the charging device, the magnetic particles (carriers) 23 are separated from the magnetic brush 24 by a mechanical factor. By substantially eliminating the adherence to the body to be charged 1, the problems such as the above-mentioned charging failure, the adverse effect due to the adhesion of magnetic particles to the body to be charged, and the occurrence of the image failure due to it in the image forming apparatus are solved. The purpose is to

【0045】[0045]

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする、帯電装置、画像形成装置、及びプロセスカー
トリッジである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a charging device, an image forming apparatus, and a process cartridge characterized by the following configurations.

【0046】(1)磁性ローラの周面に磁性粒子を磁気
力で拘束して磁気ブラシとして付着保持させ、該磁気ブ
ラシを被帯電体に接触させ、磁気ブラシと被帯電体との
接触ニップ部において磁性ローラ表面が被帯電体の移動
方向と逆方向に移動するように磁性ローラを回転させて
磁気ブラシを搬送させ、磁気ブラシに電圧を印加して被
帯電体を帯電する帯電装置であり、前記磁性ローラの全
周に渡る該ローラの径方向磁束密度の絶対値分布が複数
の極大を有し、該磁性ローラが最も遠距離に拘束する磁
性粒子の位置に及ぼす径方向磁束密度の絶対値分布にお
ける極大値の平均をB(T、テスラ)とし、また一時間
当りに磁性ローラの極大値がローラ円周上の或る一点を
通過する回数をN(回/min )、被帯電体の移動速度を
Vps(cm/h)とするとき、 (-1.58 ×B +0.098 )×10(-N/732)/Vps <8.8 ×10-7 が成り立つことを特徴とする帯電装置。
(1) Magnetic particles are bound to the peripheral surface of the magnetic roller by a magnetic force to be attached and held as a magnetic brush, and the magnetic brush is brought into contact with an object to be charged, and a contact nip portion between the magnetic brush and the object to be charged. In the charging device, the magnetic roller is rotated so that the surface of the magnetic roller moves in a direction opposite to the moving direction of the charged body, the magnetic brush is conveyed, and a voltage is applied to the magnetic brush to charge the charged body. The absolute value distribution of the radial magnetic flux density of the magnetic roller over the entire circumference has a plurality of maxima, and the absolute value of the radial magnetic flux density exerted on the position of the magnetic particles that the magnetic roller constrains at the farthest distance. The average of the maximum values in the distribution is B (T, Tesla), and the number of times the maximum value of the magnetic roller passes a certain point on the circumference of the roller per hour is N (times / min). If the moving speed is Vps (cm / h) The charging device is characterized in that (-1.58 × B + 0.098) × 10 (-N / 732) / Vps <8.8 × 10 -7 .

【0047】(2)磁性ローラの半径が0.3〜2.5
cmであり、該磁性ローラの全周に渡る該磁性ローラ表
面の径方向磁束密度の絶対値をとり、複数存在する極大
値の平均が0.05から0.3(T)であり、極大の数
が4から30であることを特徴とする(1)に記載の帯
電装置。
(2) The radius of the magnetic roller is 0.3 to 2.5.
cm, the absolute value of the radial magnetic flux density on the surface of the magnetic roller over the entire circumference of the magnetic roller, and the average of a plurality of maximum values is 0.05 to 0.3 (T). The charging device according to (1), wherein the number is 4 to 30.

【0048】(3)被帯電体表面の水に対する接触角度
が90°以上であることを特徴とする(1)または
(2)に記載の帯電装置。
(3) The charging device as described in (1) or (2), wherein the contact angle of the surface of the member to be charged with water is 90 ° or more.

【0049】(4)被帯電体の帯電が被帯電体表面に電
荷を直接注入する注入帯電方式でなされることを特徴と
する(1)乃至(3)の何れかに記載の帯電装置。
(4) The charging device according to any one of (1) to (3), wherein the charging target is charged by an injection charging method in which charges are directly injected into the surface of the charging target.

【0050】(5)像担持体を帯電する工程を含む作像
プロセスにより画像形成を実行する画像形成装置であ
り、像担持体の帯電手段が(1)乃至(4)の何れかに
記載の帯電装置であることを特徴とする画像形成装置。
(5) An image forming apparatus for forming an image by an image forming process including a step of charging an image carrier, wherein the charging means of the image carrier is described in any one of (1) to (4). An image forming apparatus, which is a charging device.

【0051】(6)少なくとも、像担持体と、該像担持
体を帯電処理するための帯電装置の少なくとも帯電部材
を包含し、画像形成装置本体に対して着脱されるプロセ
スカートリッジであり、帯電部材が(1)乃至(4)の
何れかに記載の帯電装置の磁気ブラシ帯電部材であるこ
とを特徴とするプロセスカートリッジ。
(6) A process cartridge which includes at least an image carrier and at least a charging member of a charging device for charging the image carrier, and which is attached to and detached from the main body of the image forming apparatus. Is a magnetic brush charging member of the charging device according to any one of (1) to (4).

【0052】(7)プロセスカートリッジは、帯電手
段、現像手段またはクリーニング手段と、像担持体とを
一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形
成装置本体に着脱可能とするものであることを特徴とす
る(6)に記載のプロセスカートリッジ。
(7) The process cartridge is characterized in that the charging means, the developing means or the cleaning means, and the image carrier are integrated into a cartridge, and the cartridge can be attached to and detached from the main body of the image forming apparatus. The process cartridge according to (6).

【0053】(8)プロセスカートリッジは、帯電手
段、現像手段またはクリーニング手段の少なくとも一つ
と、像担持体とを一体的にカートリッジ化し、このカー
トリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするものであ
ることを特徴とする(6)に記載のプロセスカートリッ
ジ。
(8) In the process cartridge, at least one of the charging means, the developing means or the cleaning means and the image carrier are integrally formed into a cartridge, and the cartridge can be attached to and detached from the main body of the image forming apparatus. (6) The process cartridge according to (6).

【0054】(9)プロセスカートリッジは、少なくと
も、現像手段と像担持体とを一体的にカートリッジ化
し、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能と
するものであることを特徴とする(6)に記載のプロセ
スカートリッジ。
(9) In the process cartridge, at least the developing means and the image carrier are integrated into a cartridge, and the cartridge can be attached to and detached from the main body of the image forming apparatus. Process cartridge described.

【0055】[0055]

【作用】磁性ローラの回転数を速める、または磁極数を
増加させることで、被帯電体に対する磁気ブラシ磁性粒
子の付着量が減少することが確認された。つまり、時間
当りに通過する極数を増すことにより、磁性ローラの回
転に伴う磁束密度のむら(磁極位置と極間位置)が見か
け上減少して付着量が減少すると考えられ、詳細な測定
から、磁気ブラシ磁性粒子の被帯電体に対する付着量と
その要因との間の定量的な関係を考察して、前記の関係
式が成り立つように装置構成することで、磁気ブラシか
らの磁性粒子の機械的要因による離脱、被帯電体への付
着を実質的になくして、帯電不良、被帯電体に対する磁
性粒子付着による弊害、画像形成装置にあってはそれに
起因する画像不良の発生等の問題を解消することができ
ることを見出して本発明を完成した。その詳細は後述の
実施例に記載した。
It has been confirmed that increasing the number of rotations of the magnetic roller or increasing the number of magnetic poles reduces the amount of magnetic brush magnetic particles attached to the body to be charged. In other words, by increasing the number of poles that pass per hour, it is considered that the unevenness of the magnetic flux density (the magnetic pole position and the position between the poles) that accompanies the rotation of the magnetic roller apparently decreases, and the adhesion amount decreases. Considering the quantitative relationship between the amount of magnetic brush magnetic particles adhered to the body to be charged and its factor, and configuring the device so that the above relational expression holds, the mechanical properties of the magnetic particles from the magnetic brush By eliminating the separation due to the factors and the adhesion to the charged body, the problems such as the charging failure, the harmful effects due to the adhesion of the magnetic particles to the charged body, and the occurrence of the image failure due to it in the image forming apparatus are solved. The present invention has been completed by finding that it is possible. The details are described in Examples below.

