JP2000081767A

JP2000081767A - 帯電部材、帯電方法、帯電装置、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ

Info

Publication number: JP2000081767A
Application number: JP10267407A
Authority: JP
Inventors: Harumi Ishiyama; 晴美石山; Yasunori Kono; 康則児野; Jun Hirabayashi; 純平林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2000-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】接触帯電において、帯電部材として簡易な部
材を用いた場合でも、より帯電均一性に優れ且つ長期に
渡り安定した直接注入帯電を実現する、即ち、低印加電
圧でオゾンレスの直接注入帯電を簡易な構成で実現する
こと、またこれにより、オゾン生成物による障害、帯電
不良による障害等のない、簡易な構成、低コストな画像
形成装置やプロセスカートリッジを得ること。【解決手段】固定支持させ、移動する被帯電体１とニ
ップ部ｎを形成させ、電圧を印加した帯電部材２により
被帯電体面を帯電する接触帯電であり、少なくとも帯電
部材２と被帯電体１とのニップ部ｎに帯電促進粒子２ｄ
を担持させ、前記帯電部材２は、被帯電体１とニップ部
ｎを形成する面側に突起２ｂを有する可撓性部材で構成
され、前記突起２ｂが被帯電体１の移動方向とは反対向
きに傾いていること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接触帯電における
帯電部材、接触帯電方式の帯電方法及び帯電装置、像担
持体の帯電工程手段として接触帯電手段を用いた画像形
成装置、及びプロセスカートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、電子写真装置や静電記録
装置等の画像形成装置において、電子写真感光体・静電
記録誘電体などの像担持体（被帯電体）を所要の極性・
電位に一様に帯電処理（除電処理も含む）する帯電装置
としてはコロナ帯電器（コロナ放電器）がよく使用され
ていた。

【０００３】コロナ帯電器は非接触型の帯電装置であ
り、例えば、ワイヤ電極等の放電電極と該放電電極を囲
むシールド電極を備え、放電開口部を被帯電体である像
担持体に対向させて非接触に配設し、放電電極とシール
ド電極に高圧を印加することにより、生じる放電電流
（コロナシャワー）に像担持体面をさらすことで像担持
体面を所定に帯電させるものである。

【０００４】接触帯電近時は、コロナ帯電器に比べて低オゾン・低電力等の利
点があることから、前記したように被帯電体に電圧を印
加した帯電部材を当接させて被帯電体を帯電する接触方
式の帯電装置（接触帯電装置）が実用化されてきてい
る。

【０００５】接触帯電装置は、像担持体等の被帯電体
に、ローラ型（帯電ローラ）、ファーブラシ型、磁気ブ
ラシ型、ブレード型等の導電性の帯電部材を接触させ、
この帯電部材（接触帯電部材・接触帯電器、以下、接触
帯電部材と記す）に所定の帯電バイアスを印加して、被
帯電体面を所定の極性・電位に帯電させるものである。
接触帯電の帯電機構（帯電のメカニズム、帯電原理）に
は、（１）放電帯電機構と（２）直接注入帯電機構の２
種類の帯電機構が混在しており、どちらが支配的である
かにより各々の特性が現れる。

【０００６】（１）放電帯電機構接触帯電部材と被帯電体との間の微小間隙に生じる放電
現象により被帯電体表面が帯電する機構である。

【０００７】放電帯電機構は接触帯電部材と被帯電体に
一定の放電閾値を有するため、帯電電位より大きな電圧
を接触帯電部材に印加する必要がある。また、コロナ帯
電器に比べれば発生量は格段に少ないけれども放電生成
物を生じることが原理的に避けられないため、オゾンな
ど活性イオンによる弊害は避けられない。

【０００８】たとえば、接触帯電部材として導電ローラ
（帯電ローラ）を用いた帯電方式は帯電の安定性と言う
点で好ましく、広く用いられているが、このローラ帯電
ではその帯電機構は放電帯電機構が支配的である。

【０００９】即ち、帯電ローラは導電あるいは中抵抗の
ゴム材あるいは発泡体を用いて生成される。さらにこれ
らを積層して所望の特性を得たものもある。帯電ローラ
は被帯電体との一定の接触を得るために弾性を持たせて
いるが、そのため摩擦抵抗が大きく、多くの場合、被帯
電体に従動あるいは若干の速度差を持って駆動される。
従って、ローラ上の形状のムラや被帯電体の付着物によ
り非接触状態が避けられないため、従来のローラ帯電で
はその帯電機構は放電帯電機構が支配的となる。

【００１０】より具体的に説明すると、被帯電体として
の厚さ２５μｍ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なわせる場合には、帯電ロー
ラに対して約６４０Ｖ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。以降、このし
きい値電圧を帯電開始電圧Ｖｔｈと定義する。

【００１１】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像担
持体の帯電を行なう方式を「ＤＣ帯電方式」と称する。

【００１２】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が変動するため、また像
担持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。

【００１３】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像担持体の帯電を行なう「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、像担持体の電位は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。

【００１４】しかしながら、このような接触帯電装置に
おいても、その本質的な帯電機構は帯電部材から像担持
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像担持体表面電位＋放電しきい
値以上の値が必要とされ、微量のオゾンは発生する。

【００１５】また、帯電均一化のためにＡＣ帯電を行っ
た場合にはさらなるオゾンの発生、ＡＣ電圧の電界によ
る接触帯電部材と感光体の振動騒音（ＡＣ帯電音）の発
生、また、放電による被帯電体表面の劣化が顕著にな
り、新たな問題点となっていた。

【００１６】（２）直接注入帯電機構接触帯電部材から被帯電体へ電荷が直接注入されること
で、被帯電体表面を帯電する機構である。特開平６−３
９２１号公報等で提案されている。

【００１７】中抵抗の接触帯電部材が被帯電体表面に接
触して、放電現象を介さずに、つまり放電機構を基本的
に用いないで、被帯電体表面に直接電荷注入を行うもの
である。よって、接触帯電部材への印加電圧が放電閾値
以下であっても、被帯電体を印加電圧相当の電位に帯電
することができる。この直接注入帯電機構はイオンの発
生を伴わないため放電生成による弊害は生じない。

【００１８】より具体的には、帯電ローラ、帯電ブラ
シ、帯電磁気ブラシ等の接触帯電部材に電圧を印加し、
被帯電体（像担持体）表面にあるトラップ順位または電
荷注入層の導電粒子等の電荷保持部材に電荷を注入して
直接注入帯電を行う機構である。放電現象が支配的でな
いため、帯電に必要とされる電圧は所望する像担持体表
面のみであり、オゾンの発生も無い。

【００１９】図１１に上述した（１）の放電帯電機構と
（２）の直接注入帯電機構の帯電特性の一例を示す。

【００２０】すなわち、放電帯電機構は図５のグラフＡ
で表されるように凡そ−５００Ｖの放電閾値を過ぎてか
ら帯電が始まる。従って、−５００Ｖに帯電する場合は
−１０００Ｖの直流電圧を印加するか、あるいは、−５
００Ｖの直流の帯電電圧に加えて、放電閾値以上の電位
差を常に持つようにピーク間電圧１２００Ｖの交流電圧
を印加して被帯電体電位を帯電電位に収束させる方法が
一般的である。

【００２１】一方、直接注入帯電機構は図５のグラフＢ
で表されるように放電閾値がなく印加バイアスとほぼ比
例した帯電電位を得ることが可能になる。

【００２２】トナーリサイクルプロセス（クリーナレス
システム）転写方式の画像形成装置においては、転写後の感光体
（像担持体）に残存する転写残トナーはクリーナ（クリ
ーニング装置）によって感光体面から除去されて廃トナ
ーとなるが、この廃トナーは環境保護の面からも出ない
ことが望ましい。そこでクリーナをなくし、転写後の感
光体上の転写残トナーは現像装置によって「現像同時ク
リーニング」で感光体上から除去し現像装置に回収・再
用する装置構成にしたトナーリサイクルプロセスの画像
形成装置も出現している。

