JP2002014522A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】クリーナレスシステムの画像記録装置につい
て、帯電部材の過度の現像剤汚染による帯電性能の低下
や像担持体削れを改善して、即ち帯電電位安定性の向上
及び像担持体寿命長期化を図り、高品位の画像を長期に
わたり維持できるようにすること。 【解決手段】転写行程後の像担持体１の表面に当接する
補助帯電部材８を設けること、帯電部材２に接触しニッ
プｃを形成するニップ形成部材９を設ける。補助帯電部
材８には転写手段６のバイアスと同極性のバイアスを印
加する。補助帯電部材８はファーブラシで構成する。補
助帯電部材８は帯電部材２とも接触する。ニップ形成部
材９に帯電部材２と同極性で絶対値の大きなバイアスを
印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は像担持体クリーナレ
ス構成の複写機やプリンタ等の画像記録装置（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
装置等の画像記録装置において、電子写真感光体・静電
記録誘電体等の像担持体（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、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】近時は、中・低速機種の画像記録装置にあ
っては、像担持体等の被帯電体の帯電装置として、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
から接触帯電装置が多く提案され、また実用化されてい
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（接触帯電部
材・接触帯電器）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、放電帯電機構と直接注入帯電機構
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】．放電帯電機構 接触帯電部材と被帯電体と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
一定の放電しきい値を有するため、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】．直接注入帯電機構 接触帯電部材から被帯電体に直接に電荷が注入されるこ
とで被帯電体表面が帯電する系である。直接帯電あるい
は注入帯電、あるいは電荷注入帯電とも称される。より
詳しくは、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の印
加電圧であっても、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。

【００１０】この直接帯電系はイオンの発生を伴わない
ため放電生成物による弊害は生じない。しかし、直接帯
電であるため、接触帯電部材の被帯電体への接触性が帯
電性に大きく効いてくる。そこで接触帯電部材はより密
に構成し、また被帯電体との速度差を多く持ち、より高
い頻度で被帯電体に接触する構成をとる必要がある。

【００１１】Ａ）ローラ帯電 接触帯電装置は、接触帯電部材として導電ローラ（帯電
ローラ）を用いたローラ帯電方式が帯電の安定性という
点で好ましく、広く用いられている。

【００１２】このローラ帯電はその帯電機構は前記の
放電帯電機構が支配的である。

【００１３】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。

【００１４】帯電ローラは被帯電体（以下、感光体と記
す）との一定の接触状態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、感光体
に従動あるいは若干の速度差をもって駆動される。従っ
て、直接帯電しようとしても、絶対的帯電能力の低下や
接触性の不足やローラ状のムラや感光体の付着物による
帯電ムラは避けられないため、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である。

【００１５】図１０は接触帯電における帯電効率例を表
わしたグラフである。横軸に接触帯電部材に印加したＤ
Ｃバイアス、縦軸にはその時得られた感光体帯電電位
（ドラム電位）を表わすものである。

【００１６】ローラ帯電の場合の帯電特性はＡで表わさ
れる。即ち凡そ−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−１０
００Ｖの直流電圧を印加するか、あるいは、−５００Ｖ
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
て感光体電位を帯電電位に収束させる方法が一般的であ
る。

【００１７】より具体的に説明すると、厚さ２５μｍの
ＯＰＣ感光体に対して帯電ローラを加圧当接させた場合
には、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。この閾値電圧を帯
電開始電圧Ｖｔｈと定義する。

【００１８】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帯電
を行なう方法を「ＤＣ帯電方式」と称する。

【００１９】しかし、ＤＣ帯電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、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。

【００２０】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成分を重畳した電圧を接触帯電
部材に印加する「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Ｖ
ｄに収束し、環境等の外乱には影響されることはない。

【００２１】ところが、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、接触帯電部材から感光
体への放電現象を用いているため、先に述べたように接
触帯電部材に印加する電圧は感光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。

【００２２】また、帯電均一化のためにＡＣ帯電を行な
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、放電による感光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。

【００２３】Ｂ）ファーブラシ帯電 ファーブラシ帯電は、接触帯電部材として導電性繊維の
ブラシ部を有する部材（ファーブラシ帯電器）を用い、
その導電性繊維ブラシ部を被帯電体としての感光体に接
触させ、所定の帯電バイアスを印加して感光体面を所定
の極性・電位に帯電させるものである。

【００２４】このファーブラシ帯電もその帯電機構は前
記の放電帯電機構が支配的である。

【００２５】ファーブラシ帯電器は固定タイプとロール
タイプが実用化されている。中抵抗の繊維を基布に折り
込みパイル状に形成したものを電極に接着したものが固
定タイプで、ロールタイプはパイルを芯金に巻き付けて
形成する。繊維密度としては１００本／ｍｍ² 程度のも
のが比較的容易に得られるが、直接帯電により十分均一
な帯電を行うにはそれでも接触性は不十分であり、直接
注入帯電により十分均一な帯電を行うには感光体に対し
機械構成としては困難なほどに速度差を持たせる必要が
あり、現実的ではない。

【００２６】このファーブラシ帯電の直流電圧印加時の
帯電特性は図１０のＢに示される特性をとる。従って、
ファーブラシ帯電の場合も、固定タイプ、ロールタイプ
どちらも多くは、高い帯電バイアスを印加し放電現象を
用いて帯電を行っている。

【００２７】Ｃ）磁気ブラシ帯電 磁気ブラシ帯電は、接触帯電部材として導電性磁性粒子
をマグネットロール等で磁気拘束してブラシ状に形成し
た磁気ブラシ部を有する部材（磁気ブラシ帯電器）を用
い、その磁気ブラシ部を被帯電体としての感光体に接触
させ、所定の帯電バイアスを印加して感光体面を所定の
極性・電位に帯電させるものである。

【００２８】この磁気ブラシ帯電の場合はその帯電機構
は前記の直接注入帯電機構が支配的である。

【００２９】磁気ブラシ部を構成させる導電性磁性粒子
として粒径５〜５０μｍのものを用い、感光体と十分速
度差を設けることで、均一に直接帯電を可能にする。

【００３０】図１０の帯電特性グラフのＣにあるよう
に、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。

【００３１】しかしながら、機器構成が複雑であるこ
と、磁気ブラシ部を構成している導電性磁性粒子が脱落
して感光体に付着する等他の弊害もある。

【００３２】特開平６−３９２１号公報等には感光体表
面にあるトラップ準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接触注入帯電を行なう方
法が提案されている。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感光体表面電位分のみであ
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、オゾンレス、低電力の優れた帯電方式である。

【００３３】Ｄ）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（転写残現像剤）
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。