【0056】また、帯電装置を構成する上で、磁性ロー
ラの半径が0.3から2.5(cm)の範囲にある時、
更に、該ローラ22の極表面の径方向の磁束密度分布が
等極配置であり、磁束密度の絶対値において極の数(極
大の数)が4から30、その強度が0.05から0.3
(T)である磁性ローラを用いるときには、特に前記の
関係式の構成条件を満たしたときの磁性粒子付着量予測
が良好である。
In addition, in constructing the charging device, when the radius of the magnetic roller is in the range of 0.3 to 2.5 (cm),
Further, the magnetic flux density distribution in the radial direction on the pole surface of the roller 22 has an equal pole arrangement, and the number of poles (maximum number) is 4 to 30 and the strength thereof is 0.05 to 0. Three
When the magnetic roller of (T) is used, the magnetic particle adhesion amount prediction is particularly good when the constituent conditions of the above relational expression are satisfied.

【0057】また、磁気ブラシ磁性粒子の被帯電体付着
は、被帯電体表面の滑性に依存する部分もある。被帯電
体表面に水に対する接触角度が90°以上である特性を
持たせることで、前記関係式により、的確に磁気ブラシ
磁性粒子付着状況を予測可能である。
The attachment of the magnetic brush magnetic particles to the body to be charged also depends on the lubricity of the surface of the body to be charged. By giving the surface of the body to be charged the characteristic that the contact angle with water is 90 ° or more, it is possible to accurately predict the magnetic brush magnetic particle adhesion state from the relational expression.

【0058】[0058]

【実施例】【Example】

(1)画像形成装置例(図1) 図1は画像形成装置例の概略図である。 (1) Example of image forming apparatus (FIG. 1) FIG. 1 is a schematic diagram of an example of the image forming apparatus.

【0059】本例の画像形成装置は、プロセスカートリ
ッジ着脱方式、転写式電子写真プロセス利用のレーザー
ビームプリンタ(LBP)である。
The image forming apparatus of this embodiment is a laser beam printer (LBP) using a process cartridge attaching / detaching method and a transfer type electrophotographic process.

【0060】また、像担持体として表面に電荷注入機能
を有するOPC感光体を用い、接触帯電部材として磁気
ブラシ帯電部材を用いて像担持体を注入帯電方式で一次
帯電処理する構成のものである。
Further, the OPC photoconductor having a charge injection function on the surface is used as the image carrier, and the magnetic brush charging member is used as the contact charging member to subject the image carrier to the primary charging process by the injection charging method. .

【0061】1は像担持体としての回転ドラム型の電子
写真感光体であり、本実施例では直径30mmの、表面
に電荷注入機能を有するOPC感光体であり、矢示の時
計方向aに3.4×104 cm/h(94mm/se
c)のプロセススピード(周速度)をもつて回転駆動さ
れる。感光体の層構成については(2)項で詳述する。
Reference numeral 1 denotes a rotary drum type electrophotographic photosensitive member as an image bearing member, and in the present embodiment, it is an OPC photosensitive member having a diameter of 30 mm and having a charge injection function on the surface thereof. .4 × 10 4 cm / h (94 mm / se
It is rotationally driven at the process speed (peripheral speed) of c). The layer structure of the photoconductor will be described in detail in item (2).

【0062】2は感光体1の周面を所定の極性・電位に
一様に帯電処理するための接触帯電部材であり、本実施
例では前述図8の磁性ローラ型の磁気ブラシ帯電部材で
ある。この磁気ブラシ帯電部材2については(3)項で
詳述する。
Reference numeral 2 is a contact charging member for uniformly charging the peripheral surface of the photosensitive member 1 to a predetermined polarity and potential, and in this embodiment, it is the magnetic roller type magnetic brush charging member shown in FIG. . The magnetic brush charging member 2 will be described in detail in section (3).

【0063】この磁気ブラシ帯電部材2には帯電バイア
ス印加電源S1から−700VのDC帯電バイアスが印
加されていて、電荷注入帯電によって回転感光体1の外
周面がほぼ−700Vに一様に帯電される。
A DC charging bias of -700V is applied from the charging bias applying power source S1 to the magnetic brush charging member 2, and the outer peripheral surface of the rotary photosensitive member 1 is uniformly charged to approximately -700V by charge injection charging. It

【0064】この回転感光体1の帯電面に対してレーザ
ーダイオード・ポリゴンミラー等を含むレーザービーム
スキャナ7から出力される目的の画像情報の時系列電気
デジタル画素信号に対応して強度変調されたレーザービ
ームによる走査露光Lがなされ、回転感光体1の周面に
対して目的の画像情報に対応した静電潜像が形成され
る。
A laser whose intensity is modulated corresponding to the time series electric digital pixel signal of the target image information output from the laser beam scanner 7 including a laser diode, a polygon mirror, etc. on the charged surface of the rotating photosensitive member 1. Scanning exposure L is performed by the beam, and an electrostatic latent image corresponding to target image information is formed on the peripheral surface of the rotating photoconductor 1.

【0065】その静電潜像は磁性一成分絶縁トナー(ネ
ガトナー)を用いた反転現像装置3によりトナー像とし
て現像される。3aはマグネット3bを内包する直径1
6mmの非磁性現像スリーブであり、この現像スリーブ
3aに上記のネガトナーをコートし、感光体1表面との
ギャップ(離間距離)を300μmに固定した状態で、
感光体1と等速で回転させ、現像スリーブ3aに現像バ
イアス電源S2より現像バイアス電圧を印加する。電圧
は、−500VのDC電圧と、周波数1800Hz、ピ
ーク間電圧1600Vの矩形のAC電圧を重畳したもの
を用い、スリーブ3aと感光体1の間でジャンピング現
像を行わせる。即ち現像スリーブ3aで運ばれてくる負
に帯電されたトナーを潜像の画像部に電界により付着さ
せて現像する。
The electrostatic latent image is developed as a toner image by the reversal developing device 3 using magnetic one-component insulating toner (negative toner). 3a is a diameter 1 including the magnet 3b
A non-magnetic developing sleeve of 6 mm, the developing sleeve 3a is coated with the above negative toner, and the gap (separation distance) from the surface of the photoconductor 1 is fixed to 300 μm,
The photoconductor 1 is rotated at the same speed and a developing bias voltage is applied to the developing sleeve 3a from the developing bias power source S2. As the voltage, a DC voltage of -500 V and a rectangular AC voltage having a frequency of 1800 Hz and a peak-to-peak voltage of 1600 V are superposed, and jumping development is performed between the sleeve 3 a and the photoconductor 1. That is, the negatively charged toner carried by the developing sleeve 3a is attached to the image portion of the latent image by an electric field to develop the latent image.