【００２３】現像同時クリーニングとは、転写後に感光
体上に残留したトナーを次工程以降の現像時、即ち引き
続き感光体を帯電し、露光して潜像を形成し、該潜像の
現像時にかぶり取りバイアス（現像装置に印加する直流
電圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電
位差Ｖback）によって回収する方法である。この方法に
よれば、転写残トナーは現像装置に回収されて次工程以
後に再用されるため、廃トナーをなくし、メンテナンス
に手を煩わせることも少なくすることができる。またク
リーナレスであることでスペース面での利点も大きく、
画像形成装置を大幅に小型化できるようになる。

【００２４】接触帯電部材に対する粉末塗布接触帯電装置について、帯電ムラを防止し安定した均一
帯電を行なうために、接触帯電部材に被帯電体面との接
触面に粉末を塗布する構成が特公平７−９９４４２号公
報に開示されているが、接触帯電部材が被帯電体に従動
回転であり、スコロトロン等のコロナ帯電器と比べると
オゾン生成物の発生は格段に少なくなっているものの、
帯電原理は前述のローラ帯電の場合と同様に依然として
放電帯電機構を主としている。特に、より安定した帯電
均一性を得るためにはＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳した電
圧を印加するために、放電によるオゾン生成物の発生は
より多くなってしまう。よって、長期に装置を使用した
場合や、クリーナーレスの画像形成装置を長期に使用し
た場合において、オゾン生成物による画像流れ等の弊害
が現れやすい。

【００２５】また、特開平５−１５０５３９号公報に
は、接触帯電を用いた画像形成方法において、長時間画
像形成を繰り返すうちにトナー粒子やシリカ微粒子が帯
電手段の表面に付着することによる帯電阻害を防止する
ために、現像剤中に、少なくとも顕画粒子と、顕画粒子
より小さい平均粒径を有する導電性粒子を含有すること
が開示されている。しかし、この接触帯電は放電帯電機
構によるもので、直接注入帯電機構ではなく、放電帯電
による前述の問題がある。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の技術の項
に記載したように、接触帯電において、接触帯電部材と
して簡易な構成で直接注入帯電をすることが難しく、画
像形成装置にあっては絶対的帯電不良による画像のかぶ
り（反転現像の場合には白地部が現像される）や帯電ム
ラなどが生じる。

【００２７】帯電ローラが被帯電体に従動で、放電帯電
を主とする従来のローラ帯電構成では、またファーブラ
シの場合において放電を行う位に電圧を印加する構成で
は、長期に装置を使用した場合や、クリーナーレスの画
像形成装置を長期に使用した場合に、オゾン生成物が蓄
積することにより画像流れが生じやすくなる。

【００２８】またクリーナーレスの画像形成装置におい
ては、転写残トナーが帯電部材と像担持体との帯電ニッ
プ部（帯電部）において帯電不良を引き起こしてしま
う。

【００２９】そこで、本発明では、接触帯電において、
帯電部材として簡易な部材を用いた場合でも、より帯電
均一性に優れ且つ長期に渡り安定した直接注入帯電を実
現する、即ち、低印加電圧でオゾンレスの直接注入帯電
を簡易な構成で実現することを目的とする。

【００３０】またこれにより、オゾン生成物による障
害、帯電不良による障害等のない、簡易な構成、低コス
トな画像形成装置やプロセスカートリッジを得ることを
目的とする。

【００３１】

【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、帯電部材、帯電方法、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。

【００３２】（１）固定支持され、移動する被帯電体と
ニップ部を形成し、少なくともそのニップ部に帯電促進
粒子を担持させ、電圧を印加して被帯電体面を帯電する
帯電部材であり、被帯電体とニップ部を形成する面側に
突起を有する可撓性部材で構成され、前記突起が被帯電
体の移動方向とは反対向きに傾いていることを特徴とす
る帯電部材。

【００３３】（２）帯電促進粒子の抵抗値が１×１０¹²
（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする（１）に記載
の帯電部材。

【００３４】（３）帯電部材の突起が帯電部材断面の法
線方向から１０°以上傾いていることを特徴とする
（１）または（２）に記載の帯電部材。

【００３５】（４）弾性発泡体で構成することを特徴と
する（１）から（３）の何れかに記載の帯電部材。

【００３６】（５）ファーブラシで構成することを特徴
とする（１）から（３）の何れかに記載の帯電部材。

【００３７】（６）基層は弾性体で、表層は静電植毛体
で構成することを特徴とする（１）から（３）の何れか
に記載の帯電部材。

【００３８】（７）固定支持させ、移動する被帯電体と
ニップ部を形成させ、電圧を印加した帯電部材により被
帯電体面を帯電する帯電方法であり、少なくとも帯電部
材と被帯電体とのニップ部に帯電促進粒子を担持させ、
前記帯電部材は、被帯電体とニップ部を形成する面側に
突起を有する可撓性部材で構成され、前記突起が被帯電
体の移動方向とは反対向きに傾いていることを特徴とす
る帯電方法。

【００３９】（８）帯電促進粒子の抵抗値が１×１０¹²
（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする（７）に記載
の帯電方法。

【００４０】（９）帯電部材の突起が帯電部材断面の法
線方向から１０°以上傾いていることを特徴とする
（７）または（８）に記載の帯電方法。

【００４１】（１０）弾性発泡体で構成することを特徴
とする（７）から（９）の何れかに記載の帯電方法。

【００４２】（１１）ファーブラシで構成することを特
徴とする（７）から（９）の何れかに記載の帯電方法。

【００４３】（１２）基層は弾性体で、表層は静電植毛
体で構成することを特徴とする（７）から（９）の何れ
かに記載の帯電方法。

【００４４】（１３）固定支持の帯電部材から帯電促進
粒子の供給を行うことを特徴とする（７）から（１２）
の何れかに記載の帯電方法。

【００４５】（１４）被帯電体の最表面層の体積抵抗が
１×１０¹⁴（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする
（７）から（１２）の何れかに記載の帯電方法。

【００４６】（１５）被帯電体は電子写真感光体であ
り、該電子写真感光体の最表面層の体積抵抗が１×１０
⁹ （Ω・ｃｍ）以上１×１０¹⁴（Ω・ｃｍ）以下である
ことを特徴とする（７）から（１４）の何れかに記載の
帯電方法。

【００４７】（１６）固定支持させ、移動する被帯電体
とニップ部を形成させ、電圧を印加した帯電部材により
被帯電体面を帯電する帯電装置であり、少なくとも帯電
部材と被帯電体とのニップ部に帯電促進粒子を担持さ
せ、前記帯電部材は、被帯電体とニップ部を形成する面
側に突起を有する可撓性部材で構成され、前記突起が被
帯電体の移動方向とは反対向きに傾いていることを特徴
とする帯電装置。

【００４８】（１７）帯電促進粒子の抵抗値が１×１０
¹²（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする（１６）に
記載の帯電装置。

【００４９】（１８）帯電部材の突起が帯電部材断面の
法線方向から１０°以上傾いていることを特徴とする
（１６）または（１７）に記載の帯電装置。

【００５０】（１９）弾性発泡体で構成することを特徴
とする（１６）から（１８）の何れかに記載の帯電装
置。

【００５１】（２０）ファーブラシで構成することを特
徴とする（１６）から（１８）の何れかに記載の帯電装
置。

【００５２】（２１）基層は弾性体で、表層は静電植毛
体で構成することを特徴とする（１６）から（１８）の
何れかに記載の帯電装置。

【００５３】（２２）固定支持の帯電部材から帯電促進
粒子の供給を行うことを特徴とする（１６）から（１
８）の何れかに記載の帯電装置。

【００５４】（２３）被帯電体の最表面層の体積抵抗が
１×１０¹⁴（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする
（１６）から（２２）の何れかに記載の帯電装置。