【００３４】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。

【００３５】トナーリサイクルシステムは上記のように
転写残トナーを専用のクリーナによって感光体面から除
去するのではなく、帯電部を経由させて現像装置に至ら
せて再度現像プロセスにて利用するものであるため、感
光体の帯電手段として接触帯電を用いた場合においては
感光体と接触帯電部材との接触部に絶縁性であるトナー
が介在した状態で如何にして感光体を帯電するかが課題
になっている。上記したローラ帯電やファーブラシ帯電
においては、感光体上の転写残トナーを拡散し非パター
ン化するとともに、大きなバイアスを印加し放電による
帯電を用いることが多い。磁気ブラシ帯電においては接
触帯電部材として粉体を用いるためその粉体である導電
性磁性粒子の磁気ブラシ部が感光体に柔軟に接触し感光
体を帯電できる利点があるが、機器構成が複雑であるこ
と、磁気ブラシ部を構成している導電性磁性粒子の脱落
による弊害が大きい。

【００３６】Ｅ）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（帯電ローラ）が
被帯電体（感光体）に従動回転（速度差駆動なし）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。

【００３７】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。

【００３８】このような背景から、帯電促進粒子を用い
た帯電装置を考案し、特開平１０−３０７４５５号公報
等に開示中である。これは、帯電部材と被帯電体との間
に帯電促進粒子と称する１０¹²Ω・ｃｍ以下の抵抗値の
微粒子を介して直接注入帯電を行うものである。

【００３９】帯電促進粒子の役割の一つは帯電部材と被
帯電体表面の摩擦力の低減にある。前述した帯電ローラ
など被帯電体との摩擦力大きな帯電部材は帯電部材と被
帯電体の周速差を設けることができず十分な接触機会を
得ることができなかった。しかしながら、帯電促進粒子
を介在させることにより、前述した帯電ローラと被帯電
体の摩擦力を下げ、周速差を持たせることが可能にな
る。第二に、帯電促進粒子は帯電部材の凹凸を埋め被帯
電体に対する接触性を向上させる。

【００４０】帯電促進粒子は帯電動作とともに被帯電体
に付着し帯電部材に存在する帯電促進粒子量は減少しい
ずれはなくなっていく。したがって、帯電促進粒子は何
らかの方法で帯電器周辺に供給することが必要となる。

【００４１】方法として帯電部材に帯電促進粒子を塗布
供給する方法、感光ドラムに塗布して帯電部材に供給す
る方法などがあるが、中でも、上記クリーナレスシステ
ムとの適合を考慮して、帯電促進粒子を現像剤の一部と
して混合する方法がある。この方法では、現像行程を通
してトナーとともに帯電促進粒子を感光ドラム上に現像
し、感光体から帯電部材に帯電促進粒子を供給すること
により、ドラムクリーナを排除しトナーの循環と帯電促
進粒子の供給を行える利点を持つ。

【００４２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、接触型の帯
電装置を用いた画像記録装置にあっては、像担持体に接
触する帯電部材（接触帯電部材）が像担持体面上の残存
トナー（現像剤）を拾って汚染しやすく、印字を繰り返
す（耐久）とともに接触帯電部材の過度の汚染に起因し
て帯電性能が低下するという問題がある。特に、クリー
ナレスシステムにあっては転写残トナーが接触帯電部材
と像担持体の接触部に持ち運ばれることで接触帯電部材
にその転写残トナーが付着する。高印字率画像を印刷し
続けた場合、転写残トナーの量が増加し、接触帯電部材
の過度の汚染により帯電性が低下して像担持体帯電電位
の減少による画像不良を生じる。

【００４３】また、さらに印字を繰り返すと像担持体が
削れ、所望の像担持体性能を発揮できなくなるという問
題がある。

【００４４】そこで本発明はクリーナレスシステムの画
像記録装置について、上記のような帯電部材の過度の現
像剤汚染による帯電性能の低下や像担持体削れを改善し
て、即ち帯電電位安定性の向上及び像担持体寿命長期化
を図り、高品位の画像を長期にわたり維持できるように
することを目的とする。

【００４５】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする画像記録装置である。

【００４６】（１）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情
報書き込み手段と、該静電潜像を現像剤で現像する現像
手段と、像担持体表面の現像剤画像を被記録体に転写す
る転写手段を有し、転写行程後の像担持体表面に残留し
た現像剤を少なくとも帯電手段の帯電部材に一時担持さ
せ、該帯電部材から像担持体に吐き出された現像剤を現
像手段で回収する像担持体クリーナレス構成の画像記録
装置であり、転写行程後の像担持体表面に当接する補助
帯電部材を設けること、帯電手段の帯電部材に接触しニ
ップを形成するニップ形成部材を設けることを特徴とす
る画像記録装置。

【００４７】（２）像担持体と、その周りに配置され
た、帯電装置、像露光装置、現像装置、転写装置、及び
被記録体上の画像を定着する定着装置からなる電子写真
方式の画像記録装置において、転写行程後の該像担持体
表面に残留した現像剤を少なくとも帯電装置の帯電部材
に一時担持させ、像担持体を通して再度現像装置に回収
する像担持体クリーナレス構成の画像記録装置であり、
転写行程後の像担持体表面に当接する補助帯電部材を設
けること、帯電装置の帯電部材に接触しニップを形成す
るニップ形成部材を設けることを特徴とする画像記録装
置。

【００４８】（３）補助帯電部材には転写手段または転
写装置のバイアスと同極性のバイアスが印加されている
ことを特徴とする（１）または（２）に記載の画像記録
装置。

【００４９】（４）補助帯電部材は、ファーブラシによ
り形成されていることを特徴とする（１）から（３）の
何れかに記載の画像記録装置。

【００５０】（５）補助帯電部材は帯電手段または帯電
装置の帯電部材にも接触することを特徴とする（１）か
ら（４）の何れかに記載の画像記録装置。

【００５１】（６）ニップ形成部材に帯電手段または帯
電装置の帯電部材と同極性で絶対値の大きなバイアスを
印加することを特徴とする（１）から（５）の何れかに
記載の画像記録装置。

【００５２】〈作 用〉 ａ）即ち、クリーナレスシステムの画像記録装置につい
て、転写行程後の像担持体表面に当接する補助帯電部材
を設けることにより、転写行程後の像担持体表面に残留
した現像剤の帯電極性に選択性を与え、残留現像剤の帯
電極性を帯電手段または帯電装置の帯電部材（帯電器）
で回収しやすい帯電極性に揃え、帯電部材での該現像剤
の一時回収性を向上させることができる。

【００５３】該補助帯電部材には転写手段または転写装
置のバイアスと同極性のバイアスを印加することで、上
記の残留現像剤の帯電極性に揃えを効果的に行なわせて
帯電部材での該現像剤の一時回収性を向上させることが
できる。

【００５４】ｂ）また、帯電手段または帯電装置の帯電
部材に接触しニップを形成するニップ形成部材を設ける
ことにより、このニップ形成部材と現像剤との摩擦帯電
で像担持体上から帯電部材に一時回収された現像剤の帯
電極性の正規極性化を促進することができる。