【0066】一方、不図示の給紙部から記録材としての
転写材30が供給されて、回転感光体1と、これに所定
の押圧力で当接させた接触転写手段としての、中抵抗の
転写ローラ4との圧接ニップ部(転写部)Tに所定のタ
イミングにて導入される。転写ローラ4には転写バイア
ス印加電源S3から所定の転写バイアス電圧が印加され
る。本実施例では転写ローラ4として、芯金に中抵抗発
泡層を形成した、抵抗値5×108 Ωのものを用い、芯
金に+2000VのDC電圧を印加して転写材裏面を帯
電して転写を行った。
On the other hand, a transfer material 30 as a recording material is supplied from a paper feeding unit (not shown), and the rotary photosensitive member 1 and a contact transfer means abutting against the rotary photosensitive member 1 with a predetermined pressing force have a medium resistance. It is introduced into the pressure contact nip portion (transfer portion) T with the transfer roller 4 at a predetermined timing. A predetermined transfer bias voltage is applied to the transfer roller 4 from the transfer bias applying power source S3. In this embodiment, as the transfer roller 4, a roller having a resistance value of 5 × 10 8 Ω having a core metal formed with a medium resistance foam layer is used, and a DC voltage of +2000 V is applied to the core to charge the back surface of the transfer material. Transferred.

【0067】転写部Tに導入された転写材30はこの転
写部Tを挟持搬送されて、その表面側に回転感光体1の
表面に形成担持されているトナー画像が順次に静電気力
と押し圧力にて転写されていく。
The transfer material 30 introduced into the transfer portion T is nipped and conveyed by the transfer portion T, and the toner images formed and carried on the surface of the rotary photoconductor 1 are sequentially held on the surface side thereof by electrostatic force and pressing force. Will be transcribed.

【0068】トナー画像の転写を受けた転写材30は感
光体1の面から分離されて熱定着方式等の定着装置5へ
導入されてトナー画像の定着を受け、画像形成物(プリ
ント、コピー)として装置外へ排出される。
The transfer material 30 to which the toner image has been transferred is separated from the surface of the photoconductor 1 and is introduced into the fixing device 5 such as a thermal fixing system to be fixed with the toner image to form an image formed product (print, copy). Is discharged outside the device.

【0069】また転写材30に対するトナー画像転写後
の感光体面は、クリーニング装置6により残留トナー等
の付着汚染物の除去を受けて清掃され、繰り返して作像
に供される。
Further, the surface of the photosensitive member after the transfer of the toner image onto the transfer material 30 is cleaned by the cleaning device 6 to remove adhered contaminants such as residual toner, and is repeatedly used for image formation.

【0070】本例の画像形成装置においては、感光体
1、磁気ブラシ帯電部材2、現像装置3、クリーニング
装置6の4つのプロセス機器を一括して画像形成装置本
体に対して着脱交換自在のプロセスカートリッジ10と
してある。9は上記4つのプロセス機器1・2・3・6
を所定の配置で組み込んだカートリッジハウジングであ
る。8・8は画像形成装置本体側のプロセスカートリッ
ジ挿脱案内兼保持部である。
In the image forming apparatus of this embodiment, a process in which the four process devices of the photoconductor 1, the magnetic brush charging member 2, the developing device 3 and the cleaning device 6 are collectively attached to and detachable from the main body of the image forming device. The cartridge 10 is provided. 9 is the above four process devices 1, 2, 3, 6
Is a cartridge housing in which is mounted in a predetermined arrangement. Reference numeral 8 denotes a process cartridge insertion / removal guide / holding portion on the image forming apparatus main body side.

【0071】画像形成装置本体に対して該プロセスカー
トリッジ10を所定に装着した状態において、プロセス
カートリッジ10側と画像形成装置本体側とが機械的・
電気的に相互カップリング状態となり、またプロセスカ
ートリッジ10側の感光体1の下面が画像形成装置本体
側の転写ローラ4に所定に当接した状態となり、画像形
成実行可能状態となる。
In a state where the process cartridge 10 is mounted in the image forming apparatus main body in a predetermined manner, the process cartridge 10 side and the image forming apparatus main body side are mechanically
The mutual mutual coupling is established electrically, and the lower surface of the photosensitive member 1 on the process cartridge 10 side is brought into contact with the transfer roller 4 on the image forming apparatus main body side in a predetermined manner, so that the image formation can be executed.

【0072】なお、プロセスカートリッジとは、帯電手
段、現像手段またはクリーニング手段と、電子写真感光
体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを
画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。
及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくと
も一つと電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し
て画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更
に、少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的に
カートリッジ化して装置本体に着脱可能とするものをい
う。
The process cartridge is a cartridge in which the charging means, the developing means or the cleaning means, and the electrophotographic photosensitive member are integrally formed, and the cartridge can be attached to and detached from the main body of the image forming apparatus.
Further, at least one of the charging means, the developing means, and the cleaning means and the electrophotographic photosensitive member are integrally made into a cartridge so that it can be attached to and detached from the main body of the image forming apparatus. Further, it means that at least the developing means and the electrophotographic photosensitive member are integrally made into a cartridge so as to be attachable to and detachable from the apparatus main body.

【0073】(2)感光体1、注入帯電 a)感光体1について(図2) 図2は本実施例で用いた被帯電体としての感光体1の層
構成模型図である。本実施例で用いた感光体1は表面に
電荷注入機能を有する負帯電のOPC感光体であり、φ
30mmのアルミニウム製のドラム基体11上に下記の
第1〜第5の5層の機能層12〜16を下から順に設け
たものである。
(2) Photoreceptor 1, Injection Charging a) Regarding Photoreceptor 1 (FIG. 2) FIG. 2 is a schematic diagram of the layer structure of the photoreceptor 1 as the member to be charged used in this embodiment. The photoreceptor 1 used in this example is a negatively charged OPC photoreceptor having a charge injection function on the surface, and φ
The following first to fifth five functional layers 12 to 16 are provided in order from the bottom on a 30 mm aluminum drum substrate 11.

【0074】第1層は下引き層12であり、アルミニウ
ムドラム基体11の外周面の欠陥等をならすため、また
レーザ露光の反射によるモアレの発生を防止するために
設けられている厚さ約20μmの導電層である。
The first layer is an undercoat layer 12 and is provided to smooth out defects and the like on the outer peripheral surface of the aluminum drum substrate 11 and to prevent moire due to reflection of laser exposure from causing a thickness of about 20 μm. Of the conductive layer.

【0075】第2層は正電荷注入防止層13であり、ア
ルミニウム基体11から注入された正電荷が感光体表面
に帯電された負電荷を打ち消すのを防止する役割を果た
し、アミラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって
106 Ωcm程度に抵抗調整された厚さ約1μmの中抵
抗層である。
The second layer is a positive charge injection preventing layer 13, which plays a role of preventing the positive charges injected from the aluminum base 11 from canceling out the negative charges charged on the surface of the photoconductor, and the amylan resin and methoxymethyl. It is a medium resistance layer having a thickness of about 1 μm whose resistance is adjusted to about 10 6 Ωcm by means of nylon.

【0076】第3層は電荷発生層14であり、ジスアゾ
系の顔料を樹脂に分散した厚さ約0.3μmの層であ
り、レーザ露光を受けることによって正負の電荷対を発
生する。
The third layer is the charge generation layer 14, which is a layer having a thickness of about 0.3 μm in which a disazo pigment is dispersed in a resin, and generates positive and negative charge pairs by being exposed to laser.

【0077】第4層は電荷輸送層15であり、ポリカー
ボネート樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、P型
半導体である。従って、感光体表面に帯電された負電荷
はこの層を移動することはできず、電荷発生層13で発
生した正電荷のみを感光体表面に輸送することができ
る。
The fourth layer is the charge transport layer 15, which is a polycarbonate resin in which hydrazone is dispersed, and is a P-type semiconductor. Therefore, the negative charges charged on the surface of the photoconductor cannot move in this layer, and only the positive charges generated in the charge generation layer 13 can be transported to the surface of the photoconductor.

