JP2000258977A

JP2000258977A - 帯電方法、帯電装置、及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2000258977A
Application number: JP11063290A
Authority: JP
Inventors: Akira Inoue; 亮井上; 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: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2000-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】帯電促進粒子を担持させた固定式の接触帯電部
材を用いる直接注入帯電方法あるいは装置において、帯
電ニップ部に滞留するトナーなどの汚染物による帯電不
良を改善するべく接触帯電部材にＡＣバイアスを印加し
た場合でも電位のむらのない、均一な帯電を実現させる【解決手段】固定支持させ、移動する被帯電体１とニ
ップ部Ｎ１・Ｎ２を形成させ、電圧を印加した一つもし
くは複数の帯電部材２Ａ・２Ｂにより被帯電体面の帯電
を行なう帯電方法あるいは装置であり、帯電部材と被帯
電体１とのニップ部に帯電促進粒子ｄを介在させてあ
り、帯電部材と被帯電体とのニップ部に少なくとも二つ
以上の種類の波形の電圧を印加すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直接注入帯電方式
の接触帯電方法及び帯電装置、また像担持体の帯電工程
手段として該直接注入帯電方式の接触帯電方法または帯
電装置を用いた画像形成装置に関する。

【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、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（接触導電部
材、接触帯電部材・接触帯電器、以下、接触帯電部材と
記す）を接触させ、この接触帯電部材に所定の帯電バイ
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。

【０００６】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。

【０００７】（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。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】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作られる。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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】また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。

【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】（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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】図１０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。

【００１９】すなわち、放電帯電機構は図１０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、−
５００Ｖ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。

【００２０】一方、直接注入帯電機構は図１０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。

【００２１】［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。

【００２２】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。

【００２３】［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以前として放電に
よるコロナ帯電を主としている。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。

【００２４】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。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】直接注入帯電の接触帯
電部材として、導電性の弾性体に導電性粒子を担持させ
た接触帯電部材を用いる帯電方法であって特に接触帯電
部材固定式のものは、接触帯電部材と被帯電体との接触
面積を大きくでき、ムラのない均一な帯電を行なえる利
点がある反面、帯電ニップ部に持ち込まれる被帯電体面
上の付着汚染物による接触帯電部材の汚染に起因する帯
電阻害が顕著である。

【００２６】これは、接触帯電部材がローラなど回転す
るものにおいては、該接触帯電部材に付着した汚染物を
接触帯電部材が回転することによって被帯電体面上に再
付着させる効果があるのに対し、固定式の接触帯電部材
ではいったん汚染物が付着するとほとんどの汚染物が滞
留して注入帯電が阻害されてしまうためである。

【００２７】画像形成装置にあってはクリーナーをすり
抜けて帯電ニップ部に持ち込まれる転写残りトナーが固
定式接触帯電部材に付着してそのほとんどが帯電ニップ
部に滞留して注入帯電が阻害される。

【００２８】この場合、接触帯電部材にＡＣバイアスを
印加すれば、接触帯電部材と像担持体との間に生じる交
番電界によって、トナーが接触帯電部材と像担持体との
間の微細な空間を往復運動することと、接触帯電部材と
像担持体との間に生じる微少な放電によって帯電性は改
善される。

【００２９】しかしその反面、帯電状態もＡＣバイアス
に対応した電位のムラが生じるためハーフトーン画像な
どでは微細な画像むらとなって現れ、また白地部でも地
カブリが生じ易くなるなどの欠点があった。

【００３０】そこで本発明は、帯電促進粒子を担持させ
た固定式の接触帯電部材を用いる直接注入帯電方法ある
いは装置において、帯電ニップ部に滞留するトナーなど
の汚染物による帯電不良を改善するべく接触帯電部材に
ＡＣバイアスを印加した場合でも電位のむらのない、均
一な帯電を実現させるものである。

【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、帯電方法、帯電装置、及び画像形成装置であ
る。

【００３２】（１）固定支持させ、移動する被帯電体と
ニップ部を形成させ、電圧を印加した一つもしくは複数
の帯電部材により被帯電体面の帯電を行なう帯電方法で
あり、帯電部材と被帯電体とのニップ部に帯電促進粒子
を介在させてあり、帯電部材と被帯電体とのニップ部に
少なくとも二つ以上の種類の波形の電圧を印加すること
を特徴とする帯電方法。

【００３３】（２）ニップ部での帯電部材の平均表面粗
さが被帯電体よりも大きいことを特徴とする（１）に記
載の帯電方法。

【００３４】（３）帯電部材が帯電促進粒子の備蓄手段
および該備蓄帯電促進粒子のニップ部への供給手段を備
えることを特徴とする（１）または（２）に記載の帯電
方法。