【００５５】帯電部材に一時回収された現像剤は帯電極
性が正規化されることで帯電部材から像担持体上への吐
き出しが効率的になされ、帯電部材に対する現像材の蓄
積による過度の現像剤汚染が防止される。また、像担持
体上へ吐き出された、帯電極性が正規化されている現像
剤が現像手段または現像装置にて効率的に回収される。

【００５６】ニップ形成部材に帯電手段または帯電装置
の帯電部材と同極性で絶対値の大きなバイアスを印加す
ることにより、帯電部材に一時回収された現像剤の上記
帯電極性の正規化をより一層効率的に実行させて帯電部
材から像担持体上への吐き出しが一層効率的になされ、
帯電部材に対する現像材の蓄積による過度の現像剤汚染
が防止される。

【００５７】従って、帯電部材の過度の現像剤汚染によ
る帯電性能の低下に起因する、像担持体帯電電位の減
少、画像不良の発生を防止することができる。

【００５８】ｃ）そして上記ａ）の帯電部材への残留現
像剤の一時回収性の向上効果と、上記ｂ）の帯電部材に
おける一時回収現像剤の帯電極性の正規化促進による帯
電部材の現像剤汚染防止効果との相乗的効果により、帯
電部材による像担持体削れ量の低減と帯電電位安定性を
図ることが可能となることが、後述する実施例と比較例
の評価結果より確認された。

【００５９】ｄ）補助帯電部材はファーブラシにより形
成されている構成により、部材が現像や紙粉で汚染され
た場合もその効果が保持される。

【００６０】ｅ）補助帯電部材は帯電手段または帯電装
置の帯電部材にも接触する構成により、帯電部材上の汚
染物質の清掃効果もあり、更なる帯電安定性の向上が図
れる。

【００６１】

【発明の実施の形態】〈実施例１〉（図１・図２） 図１は本発明に従う画像記録装置の概略構成図である。

【００６２】本実施例の画像記録装置は、転写式電子写
真プロセス利用、帯電促進粒子を用いた直接注入帯電方
式、トナーリサイクルプロセス（クリーナレスシステ
ム）のレーザプリンタ（記録装置）である。

【００６３】（１）プリンタの全体的概略構成 １は像担持体であり、本実施例ではφ３０ｍｍの回転ド
ラム型の負極性ＯＰＣ感光体（ネガ感光体、以下、感光
ドラムと記す）である。この感光ドラム１は矢印の時計
方向に周速度５０ｍｍ／ｓｅｃ（＝プロセススピードＰ
Ｓ、印字速度）の一定速度をもって回転駆動される。

【００６４】２は接触帯電部材としての導電性弾性ロー
ラ（以下、帯電ローラと記す）である。この帯電ローラ
２は、図２のように、芯金２ａの両端部をローラ軸支持
部材（軸受け部材）２ｄ・２ｄにより回転自由に支持さ
せてある。そして、このローラ軸支持部材２ｄ・２ｄを
加圧ばね２ｅ・２ｅで感光ドラム１方向に加圧付勢する
ことで帯電ローラ２を感光ドラム１に対して所定の押圧
力をもって当接させてある。

【００６５】ｎは感光ドラム１と帯電ローラ２とのニッ
プ部（帯電ニップ部）である。この帯電ローラ２はその
外周面に導電性を有する帯電促進粒子ｍ（帯電促進を目
的とした導電性粒子）を保持（担持）しており、感光ド
ラム１と帯電ローラ２との帯電ニップ部ｎに帯電促進粒
子ｍが介在している。

【００６６】帯電ローラ２はこの帯電ニップ部ｎにおい
て感光ドラム１の回転方向と逆方向（カウンター）に不
図示の駆動系で回転駆動され、感光ドラム１面に対して
速度差を持って接触する。またプリンタの画像記録時に
は該帯電ローラ２に帯電バイアス印加電源Ｓ１から所定
の帯電バイアス、本実施例ではＤＣ電圧−７００Ｖが印
加される。これにより、回転感光ドラム１の周面が直接
注入帯電方式で所定の極性・電位に一様に接触帯電処理
される。

【００６７】９は帯電ローラ２に当接させたニップ形成
部材である。本実施例におけるニップ形成部材９は、１
００μｍのＰＥＴシートに５０ミクロンのポリイミドフ
ィルムを貼付したシートであり、これを自由長５ｍｍ、
ローラ進入量０．５ｍｍにして帯電ローラ２に対して接
触させて支持部材９ａに固定支持させた。ｃはこのニッ
プ形成部材９と帯電ローラ２との接触ニップ部である。

【００６８】ニップ形成部材９の役割は、トナーの帯電
量の調整にある。転写行程をすぎたトナーは帯電量が低
下しているあるいは逆極性に帯電するトナーが存在す
る。これらのトナーをニップ形成部材９と帯電部材２と
の間で摩擦帯電することにより、正規のトナー極性に戻
すことが可能となる。従ってニップ形成部材９は、帯電
部材２に接触して設置し、トナーが帯電部材２あるいは
帯電促進粒子ｍなどと摩擦帯電する機会を増やす役割を
する。さらに、トナーの帯電量の調整のためにニップ形
成部材９の材質を選択することにより、効果的にトナー
の再帯電が可能となる。本例では負帯電トナーを用いて
いるためニップ形成部材９の表層材質としてはポリイミ
ド樹脂を用いたが、その他ナイロンなど正帯電性の強い
材料を用いることが効果的である。一方、本例とは別に
正帯電トナーを用いるシステムの場合には、ニップ形成
部材材質は逆に負帯電性の高いテフロンやポリエチレン
などがよい。つまり、トナーに対し逆極性に摩擦帯電す
るものが効果的である。

【００６９】上記の帯電ローラ２、帯電促進粒子ｍ、直
接注入帯電については別項で詳述する。またニップ形成
部材９の働きについても後述する。

【００７０】４はレーザダイオード・ポリゴンミラー等
を含むレーザビームスキャナ（露光装置）である。この
レーザビームスキャナ４は目的の画像情報の時系列ディ
ジタル画像信号に対応して強度変調されたレーザ光Ｌを
出力し、該レーザ光Ｌで上記回転感光ドラム１の一様帯
電面を走査露光する。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。

【００７１】５は現像装置（現像器）である。回転感光
ドラム１面の静電潜像はこの現像装置５により現像部位
ａにてトナー画像として現像される。現像装置５内には
現像剤（トナー）ｔに帯電促進粒子ｍを添加した混合剤
（現像前混合剤）ｔ＋ｍが備えられている。

【００７２】６は接触転写手段としての中抵抗の転写ロ
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ｂを形成させてある。この転写ニップ部ｂに不図示
の給紙部から所定のタイミングで被記録体としての転写
材Ｐが給紙され、かつ転写ローラ６に転写バイアス印加
電源Ｓ３から所定の転写バイアス電圧が印加されること
で、感光ドラム１側のトナー像が転写ニップ部ｂに給紙
された転写材Ｐの面に順次に転写されていく。