【0078】第5層は電荷注入層16であり、光硬化性
のアクリル樹脂に超微粒子の導電粒子(導電フィラー)
16aとしてSnO2 を分散した材料の塗工層である。
具体的には、アンチモンをドーピングし、低抵抗化した
粒径約0.03μmのSnO2 粒子を樹脂に対して70
重畳パーセント分散した材料の塗工層である。このよう
にして調合した塗工液をディッピング塗工法にて、厚さ
約2μmに塗工して電荷注入層とした。
The fifth layer is the charge injection layer 16, which is made of a photo-curable acrylic resin and ultrafine conductive particles (conductive filler).
16a is a coating layer of a material in which SnO 2 is dispersed.
Specifically, antimony-doped SnO 2 particles with a low resistance of about 0.03 μm are added to the resin in an amount of 70%.
It is a coating layer of a material in which overlapping percentages are dispersed. The coating solution thus prepared was applied by dipping to a thickness of about 2 μm to form a charge injection layer.

【0079】これによって感光体1表面の抵抗は、電荷
輸送層単体の場合1×1015Ωcmだったのに比べ、1
×1013Ωcmにまで低下した。
As a result, the resistance of the surface of the photosensitive member 1 was 1 × 10 15 Ωcm in the case of the charge transport layer alone, compared with 1 × 10 15 Ωcm.
It decreased to × 10 13 Ωcm.

【0080】電荷注入層16は磁気ブラシ帯電部材2か
ら電荷を直接注入することで表面を均一に帯電するため
の注入サイトを意図的に作成したものであるが、潜像の
電荷が表面を流れないよう電荷注入層16の抵抗は1×
108 Ωcm以上である必要がある。電荷注入層16の
抵抗値は絶縁性シート上に電荷注入層を塗布し、これを
HP社製の高抵抗計4329Aで印加電圧100Vにて
表面抵抗を測定したものである。
The charge injection layer 16 intentionally creates injection sites for uniformly charging the surface by directly injecting charges from the magnetic brush charging member 2, but the latent image charge flows on the surface. So that the charge injection layer 16 has a resistance of 1 ×
It must be 10 8 Ωcm or more. The resistance value of the charge injection layer 16 is obtained by applying a charge injection layer on an insulating sheet and measuring the surface resistance with a high resistance meter 4329A manufactured by HP at an applied voltage of 100V.

【0081】本実施例では電荷注入層16を独立した層
として形成したが、感光体表層が電子の授与可能な電子
準位をもつ事が重要であり、独立して電荷注入層を有す
る構成に限定するものではない。
In this embodiment, the charge injection layer 16 is formed as an independent layer. However, it is important that the surface layer of the photoconductor has an electron level capable of donating electrons, and a structure having an independent charge injection layer is adopted. It is not limited.

【0082】感光体表面に対する磁気ブラシ帯電部材側
のキャリアの付着を低減するために感光体1は低表面エ
ネルギーの特性を有することがが好ましく、感光体最表
面は所望の滑剤を添加し一定の滑性を得ている。
In order to reduce the adhesion of carriers on the magnetic brush charging member side to the surface of the photoconductor, it is preferable that the photoconductor 1 has a property of low surface energy. It has smoothness.

【0083】b)注入帯電について(図3) 本実施例における感光体の電荷注入帯電は、中抵抗の接
触帯電部材で、中抵抗の表面抵抗を持つ感光体表面に電
荷注入を行うものであり、感光体表面材質の持つトラツ
プ電位に電荷を注入するものではなく、電荷注入層16
の導電粒子16aに電荷を充電して帯電を行う方式であ
る。帯電時に磁気ブラシ帯電部材2に所望の電圧を印加
することで電荷注入層16に電荷が注入されて被帯電体
としての感光体1表面は最終的に磁気ブラシ24と同電
位に帯電(充電)される。
B) Regarding Injection Charging (FIG. 3) The charge injection charging of the photoconductor in this embodiment is a contact charging member having a medium resistance, and the charge injection is performed on the surface of the photoconductor having a medium resistance surface resistance. The charge injection layer 16 does not inject charges into the trap potential of the surface material of the photoconductor.
This is a method of charging the conductive particles 16a by charging. When a desired voltage is applied to the magnetic brush charging member 2 at the time of charging, charges are injected into the charge injection layer 16 and the surface of the photoreceptor 1 as a charged body is finally charged (charged) to the same potential as the magnetic brush 24. To be done.

【0084】具体的には図3の(a)・(b)の模型図
・等価回路図に示すように、感光体1は、電荷輸送層1
5を誘電体とし、アルミニウムドラム基体11と電荷注
入層16内の導電粒子16a(SnO2 )を両電極板と
する微小なコンデンサーの並列集合体とみることがで
き、注入帯電は、その個々の微小なコンデンサーに接触
帯電部材2で電荷を充電する理論に基づくものである。
Specifically, as shown in the model diagram / equivalent circuit diagram of FIGS. 3A and 3B, the photoconductor 1 is composed of the charge transport layer 1
5 can be regarded as a dielectric, and the aluminum drum substrate 11 and the conductive particles 16a (SnO 2 ) in the charge injection layer 16 can be regarded as a parallel assembly of minute capacitors. This is based on the theory that the contact charging member 2 charges a minute capacitor.

【0085】導電粒子16aは互いに電気的には独立で
あり一種の微小なフロート電極を形成している。このた
め、マクロ的には感光体1表面は均一電位に充電、帯電
されているように見えるが、実際には微小な無数の充電
された導電粒子16aが感光体表面を覆っているような
状況となっている。このため、レーザーによって画像露
光Lを行ってもそれぞれの導電粒子16aは電気的に独
立なため、静電潜像を保持することが可能になる。
The conductive particles 16a are electrically independent of each other and form a kind of minute float electrode. For this reason, the surface of the photoconductor 1 seems to be charged and charged to a uniform potential on a macroscopic scale, but in reality, a myriad of charged electrically conductive particles 16a cover the photoconductor surface. Has become. Therefore, even if the image exposure L is performed by the laser, the conductive particles 16a are electrically independent, so that the electrostatic latent image can be held.

【0086】(3)磁気ブラシ帯電部材2、帯電装置
(図4) 図4は本実施例で用いた接触帯電部材として磁気ブラシ
帯電部材2の構成模型図であり、前述図8のものと同様
に磁性ローラ型の磁気ブラシ帯電部材である。即ち、磁
性ローラとしてのマグネットロール22は駆動及び給電
を兼ねた中心芯金25を中心に矢示の時計方向bに不図
示の駆動機構で所定の周速度にて回転駆動される。マグ
ネットロール22の外周面は帯電バイアス印加電極(給
電面)としての導電層22aで被覆してある。その導電
層22aの外周面にキャリア23をマグネットロール2
2の磁気力で拘束して磁気ブラシ24として付着保持さ
せてある。
(3) Magnetic Brush Charging Member 2 and Charging Device (FIG. 4) FIG. 4 is a structural model view of the magnetic brush charging member 2 as the contact charging member used in this embodiment, which is the same as that shown in FIG. It is a magnetic roller type magnetic brush charging member. That is, the magnet roll 22 as a magnetic roller is rotationally driven at a predetermined peripheral speed by a drive mechanism (not shown) around the central core metal 25 that also serves as a drive and a power supply, in the clockwise direction b shown by the arrow. The outer peripheral surface of the magnet roll 22 is covered with a conductive layer 22a as a charging bias applying electrode (power feeding surface). The carrier 23 is provided on the outer peripheral surface of the conductive layer 22a.
It is restrained by the magnetic force of 2 and attached and held as a magnetic brush 24.