【００５５】（２４）被帯電体は電子写真感光体であ
り、該電子写真感光体の最表面層の体積抵抗が１×１０
⁹ （Ω・ｃｍ）以上１×１０¹⁴（Ω・ｃｍ）以下である
ことを特徴とする（１６）から（２３）の何れかに記載
の帯電装置。

【００５６】（２５）像担持体に該像担持体を帯電する
工程を含む作像プロセスを適用して画像形成を実行する
画像形成装置であり、像担持体を帯電する工程手段が
（１６）ないし（２４）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。

【００５７】（２６）像担持体と、該像担持体を帯電す
る帯電手段と、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する
画像情報書き込み手段と、その静電潜像をトナーによっ
て可視化する現像手段と、そのトナー像を記録媒体に転
写する転写手段を有し、前記現像手段がトナー像を記録
媒体に転写した後に像担持体上に残留したトナーを回収
するクリーニング手段を兼ね、像担持体は繰り返して作
像に供する画像形成装置であり、前記像担持体を帯電す
る帯電手段が（１６）ないし（２４）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。

【００５８】（２７）像担持体の帯電面に静電潜像を形
成する画像情報書き込み手段が像露光手段であることを
特徴とする（２６）に記載の画像形成装置。

【００５９】（２８）現像手段の現像剤に帯電促進粒子
が添加されていることを特徴とする（２６）または（２
７）に記載の画像形成装置。

【００６０】（２９）現像手段に添加されている帯電促
進粒子の抵抗値が１×１０¹²（Ω・ｃｍ）以下であるこ
とを特徴とする（２８）に記載の画像形成装置。

【００６１】（３０）帯電促進粒子の粒径が１０ｎｍ以
上１画素以下であることを特徴とする（２５）から（２
９）の何れかに記載の画像形成装置。

【００６２】（３１）像担持体は電子写真感光体であ
り、該電子写真感光体の最表面層の体積抵抗が１×１０
⁹ （Ω・ｃｍ）以上１×１０¹⁴（Ω・ｃｍ）以下である
ことを特徴とする（２５）から（３０）の何れかに記載
の画像形成装置。

【００６３】（３２）像担持体に該像担持体を帯電する
工程を含む作像プロセスを適用して画像形成を実行する
画像形成装置本体に対して着脱自在のプロセスカートリ
ッジであり、少なくとも像担持体と該像担持体を帯電す
る工程手段を包含しており、該帯電工程手段が（１６）
ないし（２４）の何れかに記載の帯電装置であることを
特徴とするプロセスカートリッジ。

【００６４】〈作用〉ａ）帯電促進粒子は帯電補助を目的とした導電性の粒子
であり、該帯電促進粒子の体積抵抗は１×１０¹²Ω・ｃ
ｍ以下、更に好ましくは１×１０¹⁰Ω・ｃｍ以下である
ことが望ましい。

【００６５】本発明ではこの帯電促進粒子を固定の帯電
部材（以下、接触帯電部材と記す）と移動する被帯電体
とのニップ部（帯電ニップ部）に介存させたこと、固定
の接触帯電部材は被帯電体とニップ部を形成する面側
（以下、接触帯電部材の表面側と記す）に突起を有する
可撓性部材で構成し、その突起を被帯電体の移動方向と
は反対向きに傾かせた、即ち突起を被帯電体の移動方向
に対して逆目にしたことにより、簡易な固定の接触帯電
部材にて長期に亙る安定・均一な直接注入帯電（直接帯
電）を実現した。

【００６６】．即ち、被帯電体と固定の接触帯電部材
とのニップ部である帯電ニップ部に帯電促進粒子が存在
した状態で被帯電体の接触帯電が行われる。

【００６７】．帯電ニップ部に帯電促進粒子が存在す
ることで、該粒子の滑剤効果により固定の接触帯電部材
に対して被帯電体を無理なく容易に接触移動状態にする
ことが可能となると共に、該固定の接触帯電部材が該粒
子を介して被帯電体面に密に接触してより高い頻度で被
帯電体面に接触する構成となる。

【００６８】．また固定の接触帯電部材の表面側の上
記の逆目の突起が帯電ニップ部において移動する被帯電
体表面に引っかかり変形しながらミクロに被帯電体面を
実質的に隙間なく密に均一に摺擦する。

【００６９】．その結果、帯電ニップ部において、移
動する被帯電体面は帯電促進粒子と接触帯電部材の表面
側の逆目の突起によりまんべんなく摺擦されることで接
触帯電部材と被帯電体との緻密な接触性と接触抵抗が維
持できるため被帯電体に電荷を直接注入できるようにな
り、上記固定の接触帯電部材による被帯電体の接触帯電
は直接注入帯電が支配的となる。

【００７０】即ち、本発明においては従来の放電を主と
したローラ帯電では得られなかった高い帯電性能が得ら
れ、固定の接触帯電部材に印加した電位とほぼ同等の電
位を被帯電体に与えることができる。よって、帯電に必
要なバイアスは被帯電体に必要な電位相当の電圧で十分
であり、放電現象を用いない安定かつ安全な直接注入帯
電が簡易な固定の接触帯電部材にて実現できる。

【００７１】．また帯電ニップ部の帯電促進粒子は接
触帯電部材の表面側の逆目の突起により十分に保持され
て帯電ニップ部より排出しにくくなり、帯電ニップ部で
の帯電促進粒子の減少が防止され、長期に亙る安定・均
一な直接注入帯電性が得られる。

【００７２】ｂ）これにより、均一な帯電性を与えるこ
とが出来、オゾン生成物による障害、帯電不良による障
害等のない、簡易な構成、低コストな画像形成装置やプ
ロセスカートリッジを構成することができる。

【００７３】ｃ）被帯電体の最表面層の体積抵抗が１×
１０¹⁴（Ω・ｃｍ）以下であること、さらに被帯電体が
電子写真感光体であり、該電子写真感光体の最表面層の
体積抵抗が１×１０⁹ （Ω・ｃｍ）以上１×１０¹⁴（Ω
・ｃｍ）以下であることにより、プロセススピードの速
い装置においても、より安定した直接注入帯電性能が得
られる。

【００７４】ｄ）クリーナレスの画像形成装置において
も、帯電促進粒子が帯電ニップ部より排出しにくくな
り、帯電ニップ部での帯電促進粒子の減少を防止し、ま
た帯電ニップ部に絶縁体である転写残トナーが付着混入
した場合でも帯電促進粒子が存在していることで、接触
帯電部材と被帯電体である像担持体との接触性と接触抵
抗を良好に維持させることができ、長期に亙る安定・均
一な直接注入帯電性が得られる。特にクリーナレスの画
像形成装置においては、画像流れや、転写残トナーによ
るゴースト等のない良好な画質を維持できる。

【００７５】即ち、トナーリサイクルシステム（クリー
ナレス）の画像記録装置にあっては、固定の接触帯電部
材が移動する像担持体に対して接触していることで、転
写部から、接触帯電部材と像担持体の帯電ニップ部へ至
った転写残トナーのパターンが撹乱されて崩され、中間
調画像において、前回の画像パターン部分がゴーストと
なって現れることがなくなる。

【００７６】接触帯電部材と像担持体の帯電ニップ部に
帯電促進粒子が介存することにより、接触帯電部材の像
担持体への緻密な接触性と接触抵抗を維持できるため、
接触帯電部材の転写残トナーによる汚染にかかわらず、
低印加電圧でオゾンレスの直接帯電を長期に渡り安定に
維持させることができ、均一な帯電性を与えることが出
来る。

【００７７】接触帯電部材に付着・混入した転写残トナ
ーは接触帯電部材から徐々に像担持体上に吐き出されて
像担持体面の移動とともに現像部位に至り、現像手段に
おいて現像同時クリーニング（回収）される（トナーリ
サイクル）。

【００７８】ｅ）帯電促進粒子の供給を接触帯電部材で
行うことにより、帯電促進粒子の供給用の装置を別に設
ける必要がないため、コストダウンや、装置の小型化が
図れる。