【００３５】（４）帯電部材が可撓性を有するシート状
の部材からなることを特徴とする（１）ないし（３）の
何れかに記載の帯電方法。

【００３６】（５）帯電部材の被帯電体に対する対向面
が弾性体からなることを特徴とする（１）ないし（３）
の何れかに記載の帯電方法。

【００３７】（６）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）から
（５）の何れかに記載の帯電方法。

【００３８】（７）帯電促進粒子の粒径が１０ｎｍ以上
１画素以下あることを特徴とする（１）から（６）の何
れかに記載の帯電方法。

【００３９】（８）被帯電体が表面に１０⁹ 〜１０
¹⁴（Ω・ｃｍ）の材料からなる層を有することを特徴と
する（１）から（７）の何れかに記載の帯電方法。

【００４０】（９）被帯電体が、感光層、及び表面層を
有し、該表面層が樹脂および導電微粒子を有することを
特徴とする（１）から（８）の何れかに記載の帯電方
法。

【００４１】（１０）導電微粒子がＳｎＯ₂ であること
を特徴とする（９）に記載の帯電方法。

【００４２】（１１）固定支持させ、移動する被帯電体
とニップ部を形成させ、電圧を印加した一つもしくは複
数の帯電部材により被帯電体面の帯電を行なう帯電装置
であり、帯電部材と被帯電体とのニップ部に帯電促進粒
子を介在させてあり、帯電部材帯電部材と被帯電体との
ニップ部に少なくとも二つ以上の種類の波形の電圧を印
加することを特徴とする帯電装置。

【００４３】（１２）ニップ部での帯電部材の平均表面
粗さが被帯電体よりも大きいことを特徴とする（１１）
に記載の帯電装置。

【００４４】（１３）帯電部材が帯電促進粒子の備蓄手
段および該備蓄帯電促進粒子のニップ部への供給手段を
備えることを特徴とする（１１）または（１２）に記載
の帯電装置。

【００４５】（１４）帯電部材が可撓性を有するシート
状の部材からなることを特徴とする（１１）ないし（１
３）の何れかに記載の帯電装置。

【００４６】（１５）帯電部材の被帯電体に対する対向
面が弾性体からなることを特徴とする（１１）ないし
（１３）の何れかに記載の帯電装置。

【００４７】（１６）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（１１）か
ら（１５）の何れかに記載の帯電装置。

【００４８】（１７）帯電促進粒子の粒径が１０ｎｍ以
上１画素以下あることを特徴とする（１１）から（１
６）の何れかに記載の帯電装置。

【００４９】（１８）被帯電体が表面に１０⁹ 〜１０¹⁴
（Ω・ｃｍ）の材料からなる層を有することを特徴とす
る（１１）から（１７）の何れかに記載の帯電装置。

【００５０】（１９）被帯電体が、感光層、及び表面層
を有し、該表面層が樹脂および導電微粒子を有すること
を特徴とする（１１）から（１８）の何れかに記載の帯
電装置。

【００５１】（２０）導電微粒子がＳｎＯ₂ であること
を特徴とする（１９）に記載の帯電装置。

【００５２】（２１）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
（１１）ないし（１９）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。

【００５３】〈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。

【００５４】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）に介存させたことによ
り、簡易な固定の接触帯電部材にて均一な直接注入帯電
（直接帯電）を実現した。

【００５５】．即ち、被帯電体と固定の接触帯電部材
との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。

【００５６】．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。

【００５７】．その結果、ニップ部において、移動す
る被帯電体面は帯電促進粒子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、均一性に優れ、かつ帯電能
の高い直接注入帯電を行うことができるようになり、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。

【００５８】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。

【００５９】ｂ）帯電部材帯電部材と被帯電体とのニッ
プ部に少なくとも二つ以上の種類の波形の電圧を印加す
ることにより、例えば画像形成装置にあっては像担持体
の回転方向上流側ではＡＣバイアスの印加によって帯電
効率の高い帯電を行い、下流側ではＤＣバイアスを印加
することによりＡＣバイアス帯電時に生じた電位のむら
を均一な電位にすることが出来る。

【００６０】これにより、帯電効率が高く、かつ均一な
帯電が可能となり、帯電促進粒子を担持させた固定式の
接触帯電部材を用いる直接注入帯電において、ニップ部
に滞留するトナーなどの汚染物による帯電不良を改善す
るべく接触帯電部材にＡＣバイアスを印加した場合で
も、電位のむらのない、均一な帯電を実現できる。