【0087】磁気ブラシ24は、マグネットロール22
の回転に伴って同方向に回転搬送され、接触ニップ部D
において回転感光体1面を摺擦し、電源S1からマグネ
ットロール22の中心芯金25に印加された帯電バイア
スにより、被帯電体としての回転感光体1面が接触帯電
処理される。マグネットロール22の外周面に設けた導
電層22aは磁気ブラシ24に帯電バイアスを安定して
均一に給電する役目をする。
The magnetic brush 24 is the magnet roll 22.
Is rotated and conveyed in the same direction as the rotation of the contact nip D
At 1, the surface of the rotating photosensitive member is rubbed, and the charging bias applied to the central core metal 25 of the magnet roll 22 from the power source S1 causes the surface of the rotating photosensitive member 1 as a charged body to be contact-charged. The conductive layer 22a provided on the outer peripheral surface of the magnet roll 22 serves to stably and uniformly supply the charging bias to the magnetic brush 24.

【0088】磁性ローラとしてのマグネットロール22
は、フェライトなど一般的な永久磁石に加え、これらの
粉末を樹脂とともに成形し、所望の温度下で所望の磁束
パターンに着磁し使用することができる。
Magnet roll 22 as a magnetic roller
In addition to a general permanent magnet such as ferrite, these powders can be molded together with a resin and magnetized to a desired magnetic flux pattern at a desired temperature for use.

【0089】本実施例では等間隔にNSNSの4極配置
したマグネットロール22を用いた。マグネットロール
22の表面は磁気ブラシ24に対して安定して均一に給
電するために導電化することが望ましく、導電層22a
を設けてある。導電層22aはマグネットロール22に
導電粉を樹脂に分散して形成したチューブを被せる、あ
るいは同種の導電財を塗布する、導電性のテープを一面
に貼るなどで形成することができる。
In this embodiment, magnet rolls 22 having NSNS with four poles arranged at equal intervals were used. The surface of the magnet roll 22 is preferably made conductive so as to stably and uniformly supply power to the magnetic brush 24.
Is provided. The conductive layer 22a can be formed by covering the magnet roll 22 with a tube formed by dispersing conductive powder in a resin, applying a conductive material of the same kind, or sticking a conductive tape on one surface.

【0090】磁気ブラシ24と感光体1との接触ニップ
部(帯電ニップ部)Dでの帯電スリーブ21と感光体1
とのギャップ(離間距離)αはマグネットロール22の
長手両端部に配設したスペーサ部材により500μmに
設定した。
The charging sleeve 21 and the photoreceptor 1 at the contact nip portion (charging nip portion) D between the magnetic brush 24 and the photoreceptor 1
The gap (separation distance) α between and was set to 500 μm by the spacer members arranged at both longitudinal ends of the magnet roll 22.

【0091】マグネットロール22を回転感光体1表面
に対してカウンター方向に回転させる。磁気ブラシ24
はマグネットロール22が回転することにより同方向に
回転して磁気ブラシを構成するキャリア23が搬送さ
れ、キャリアが次々に感光体1表面に接触しながら接触
ニップ部Dを通過していく。
The magnet roll 22 is rotated in the counter direction with respect to the surface of the rotary photosensitive member 1. Magnetic brush 24
The magnet roll 22 rotates in the same direction as the magnet roll 22 rotates, and the carrier 23 constituting the magnetic brush is conveyed, and the carrier passes through the contact nip portion D while successively contacting the surface of the photoconductor 1.

【0092】a)キャリア23について 磁気ブラシ24を構成させる磁性粒子であるキャリア2
3としては、 ・樹脂とマグネタイト等の磁性粉体を混練して粒子に成
型したもの、もしくはこれに抵抗値調節のために導電カ
ーボン等を混ぜたもの、 ・焼結したマグネタイト、フェライト、もしくはこれら
を還元または酸化処理して抵抗値を調整したもの、 ・上記のキャリアを抵抗調整をしたコート材(フェノー
ル樹脂にカーボンを分散したもの等)でコートまたはN
i等の金属でメッキ処理して抵抗値を適当な値にしたも
の等が考えられる。感光体1へのダメージを軽減するた
めに、キャリア23は球形化処理をするのが望ましい。
A) Carrier 23 Carrier 2 which is magnetic particles constituting magnetic brush 24
3, the resin and magnetic powder such as magnetite are kneaded and molded into particles, or conductive carbon or the like is mixed to adjust the resistance value, sintered magnetite, ferrite, or these Whose resistance value has been adjusted by reduction or oxidation treatment of the above carrier, or the above carrier coated with a resistance-adjusted coating material (such as phenol resin with carbon dispersed) or N
It is considered that the resistance value is set to an appropriate value by plating with a metal such as i. In order to reduce the damage to the photoconductor 1, the carrier 23 is preferably spheroidized.

【0093】本実施例で用いたキャリア23は、平均粒
径が15μm、抵抗値が1×106Ω、飽和磁化が58
A・m2 /kgのフェライト粒子である。
The carrier 23 used in this example has an average particle size of 15 μm, a resistance value of 1 × 10 6 Ω, and a saturation magnetization of 58.
It is ferrite particles of A · m 2 / kg.

【0094】キャリア23の抵抗値としては、高すぎる
と感光体1に電荷が均一に注入できず、微小な帯電不良
によるカブリ画像となってしまう。低すぎると感光体表
面にピンホールがあったとき、ピンホールに電流が集中
して帯電電圧が降下し感光体表面を帯電することができ
ず、帯電ニップ状の帯電不良となる。よってキャリア2
3の抵抗値としては、1×104 〜1×108 Ωが望ま
しい。キャリア23の抵抗値は、電圧が印加できる金属
セル(底面積228mm2 )にキャリアを2g入れた後
加重し、上下から電圧を1〜1000V、例えば100
V印加して、この系に流れる測定電流から算出し正規化
したもので定義した。
If the resistance value of the carrier 23 is too high, charges cannot be uniformly injected into the photosensitive member 1 and a fog image is formed due to minute charging failure. If it is too low, when there are pinholes on the surface of the photoconductor, current concentrates on the pinholes, the charging voltage drops, and the surface of the photoconductor cannot be charged, resulting in charging nip-shaped charging failure. Therefore carrier 2
The resistance value of 3 is preferably 1 × 10 4 to 1 × 10 8 Ω. The resistance value of the carrier 23 is set such that 2 g of the carrier is put into a metal cell (bottom area 228 mm 2 ) to which a voltage can be applied and then weighted, and the voltage is 1 to 1000 V, for example 100
V was applied, and it was defined as a value calculated from the measured current flowing in this system and normalized.

【0095】複数種のキャリアを混合して用いることで
帯電性の向上を図ることも可能である。
It is also possible to improve the chargeability by mixing and using a plurality of types of carriers.

【0096】キャリア23の粒径としては、あまり細か
すぎると、磁気拘束力が小さくなり、感光体1面へのキ
ャリア付着を起こす。また大きすぎると、感光体1への
接触面積が減り、帯電不良が増える。よって、キャリア
の平均粒径としては5〜500μm程度が帯電性と磁気
保持の点で望ましい。
If the particle size of the carrier 23 is too small, the magnetic restraining force becomes small and the carrier adheres to the surface of the photoreceptor 1. On the other hand, if it is too large, the contact area with the photoconductor 1 is reduced and charging failure increases. Therefore, the average particle size of the carrier is preferably about 5 to 500 μm from the viewpoints of chargeability and magnetic retention.

【0097】キャリアの磁気特性としては、感光体への
キャリア付着を防止するために磁気拘束力を高くする方
がよく、飽和磁化が30A・m2 /kg以上、より好ま
しくは50A・m2 /kg以上が望ましい。
[0097] The magnetic properties of the carrier, it is better to increase the magnetic binding force in order to prevent the carrier adhesion to the photosensitive member, the saturation magnetization 30A · m 2 / kg or more, more preferably 50A · m 2 / More than kg is desirable.