【００７３】本実施例で使用の転写ローラ６は、芯金６
ａに中抵抗発泡層６ｂを形成した、ローラ抵抗値５ｘ１
０⁸ Ωのものであり、＋２．０ｋＶの電圧を芯金に印加
して転写を行なった。転写ニップ部ｂに導入された転写
材Ｐはこの転写ニップ部ｂを挟持搬送されて、その表面
側に回転感光ドラム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圧力にて転写されていく。

【００７４】７は熱定着方式等の定着装置である。転写
ニップ部ｂに給紙されて感光ドラム１側のトナー画像の
転写を受けた転写材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７に導入され、トナー画像の定着を
受けて画像形成物（プリント、コピー）として装置外へ
排出される。

【００７５】８は補助帯電部材としてのファーブラシで
ある。転写ニップ部ｂよりも感光ドラム回転方向下流側
で、帯電ニップ部ｎよりも感光ドラム回転方向上流側の
感光ドラム面範囲において、感光ドラム１面にブラシ部
を接触させて配設してある。本実施例におけるこの補助
帯電ファーブラシ８は感光ドラム１の長手方向を長手と
する横長の非回転の部材であり、感光ドラム１にほぼ並
行に配列して位置固定して配設してある。ｄはこの補助
帯電ファーブラシ８と感光ドラム１との接触部である。

【００７６】本実施例では該補助帯電ファーブラシ８と
してレイヨン製の中抵抗のファーブラシを用いた。ファ
ーブラシの感光ドラム周方向の長さは７ｍｍであり、感
光ドラム進入量０．５ｍｍにて当接した。該補助帯電フ
ァーブラシ８には電源Ｓ４により初期＋５００Ｖを印加
した。また、耐久を逐ってこの補助帯電部材としてのフ
ァーブラシの効果を維持するため初期＋５００Ｖ印加時
の電流値を維持できるよう印加電圧を必要に応じて変化
させた。本実施例では、２５μＡにて行った。この補助
帯電ファーブラシ８の働きについては後述する。

【００７７】本実施例のプリンタはクリーナレスであ
り、転写ニップ部ｂにおける転写材Ｐに対するトナー画
像転写後の回転感光ドラム１面に残留の転写残トナーは
専用のクリーナ（クリーニング装置）で除去されること
なく感光ドラム１の回転にともない、補助帯電ファーブ
ラシ８部及び帯電ローラ２部を経由して現像部位ａに至
り、現像装置４において現像同時クリーニングにて回収
・再利用される。

【００７８】（２）帯電ローラ２ 本実施例における接触帯電部材としての帯電ローラ２は
芯金２ａ上にゴムあるいは発泡体の中抵抗層２ｂを形成
することにより作成される。

【００７９】中抵抗層２ｂは樹脂（例えばウレタン）、
導電性粒子（例えばカーボンブラック）、硫化剤、発泡
剤等により処方され、芯金２ａの上にローラ状に形成し
た。その後必要に応じて表面を研磨した。そして最終的
に径６ｍｍ、長手長さ２４０ｍｍの芯金２ａに層厚３ｍ
ｍのスポンジ層２ｂを形成し、外径１２ｍｍ、スポンジ
層長手長さ２２０ｍｍ、の導電性弾性ローラである帯電
ローラ２を作成した。

【００８０】本実施例の帯電ローラ２のローラ抵抗を測
定したところ１００ｋΩであった。ローラ抵抗は、帯電
ローラ２の芯金２ａに総圧１ｋｇ（９．８０６６５Ｎ）
の加重がかかるよう外径３０ｍｍのアルミドラムに帯電
ローラ２を圧着した状態で、芯金２ａとアルミドラムと
の間に１００Ｖを印加し、計測した。

【００８１】ここで、接触帯電部材である帯電ローラ２
は電極として機能することが重要である。つまり、弾性
を持たせて被帯電体との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耐
圧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、十分な帯電性と対リーク性を得るには１０⁴ 〜１０
⁷ Ωの抵抗が望ましい。

【００８２】帯電ローラ２の表面は帯電促進粒子ｍを保
持できるようミクロな凹凸があるものが望ましい。

【００８３】帯電ローラ２の硬度は、硬度が低すぎると
形伏が安定しないために被帯電体との接触牲が悪くな
り、高すぎると被帯電体との間に帯電ニップ部ｎを確保
できないだけでなく、被帯電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。本実施例ではアスカーＣ硬度で３
０度のローラを使用した。

【００８４】帯電ローラ２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
抗調整のための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。

【００８５】帯電ローラ２は被帯電体としての感光ドラ
ム１に対して弾性に抗して所定の押圧力で圧接させて配
設し、本実施例では幅数ｍｍの帯電ニップ部ｎを形成さ
せてある。

【００８６】図２は帯電ローラ２と感光ドラム１の関係
を詳細に示したものである。帯電ローラ端部の芯金２ａ
には芯金２ａと感光ドラム１表面との距離を規制する回
転体（スペーサコロ）２ｃがある。回転体２ｃの半径は
５．７ｍｍであり、帯電ローラ半径の６．０ｍｍに比ベ
０．３ｍｍの差がある。この差分は帯電ローラ２の感光
ドラム１ヘの侵入量となる。

【００８７】また本実施例では、この帯電ローラ２を帯
電ニップ部ｎにおいて帯電ローラ表面と感光体表面とが
互いに逆方向に等速で移動するよう凡そ８０ｒｐｍで矢
印の時計方向に回転駆動させた。即ち接触帯電部材とし
ての帯電ローラ２の表面は被帯電体としての感光ドラム
１の面に対して速度差を持たせるようにした。

【００８８】（３）現像装置５ 本実施例の現像装置５は現像剤ｔとして一成分磁性トナ
ー（ネガトナー）を用いた反転現像装置である。現像装
置内には現像剤（トナー）ｔと帯電促進粒子ｍの現像前
混合剤ｔ＋ｍを備えている。

【００８９】５ａはマグネットロール５ｂを内包させ
た、現像剤担持搬送部材としての非磁性回転現像スリー
ブであり、現像容器５ｄ内に備える現像前現像剤ｔ＋ｍ
内のトナーｔは回転現像スリーブ５ａ上を搬送される過
程において規制ブレード５ｃで層厚規制及び電荷付与を
受ける。

【００９０】回転現像スリーブ５ａにコートされた現像
前混合剤ｔ＋ｍは現像スリーブ５ａの回転により、感光
ドラム１と現像スリーブ５ａの対向部である現像部位
（現像領域部）ａに搬送される。また現像スリーブ５ａ
には現像バイアス印加電源Ｓ２より現像バイアス電圧が
印加される。

【００９１】本実施例において現像バイアス電圧は、 ＤＣ電圧＝−５００Ｖ ＡＣ電圧＝ピーク間電圧１６００Ｖ、周波数１．８ｋＨ
ｚ、矩形波のＤＣ・ＡＣ重畳電圧とした。