【００６１】ｃ）ニップ部での接触帯電部材の平均表面
粗さを被帯電体よりも大きくすることにより、ニップ部
の帯電促進粒子はその表面粗さの接触帯電部材に十分に
保持されて、被帯電体の移動によってニップ部より離脱
して排出されにくくなり、ニップ部での帯電促進粒子の
減少が防止され、このためニップ部での帯電促進粒子の
減少による帯電不良が起こりにくく、長期に亙る安定・
均一な直接注入帯電性が得られる。

【００６２】ｄ）また帯電部材が帯電促進粒子の備蓄手
段および該備蓄帯電促進粒子のニップ部への供給手段を
備えることにより、ニップ部の帯電促進粒子の減少によ
る帯電不良を防止して長期に亙る安定・均一な直接注入
帯電性を維持することができる。

【００６３】ｅ）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。

【００６４】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。

【００６５】

【発明の実施の形態】〈実施例１〉（図１・図２）図１は本実施例の直接注入帯電方式の接触帯電装置（帯
電器）の概略図である。本実施例の接触帯電装置は、弾
性を有し、被帯電体との接触領域（帯電ニップ部）に帯
電促進粒子（導電性粒子）を担持させた二つの接触帯電
部材を固定して被帯電体に押し当てて接触させ、被帯電
体回転方向の上流側の接触帯電部材にはＡＣバイアス
を、下流側の接触帯電部材にはＤＣバイアスを印加する
ことを特徴とするものである。

【００６６】（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１５０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される、φ３０ｍ
ｍ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。

【００６７】この感光ドラム１の周辺部には次に説明す
る第１と第２の２つの固定の接触帯電部材２Ａと２Ｂ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。

【００６８】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。

【００６９】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１
３、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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】（２）接触帯電部材２Ａと２Ｂは第１と第２の２つの固定（非回転）の接触
帯電部材であり、感光ドラム１の回転方向の上流側と下
流側とに前後に並べてそれぞれ感光ドラム面に当接させ
て配設してある。

【００７４】この２つの接触帯電部材２Ａ・２Ｂはそれ
ぞれ導電性の支持板（電極板）２ａとこの支持板に接着
固定した導電性の弾性体２ｂからなる。弾性体２ｂの感
光ドラム１との対向面には帯電促進粒子（導電性粒子）
ｄを予め塗布して保持させてある。この導電性弾性体２
ｂは帯電促進粒子塗布面を感光ドラム１面に対向させて
支持板２ａにより感光ドラム１面に押し当てられた状態
になっており、感光ドラム１の曲率に沿って弾性変形し
ている。

【００７５】Ｎ１とＮ２はそれぞれ第１と第２の２つの
固定の接触帯電部材２Ａ・２Ｂと感光ドラム１との接触
部である第１と第２の帯電ニップ部であり、それぞれ帯
電促進粒子ｄが介存している。

【００７６】上記の第１と第２の２つの固定の接触帯電
部材２Ａ・２Ｂにおいて、感光ドラム長手方向の長さは
それぞれ６０ｃｍ、感光ドラム回転方向の接触幅はそれ
ぞれ１３ｍｍ、弾性体２ａの厚みはそれぞれ６ｍｍであ
る。

【００７７】導電性弾性体２ａはウレタン樹脂、カーボ
ンブラック、硫化剤、発泡剤等で処方されたものであ
る。弾性体２ａの電気抵抗は高すぎると感光ドラムへの
電荷付与が不十分になり帯電不良となり、低くすぎると
感光ドラム表面にピンホール等の欠陥部位が存在した場
合に電圧のリークが生じて帯電不良となる。

【００７８】本実施例における第１と第２の接触帯電部
材２Ａと２Ｂはそれぞれ、アルミニウムドラムに圧着し
た状態で導電性支持板２ａに１００Ｖを印加し電気抵抗
を測定したところ１００ｋΩであった。十分な帯電性と
耐リーク性を得るためには１０⁴ から１０⁷ Ωの抵抗が
望ましい。

【００７９】接触帯電部材（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部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２６度から５０度が好ましい範囲である。

【００８０】接触帯電部材の材質としては、弾性発泡体
に限定するものでは無く、弾性体の材料として、ＥＰＤ
Ｍ、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材や、またこれらを発泡させたも
のがあげられる。また、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。

【００８１】Ｓ_DCとＳ_ACは接触帯電部材に対する帯電バ
イアス印加電源である。Ｓ_DCはＤＣバイアス印加電源で
あり、−６００Ｖの直流電圧を出力する。Ｓ_ACはＡＣバ
イアス印加電源であり、振幅７００Ｖ、周波数１ｋＨｚ
の交流電圧が出力される。