【0098】b)磁気ブラシキャリアの離脱、被帯電体
への付着防止について 前述したように、機械的要因による磁気ブラシキャリア
の離脱、感光体への付着につて、磁性ローラ型の磁気ブ
ラシ帯電装置の場合にあっては、磁性ローラとしてのマ
グネットローラ22の回転に伴い磁気ブラシキャリア溜
り部24aの位置を繰返し通過する磁極により磁気ブラ
シキャリア溜り部24aが動揺し、該溜り部24aのキ
ャリアが機械的に離脱して感光体に付着し感光体下流へ
漏れている。磁気ブラシ24の観察から磁気ブラシキャ
リア溜り部24aに磁性ローラの磁極が入り込む時、該
キャリア溜り部24aからキャリアをはぎ取るようにし
てキャリア粒子が動くことが解った。また、その前後に
集中して付着が生じていることも確認され、付着は帯状
におきている。
B) Detachment of Magnetic Brush Carrier and Prevention of Adhesion to Charged Member As described above, with respect to detachment of the magnetic brush carrier due to mechanical factors and adhesion to the photosensitive member, a magnetic roller type magnetic brush charging device is used. In this case, the magnetic brush carrier pool 24a is shaken by the magnetic poles that repeatedly pass through the position of the magnetic brush carrier pool 24a as the magnet roller 22 as a magnetic roller rotates, and the carrier in the pool 24a is mechanically moved. And then adheres to the photoconductor and leaks to the downstream of the photoconductor. From the observation of the magnetic brush 24, it was found that when the magnetic poles of the magnetic roller enter the magnetic brush carrier reservoir 24a, the carrier particles move so as to strip the carrier from the carrier reservoir 24a. It was also confirmed that the adhesion was concentrated before and after that, and the adhesion was formed in a band shape.

【0099】そこで、磁性ローラとしてのマグネットロ
ール22の回転数を速める、または一つのローラ当りの
磁極数を増加させたところ、被帯電体としての感光体1
に対するキャリア付着量が減少することが確認された。
つまり、時間当りに通過する極数を増すことにより、マ
グネットロール22の回転に伴う磁束密度のむら(磁極
位置と極間位置)が見かけ上減少することにより、付着
量が減少すると考えられる。
Therefore, when the number of rotations of the magnet roll 22 as a magnetic roller is increased or the number of magnetic poles per roller is increased, the photosensitive member 1 as a charged body is obtained.
It was confirmed that the amount of carrier adhering to
That is, it is considered that the increase in the number of poles passing per hour apparently reduces the unevenness of the magnetic flux density (the magnetic pole position and the position between the poles) due to the rotation of the magnet roll 22, and thus the adhesion amount is reduced.

【0100】また、磁束密度を増加することにより付着
量は低減される。これは磁性ローラとしてのマグネット
ロール22に対する磁気ブラシキャリアの磁気拘束力が
増加するためである。特に、磁気ブラシ24と感光体1
の接触ニップ部Dの感光体移動方向下流側のニップ端e
における磁束密度に関係している。
Further, the amount of adhesion is reduced by increasing the magnetic flux density. This is because the magnetic restraining force of the magnetic brush carrier on the magnet roll 22 as a magnetic roller increases. In particular, the magnetic brush 24 and the photoconductor 1
Nip end e on the downstream side of the contact nip portion D in the photosensitive member moving direction
Is related to the magnetic flux density at.

【0101】以上のように、磁気ブラシキャリア溜り部
24a、特に接触ニップ部Dのニップ端eからのキャリ
アの離脱、感光体1への付着は回転磁性ローラとしての
マグネットロール22の時間当りの通過極数と磁束密度
に大きく依存することを明らかにした。
As described above, the detachment of the carrier from the magnetic brush carrier reservoir 24a, particularly the nip end e of the contact nip D, and the adhesion to the photosensitive member 1 pass through the magnet roll 22 as a rotating magnetic roller per unit time. It was clarified that it depends greatly on the number of poles and magnetic flux density.

【0102】次に、詳細な測定から、キャリア付着量と
その要因との間の定量的な関係を見い出したので説明す
る。
Next, the quantitative relationship between the carrier adhesion amount and its factor will be found from the detailed measurement, which will be described.

【0103】キャリア付着の要因は、磁性ローラとして
のマグネットロール22から最も遠距離に拘束されたニ
ップ端eのキャリアの磁気拘束力、つまりニップ端eの
磁束密度と、磁極がニップを通過する回数であることは
先に述べたとおりである。
The factors of carrier adhesion are the magnetic restraining force of the carrier at the nip end e which is restrained at the farthest distance from the magnet roll 22 as a magnetic roller, that is, the magnetic flux density at the nip end e and the number of times the magnetic pole passes through the nip. Is as described above.

【0104】図5はニップ端eにおける磁束密度を周方
向の角度に対し測定し、その絶対値を示した結果であ
る。
FIG. 5 shows the result of measuring the magnetic flux density at the nip end e with respect to the angle in the circumferential direction and showing the absolute value thereof.

【0105】ここで、磁性ローラとしてのマグネットロ
ール22は均等に極配置され、図中のABCDの4つの
極大値が存在する。極大値の平均をB(T)とする。
Here, the magnet rolls 22 as magnetic rollers are evenly arranged, and there are four maximum values of ABCD in the figure. Let B (T) be the average of the maximum values.

【0106】一方、磁性ローラ22の極数(極大の数)
をnとし、その回転数をf(rpm)とすると、単位時
間当りの通過極数は N=n×f(極/min) で与えられる。
On the other hand, the number of poles of the magnetic roller 22 (the maximum number)
Is n and the number of revolutions is f (rpm), the number of passing poles per unit time is given by N = n × f (poles / min).

【0107】ニップ端eにおける磁束密度Bと単位時間
当りの通過極数Nに対し、磁気ブラシ長手1cm当り1
時間のキャリアの感光体1への付着量m(g/h)を測
定結果から換算し数式化した結果を図6に示す。数式は
以下のとおりである。
For the magnetic flux density B at the nip end e and the number of passing poles N per unit time, 1 per 1 cm of the magnetic brush length.
FIG. 6 shows a result obtained by converting the adhesion amount m (g / h) of the carrier onto the photoreceptor 1 with respect to time and converting it into a mathematical expression. The formula is as follows:

【0108】 m=(−1.58×B+0.098)×10(-N/732) (g/h)…(1) 付着量mは磁束密度Bの増加により、一次で減少し、一
方通過極数Nに対しては、Nの増加により指数関数的に
減少する特性を示した。
M = (− 1.58 × B + 0.098) × 10 (−N / 732) (g / h) (1) The adhered amount m decreases in the first order due to the increase of the magnetic flux density B, while passing With respect to the number of poles N, the characteristic that the number of poles decreases exponentially with increasing N is shown.

【0109】また、この特性から磁束密度Bが0.06
2(T)を越えると計算式は0になる。実際にB>0.
062では、付着は非常に少なく良好な画像を得てい
る。
From this characteristic, the magnetic flux density B is 0.06.
When it exceeds 2 (T), the calculation formula becomes zero. Actually B> 0.
In 062, the adhesion was very small and a good image was obtained.

【0110】一方、画像劣化の点から感光体1に対する
キャリア付着はどの程度まで許容できるのかということ
を考える必要がある。そこで、次にその許容量を求め
た。
On the other hand, from the viewpoint of image deterioration, it is necessary to consider to what extent the carrier attachment to the photoconductor 1 can be allowed. Therefore, the allowable amount was calculated next.