【００９２】これにより、感光ドラム１側の静電潜像が
トナーｔにより反転現像される。

【００９３】ａ）トナーｔ：現像剤である一成分磁性ト
ナーｔは、結着樹脂、磁性体粒子、電荷制御剤を混合し
混練、粉砕、分級の各行程を経て作成し、さらに帯電促
進粒子ｍや流動化剤などを外添剤として添加して作成さ
れたものである。トナーの平均粒径（Ｄ４）は７μｍで
あった。

【００９４】ｂ）帯電促進粒子ｍ：本実施例では、帯電
促進粒子として、比抵抗が１０⁶ Ω・ｃｍ、平均粒径３
μｍの導電性酸化亜鉛を用いた。そして、帯電促進粒子
ｍとしての酸化亜鉛分を、分級後のトナーｔ１００重量
部に対して１重量部添加し混合機により均一に分散させ
て現像装置内に収容させた。

【００９５】帯電促進粒子ｍ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、あるい
は、これらに表面処理を施したものなど各種導電粒子が
使用可能である。

【００９６】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以下が必要であり、
好ましくは１０¹⁰Ω・ｃｍ以下が望ましい。

【００９７】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 の円筒内に粒子
試料を０．５ｇ入れ上下電極に１５ｋｇ（１４７．９９
７５Ｎ）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。

【００９８】粒径は良好な帯電均一性をえるために５０
μｍ以下が望ましい。本発明において、粒子が凝集体を
構成している場の粒径は、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
弦長を持って体積粒径分布を算出しその５０％平均粒径
をもって決定した。

【００９９】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。

【０１００】帯電促進粒子は特に感光体の帯電に用いる
場合に潜像露光の妨げにならないよう白色または透明に
近いことが望ましい。さらに、帯電促進粒子が感光体上
から被記録体Ｐ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
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。

【０１０１】また、帯電促進粒子は露光の妨げにならな
いように非磁性であることが好ましい。

【０１０２】（４）帯電促進粒子存在量 像担持体としての感光ドラム１と接触帯電部材としての
帯電ローラ２とのニップ部ｎにおける帯電促進粒子ｍの
介在量は、少なすぎると、該粒子による潤滑効果が十分
に得られず、帯電ローラ２と感光ドラム１との摩擦が大
きくて帯電ローラ２を感光ドラム１に速度差を持って回
転駆動させることが困難である。つまり、駆動トルクが
過大となるし、無理に回転させると帯電ローラ２や感光
ドラム１の表面が削れてしまう。更に該粒子による接触
機会増加の効果が得られないこともあり十分な帯電性能
が得られない。一方、該介在量が多過ぎると、帯電促進
粒子ｍの帯電ローラ２からの脱落が著しく増加し作像上
に悪影響が出る。

【０１０３】実験によると帯電部材と感光体の間の介在
量は１０³ 個／ｍｍ² 以上が望ましい。１０³ 個／ｍｍ
² より低いと十分な潤滑効果と接触機会増加の効果が得
られず帯電性能の低下が生じる。

【０１０４】より望ましくは１０³ 〜５×１０⁵ 個／ｍ
ｍ² の介在量が好ましい。５×１０ ⁵ 個／ｍｍ² を越え
ると、該粒子の感光体へ脱落が著しく増加し、粒子自体
の光透過性を問わず、感光体への露光量不足が生じる。
５×１０⁵ 個／ｍｍ² 以下では脱落する粒子量も低く抑
えられられ該悪影響を改善できる。

【０１０５】また、帯電後の感光体上に脱落した該粒子
存在量を測ると１０² 〜１０⁵ 個／ｍｍ² であったこと
から、作像上弊害がない該存在量としては１０⁵ 個／ｍ
ｍ²以下が望まれる。

【０１０６】該介在量及び感光体上の存在量の測定方法
について述べる。該介在量は帯電ローラと感光体の接触
面部を直接測ることが望ましいが、帯電ローラに接触す
る前に感光体上に存在した粒子の多くは逆方向に移動し
ながら接触する帯電ローラに剥ぎ取られることから、本
発明では接触面部に到達する直前の帯電ローラ表面の粒
子量をもって該介在量とした。具体的には、帯電バイア
スを印加しない状態で感光体及び帯電ローラの回転を停
止し、感光体及び帯電ローラの表面をビデオマイクロス
コープ（ＯＬＹＭＰＵＳ製ＯＶＭ１０００Ｎ）及びデジ
タルスチルレコーダ（ＤＥＬＴＩＳ製ＳＲ−３１００）
で撮影した。帯電ローラについては、帯電ローラを感光
体に当接するのと同じ条件でスライドガラスに当接し、
スライドガラスの背面からビデオマイクロスコープにて
該接触面を１０００倍の対物レンズで撮影した。得られ
たデジタル画像から個々の粒子を領域分離するため、あ
る閾値を持って２値化処理し、粒子の存在する領域の数
を所望の画像処理ソフトを用いて計測した。また、感光
体上の該存在量についても感光体上を同様のビデオマイ
クロスコープにて撮影し同様の処理を行い計測した。

【０１０７】本発明において、帯電促進粒子量の調整
は、現像剤中に含まれる帯電促進粒子の割合を調整する
ことにより行った。

【０１０８】（５）帯電促進粒子ｍを用いた直接注入帯
電、及びクリーナレス ａ）現像装置５内の現像前混合剤ｔ＋ｍの帯電促進粒子
ｍは現像スリーブ５ａによる感光ドラム１の静電潜像の
トナー現像時にトナーｔとともに適当量が感光ドラム１
に移行する。

【０１０９】ｂ）感光ドラム１上のトナー画像は転写ニ
ップ部ｂにおいて転写バイアスの影響で転写材Ｐ側に引
かれて積極的に移行するが、感光ドラム１上の帯電促進
粒子ｍは導電性であることで転写材Ｐ側には積極的には
移行せず、感光ドラム１上に実質的に付着保持されて残
留する。

【０１１０】また感光ドラム１面に実質的に付着保持さ
れる帯電促進粒子ｍの存在によりトナー画像の感光ドラ
ム１側から転写材Ｐ側への転写効率が向上する効果が得
られる。

【０１１１】ｃ）そしてトナーリサイクルプロセスの画
像形成装置はクリーナを用いないため、転写後の感光ド
ラム１面に残存する転写残トナー及び上記の残存帯電促
進粒子ｍは、引き続く感光ドラム１の回転に伴い、本実
施例においては先ず補助帯電ファーブラシ８と感光ドラ
ム１との接触部ｄに持ち運ばれる。

【０１１２】ここで上記の転写残トナーには、正規の帯
電極性であるマイナスに帯電しているトナー、転写時の
転写バイアスや剥離放電等により帯電極性がプラスに反
転しているトナー、マイナス帯電が弱められたり除電状
態になっているトナーが混在している。