【００７９】ｆ）導電粒子である帯電促進粒子の粒径が
１０ｎｍ以上１画素の大きさ以下であることにより、画
像形成装置において露光を阻害しない良好な画像が得ら
れる装置を提供できる。

【００８０】

【発明の実施の形態】〈実施例１〉（図１〜図４）図１は本発明に従う直接注入帯電方式の接触帯電装置
（帯電器）の一例の概略図である。

【００８１】（１）被帯電体１は被帯電体であり、本実施例においては矢印Ａの時計
方向に所定の一定速度で回転駆動される、φ３０ｍｍの
ドラム型電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）で
ある。

【００８２】この感光ドラム１の周辺部には次に説明す
る固定の接触帯電部材２の他にも、画像露光手段、現像
手段、転写手段、クリーニング手段等の所要の作像プロ
セス手段機器が配設されて、画像形成装置が構成される
が、それらは図には省略してある。

【００８３】被帯電体はその表面抵抗を調節することで
より安定して均一な帯電処理を行うことができる。本実
施例で用いた感光ドラム１は表面に電荷注入層を具備さ
せたものである。図２に本実施例で用いた感光ドラム１
の層構成を示す模式的な断面図を示した。即ち、アルミ
ドラム基体１１上に、下引き層１２、正電荷注入防止層
１３、電荷発生層１４、電荷輸送層１５の順に重ねて塗
工された一般的な有機感光体ドラムに電荷注入層１６を
塗布することにより、帯電性能を向上した感光ドラムで
ある。

【００８４】電荷注入層１６は光硬化型のアクリル樹脂
にＳｎＯ₂ 超微粒子１６ａ（径が約０．０３μｍ）、４
フッ化エチレン樹脂（商品名テフロン）などの滑剤、重
合開始剤等を混合分散し、塗工後、光硬化法により膜形
成したものである。

【００８５】電荷注入層１６として重要な点は、表層の
抵抗にある。電荷の直接注入による帯電方式において
は、被帯電体側の抵抗を下げることでより効率良く電荷
の授受が行えるようになる。一方、感光体として用いる
場合には静電潜像を一定時間保持する必要があるため、
電荷注入層１６の体積抵抗値としては１×１０⁹ 〜１×
１０¹⁴（Ω・ｃｍ）の範囲が適当である。

【００８６】また電荷注入層を用いていない場合でも、
例えば電荷輸送層が上記抵抗範囲にある場合は同等の効
果が得られる。さらに、表層の体積抵抗が約１０¹³Ωｃ
ｍであるアモルファスシリコン感光体等を用いても同様
な効果が得られる。

【００８７】（２）接触帯電部材２は接触帯電部材である。本実施例において該接触帯電
部材２は、電極基板２ａ上に、ユニチカ（株）製の導電
性レーヨン繊維ＲＥＣ−Ｂをパイル地にしたテープ（ブ
ラシ部）２ｂを幅６ｍｍ、長手長さ２５０ｍｍを張り付
け、ブラシ部２ｂを斜毛処理した導電性ブラシ部材であ
る。

【００８８】この接触帯電部材としての導電性ブラシ部
材２を、ブラシ部（パイル部、ファーブラシ部）２ｂを
その斜毛方向が感光ドラム１の回転方向Ａとは反対向き
（カウンター）、つまり感光ドラム回転方向上流向きに
傾斜するように設定（逆目設定）して、感光ドラム１面
に所定の圧接力で接触させ、不図示の不動部材に固定支
持させて配設してある。

【００８９】ｎは感光ドラム１と導電性ブラシ部材２の
ブラシ部２ｂとのニップ部（帯電ニップ部）である。

【００９０】Ｓ１は導電性ブラシ部材２に対する帯電バ
イアス印加電源であり、本実施例ではこの電源Ｓ１から
接触帯電部材としての導電性ブラシ部材２に−７００Ｖ
の直流電圧が印加される。

【００９１】上記導電性ブラシ部材２のブラシ部２ｂの
ブラシ植毛密度は、３００デニール／５０フィラメン
ト、１平方ミリメートル当たり１５５本の密度である。
これを、図３に示すように、（ａ）の状態のブラシ部材
２をブラシ部２ｂが（ｂ）のように一方向に斜毛するよ
うにあて板１００をして高温多湿雰囲気中に放置して
（ｃ）の状態に斜毛させた。

【００９２】斜毛加工は、この限りではなく、一定方向
に高温風を吹き付けて斜毛する方法などもある。これら
により図３の（ｃ）に示すような斜毛状態が得られる。

【００９３】また、この接触帯電部材としてのブラシ部
材２の抵抗値は印加電圧１００Ｖにおいて、１×１０⁵
Ωである（金属製の直径φ３０ｍｍのドラムにニップ幅
約５ｍｍで当接させ、１００Ｖの電圧を印加したときに
流れる電流値から換算したもの）。ブラシ部材２の抵抗
値は、感光体１上にピンホール等の欠落が生じた場合に
も、この部分に過大なリーク電流が流れ込んで帯電ニッ
プ部が帯電不良になる画像不良を防止するために１０⁴
Ω以上必要であり、感光体表面に十分に電荷を注入させ
るために１０⁷ Ω以下である必要がある。

【００９４】また、ブラシの材質としては、上記の使用
したユニチカ（株）製のＲＥＣ−Ｂ以外にも、ＲＥＣ−
Ｃ、ＲＥＣ−Ｍ１、ＲＥＣ−Ｍ１０、さらに東レ（株）
製のＳＡ−７、日本蚕毛（株）製のサンダーロン、カネ
ボウ製のベルトロン、クラレ（株）製のクラカーボ、レ
ーヨンにカーボンを分散したもの、三菱レーヨン（株）
製のローパル等が考えられるが、環境安定性の点でユニ
チカ（株）製のＲＥＣ−Ｂ、ＲＥＣ−Ｃ、ＲＥＣ−Ｍ
１、ＲＥＣ−Ｍ１０、が望ましい。

【００９５】さらに、斜毛の傾斜具合は鉛直方向から１
０°以上傾いていることがより望ましい。ここで、斜毛
の傾斜具合は、電極基板２ａとの鉛直方向からどの程度
傾いているかを示しており、毛の先端での接線がその鉛
直線からどのくらい傾いているかを示している。

【００９６】（３）帯電促進粒子とその供給塗布手段２ｃは帯電促進粒子供給塗布手段としての規制ブレード
であり、該規制ブレード２ｃをその先端側エッジ部を感
光ドラム１に当接させて配設し、帯電ローラ２と該規制
ブレード２ｃとの間に帯電促進粒子２ｄを保持する構成
としている。この感光ドラム１に対する帯電促進粒子供
給塗布部は、接触帯電部材である導電性ブラシ部材２と
被帯電体である感光ドラム１とのニップ部である帯電ニ
ップ部ｎよりも感光ドラム回転方向上流側に位置させて
あり、感光ドラム１の回転にともない一定量の帯電促進
粒子２ｄが感光ドラム１面に塗布され、その帯電促進粒
子２ｄが感光ドラム１の回転にともない帯電ニップ部ｎ
に持ち運ばれて帯電ニップ部ｎに均一に供給されて帯電
ニップ部ｎのブラシ部２ｂに担持される。

【００９７】本実施例においては帯電ニップ部ｎに供給
された帯電促進粒子２ｄは逆目のブラシ部２ｂに捕獲さ
れて十分に長い時間帯電ニップ部ｎにとどまることとな
り帯電ニップ部ｎより排出しにくい、つまり流失が少な
いので、帯電促進粒子供給塗布手段２ｃにより感光ドラ
ム１面に対する帯電促進粒子の塗布量は少なくて良い。

【００９８】帯電促進粒子供給塗布手段は上記の規制ブ
レード２ｃに限られるものではなく、任意に構成でき
る。例えば、より簡易な構成としては、帯電促進粒子２
ｄを含ませた発泡体あるいはファーブラシを被帯電体で
ある感光ドラム１に当接する方法などがある。