【0111】感光体に対するキャリア付着量と画像劣化
の関係は、当然、キャリア付着量が多いほど付着したキ
ャリアが画像露光を遮るため、画像が劣化するという傾
向を示した。画像不良は反転現像系の画像形成では光の
遮られた部分が未露光になるため、黒部のなかに細かく
白抜け部が現れる。実際、画像を主観評価した所、付着
量mが8.8×10-7(g/cm2 )以下であれば画像
不良は問題ない事が解った。
Regarding the relationship between the amount of adhering carrier to the photosensitive member and the image deterioration, naturally, the larger the amount of adhering carrier, the more the adhered carrier obstructs the image exposure, so that the image deteriorates. In the case of an image defect, in the image formation of the reversal development system, the light-shielded portion is unexposed, and therefore, a white void portion appears finely in the black portion. In fact, when the image was subjectively evaluated, it was found that if the adhesion amount m was 8.8 × 10 −7 (g / cm 2 ) or less, there was no problem with the image defect.

【0112】また、感光体1の単位面積当りのキャリア
付着量は、感光体移動速度をVps(cm/h)とすると、 m/Vps (g/cm2 ) …(2) で求められる。
Further, the carrier adhesion amount per unit area of the photoconductor 1 is calculated by m / Vps (g / cm 2 ) ... (2) when the photoconductor moving speed is Vps (cm / h).

【0113】従って、画像不良を生じない磁気ブラシ構
成の条件としては、 m/Vps<8.8×10-7 (g/cm2 ) …(3) 先の(1),(2),(3)式より、 (-1.58×B+0.098)×10(-N/732)/Vps<8.8 ×10-7(g/cm2 ) …(4) が求められる。
Therefore, the conditions for the magnetic brush structure that does not cause image defects are: m / Vps <8.8 × 10 −7 (g / cm 2 ) ... (3) The above (1), (2), ( From the equation (3), (-1.58 × B + 0.098) × 10 (-N / 732) / Vps <8.8 × 10 −7 (g / cm 2 ) ... (4) is obtained.

【0114】従って、磁気ブラシキャリア付着による画
像不良を防ぐには、磁気ブラシ構成を(4)式を満足す
る条件に設定する事が有効である。
Therefore, in order to prevent the image defect due to the adhesion of the magnetic brush carrier, it is effective to set the magnetic brush configuration to the condition satisfying the expression (4).

【0115】さらに、帯電装置を構成する上で、磁性ロ
ーラ22の半径が0.3から2.5(cm)の範囲にあ
る時、更に、該ローラ22の極表面の径方向の磁束密度
分布が等極配置であり、磁束密度の絶対値において極の
数(極大の数)が4から30、その強度が0.05から
0.3(T)である磁性ローラを用いるときには、特に
(4)式の構成条件を満たしたときのキャリア付着量予
測が良好である。
Further, in constructing the charging device, when the radius of the magnetic roller 22 is in the range of 0.3 to 2.5 (cm), the magnetic flux density distribution in the radial direction on the pole surface of the roller 22 is further increased. Is a homopolar arrangement, and when using a magnetic roller in which the number of poles (maximum number) in the absolute value of the magnetic flux density is 4 to 30 and the strength thereof is 0.05 to 0.3 (T), especially (4 ) Good prediction of the amount of carrier adhesion when the constitutional conditions of equation (4) are satisfied.

【0116】また、キャリアの感光体付着は、被帯電体
としての感光体の表面の滑性に依存する部分もある。本
発明者らの測定では、感光体表面に水に対する接触角度
が90°以上である特性を持たせることで、(4)式に
より、的確にキャリア付着状況を予測可能であり画像不
良を防ぐことができる。
The adhesion of the carrier to the photosensitive member also depends on the lubricity of the surface of the photosensitive member as the member to be charged. According to the measurement by the present inventors, by giving the characteristic that the contact angle to water is 90 ° or more on the surface of the photoconductor, it is possible to accurately predict the carrier adhesion state and prevent image defects from the equation (4). You can

【0117】次に、実施例の磁気ブラシ構成を比較例と
共に表1に示す。
Next, Table 1 shows the constitution of the magnetic brush of the example together with the comparative example.

【0118】[0118]

【表1】 このほかの条件としては、感光体1の移動速度はVps
=3.4×104cm/hである。
[Table 1] As other conditions, the moving speed of the photoconductor 1 is Vps.
= 3.4 × 10 4 cm / h.

【0119】表1中に示した比較例の8極の磁性ローラ
を使用した場合、感光体に対するキャリア付着量は1.
2×10-6(g/cm2 )であり、8.8×10-7を越える
ためキャリア付着による画像不良が発生していた。
When the eight-pole magnetic roller of the comparative example shown in Table 1 was used, the carrier adhesion amount to the photosensitive member was 1.
It was 2 × 10 −6 (g / cm 2 ), and since it exceeded 8.8 × 10 −7 , image defects due to carrier adhesion occurred.

【0120】しかし、実施例1及び実施例2では、磁性
ローラ22の回転速度を上げる、あるいは磁束密度の大
きな磁性ローラ22を用いるなどしたことで、感光体に
対するキャリア付着量を減らすことができ、画像不良を
改善する事ができた。
However, in the first and second embodiments, by increasing the rotation speed of the magnetic roller 22 or using the magnetic roller 22 having a large magnetic flux density, it is possible to reduce the amount of carrier adhered to the photosensitive member. It was possible to improve the image defect.

【0121】以上説明したように、(4)式を満足する
磁気ブラシ帯電装置構成をとることで、被帯電体として
の感光体1への磁気ブラシキャリアの付着による画像不
良を無くし、良好な画像記録が可能になる。
As described above, by adopting the configuration of the magnetic brush charging device satisfying the expression (4), the image defect due to the adhesion of the magnetic brush carrier to the photoconductor 1 as the charged body is eliminated, and a good image is obtained. Recording is possible.

【0122】なお、以上の実施例は注入帯電方式の接触
帯電部材に磁気ブラシを用いたものであるが、本発明の
磁気ブラシ帯電装置は注入帯電方式以外の接触帯電にも
使用できる。
In the above embodiment, a magnetic brush is used as the contact charging member of the injection charging system, but the magnetic brush charging device of the present invention can be used for contact charging other than the injection charging system.

【0123】また画像形成装置は実施例のプロセスカー
トリッジ着脱方式のものに限られるものではない。レー
ザービームプリンタに限られるものでもない。
The image forming apparatus is not limited to the process cartridge attaching / detaching method of the embodiment. It is not limited to laser beam printers.

【0124】[0124]

【発明の効果】以上のように本発明は、特に、磁性ロー
ラ型の磁気ブラシ帯電部材を用いた帯電装置、該帯電装
置を具備した装置について、磁気ブラシからの磁性粒子
の機械的要因による離脱、被帯電体への付着を実質的に
なくして、帯電不良、被帯電体に対する磁性粒子付着に
よる弊害、画像形成装置にあってはそれに起因する画像
不良の発生等の問題を解消することができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention particularly relates to a charging device using a magnetic roller type magnetic brush charging member and a device equipped with the charging device, in which magnetic particles are separated from the magnetic brush by a mechanical factor. By substantially eliminating the adherence to the charged body, it is possible to solve problems such as poor charging, harmful effects due to adhesion of magnetic particles to the charged body, and occurrence of image failure caused by the image forming apparatus. .

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

【図1】画像形成装置例の概略構成図FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of an image forming apparatus.

【図2】感光体の層構成模型図FIG. 2 is a model diagram of the layer structure of a photoconductor.

【図3】注入帯電の原理説明図FIG. 3 is an explanatory diagram of the principle of injection charging.

【図4】使用した磁性ローラ型帯電部材もしくは帯電装
置の構成模型図
FIG. 4 is a schematic diagram of the configuration of the magnetic roller type charging member or charging device used.