【００８２】（３）帯電促進粒子帯電促進粒子ｄ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。

【００８３】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。

【００８４】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、好ま
しくは１０¹⁰Ω・ｃｍ以下が望ましい。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】（４）直接注入帯電（直接帯電）第１の接触帯電部材２Ａの導電性支持板２ａにはＤＣバ
イアス印加電源Ｓ_DCの出力直流電圧−６００Ｖと、ＡＣ
バイアス印加電源Ｓ_ACの出力交流電圧振幅７００Ｖ、周
波数１ｋＨｚの重畳電圧が印加される。

【００９０】第２の接触帯電部材２Ｂの導電性支持板２
ａにはＤＣバイアス印加電源Ｓ_DCの出力直流電圧−６０
０Ｖが印加される。

【００９１】そして、第１の接触帯電部材２Ａと感光ド
ラム１との接触部である第１の帯電ニップ部Ｎ１と、第
２の接触帯電部材２Ｂと感光ドラム１との接触部である
第２の帯電ニップ部Ｎ２とでそれぞれ感光ドラム１面の
接触帯電が行なわれる。

【００９２】第１と第２の帯電ニップ部Ｎ１とＮ２には
それぞれ帯電促進粒子ｄが存在することで、該粒子ｄの
滑剤効果により固定の接触帯電部材２Ａ・２Ｂに対して
感光ドラム１を無理なく容易に接触回転状態にすること
が可能となると共に、該固定の接触帯電部材２Ａ・２Ｂ
が該粒子ｄ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。

【００９３】その結果、帯電ニップ部Ｎ１・Ｎ２におい
て、回転する感光ドラム１面は帯電促進粒子ｄによりま
んべんなく摺擦されることで接触帯電部材２Ａ・２Ｂと
感光ドラム１との緻密な接触性と接触抵抗が維持できる
ため、均一性に優れ、かつ帯電能の高い直接注入帯電を
行うことができるようになり、上記第１と第２の接触帯
電部材２Ａ・２Ｂによる感光ドラム１の接触帯電は直接
注入帯電が支配的となる。

【００９４】上記の第１と第２の接触帯電部材２Ａと２
Ｂのうち、第１の接触帯電部材２Ａは第２の接触帯電部
材２Ｂよりも感光ドラム回転方向上流側にあるので、こ
の第１の接触帯電部材２Ａ（導電性弾性体２ｂ）が該接
触帯電部材２Ａと感光ドラム１との帯電ニップ部Ｎ１に
持ち運ばれる、クリーナーをすり抜けた転写残りトナー
などで汚染されやすいけれども、この第１の接触帯電部
材２Ａには交流電圧が印加されているために非常に帯電
効率く、この第１の接触帯電部材２Ａがトナーなどで汚
染されても帯電不良が起きにくい。

【００９５】帯電効率が高まる要因としては、（１）交
番電界によるトナーの運動、（２）感光ドラムとの接触
面の微小空間での放電、の二つが考えられる。（１）は
第１の接触帯電部材２Ａと感光ドラム１間の微少な空隙
に作用する交番電界によってトナーが往復運動しするこ
とによってトナーが介在しても、第１の接触帯電部材２
Ａと感光ドラム１の接触機会が確保されるためである。
（２）は感光ドラム１との接触面にトナーが介在するこ
とによって生じる空隙において局所的な微小放電が生じ
るためである。

【００９６】この第１の接触帯電部材２Ａにより感光ド
ラム１は−６００Ｖに帯電する。しかし、平均電位が−
６００Ｖであっても交流電界によって帯電した場合、交
流電界に対応した微少な電位のむらが生じでしまう。こ
のままであると、地カブリが生じたり、またハーフトー
ン画像では微細なむらとなって現れてしまう。

【００９７】一方、この第１の接触帯電部材２Ａよりも
感光ドラム回転方向下流側にある第２の接触帯電部材２
Ｂには−６００Ｖの直流電圧が印加されており、感光ド
ラム面電位はこの第２の接触帯電部材２Ｂにより第１の
接触帯電部材２Ａにおける上記の交流電界に対応した微
少な電位むらがならされて均一化される。第２の接触帯
電部材２Ｂに流れる電流は感光ドラム１がすでに−６０
０Ｖに帯電されているために少なく、該接触帯電部材２
Ｂが多少汚染されていても影響がない。

【００９８】以上の構成により、帯電効率が高く、かつ
均一な帯電が可能となり、帯電促進粒子を担持させた固
定式の接触帯電部材を用いる直接注入帯電において、ニ
ップ部に滞留するトナーなどの汚染物による帯電不良を
改善するべく接触帯電部材にＡＣバイアスを印加した場
合でも、電位のむらのない、均一な直接注入帯電を実現
できる。