【００９９】帯電促進粒子２ｄとして、本実施例では、
比抵抗が１０⁶ Ω・ｃｍ、平均粒径３μｍの導電性酸化
亜鉛粒子を用いた。

【０１００】帯電促進粒子の材料としては、他の金属酸
化物などの導電性無機粒子や有機物との混合物など各種
導電粒子が使用可能である。

【０１０１】ここで、粒子抵抗は粒子を介した電荷の授
受を行うため比抵抗としては１０¹²Ω・ｃｍ以下が望ま
しく、より好ましくは１０¹⁰Ω・ｃｍ以下が良い。

【０１０２】粒子の抵抗測定は、錠剤法により測定し正
規化して求めた。即ち、底面積２．２６ｃｍ² の円筒内
に凡そ０．５ｇの粉体試料を入れ上下電極に１５ｋｇの
加圧を行うと同時に１００Ｖの電圧を印加し抵抗値を計
測、その後正規化して比抵抗を算出した。

【０１０３】粒径は良好な帯電均一性を得るために５０
μｍ以下が望ましい。粒径の下限値は、粒子が安定して
得られるものとして１０ｎｍが限界である。

【０１０４】本発明において、粒子が凝集体を構成して
いる場合の粒径は、その凝集体としての平均粒径として
定義した。粒径の測定には、光学あるいは電子顕微鏡に
よる観察から、１００個以上抽出し、水平方向最大弦長
をもって体積粒度分布を算出し、その５０％平均粒径を
もって決定した。

【０１０５】帯電促進粒子は、一次粒子の状態で存在す
るばかりでなく二次粒子の凝集した状態で存在すること
もなんら問題はない。どのような凝集状態であれ、凝集
体として帯電促進粒子としての機能が実現できればその
形態は重要ではない。

【０１０６】（４）直接注入帯電（直接帯電）接触帯電は被帯電体としての感光ドラム１と固定の接触
帯電部材としての導電性ブラシ部材２のニップ部である
帯電ニップ部ｎに帯電促進粒子２ｄが存在した状態で行
われる。帯電ニップ部ｎに帯電促進粒子２ｄが存在する
ことで、該粒子２ｄの滑剤効果により固定の導電性ブラ
シ部材２に対して感光ドラム１を無理なく容易に回転状
態にすることが可能となると共に、該固定の導電性ブラ
シ部材２のブラシ部２ｂが該粒子２ｄを介して感光ドラ
ム１面に密に接触してより高い頻度で感光ドラム１面に
接触する構成となる。また固定の導電性ブラシ部材２の
表面側の上記の逆目当接の斜毛のブラシ部２ｂが帯電ニ
ップ部ｎにおいて移動する感光ドラム１表面に引っかか
り変形しながらミクロに感光ドラム面を実質的に隙間な
く密に均一に摺擦する。その結果、帯電ニップ部ｎにお
いて、移動する感光ドラム面は帯電促進粒子２ｄと接触
帯電部材としての導電性ブラシ部材２の表面側の逆目の
ブラシ部２ｂによりまんべんなく摺擦されることで導電
性ブラシ部材２と感光ドラム１面との緻密な接触性と接
触抵抗が維持できるため感光ドラム１面に電荷を直接注
入できるようになり、上記固定の導電性ブラシ部材２に
よる感光ドラム面の接触帯電は直接注入帯電が支配的と
なる。

【０１０７】即ち、従来の放電を主としたローラ帯電で
は得られなかった高い帯電性能が得られ、固定の導電性
ブラシ部材２に印加した電位とほぼ同等の電位を感光ド
ラム１に与えることができる。本実施例では導電性ブラ
シ部材２の電極基板２ａに−７００Ｖの直流電圧を印加
した。これにより、感光ドラム表面はその印加電圧とほ
ぼ等しい電位に帯電される。

【０１０８】よって、帯電に必要なバイアスは感光ドラ
ム１に必要な電位相当の電圧で十分であり、放電現象を
用いない安定かつ安全な直接注入帯電が簡易な固定の導
電性ブラシ部材２にて実現できる。

【０１０９】また帯電ニップ部ｎの帯電促進粒子２ｄは
固定の導電性ブラシ部材２の表面側の逆目当接の斜毛の
ブラシ部２ｂにより十分に保持されて帯電ニップ部より
排出しにくくなり、帯電ニップ部での帯電促進粒子の減
少が防止され、長期に亙る安定・均一な直接注入帯電性
が得られる。

【０１１０】比較例として、固定の導電性ブラシ部材２
のブラシ部２ｂをその斜毛方向を感光ドラム１に対して
その回転方向Ａに順目で接触させた場合について述べ
る。その場合は、接触部は図４に示すようになり、帯電
ニップ部ｎのツ帯電促進粒子２ｄは順目のブラシ部２ｂ
をすり抜け易く、帯電ニップ部ｎにとどまる帯電促進粒
子２ｄの量は非常に少なくなり、導電性ブラシ部材２は
感光ドラム１との接触不足のところが生じ帯電不良とな
る場合ある。

【０１１１】〈実施例２〉（図５）本実施例は、上記実施例１の固定の接触帯電部材として
の導電性ブラシ部材２、帯電促進粒子供給塗布手段２ｃ
を用いた画像形成装置の例である。

【０１１２】本例の画像形成装置は、転写式電子写真プ
ロセス利用、直接注入帯電の接触帯電方式、プロセスカ
ートリッジ着脱方式のレーザープリンタ（記録装置）で
ある。

【０１１３】図１において、１は像担持体（被帯電体）
としての感光ドラムであり、実施例１と同様の表面に電
荷注入層を有する構成のものである。矢印Ａの時計方向
に所定の一定速度で回転駆動される。

【０１１４】２は固定の接触帯電部材であり、実施例１
と同様の導電性ブラシ部材である。２ｃは帯電粒子供給
塗布手段としての規制ブレードである。

【０１１５】そして固定の接触帯電部材としての導電性
ブラシ部材２に帯電バイアス印加電源Ｓ１から所定の帯
電電圧が印加されることで、回転感光ドラム１面が所定
の極性・電位に一様に接触帯電処理される。本実施例に
おいては帯電電圧として−７００Ｖの直流電圧印加し
た。

【０１１６】本実施例では実施例１で説明したように感
光ドラム１の帯電は直接注入帯電が支配的となって行な
われ、回転感光ドラム表面は導電性ブラシ部材２に印加
の帯電電圧とほぼ等しい電位に帯電される。

【０１１７】７は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（露光器）である。こ
のレーザービームスキャナは目的の画像情報の時系列電
気ディジタル画素信号に対応して強度変調されたレーザ
ー光Ｌを出力し、該レーザー光で上記回転感光ドラム１
の一様帯電面を走査露光する。７ａはレーザービームス
キャナ７の出力レーザー光Ｌを感光ドラム１の露光部へ
偏向するミラー部材である。この走査露光により回転感
光ドラム１の面に目的の画像情報に対応した静電潜像が
形成される。

【０１１８】３は現像装置であり、回転感光ドラム１面
の静電潜像はこの現像装置によりトナー像として現像さ
れる。本例の現像装置３は磁性一成分絶縁トナー（ネガ
トナー）３ｄを用いた反転現像装置である。３ａは非磁
性の回転現像スリーブであり、固定（非回転）のマグネ
ットロール３ｂを内包し、矢印の反時計方向に所定の周
速度で回転駆動される。

【０１１９】現像装置３内の磁性一成分絶縁トナー３ｄ
は現像スリーブ３ａの外面に内部のマグネットロール３
ｂの磁気力でトナー層として磁気拘束されて保持され、
現像スリーブ３ａの回転に伴い搬送され、その搬送過程
で規制ブレード３ｃで層厚規制され、かつ電荷が付与さ
れ、感光ドラム１と現像スリーブ３ａとの対向部である
現像部位ｄに搬送されて回転感光ドラム１面の静電潜像
をトナー像として反転現像する。