【図5】磁性ローラの磁束密度分布を示すグラフFIG. 5 is a graph showing a magnetic flux density distribution of a magnetic roller.

【図6】(4)式を表すグラフFIG. 6 is a graph showing equation (4).

【図7】スリーブ型の磁気ブラシ帯電部材ないしは帯電
装置の概略構成模型図
FIG. 7 is a schematic diagram of a sleeve type magnetic brush charging member or charging device.

【図8】磁性ローラ型の磁気ブラシ帯電部材ないしは帯
電装置の概略構成模型図
FIG. 8 is a schematic configuration model diagram of a magnetic roller type magnetic brush charging member or charging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被帯電体(電子写真感光体) 2 磁気ブラシ帯電部材 21 スリーブ 22 マグネットロール 23 磁性粒子(キャリア) 24 磁気ブラシ 25 芯金 S1 帯電バイアス印加電源 3 現像装置 4 転写ローラ 5 定着装置 6 クリーニング装置 10 プロセスカートリッジ 30 記録材(転写材) 1 Charged Member (Electrophotographic Photosensitive Member) 2 Magnetic Brush Charging Member 21 Sleeve 22 Magnet Roll 23 Magnetic Particles (Carrier) 24 Magnetic Brush 25 Core Metal S1 Charging Bias Applying Power Supply 3 Developing Device 4 Transfer Roller 5 Fixing Device 6 Cleaning Device 10 Process cartridge 30 Recording material (transfer material)

フロントページの続き (72)発明者 真下 精二 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 山本 武男 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内Front Page Continuation (72) Inventor Seiji Mashita 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Takeo Yamamoto 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. Within

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁性ローラの周面に磁性粒子を磁気力で
拘束して磁気ブラシとして付着保持させ、該磁気ブラシ
を被帯電体に接触させ、磁気ブラシと被帯電体との接触
ニップ部において磁性ローラ表面が被帯電体の移動方向
と逆方向に移動するように磁性ローラを回転させて磁気
ブラシを搬送させ、磁気ブラシに電圧を印加して被帯電
体を帯電する帯電装置であり、 前記磁性ローラの全周に渡る該ローラの径方向磁束密度
の絶対値分布が複数の極大を有し、 該磁性ローラが最も遠距離に拘束する磁性粒子の位置に
及ぼす径方向磁束密度の絶対値分布における極大値の平
均をB(T)とし、また一時間当りに磁性ローラの極大
値がローラ円周上の或る一点を通過する回数をN(回/
min )、被帯電体の移動速度をVps(cm/h)とすると
き、 (-1.58 ×B +0.098 )×10(-N/732)/Vps <8.8 ×10-7 が成り立つことを特徴とする帯電装置。
1. A magnetic roller restrains magnetic particles on a peripheral surface of the magnetic roller by a magnetic force to adhere and hold the magnetic roller as a magnetic brush, and the magnetic brush is brought into contact with an object to be charged, and at a contact nip portion between the magnetic brush and the object to be charged. A charging device that rotates a magnetic roller so that the surface of the magnetic roller moves in a direction opposite to the moving direction of the charged body, conveys the magnetic brush, and applies a voltage to the magnetic brush to charge the charged body. The absolute value distribution of the magnetic flux density in the radial direction of the roller over the entire circumference has a plurality of maxima, and the absolute value distribution of the magnetic flux density in the radial direction exerts on the position of the magnetic particles that the magnetic roller constrains at the farthest distance. Let B (T) be the average of the maximum values at, and the number of times the maximum value of the magnetic roller passes a certain point on the roller circumference per hour is N (times / time).
min), and when the moving speed of the charged body is Vps (cm / h), (-1.58 × B + 0.098) × 10 (-N / 732) / Vps <8.8 × 10 -7 And charging device.
【請求項2】 磁性ローラの半径が0.3〜2.5cm
であり、該磁性ローラの全周に渡る該磁性ローラ表面の
径方向磁束密度の絶対値をとり、複数存在する極大値の
平均が0.05から0.3(T)であり、極大の数が4
から30であることを特徴とする請求項1に記載の帯電
装置。
2. The radius of the magnetic roller is 0.3 to 2.5 cm.
And the absolute value of the magnetic flux density in the radial direction on the surface of the magnetic roller over the entire circumference of the magnetic roller is taken, and the average of a plurality of maximum values is 0.05 to 0.3 (T), and the maximum number is Is 4
The charging device according to claim 1, wherein the charging device is from 30 to 30.
【請求項3】 被帯電体表面の水に対する接触角度が9
0°以上であることを特徴とする請求項1または請求項
2に記載の帯電装置。
3. The contact angle of water on the surface of the body to be charged is 9
The charging device according to claim 1 or 2, wherein the charging device is at least 0 °.
【請求項4】 被帯電体の帯電が被帯電体表面に電荷を
直接注入する注入帯電方式でなされることを特徴とする
請求項1乃至請求項3の何れかに記載の帯電装置。
4. The charging device according to claim 1, wherein the charging target is charged by an injection charging method in which charges are directly injected into the surface of the charging target.
【請求項5】 像担持体を帯電する工程を含む作像プロ
セスにより画像形成を実行する画像形成装置であり、像
担持体の帯電手段が請求項1乃至請求項4の何れかに記
載の帯電装置であることを特徴とする画像形成装置。
5. An image forming apparatus for performing image formation by an image forming process including a step of charging an image carrier, wherein the charging means of the image carrier is the charging device according to any one of claims 1 to 4. An image forming apparatus characterized by being an apparatus.
【請求項6】 少なくとも、像担持体と、該像担持体を
帯電処理するための帯電装置の少なくとも帯電部材を包
含し、画像形成装置本体に対して着脱されるプロセスカ
ートリッジであり、帯電部材が請求項1乃至請求項4の
何れかに記載の帯電装置の磁気ブラシ帯電部材であるこ
とを特徴とするプロセスカートリッジ。
6. A process cartridge that includes at least an image carrier and at least a charging member of a charging device for charging the image carrier, and is a process cartridge that is attached to and detached from an image forming apparatus main body. A process cartridge comprising the magnetic brush charging member of the charging device according to any one of claims 1 to 4.
【請求項7】 プロセスカートリッジは、帯電手段、現
像手段またはクリーニング手段と、像担持体とを一体的
にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置
本体に着脱可能とするものであることを特徴とする請求
項6に記載のプロセスカートリッジ。
7. The process cartridge is characterized in that a charging unit, a developing unit or a cleaning unit, and an image carrier are integrally formed into a cartridge, and the cartridge can be attached to and detached from the main body of the image forming apparatus. The process cartridge according to claim 6.
【請求項8】 プロセスカートリッジは、帯電手段、現
像手段またはクリーニング手段の少なくとも一つと、像
担持体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッ
ジを画像形成装置本体に着脱可能とするものであること
を特徴とする請求項6に記載のプロセスカートリッジ。
8. The process cartridge comprises at least one of a charging means, a developing means or a cleaning means, and an image carrier which are integrally formed into a cartridge, and the cartridge can be attached to and detached from the main body of the image forming apparatus. 7. The process cartridge according to claim 6, which is characterized in that.
【請求項9】 プロセスカートリッジは、少なくとも、
現像手段と像担持体とを一体的にカートリッジ化し、こ
のカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするも
のであることを特徴とする請求項6に記載のプロセスカ
ートリッジ。
9. The process cartridge comprises at least:
7. The process cartridge according to claim 6, wherein the developing means and the image carrier are integrally made into a cartridge, and the cartridge can be attached to and detached from the main body of the image forming apparatus.
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