【０１１３】補助帯電ファーブラシ８と感光ドラム１と
の接触部ｄに持ち運ばれた感光ドラム１面上の転写残ト
ナー及び帯電促進粒子ｍは補助帯電ファーブラシ８のフ
ァーブラシで攪乱され、またファーブラシに付着・混入
する。これにより転写残トナーの帯電極性が正規帯電極
性とは反対極性に実質的に揃えられる。

【０１１４】即ち、補助帯電ファーブラシ８には前記し
たように帯電ローラ６の印加バイアスと逆極性のプラス
のバイアス電圧が印加されているので、転写残トナーの
うちの特に正規の帯電極性であるマイナスに帯電してい
るトナーや、マイナス帯電が弱められたり除電状態にな
っているトナー、プラスに反転しているトナーでもその
帯電が弱いトナーは、補助帯電ファーブラシ８のプラス
の印加バイアスによる電気的引力でファーブラシに積極
的に付着・混入し、ファーブラシとの摩擦や補助帯電フ
ァーブラシ８に対するプラスの印加バイアスにより帯電
極性がプラスに反転帯電され、そのプラスに反転帯電さ
れたトナーが補助帯電ファーブラシ８に対するプラスの
印加バイアスとの電気的反発力でファーブラシから感光
ドラム１面に吐き出されて付着する。

【０１１５】従って、補助帯電ファーブラシ８と感光ド
ラム１との接触部ｄに持ち運ばれた転写残トナーは補助
帯電ファーブラシ８により帯電極性が正規帯電極性とは
反対極性に実質的に揃えられて、引き続く感光ドラム１
の回転により帯電ローラ２と感光ドラム１との接触部で
ある帯電ニップ部ｎに持ち運ばれる。

【０１１６】一方、帯電促進粒子ｍは導電性であること
で補助帯電ファーブラシ８で攪乱を受けるけれどもファ
ーブラシには積極的には移行せず、感光ドラム１上に実
質的に付着保持されて補助帯電ファーブラシ８と感光ド
ラム１との接触部ｄを通り引き続く感光ドラム１の回転
により帯電ニップ部ｎに持ち運ばれる。またファーブラ
シ８に付着・混入した帯電促進粒子ｍも再び感光ドラム
１面に付着して帯電ニップ部ｎに持ち運ばれる。

【０１１７】ｄ）帯電ニップ部ｎに持ち運ばれた転写残
トナー及び帯電促進粒子ｍは帯電ローラ２に付着混入す
る。

【０１１８】従って、感光ドラム１と帯電ローラ２との
帯電ニップ部ｎに帯電促進粒子ｍが存在した状態で感光
ドラム１の接触帯電が行われる。なお、印字初期におい
ては帯電ローラ表面に帯電促進粒子が供給されず帯電が
行えないので帯電ローラ表面にはあらかじめ帯電促進粒
子を塗布しておくことを可とする。

【０１１９】この帯電促進粒子ｍの存在により帯電ロー
ラ２にトナーが付着混入した場合でも、帯電ローラ２の
感光ドラム１への緻密な接触性と接触抵抗を維持できる
ため、接触帯電部材が帯電ローラのような簡易な部材で
あり、しかも帯電ローラの転写残トナーによる汚染にか
かわらず該帯電ローラ２による感光ドラム１への直接注
入帯電を行わせることができる。

【０１２０】つまり、帯電ローラ２が帯電促進粒子ｍを
介して密に感光ドラム１に接触して、帯電ローラ２と感
光ドラム１のニップ部ｎに存在する帯電促進粒子ｍが感
光ドラム１表面を隙間なく摺擦することで、帯電ローラ
２による感光ドラム１の帯電は帯電促進粒子ｍの存在に
より放電現象を用いない安定かつ安全な直接注入帯電が
支配的となり、一般的に用いられているローラ帯電など
ではえられなかった高い帯電効率が得られ、帯電ローラ
２に印加した電圧とほば同等の電位を感光ドラムに与え
ることができる。

【０１２１】ｅ）また、帯電ニップ部ｎに持ち運ばれた
転写残トナーは前記したように帯電補助ファーブラシ８
によりその帯電極性が正規帯電極性のマイナスとは反対
極性のプラスに実質的に揃えられているので、感光ドラ
ム１面から、マイナスの帯電バイアスが印加されている
帯電ローラ２の面に対して電気的引力により効率的に一
時回収される。

【０１２２】ｆ）帯電ローラ２の面に一時回収された転
写残トナーは帯電ローラ２に印加されているマイナスの
帯電バイアスにより、更に本実施例では帯電ローラ２に
接触させたニップ形成部材９とのニップ部ｃにおける摩
擦帯電により、プラスの反転帯電状態から正規帯電極性
のマイナスの帯電状態に効率的に戻し帯電される。

【０１２３】そしてその正規帯電極性のマイナス帯電状
態に戻し帯電されたトナーは帯電ローラ２に対するマイ
ナスの印加バイアスとの電気的反発力で帯電ローラ２か
ら感光ドラム１面に吐き出されて付着する。

【０１２４】ｇ）そしてその帯電ローラ２から感光ドラ
ム１面に吐き出されたトナー（転写残トナー）が現像部
ａに至り、現像装置５において現像同時クリーニング
（回収）される（トナーリサイクルプロセス）。

【０１２５】この場合、帯電ローラ２から感光ドラム１
面に吐き出されたトナーは帯電極性が正規帯電極性のマ
イナスの帯電状態に揃えられているから現像装置５によ
る現像同時クリーニング（回収）が効率よく実行され
る。

【０１２６】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
像形成行程の現像時、即ち引き続き感光体を帯電し、露
光して潜像を形成し、その潜像の現像時において現像装
置のカブリ取りバイアス、即ち現像装置に印加する直流
電圧と感光体表面電位感の電位差であるカブリ取り電位
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、感光体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体の明
部電位ヘトナーを付着させる電界の作用でなされる。

【０１２７】また、帯電ローラ２から帯電促進粒子ｍが
脱落しても、画像形成装置が稼働されることで、前述し
たように現像装置５のトナーｔに混合した帯電促進粒子
ｍが現像部ａで感光ドラム１面に移行し、該感光ドラム
１の回転により転写ニップ部ｂ及び補助帯電ファーブラ
シ８と感光ドラム１との接触部ｄを経て帯電ニップ部ｎ
に持ち運ばれて帯電ローラ２に逐次に供給され続けるた
め、帯電促進粒子ｍの存在による良好な帯電性が安定し
て維持される。

【０１２８】かくして、帯電促進粒子を用いた直接注入
帯電方式、転写方式、トナーリサイクルプロセスの画像
形成装置において、接触帯電部材として帯電ローラ２を
使用して、しかも該帯電ローラ２の転写残トナーによる
汚染にもかかわらず、低印加電圧でオゾンレスの直接注
入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でき、オゾン生成物による帯電
不良による障害などのない、簡易な構成低コストな画像
形成装置を得ることができる。