【０１２０】現像スリーブ３ａには現像バイアス印加電
源Ｓ２より所定の現像電圧が印加される。

【０１２１】本例における現像剤としての磁性一成分絶
縁トナー３ｄは、結着樹脂、色材、磁性体粒子、電荷制
御剤等を混合し、混練、粉砕、分級の各行程を経て作成
し、さらに流動化剤を外添して作成されたものである。
トナーの重量平均粒径（Ｄ７）は７μｍであった。

【０１２２】４は接触転写手段としての中抵抗で弾性の
ある回転転写ローラであり、感光ドラム１に所定に圧接
させて転写ニップ部（転写部）ｅを形成させてある。

【０１２３】この転写ニップ部ｅに不図示の給紙部から
所定のタイミングで記録媒体としての記録材（転写材）
Ｐが給紙され、かつ転写ローラ４に転写バイアス印加電
源Ｓ３から所定の転写電圧が印加されることで、感光ド
ラム１側のトナー像が転写ニップ部ｅに給紙された転写
材Ｐの面に順次に転写されていく。

【０１２４】５は熱定着方式等の定着装置である。転写
ニップ部ｅに給紙されて感光ドラム１側のトナー像の転
写を受けた記録材Ｐは回転感光ドラム１の面から分離さ
れてこの定着装置５に導入され、トナー像の定着を受け
て画像形成物（プリント、コピー）ととして装置外へ排
出される。

【０１２５】６はクリーニング装置（クリーナ）であ
り、記録材Ｐに対するトナー画像転写後の感光ドラム面
はこのクリーニング装置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。

【０１２６】本例のプリンタは、感光ドラム１、接触帯
電部材としての帯電ローラ２、帯電促進粒子供給手段
８、現像装置３、クリーニング装置６のプロセス機器を
カートリッジ２０に包含させてプリンタ本体に対して一
括して着脱交換自在のカートリッジ方式の装置である。
プロセスカートリッジ化するプロセス機器の組み合わせ
等は上記に限られるものではなく任意である。２１・２
１はプロセスカートリッジ２０の着脱案内・保持部材で
ある。なお、本発明のおいて画像形成装置はカートリッ
ジ方式の装置に限られるものではない。

【０１２７】帯電促進粒子２ｄは特に感光ドラムの帯電
に用いる場合に潜像露光時に妨げにならないよう、無色
あるいは白色に近い粒子が適切である。さらに、帯電促
進粒子が感光体上から被記録体に一部転写されてしまう
ことを考えるとカラー記録では無色、あるいは白色のも
のが望ましく、非磁性であることが好ましい。また、画
像露光時に粒子による光散乱を防止するためにもその粒
径は構成画素サイズ以下であることが望ましい。粒径の
下限値としては、粒子として安定に得られるものとして
１０ｎｍが限界と考えられる。

【０１２８】〈実施例３〉（図６・図７）本実施例では、固定帯電部材２の表面を静電植毛部材で
形成する。これにより微小な突起としての植毛体繊維に
容易に逆目の斜毛構成がとれ、部材コストを低減するこ
とが出来る。また本実施例においては、帯電促進粒子２
ｄの帯電ニップ部ｎへの供給は、固定帯電部材２から行
った。これにより、逆目構成なので、帯電ニップ部ｎか
らの帯電促進粒子２ｄの流出量か少なく、粒子の供給を
少量で安定する事が出来る。

【０１２９】静電植毛の斜毛は基材である導電弾性体２
ｅの表面に直接植毛２ｊする場合に同時に行う。即ち、
図６に示すように微小繊維２ｌｊの吹き出しノズル１０
１から予め接着剤を塗布した基材２ｅの表面に繊維２ｊ
を吹き付ける。そのときの基材２ｅに対する吹き付け角
度を所望の角度にすることで微小な突起としての繊維２
ｊが所望の角度に斜毛して植毛する。

【０１３０】本実施例の斜毛角度は約３０°（基材の鉛
直方向に対するＰ１の角度）とした。また、固定帯電部
材２の表面には帯電促進粒子の供給孔２ｉが設けられて
おり、この孔２ｉから帯電促進粒子２ｄを帯電ニップ部
ｎに供給する。

【０１３１】具体的には図７に示すように固定帯電部材
２の裏面側に帯電促進粒子２ｄの保持（ホッパー）容器
２ｆを具備させてあり、帯電ニップ部ｎにおいて帯電促
進粒子２ｄが減少するに従い容器２ｆ内の上部の可動壁
板２ｇがバネ２ｈで押されて帯電促進粒子２ｄを固定帯
電部材２の表面の供給孔２ｉから外に押し出す。これに
より装置の使用に従い帯電促進粒子２ｄを徐々に供給孔
２ｉから帯電ニップ部ｎに供給する構成となっている。

【０１３２】本実施例で述べた固定帯電部材２を実施例
２（図５）で説明したプリンタに固定の接触帯電部材と
して組込んで用いたところ、１０００枚印字後も良好な
帯電均一性が得られた。

【０１３３】〈実施例４〉（図８〜図１０）本実施例はクリーナレスの画像形成装置である。図８は
その画像形成装置の概略構成図である。実施例２（図
５）のプリンタと共通する構成部材・部分には同一の符
号を付して再度の説明を省略する。

【０１３４】本実施例で用いた固定の接触帯電部材２は
表面部材としてスポンジ等の弾性体を用いたものであ
る。

【０１３５】また、現像装置３の収容現像剤３ｄ中に帯
電促進粒子２ｄを重量部で２部添加しておき、帯電ニッ
プ部ｎへの帯電促進粒子２ｄの供給を現像装置３から行
わせた。

【０１３６】（１）接触帯電部材２図９は接触帯電部材２部分の拡大断面模型図である。本
実施例における接触帯電部材２は、電極である基板２ａ
と、これに貼り合わせたスポンジ材２ｋからなる、幅１
２ｍｍ、長手長さ２５０ｍｍの固定帯電部材である。ス
ポンジ材２ｋの表面は研磨処理して数多の突起部を具備
させてある。スポンジ材２ｋの表面は加工時の研磨方法
により図９に示すように、感光ドラムに接触する表面の
突起が１方向に傾斜した方向性を持っている。この突起
は径が１０μｍ程度であり、長さも約１０μｍである。
また、突起の傾斜具合は鉛直方向から１０°以上傾いて
いることが望ましい。スポンジ材２ｋの表面には予め帯
電促進粒子２ｄを塗布処理した。

【０１３７】図１０にスポンジ表面の研磨要項を示す。
スポンジ材２ｋは不図示の支持体に保持されており、そ
の表面に回転砥石１０２を接触させ、矢印のＣ方向に２
０００ｒｐｍ程度の速度で回転駆動する。スポンジ材２
ｋの一端側から矢印Ｅのように（ｘ、ｙ方向）他端側へ
移動されることでスポンジ材２ｋの表面の研磨がされ
る。砥石１０２は、図１０の矢印のＣ方向に回転するの
で、これにより研磨後のスポンジ材表面はＡ方向に傾い
た微少な突起をもったものとなる。感光ドラム側からみ
れば図９に示す、突起の傾斜の流れに沿った方向である
Ａ方向は順方向であり、突起の傾斜の流れに逆らったＢ
方向は逆目方向である。

【０１３８】本実施例に用いているスポンジ材帯電部材
２の抵抗を測定したところ１００ｋΩであった。スポン
ジ材帯電部材２の電極基板に総圧１ｋｇの加重がかかる
よう、対向電極に圧着した状態で、基板２ａと対向電極
に１００Ｖを印加し計測した。

【０１３９】このスポンジ材帯電部材２は電極のように
機能することが重要である。つまり、弾性を持たせ十分
な接触状態を得ると同時に、移動する被帯電体を充電す
るに十分低い抵抗を有する必要がある。一方では被帯電
体にピンホールなどの欠陥部位が存在した場合に電圧の
リークを防止する必要がある。被帯電体として電子写真
用感光体を用いた場合、十分な帯電性と耐リーク性を得
るには１０⁴ 〜１０⁷Ωの抵抗が望ましい。