【００９９】また、本実施例において第１と第２の接触
帯電部材２Ａ・２Ｂの表面粗さはＲｚ＝１６．８μｍで
あり、感光ドラム１の表面粗さＲｚ＝０．３７μｍより
も大きい。表面粗さＲｚは、小坂研究所製、非接触表面
粗さ計ＳＥ−３４００で測定した。

【０１００】帯電ニップ部Ｎ１・Ｎ２での接触帯電部材
２Ａ・２Ｂのの平均表面粗さが感光ドラム１よりも大き
いことにより、帯電ニップ部Ｎ１・Ｎ２の帯電促進粒子
ｄはその表面粗さの接触帯電部材に十分に保持されて、
感光ドラム面の移動によって帯電ニップ部より離脱して
排出されにくくなり、帯電ニップ部での帯電促進粒子の
減少が防止され、このため帯電ニップ部での帯電促進粒
子の減少による帯電不良が起こりにくく、長期に亙る安
定・均一な直接注入帯電性が得られる。

【０１０１】〈実施例２〉（図３）図３の（ａ）は本実施例の直接注入帯電方式の接触帯電
装置の概略図である。本実施例は、弾性を有し被帯電体
との接触領域に導電性粒子を担持させた帯電部材を固定
して被帯電体に押し当てて接触させる帯電装置におい
て、帯電部材の感光ドラム回転方向の上流側の一部に給
電部を設けることを特徴とするものである。

【０１０２】本実施例において、接触帯電部材２は、絶
縁性の支持板２ｃと、この支持板２ｃの内面側で、かつ
感光ドラム回転方向上流側の面部分に配設した導電板
（給電部、電極板）２ｄと、該支持板２ｃの内面側に接
着固定した導電性の弾性体２ｂからなる。弾性体２ｂの
感光ドラム１との対向面には帯電促進粒子（導電性粒
子）ｄを予め塗布して保持させてある。この導電性弾性
体２ｂは帯電促進粒子塗布面を感光ドラム１面に対向さ
せて支持板２ｃにより感光ドラム１面に押し当てられた
状態になっており、感光ドラム１の曲率に沿って弾性変
形している。

【０１０３】Ｎはこの固定の接触帯電部材２と感光ドラ
ム１との接触部である帯電ニップ部であり、帯電促進粒
子ｄが介存している。Ｎａはこの帯電ニップ部Ｎ内の感
光ドラム回転方向上流側部分であり、上記支持板２ｃの
内面側に配設した導電板２ｄに対応する部分である。Ｎ
ｂはこの上流側帯電ニップ部分Ｎａよりも下流側帯電ニ
ップ部分である。

【０１０４】導電性の弾性体２ｂは実施例１と同様のも
のが用いれられている。導電板２ｄには、ＤＣバイアス
印加電源Ｓ_DCの出力直流電圧−６００Ｖと、ＡＣバイア
ス印加電源Ｓ_ACの出力交流電圧振幅７００Ｖ、周波数１
ｋＨｚの重畳電圧が印加される。

【０１０５】このような構成の場合、帯電ニップ部Ｎに
おいて、導電板２ｄが対応している導電板近傍部分であ
る上流側帯電ニップ部分での電圧振幅は７００Ｖである
が（図３の（ｂ））、導電板２ｄから離れた下流側帯電
ニップ部分Ｎｂ位置では、弾性体２ｂの容量成分により
交流成分が減衰して電圧振幅はかなり小さくなる（図３
の（ｃ））。

【０１０６】そしてこの接触帯電部材２（導電性弾性体
２ｂ）の上流側帯電ニップ部分Ｎａはクリーナーをすり
抜けた転写残りトナーなどで汚染されやすいけれども、
上流側帯電ニップ部分Ｎａには実質的に減衰なしに十分
な振幅の交流電圧が印加されているために非常に帯電効
率く、この上流側帯電ニップ部分Ｎａがトナーなどで汚
染されても帯電不良が起きにくい。

【０１０７】この上流側帯電ニップ部分により感光ドラ
ム１は−６００Ｖに帯電するが、交流電界に対応した微
少な電位のむらが生じでしまう。

【０１０８】しかし、その帯電むらは、交流成分が減衰
して電圧振幅がかなり小さくなって実質的には直流電圧
が印加されている状態にある下流側帯電ニップ部Ｎｂに
より均一化され、感光ドラムの帯電電位のむらは小さく
なるため、地カブリやハーフトーンのむらは抑制され
る。