【０１２９】帯電ローラ２と感光ドラム１とのニップ部
ｎに帯電促進粒子ｍを介在させることにより、該帯電促
進粒子ｍの潤滑効果（摩擦低減効果）により帯電ローラ
２と感光ドラム１との間に容易に効果的に速度差を設け
ることが可能となる。

【０１３０】帯電ローラ２と感光ドラム１との間に速度
差を設けることにより、帯電ローラ２と感光ドラム１の
ニップ部ｎにおいて帯電促進粒子ｍが感光ドラム１に接
触する機会を格段に増加させ、高い接触性を得ることが
でき、容易に直接注入帯電を可能にする。

【０１３１】速度差を設ける構成として、好ましくはニ
ップ部ｎに持ち運ばれる感光ドラム１上の転写残トナー
を帯電ローラ２に一時的に回収しならすために、帯電ロ
ーラ２を回転駆動し、されに、その回転方向は感光ドラ
ム１表面の移動方向とは逆方向に回転するように構成す
ることが望ましい。即ち、逆方向回転で感光ドラム１上
の転写残トナーを一旦引き離し帯電を行うことにより優
位に直接注入帯電を行うことができる。

【０１３２】本実施例では、補助帯電ファーブラシ８を
転写後の感光ドラム１上に当接するとともに、帯電ロー
ラ２上にニップ形成部材９を当接することにより、転写
残トナーの回収性の向上と帯電ローラ２におけるトナー
極性の正規化を速やかに行うことにより、ドラム削れ量
の低減と、帯電安定性の向上を図ることが可能となっ
た。

【０１３３】更に、補助帯電ファーブラシは、感光ドラ
ム１上に付着する紙粉などの異物が帯電などのプロセス
及ぼす影響も抑えることができ、この点においても帯電
安定性を向上している。

【０１３４】〈実施例２〉（図３） 本実施例は、実施例１の画像記録装置において、補助帯
電ファーブラシ８を図３のように回転可能にローラ状に
構成し、感光ドラム１の回転方向と順方向に周速度５ｍ
ｍ／ｓｅｃに回転駆動した。

【０１３５】その他の画像記録装置構成は基本的に実施
例１の装置に準ずる。

【０１３６】〈実施例３〉（図４） 本実施例は、実施例１の画像記録装置において、実施例
２の画像記録装置と同様に補助帯電ファーブラシ８を回
転可能にローラ状に構成し、さらにこの補助帯電ファー
ブラシ８を図４のように感光ドラム１と帯電ローラ２の
両方に接触するよう構成した。この補助帯電ファーブラ
シ８は実施例２の画像記録装置と同様に感光ドラム１の
回転方向と順方向に周速度５ｍｍ／ｓｅｃに回転駆動し
た。

【０１３７】その他の画像記録装置構成は基本的に実施
例１の装置に準ずる。

【０１３８】〈実施例４〉（図５） 本実施例は、実施例１の画像記録装置において、ニップ
形成部材９を導電性の支持部材９ａに固定し、これに図
５のように電源Ｓ５から帯電ローラ２に対する印加帯電
バイアスと同極性で絶対値の大きなマイナスのバイアス
を印加する。

【０１３９】その他の画像記録装置構成は基本的に実施
例１の装置に準ずる。

【０１４０】〈比較例１〉（図６） 比較例１は、実施例１の画像記録装置において、図６の
ようにニップ形成部材９及び補助帯電ファーブラシ８を
いずれも装備しない画像記録装置である。

【０１４１】その他の画像記録装置構成は基本的に実施
例１の装置に準ずる。

【０１４２】〈比較例２〉（図７） 比較例２は、実施例１の画像記録装置において、図６の
ようにニップ形成部材９は装備するが、補助帯電ファー
ブラシ８は装備しない画像記録装置である。

【０１４３】その他の画像記録装置構成は基本的に実施
例１の装置に準ずる。

【０１４４】〈比較例３〉（図８） 比較例２は、実施例１の画像記録装置において、図７の
ように補助帯電ファーブラシ８は装備するが、ニップ形
成部材９は装備しない画像記録装置である。

【０１４５】その他の画像記録装置構成は基本的に実施
例１の装置に準ずる。

【０１４６】〈評価結果〉 表１に、上記各実施例１〜４及び比較例１〜３の評価結
果を示すとともに、実施例１〜４の有効性について述べ
る。

【０１４７】ａ）感光体の削れ量 実施例１〜４及び比較例１〜３の各画像記録装置におい
て、印字テストを３０００枚行ったときの感光体ドラム
の膜厚減少量を測定した。

【０１４８】ｂ）電位安定性 繰り返し印字を３０００枚行い、その前後における帯電
電位の変化を測定した。

【０１４９】以上の評価結果を表１にまとめる。

【０１５０】

【表１】

【０１５１】上記表１から本発明の優位性について述べ
る。

【０１５２】比較例１と同２の比較から、ニップ形成部
材９を付加することで、ドラム削れが若干よくなるが、
電位安定性が下がる。

【０１５３】比較例１と同３に比較では、補助帯電部材
８を付加することで、ドラム削れと、電位安定性ともに
劣っている。

【０１５４】しかし、これらニップ形成部材９と補助帯
電部材８との両者を付加した実施例１においては、ドラ
ム削れの減少と電位安定性の向上が図られていることが
確認できる。

【０１５５】装置内の剤の動きに着目しこれらの理由を
考察する。

【０１５６】補助帯電ファーブラシ８から排出される正
帯電トナーや弱負帯電トナーは、帯電ローラ２に効率よ
く回収される。そして、帯電ローラ２に回収されたトナ
ーはニップ形成部材９によりニップ部ｃで正規の極性
（負極性）に摩擦帯電される。さらに、負極性にバイア
ス印加される帯電ローラ２から感光ドラム１ヘと吐き出
され、現像装置５に効率よく回収される。この動作によ
り帯電ニップ部ｎにおいてトナーを感光ドラム１から剥
離しやすいためドラム削れ量が減少したと考えられる。
さらに、転写残トナーを効率よく各プロセスに渡される
ため、トナーの帯電ローラ蓄積などが少なく帯電電位の
安定化に結びついていると予想する。加えて、補助帯電
ファーブラシ８は感光ドラム１に付着してくる紙粉セン
イなどの異物の混入を防止する働きもあり、帯電性能の
安定化に効果がある。すなわち、紙粉センイが帯電ロー
ラと付着すると、センイがかたまりとなって成長し、帯
電不良を起こすことがあるが、これを防止する。

【０１５７】更に、実施例２においては、帯電補助ファ
ーブラシ８を回転ローラ状に形成したことにより、補助
帯電の効果を高めることが可能となる、更に長手方向の
特性ムラについても有利に働くため、たとえば長手方向
に印字率が異なる画像を繰り返し出力し続けた場合のこ
れらの偏りを解消する効果をもつ。