【０１４０】スポンジ等の弾性体の硬度は、硬度が低す
ぎると形状安定しないために接触性が悪くなり、高すぎ
ると帯電ニップを確保できないだけでなく、感光体表面
へのミクロな接触性が悪くなるので、アスカーＣ硬度で
２５度から５０度が好ましい範囲である。

【０１４１】固定帯電部材の弾性体の材料として、本実
施例では、ウレタンスポンジのルビセル（トーヨーポリ
マー（株）社製）を使用したが、ＥＰＤＭ、ウレタン、
ＮＢＲ、シリコーンゴムや、ＩＲ等に抵抗調整のために
カーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散し
たゴム剤やこれらを発砲体にしたものがあげられる。ま
た、前述の材料に特に導電性物質を分散せずに、イオン
導電性の材料を用いて抵抗調整をすることも可能であ
る。

【０１４２】本実施例では、スポンジ材表面に傾斜のあ
る突起を設けるために、研磨を行ったが、傾斜のある突
起を設ける方法はこれに限る物ではない。

【０１４３】例えば、弾性体の材料である、抵抗調整し
たゴム剤を、所望の形状に成形するために、型の表面に
周方向に傾斜した突起を持つように作成した金型に入れ
て成形を行う方法がある。

【０１４４】例えば、金型の内側に突起の径が１０μｍ
程度、長さ数１０μｍ、傾斜具合は法線方向から１０°
以上になるような凹凸をつけ固定帯電部材を成形した。
これにより所望の表面性を持つ固定帯電部材が得られ
た。本製造方法で、部材を製造する場合には、研磨する
行程が不要になるため、製造工程を簡略化することが可
能となる。

【０１４５】（２）クリーナレスシステムプリンタがクリーナレスであることで感光ドラム１と固
定帯電部材２との帯電ニップ部ｎに持ち運ばれた転写残
トナーは固定帯電部材２に付着・混入し、感光ドラム表
面や帯電促進粒子２２との摩擦により本実施例において
はネガ化され（プラス→マイナス）、帯電ニップ部ｎか
ら徐々に電気的に感光ドラム１上に吐き出される。この
場合、固定帯電部材２表面の微小な突起により攪乱され
つつ帯電ニップ部ｎへ混入するが、トナーと同時に帯電
促進粒子も帯電ニップ部ｎに回収され保持されるため、
固定帯電部材２は感光ドラム１に対し緻密な接触と接触
抵抗を保つことができる。従って直接注入帯電が可能に
なる。

【０１４６】そして帯電ニップ部ｎに混入したトナーは
徐々にから吐き出され、感光ドラム１面の回転移動とと
もに現像部位ｄに至り、現像装置３において再度回収
（現像同時クリーニング）あるいは現像に供される（ト
ナーリサイクル）。

【０１４７】現像同時クリーニングは前述したように、
転写後に感光ドラム１上に残留したトナーを引き続く画
像形成工程の現像時、即ち引き続き感光ドラムを帯電
し、露光して潜像を形成し、その潜像の現像時におい
て、現像装置のかぶり取りバイアス、即ち現像装置に印
加する直流電圧と感光ドラムの表面電位間の電位差であ
るかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋによって回収するもので
ある。本実施例におけるプリンタのように反転現像の場
合では、この現像同時クリーニングは、感光ドラムの暗
部電位から現像スリーブにトナーを回収する電界と、現
像スリーブから感光ドラムの明部電位へトナーを付着さ
せる電界の作用でなされる。

【０１４８】以上の行程を繰り返すことにより、トナー
リサイクルを可能にしながら、直接注入帯電を行い、か
つ長期に亙り均一な帯電性が得られ良好な画像を維持す
ることができる。

【０１４９】本実施例の装置で画像出力を行ったとこ
ろ、５０００枚印字においても良好な画像印字を行うこ
とが出来た。

【０１５０】本実施例においては、クリーナレスシステ
ムであるにも関わらず、固定帯電部表面の突起の形状に
よって、転写残トナーが十分に帯電器に回収されつつ攪
乱され、かつ、突起と帯電促進粒子が感光体に密に接触
して帯電を行うので、転写残トナーによるゴースト等の
画像不良や帯電不良のない良好な画像を出力する画像形
成装置が提供できる。

【０１５１】〈その他〉１）可撓性の固定の接触帯電部材２は実施形態例のもの
に限られるものではない。フェルト、布などの材質・形
状のものも使用可能である。また、これらを積層し、よ
り適切な弾性と導電性を得ることも可能である。

【０１５２】２）接触帯電部材２や現像スリーブ４ａに
対する印加バイアスにＡＣ電圧（交番電圧）を含ませる
場合におけるそのＡＣ電圧の波形としては、正弦波、矩
形波、三角波等適宜使用可能である。また、直流電源を
周期的にオン／オフすることによって形成された矩形波
であっても良い。このように交番電圧の波形としては周
期的にその電圧値が変化するようなバイアスが使用でき
る。

【０１５３】３）静電潜像形成のための画像露光手段と
しては、実施形態例の様にデジタル的な潜像を形成する
レーザ走査露光手段に限定されるものではなく、通常の
アナログ的な画像露光やＬＥＤなどの他の発光素子でも
構わないし、蛍光燈等の発光素子と液晶シャッター等の
組み合わせによるものなど、画像情報に対応した静電潜
像を形成できるものであるなら構わない。

【０１５４】４）像担持体は静電記録誘電体等であって
も良い。この場合は、該誘電体面を所定の極性・電位に
一様に一次帯電した後、除電針ヘッド、電子銃等の除電
手段で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込み形成
する。

【０１５５】５）現像手段４は実施形態例では一成分磁
性トナーによる反転現像装置を例に説明したが、現像装
置構成について特に限定するものではない。正規現像装
置であってもよい。

【０１５６】６）転写手段４はローラ転写に限らず、ベ
ルト転写やコロナ放電転写など任意である。

【０１５７】７）転写ドラムや転写ベルト等の中間転写
体などを用いて、単色画像ばかりでなく、多重転写等に
より多色やフルカラー画像を形成する画像形成装置であ
ってもよい。

【０１５８】８）転写方式の画像形成装置に限られず、
直接方式の画像形成装置であってもよいし、画像表示装
置（ディスプレイ装置）としての画像形成装置であって
もよい。

【０１５９】９）トナー粒度の測定方法の１例を述べ
る。測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−２
型（コールター社製）を用い、個数平均分布、体積平均
分布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＣＸ
−１パーソナルコンピュータ（キヤノン製）を接続し、
電解液は一級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶
液を調製する。

【０１６０】測定法としては、前記電解水溶液１００〜
１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくは、
アルキルベンゼンスルホン酸塩０．１〜５ｍｌ加え、更
に測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。

【０１６１】試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で
約１〜３分間分散処理を行い、前記コールターカウンタ
ーＴＡ−２型により、アパーチャーとして１００μアパ
ーチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定
して、体積平均分布を求める。これらの求めた体積平均
分布より体積平均粒径を得る。

【０１６２】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、接触
帯電部材として固定の簡易な部材を用いた場合でも、ま
た接触帯電部材の汚染にかかわらず、該接触帯電部材に
対する帯電に必要な印加バイアスは被帯電体に必要な帯
電電位相当の電圧で十分であり、放電現象を用いない安
定かつ安全な接触帯電装置、即ち低印加電圧・オゾンレ
スで、帯電均一性に優れ且つ長期に渡り安定した性能の
直接注入帯電装置を簡易な構成で実現することができ
る。

【０１６３】そしてこの帯電装置を像担持体の帯電手段
として用いることで、接触帯電方式の画像記録装置、接
触帯電方式・転写方式の画像記録装置、さらには接触帯
電方式・転写方式・トナーリサイクルシステムの画像記
録装置について、接触帯電部材として固定の簡易な部材
を用いて、また該接触帯電部材のトナー汚染にかかわら
ず、低印加電圧でオゾンレスの直接注入帯電とトナーリ
サイクルシステムを問題なく実行可能にし、高品位な画
像形成を長期に渡り維持させること、画像比率の高い画
像を出力した後でも高品位な画像形成を長期に渡り維持
させること等ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の帯電装置の概略図