【０１０９】〈実施例３〉（図４）本実施例は前記実施例１の接触帯電装置において下流側
の第２の接触帯電部材２Ｂを上記実施例２の構成の接触
帯電部材に変更し、上流側の第１の接触帯電部材２Ａの
導電性支持板２ａにはＤＣバイアス印加電源Ｓ_DCの出力
直流電圧−６００Ｖと、ＡＣバイアス印加電源Ｓ_ACの出
力交流電圧振幅７００Ｖ、周波数１ｋＨｚの重畳電圧を
印加し、下流側の第２の接触帯電部材２Ｂの導電板２ｄ
には上流の第１の接触帯電部材２Ａに対するＡＣバイア
スの位相を反転させたバイアスを印加することを特徴と
するものである。

【０１１０】本実施例の第１及び第２の接触帯電部材２
Ａ・２Ｂの構成や帯電均一性に関する効果は実施例１お
よび２と同様であるためここでの説明は省略する。

【０１１１】接触帯電装置で交流電圧を印加した場合、
作用する電界の静電的な力により接触帯電部材が振動す
る結果、帯電音が発生する。これを抑制するために下流
側の第２の接触帯電部材２Ｂには上流の第１の接触帯電
部材２Ａと位相が反転した交流電圧を印加する。これに
より振動は互いに打ち消しあい帯電音を抑制することが
出来る。

【０１１２】〈実施例４〉（図５〜図７）本実施例は帯電促進粒子の備蓄部および供給部を具備さ
せた接触帯電部材である。

【０１１３】図５において接触帯電部材２は、感光ドラ
ム１の母線方向に配設された並行二枚の導電性支持板２
ｅ・２ｆ、このそれぞれの導電性支持板２ｅ・２ｆに接
着して該支持板２ｅ・２ｆ間に張架した導電性不織布２
ｇ、上記の並行二枚の導電性支持板２ｅ・２ｆと導電性
不織布２ｇで囲まれた接触帯電部材内側空間部を帯電促
進粒子備蓄部Ｗとしてそこに充填収容させた帯電促進粒
子ｄ、並行二枚の導電性支持板２ｅ・２ｆ間に嵌入して
配設して上記の充填帯電促進粒子ｄを加圧させたスポン
ジ部材２ｈ、等で構成されている。

【０１１４】導電性支持板２ｅ・２ｆは感光ドラム１に
対し下辺を１．５ｍｍの空隙をもって非接触に対向させ
た状態で不図示の不動部材に固定支持させてある。また
この二枚の導電性支持板２ｅ・２ｆの間隔は１５ｍｍで
ある。導電性不織布２ｇはこの二枚の導電性支持板２ｅ
・２ｆの下辺側間に張架させてあり、感光ドラム１の回
転方向に約１３ｍｍの幅で、予めこの導電性不織布２ｇ
の感光ドラム１との対向面に塗布した帯電促進粒子ｄを
介して感光ドラム１の面に接触させてある。その接触部
が帯電ニップ部Ｎである。

【０１１５】導電性不織布２ｇの感光ドラム１との対向
面（接触面）には帯電促進粒子供給部として感光ドラム
１の回転移動方向Ａに直交する方向（感光ドラム長手方
向）に沿って直径１ｍｍの穴ａの列を形成具備させてあ
る。この穴ａの列は帯電ニップ部Ｎの感光ドラム回転移
動方向Ａの上流寄りに位置させてある。

【０１１６】本実施例で用いた導電性不織布２ｇは厚さ
０．５ｍｍのポリエステル繊維からなる不織布を導電性
ポリマーで処理したもので、体積抵抗は１×１０⁵ Ω・
ｃｍである。

【０１１７】Ｓは接触帯電部材２に対する帯電バイアス
印加電源である。

【０１１８】感光ドラム１の回転時には、接触帯電部材
２の内側の帯電促進粒子備蓄部Ｗに充填収容させた帯電
促進粒子ｄがスポンジ部材２ｈの加圧力により導電性不
織布２ｇに設けた帯電促進粒子供給部としての穴ａか
ら、導電性不織布２ｇと感光ドラム１との相互対向部で
ある帯電ニップ部Ｎに逐次に供給される。

【０１１９】これにより、帯電ニップ部Ｎの帯電促進粒
子ｄが感光ドラム２の回転に伴い逐次に持ち出されるこ
とによる帯電ニップ部Ｎの帯電促進粒子ｄの経時的減少
が補償されて、帯電ニップ部Ｎの帯電促進粒子ｄの減少
による帯電不良が防され、長期に亙る安定・均一な直接
注入帯電性が維持される。

【０１２０】本実施例では接触帯電部材２の導電性不織
布２ｇに対する給電を、該導電性不織布２ｇを電源Ｓに
接続した導電性支持体２ｅに接触させることで行ってい
るが、導電性不織布２ｇの感光ドラム１との接触面の反
対側を金属蒸着や導電シートを接着するなどして導電化
して、そこより給電を行なうことも可能である。