【０１５８】更に、実施例３においては、補助帯電ファ
ーブラシローラ８を帯電ローラ２にも当接することによ
り、さらなるムラの改善と帯電ローラ２上の紙粉センイ
などの異物の蓄積を防止する効果も大きくなる。

【０１５９】更に、実施例４においては、ニップ形成部
材９にもバイアス印加を行い、ニップ部ｃを通過するト
ナーの極性に選択性を持たせたもので、さらに良好な結
果となった。

【０１６０】〈その他〉 １）本発明において、感光ドラム１の表面に電荷注入層
を設けて感光体表面の抵抗を調節し用いた方が好まし
い。

【０１６１】負極性の感光体を用いた場合で説明する
と、図９は、表面に電荷注入層を設けた感光ドラム１の
層構成の模式図である。即ち該感光ドラム１は、アルミ
ドラム基体（Ａｌドラム基体）１１上に、下引き層１
２、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
向上したものである。

【０１６２】電荷注入層１６は、バインダーとしての光
硬化型のアクリル樹脂に、導電性粒子（導電フィラー）
としてのＳｎＯ₂ の超微粒子１６ａ（径が約０．０３μ
ｍ）、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。

【０１６３】また、加えて４フッ化エチレン樹脂（商品
名テフロン）などの滑剤も内包させることにより、ドラ
ム表面の表面エネルギーを抑えて、帯電促進粒子の付着
を全般的に抑える効果がある。

【０１６４】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。

【０１６５】また電荷注入層１６を用いていない場合で
も、例えば電荷輸送層１５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１
０¹³Ωｃｍ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。

【０１６６】２）補助帯電部材８は実施例の非回転或は
回転ファーブラシに限られず、像担持体に接触させた、
あるいは近接させた、回転ローラタイプあるいは非回転
のシート状やブレード状等の電極部材にすることもでき
る。磁気ブラシ部材にすることもできる。

【０１６７】３）接触帯電部材としての帯電ローラ２は
実施形態例の帯電ローラに限られるものではない。可撓
性の接触帯電部材は弾性帯電ローラの他に、ファーブラ
シ、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。

【０１６８】４）接触帯電部材２や現像スリーブ５ａに
対する印加帯電バイアスあるいは印加現像バイアスは直
流電圧に交番電圧（交流電圧）を重畳してもよい。

【０１６９】交番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。

【０１７０】５）本発明において帯電手段または帯電装
置は実施例のような帯電促進剤ｍを用いた接触タイプの
帯電装置に限られない。帯電促進剤ｍを用いない帯電装
置でもよい。

【０１７１】６）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
レーザー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。

【０１７２】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。

【０１７３】７）現像手段５は実施形態例では一成分磁
性トナーによる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く任意である。正規現
像であってもよい。

【０１７４】一般に静電潜像の現像方法は、非磁性トナ
ーについてはブレード等で現像剤担持体上にコーティン
グし、磁性トナーは磁気力により現像剤担持体上にコー
ティングして搬送して像担持体に対して非接触状態で現
像する方法（１成分非接触現像）と、接触状態で現像す
る方法（１成分接触現像）と、トナー粒子に対して磁性
のキャリアを混合したものを現像剤として用いて磁気力
によって現像剤担持体上にコーティングして搬送して像
担持体に対して接触状態で現像する方法（２成分接触現
像）と、非接触状態で現像する方法（２成分非接触現
像）との４種類に大別される。

【０１７５】８）転写手段６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。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
形成する画像記録装置であってもよい。

【０１７６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ク
リーナレスシステムの画像記録装置について、帯電部材
の過度の現像剤汚染による帯電性能の低下や像担持体削
れを改善して高品位の画像を長期にわたり維持すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の画像記録装置の概略図

【図２】 帯電ローラの配設構造の説明図

【図３】 実施例２の画像記録装置の概略図

【図４】 実施例３の画像記録装置の概略図

【図５】 実施例４の画像記録装置の概略図

【図６】 比較例１の画像記録装置の概略図

【図７】 比較例２の画像記録装置の概略図

【図８】 比較例３の画像記録装置の概略図

【図９】 電荷注入層を有する感光体例の層構成模型図

【図１０】 帯電効率グラフ

【符号の説明】

１・・・感光体（像担持体）、２・・・帯電ローラ（接
触帯電部材）、ｍ・・・帯電促進粒子、４・・・レーザ
スキャナ、５・・・現像装置、５ａ・・・現像スリー
ブ、５ｂ・・・マグネットローラ、５ｃ・・・現像規制
ブレード、ｔ・・・一成分磁性トナー、６・・・転写帯
電器、Ｐ・・・被記録体、７・・・定着装置、８・・・
補助帯電部材（補助帯電ファーブラシ）、９・・・ニッ
プ形成部材

───────────────────────────────────────────────────── 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 AA01 AA12 BB11 BB13 CC05 DD03 EE19 2H077 AA37 AC16 AD06 AD31 GA04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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情報書き
   込み手段と、該静電潜像を現像剤で現像する現像手段
   と、像担持体表面の現像剤画像を被記録体に転写する転
   写手段を有し、転写行程後の像担持体表面に残留した現
   像剤を少なくとも帯電手段の帯電部材に一時担持させ、
   該帯電部材から像担持体に吐き出された現像剤を現像手
   段で回収する像担持体クリーナレス構成の画像記録装置
   であり、 転写行程後の像担持体表面に当接する補助帯電部材を設
   けること、帯電手段の帯電部材に接触しニップを形成す
   るニップ形成部材を設けることを特徴とする画像記録装
   置。
2. 【請求項２】像担持体と、その周りに配置された、帯電
   装置、像露光装置、現像装置、転写装置、及び被記録体
   上の画像を定着する定着装置からなる電子写真方式の画
   像記録装置において、 転写行程後の該像担持体表面に残留した現像剤を少なく
   とも帯電装置の帯電部材に一時担持させ、像担持体を通
   して再度現像装置に回収する像担持体クリーナレス構成
   の画像記録装置であり、 転写行程後の像担持体表面に当接する補助帯電部材を設
   けること、帯電装置の帯電部材に接触しニップを形成す
   るニップ形成部材を設けることを特徴とする画像記録装
   置。
3. 【請求項３】補助帯電部材には転写手段または転写装置
   のバイアスと同極性のバイアスが印加されていることを
   特徴とする請求項１または２に記載の画像記録装置。
4. 【請求項４】補助帯電部材は、ファーブラシにより形成
   されていることを特徴とする請求項１から３の何れかに
   記載の画像記録装置。
5. 【請求項５】補助帯電部材は帯電手段または帯電装置の
   帯電部材にも接触することを特徴とする請求項１から４
   の何れかに記載の画像記録装置。
6. 【請求項６】ニップ形成部材に帯電手段または帯電装置
   の帯電部材と同極性で絶対値の大きなバイアスを印加す
   ることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の画
   像記録装置。