【図２】感光ドラムの層構成模型図

【図３】接触帯電部材としての導電性ブラシ部材のブ
ラシ部の斜毛処理方法の説明図

【図４】比較例の導電性ブラシ部材の構成模型図

【図５】実施例２の画像形成装置の概略構成図

【図６】実施例３の静電植毛型接触帯電部材の植毛処
理要領の説明図

【図７】帯電促進粒子供給手段を具備させた静電植毛
型接触帯電部材の構成模型図

【図８】実施例４の画像形成装置（クリーナレス）の
概略構成図

【図９】スポンジ材帯電部材部分の拡大模型図

【図１０】スポンジ材表面の研磨要領の説明図

【図１１】帯電特性グラフ

【符号の説明】

１被帯電体（像担持体、感光ドラム）２固定帯電部材２ｃ帯電促進粒子供給塗布手段（規制ブレード）２ｄ帯電促進粒子ｎ帯電ニップ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平林純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Ｆターム(参考） 2H003 BB11 CC06 2H068 AA08 AA21 FA27 FC01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定支持され、移動する被帯電体とニッ
プ部を形成し、少なくともそのニップ部に帯電促進粒子
を担持させ、電圧を印加して被帯電体面を帯電する帯電
部材であり、被帯電体とニップ部を形成する面側に突起
を有する可撓性部材で構成され、前記突起が被帯電体の
移動方向とは反対向きに傾いていることを特徴とする帯
電部材。
【請求項２】帯電促進粒子の抵抗値が１×１０¹²（Ω
・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項１に記載の
帯電部材。
【請求項３】帯電部材の突起が帯電部材断面の法線方
向から１０°以上傾いていることを特徴とする請求項１
または２に記載の帯電部材。
【請求項４】弾性発泡体で構成することを特徴とする
請求項１から３の何れかに記載の帯電部材。
【請求項５】ファーブラシで構成することを特徴とす
る請求項１から３の何れかに記載の帯電部材。
【請求項６】基層は弾性体で、表層は静電植毛体で構
成することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載
の帯電部材。
【請求項７】固定支持させ、移動する被帯電体とニッ
プ部を形成させ、電圧を印加した帯電部材により被帯電
体面を帯電する帯電方法であり、少なくとも帯電部材と被帯電体とのニップ部に帯電促進
粒子を担持させ、前記帯電部材は、被帯電体とニップ部を形成する面側に
突起を有する可撓性部材で構成され、前記突起が被帯電体の移動方向とは反対向きに傾いてい
ることを特徴とする帯電方法。
【請求項８】帯電促進粒子の抵抗値が１×１０¹²（Ω
・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項７に記載の
帯電方法。
【請求項９】帯電部材の突起が帯電部材断面の法線方
向から１０°以上傾いていることを特徴とする請求項７
または８に記載の帯電方法。
【請求項１０】弾性発泡体で構成することを特徴とす
る請求項７から９の何れかに記載の帯電方法。
【請求項１１】ファーブラシで構成することを特徴と
する請求項７から９の何れかに記載の帯電方法。
【請求項１２】基層は弾性体で、表層は静電植毛体で
構成することを特徴とする請求項７から９の何れかに記
載の帯電方法。
【請求項１３】固定支持の帯電部材から帯電促進粒子
の供給を行うことを特徴とする請求項７から１２の何れ
かに記載の帯電方法。
【請求項１４】被帯電体の最表面層の体積抵抗が１×
１０¹⁴（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項
７から１２の何れかに記載の帯電方法。
【請求項１５】被帯電体は電子写真感光体であり、該
電子写真感光体の最表面層の体積抵抗が１×１０⁹ （Ω
・ｃｍ）以上１×１０¹⁴（Ω・ｃｍ）以下であることを
特徴とする請求項７から１４の何れかに記載の帯電方
法。
【請求項１６】固定支持させ、移動する被帯電体とニ
ップ部を形成させ、電圧を印加した帯電部材により被帯
電体面を帯電する帯電装置であり、少なくとも帯電部材と被帯電体とのニップ部に帯電促進
粒子を担持させ、前記帯電部材は、被帯電体とニップ部を形成する面側に
突起を有する可撓性部材で構成され、前記突起が被帯電体の移動方向とは反対向きに傾いてい
ることを特徴とする帯電装置。
【請求項１７】帯電促進粒子の抵抗値が１×１０
¹²（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項１６
に記載の帯電装置。
【請求項１８】帯電部材の突起が帯電部材断面の法線
方向から１０°以上傾いていることを特徴とする請求項
１６または１７に記載の帯電装置。
【請求項１９】弾性発泡体で構成することを特徴とす
る請求項１６から１８の何れかに記載の帯電装置。
【請求項２０】ファーブラシで構成することを特徴と
する請求項１６から１８の何れかに記載の帯電装置。
【請求項２１】基層は弾性体で、表層は静電植毛体で
構成することを特徴とする請求項１６から１８の何れか
に記載の帯電装置。
【請求項２２】固定支持の帯電部材から帯電促進粒子
の供給を行うことを特徴とする請求項１６から１８の何
れかに記載の帯電装置。
【請求項２３】被帯電体の最表面層の体積抵抗が１×
１０¹⁴（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項
１６から２２の何れかに記載の帯電装置。
【請求項２４】被帯電体は電子写真感光体であり、該
電子写真感光体の最表面層の体積抵抗が１×１０⁹ （Ω
・ｃｍ）以上１×１０¹⁴（Ω・ｃｍ）以下であることを
特徴とする請求項１６から２３の何れかに記載の帯電装
置。
【請求項２５】像担持体に該像担持体を帯電する工程
を含む作像プロセスを適用して画像形成を実行する画像
形成装置であり、像担持体を帯電する工程手段が請求項
１６ないし２４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。
【請求項２６】像担持体と、該像担持体を帯電する帯
電手段と、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する画像
情報書き込み手段と、その静電潜像をトナーによって可
視化する現像手段と、そのトナー像を記録媒体に転写す
る転写手段を有し、前記現像手段がトナー像を記録媒体
に転写した後に像担持体上に残留したトナーを回収する
クリーニング手段を兼ね、像担持体は繰り返して作像に
供する画像形成装置であり、前記像担持体を帯電する帯
電手段が請求項１６ないし２４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。
【請求項２７】像担持体の帯電面に静電潜像を形成す
る画像情報書き込み手段が像露光手段であることを特徴
とする請求項２６に記載の画像形成装置。
【請求項２８】現像手段の現像剤に帯電促進粒子が添
加されていることを特徴とする請求項２６または２７に
記載の画像形成装置。
【請求項２９】現像手段に添加されている帯電促進粒
子の抵抗値が１×１０¹²（Ω・ｃｍ）以下であることを
特徴とする請求項２８に記載の画像形成装置。
【請求項３０】帯電促進粒子の粒径が１０ｎｍ以上１
画素以下であることを特徴とする請求項２５から２９の
何れかに記載の画像形成装置。
【請求項３１】像担持体は電子写真感光体であり、該
電子写真感光体の最表面層の体積抵抗が１×１０⁹ （Ω
・ｃｍ）以上１×１０¹⁴（Ω・ｃｍ）以下であることを
特徴とする請求項２５から３０の何れかに記載の画像形
成装置。
【請求項３２】像担持体に該像担持体を帯電する工程
を含む作像プロセスを適用して画像形成を実行する画像
形成装置本体に対して着脱自在のプロセスカートリッジ
であり、少なくとも像担持体と該像担持体を帯電する工
程手段を包含しており、該帯電工程手段が請求項１６な
いし２４の何れかに記載の帯電装置であることを特徴と
するプロセスカートリッジ。