【０１２１】接触帯電部材として導電性不織布２ｇを用
いたが、これに限るものではなく可とう性を持つシート
状の材料、例えばプラスティックシートやゴムシート、
また表面に繊維を植毛したものなども用いることができ
る。

【０１２２】導電性不織布２ｇの接触方法はこれに限っ
たものではなく、例えば図６に示すように導電性基板２
ａに支持されたスポンジ等の弾性体２ｉに導電性不織布
２ｇを巻き付け、感光ドラム１に押し当てたりしてもよ
い。この場合、スポンジ等の弾性体２ｉには帯電促進粒
子備蓄部Ｗとしての空隙部を具備させ、そこに帯電促進
粒子ｄを充填収容させた。また導電性不織布２ｇには帯
電ニップ部Ｎに対する帯電促進粒子供給部としての穴ａ
を形成具備させている。

【０１２３】図７の接触帯電部材２は、導電性の支持板
２ａと、該支持板２ａに接着固定された導電性の弾性体
２ｂからなる。また該弾性体２ｂの感光ドラム１との接
触面には帯電促進粒子ｄ（酸化亜鉛粒子）が保持されて
いる。弾性体２ｂは支持板２ａにより感光ドラム１に押
し当てられた状態になっており、感光ドラム１の曲率に
沿って弾性変形している。

【０１２４】弾性体２ｂの内部には、セル径が１ｍｍ程
度の目の荒いスポンジ２ｊが内包されており、そのスポ
ンジ２ｊに帯電促進粒子ｄが含浸されている。このスポ
ンジ２ｊが帯電促進粒子備蓄部Ｗである。また弾性体２
ｂの感光ドラム１との接触面には帯電促進粒子供給部と
して直径約１ｍｍの穴ａが形成され弾性体２ｂに内包さ
れたスポンジ２ｊまで貫通している。この穴ａからスポ
ンジ２ｊの圧力により含浸帯電促進粒子ｄが定着ニップ
部ｎに供給される。

【０１２５】弾性体２ｂの感光ドラム１への接触方法は
これに限ったものではなく、例えば一端を固定した板バ
ネに弾性体２ｂを接着して感光ドラム１に接触させるな
どしても良い。また弾性体２ｂの中に帯電促進粒子備蓄
部としての空隙を設け、その中に帯電促進粒子ｄを充填
させても良い。

【０１２６】弾性体２ｂはウレタン樹脂、カーボンブラ
ック、硫化剤、発泡剤等で処方されたものである。

【０１２７】〈実施例５〉（図８）本実施例は、例えば実施例１の接触帯電装置を用いた画
像形成装置の例である。

【０１２８】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。

【０１２９】図８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。

【０１３０】２Ａ・２Ｂは第１と第２の固定の接触帯電
部材であり、実施例１のものと同様である。Ｓ１は接触
帯電部材２Ａ・２Ｂに対する帯電バイアス印加電源であ
る。

【０１３１】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。

【０１３２】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。

【０１３３】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。

【０１３４】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。

【０１３５】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。

【０１３６】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。

【０１３７】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。

【０１３８】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。

【０１３９】６はクリーニング装置（クリーナー）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。

【０１４０】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、本発明に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。

【０１４１】帯電促進粒子ｄ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１
０ｎｍが限界と考えられる。

【０１４２】〈実施例６〉（図９）本実施例はクリーナレスの画像形成装置である。図９は
その画像形成装置の概略構成図である。上記実施例５
（図８）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。

【０１４３】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ｄ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
プ部から徐々に電気的に感光ドラム１上に吐き出され
る。

【０１４４】そして帯電ニップ部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）。

【０１４５】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。

【０１４６】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。

【０１４７】〈その他〉１）可撓性の固定の接触帯電部材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。

【０１４８】２）接触帯電部材や現像スリーブ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。

【０１４９】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。

【０１５０】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。

【０１５１】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。

【０１５２】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。

【０１５３】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。

【０１５４】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。

【０１５５】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。

【０１５６】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。

【０１５７】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。

【０１５８】

【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。

【０１５９】また、帯電促進粒子を担持させた固定式の
接触帯電部材を用いる直接注入帯電方法あるいは装置に
おいて、帯電ニップ部に滞留するトナーなどの汚染物に
よる帯電不良を改善するべく接触帯電部材にＡＣバイア
スを印加した場合でも電位のむらのない、均一な帯電を
実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の接触帯電装置の概略構成模型図

【図２】感光ドラムの層構成模型図

【図３】実施例２の接触帯電装置の概略構成模型図

【図４】実施例３の接触帯電装置の概略構成模型図

【図５】帯電促進粒子の備蓄部および供給部を具備さ
せた接触帯電部材の概略構成模型図（その１）

【図６】帯電促進粒子の備蓄部および供給部を具備さ
せた接触帯電部材の概略構成模型図（その２）

【図７】帯電促進粒子の備蓄部および供給部を具備さ
せた接触帯電部材の概略構成模型図（その２）

【図８】実施例５の画像形成装置の概略構成図

【図９】実施例６の画像形成装置（クリーナレス）の
概略構成図

【図１０】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、２Ａ、２Ｂ固定の接触帯電部材ｄ帯電促進粒子Ｎ、Ｎ１、Ｎ２帯電ニップ部Ｓ、Ｓ１、Ｓ_DC、Ｓ_AC 帯電バイアス印加電源Ｗ帯電促進粒子備蓄部ａ帯電促進粒子供給部としての穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者児野康則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 AA12 AA18 BB11 CC04 EE11 2H068 AA05 AA08 CA37 FC01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定支持させ、移動する被帯電体とニッ
プ部を形成させ、電圧を印加した一つもしくは複数の帯
電部材により被帯電体面の帯電を行なう帯電方法であ
り、帯電部材と被帯電体とのニップ部に帯電促進粒子を介在
させてあり、帯電部材と被帯電体とのニップ部に少なく
とも二つ以上の種類の波形の電圧を印加することを特徴
とする帯電方法。
【請求項２】ニップ部での帯電部材の平均表面粗さが
被帯電体よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載
の帯電方法。
【請求項３】帯電部材が帯電促進粒子の備蓄手段およ
び該備蓄帯電促進粒子のニップ部への供給手段を備える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の帯電方法。
【請求項４】帯電部材が可撓性を有するシート状の部
材からなることを特徴とする請求項１ないし３の何れか
に記載の帯電方法。
【請求項５】帯電部材の被帯電体に対する対向面が弾
性体からなることを特徴とする請求項１ないし３の何れ
かに記載の帯電方法。
【請求項６】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から５の
何れかに記載の帯電方法。
【請求項７】帯電促進粒子の粒径が１０ｎｍ以上１画
素以下あることを特徴とする請求項１から６の何れかに
記載の帯電方法。
【請求項８】被帯電体が表面に１０⁹ 〜１０¹⁴（Ω・
ｃｍ）の材料からなる層を有することを特徴とする請求
項１から７の何れかに記載の帯電方法。
【請求項９】被帯電体が、感光層、及び表面層を有
し、該表面層が樹脂および導電微粒子を有することを特
徴とする請求項１から８の何れかに記載の帯電方法。
【請求項１０】導電微粒子がＳｎＯ₂ であることを特
徴とする請求項９に記載の帯電方法。
【請求項１１】固定支持させ、移動する被帯電体とニ
ップ部を形成させ、電圧を印加した一つもしくは複数の
帯電部材により被帯電体面の帯電を行なう帯電装置であ
り、帯電部材と被帯電体とのニップ部に帯電促進粒子を介在
させてあり、帯電部材と被帯電体とのニップ部に少なく
とも二つ以上の種類の波形の電圧を印加することを特徴
とする帯電装置。
【請求項１２】ニップ部での帯電部材の平均表面粗さ
が被帯電体よりも大きいことを特徴とする請求項１１に
記載の帯電装置。
【請求項１３】帯電部材が帯電促進粒子の備蓄手段お
よび該備蓄帯電促進粒子のニップ部への供給手段を備え
ることを特徴とする請求項１１または１２に記載の帯電
装置。
【請求項１４】帯電部材が可撓性を有するシート状の
部材からなることを特徴とする請求項１１ないし１３の
何れかに記載の帯電装置。
【請求項１５】帯電部材の被帯電体に対する対向面が
弾性体からなることを特徴とする請求項１１ないし１３
の何れかに記載の帯電装置。
【請求項１６】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１１
から１５の何れかに記載の帯電装置。
【請求項１７】帯電促進粒子の粒径が１０ｎｍ以上１
画素以下あることを特徴とする請求項１１から１６の何
れかに記載の帯電装置。
【請求項１８】被帯電体が表面に１０⁹ 〜１０¹⁴（Ω
・ｃｍ）の材料からなる層を有することを特徴とする請
求項１１から１７の何れかに記載の帯電装置。
【請求項１９】被帯電体が、感光層、及び表面層を有
し、該表面層が樹脂および導電微粒子を有することを特
徴とする請求項１１から１８の何れかに記載の帯電装
置。
【請求項２０】導電微粒子がＳｎＯ₂ であることを特
徴とする請求項１９に記載の帯電装置。
【請求項２１】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
１１ないし１９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。