JP2002311678A

JP2002311678A - 帯電部材、帯電装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ

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Publication number: JP2002311678A
Application number: JP2001110997A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Hosokawa; 尊広細川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2001-04-10
Publication date: 2002-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】低印加電圧でオゾンレスの注入帯電方式を用い
た画像形成装置において、連続して縦線の同じパターン
を長期に印字した場合においても、中間調画像にも帯電
ムラのない、高品位で良好な画像を安定に出力させ、感
光体の削れ量のムラをなくし、感光体の寿命を延ばすこ
と。【解決手段】被帯電体（感光体）１を帯電する帯電部材
２が、被帯電体１と接触部ｎを形成し、被帯電体１面に
対して速度差を持って移動すること。被帯電体１を帯電
する帯電部材２が導電性粒子ｍ１・ｍ２を担持している
こと。該帯電部材２の表面に該導電性粒子を供給する手
段４を有していること。該帯電部材２の表面に長手方向
に沿って溝が入っていること。帯電部材２は導電性で多
孔体表面を有する弾性体で構成されていること。

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、接触帯電方法及び装置、接触帯電を用いた複
写機やプリンタ等の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】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。

【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コロ
ナ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】（２）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。

【００１０】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。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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】このローラ帯電はその帯電機構は前記
（１）の放電帯電系が支配的である。

【００１４】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。

【００１５】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上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系が支配的である。

【００１６】図７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バイ
アス、縦軸にはその時得られた感光体帯電電位を表わす
ものである。

【００１７】従来の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
−１０００Ｖの直流電圧を印加するか、あるいは、−５
００Ｖ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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】このため、更なる帯電の均一化をはかるた
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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】このファーブラシ帯電もその帯電機構は前
記（１）の放電帯電系が支配的である。

【００２６】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
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。

【００２７】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７のＢに示される特性をとる。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】この磁気ブラシ帯電の場合はその帯電機構
は前記（２）の直接帯電系が支配的である。

【００３１】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。

【００３２】図７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。

【００３３】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。

【００３４】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性粒子等
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。

【００３５】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。

【００３６】Ｄ）トナーリサイクルシステム（クリーナ
レス）転写方式の画像記録装置においては、転写後の感光体
（像担持体）に残存する転写残りの現像剤（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
システム（またはトナーリサイクルプロセス）の画像記
録装置も出現している。

【００３７】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、画像記録装置を大幅に小型化できるようになる。

【００３８】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、帯電手段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、大きなバアイスを印加し放電
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。

【００３９】

【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、従来の接触帯電において、接触帯電
部材として帯電ローラやファーブラシなどを用いた簡易
な構成では直接帯電を行なうには該接触帯電部材の表面
が粗くて被帯電体との密な接触が確保されず、注入帯電
は困難であった。

【００４０】そこで接触帯電部材として多孔体表面を有
する弾性体ローラのような多孔状の表面を持つ部材に、
接触帯電性を向上させるための導電性微粒子をコートし
たものがある。この場合は、被帯電体と接触帯電部材間
の接触に加え、被帯電体と導電性微粒子間の接触を介し
て帯電を行う事ができ、接触帯電部材と被帯電体間の接
触を極めて密にする事が可能であり、良好な帯電性を得
る事が可能となり、均一で安定な注入帯電を実現でき
る。

【００４１】導電性微粒子は帯電補助を目的とした粒子
（帯電促進粒子、以下、導電性粒子と記す）であり、接
触帯電において少なくとも接触帯電部材と被帯電体との
接触部に（帯電接触部）にこの導電性粒子を介在させる
ことで均一で安定な注入帯電を実現している。

【００４２】すなわち、被帯電体と接触帯電部材との帯
電接触部に導電性粒子が存在して状態で被帯電体の接触
帯電が行われる。帯電接触部に導電性粒子が存在する事
で、該粒子の滑材効果により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事が可能とな
る共に、該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。その結果、帯電接触部において、移動する被帯
電体面は導電性粒子によりまんべんなく摺擦される事で
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
注入帯電を行う事ができるようになり、上記接触帯電部
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。

【００４３】しかしながら例えば、クリーナレス構成
で、表面が多孔体表面を有する弾性体のローラを用い、
帯電ローラに導電性粒子をコートし、該導電性粒子を帯
電ローラに供給しながら帯電を行う場合、同じ縦線のパ
ターンを連続して印字した時、帯電ローラ上の縦線パタ
ーンに対応する所では、感光ドラム上にある転写残トナ
ー及び外添剤が他の所よりも多く付着し、帯電ローラ上
の導電性粒子と混合してしまう。

【００４４】その結果、トナー、外添剤及び導電性粒子
の混合体が感光体の表面を摺擦すると、感光体の削れは
悪化してしまうため、同じ縦線のパターンを連続して長
期に印字した場合、その縦線のパターンに対応する感光
ドラムの表面は他よりも削れ量が大きくなってしまい、
本来の感光体の寿命よりも短くなってしまう問題が発生
する。

【００４５】またトナーや外添剤は導電性粒子に比べて
抵抗が高く、帯電多孔体表面を有する弾性体ローラに転
写残トナーや外添剤が多く蓄積した所は被帯電体への直
接注入帯電が阻害されて、帯電不良を起こしてしまうた
め、同じ縦線のパターンを連続して長期に印字した場
合、帯電ローラ上の縦線のパターンに対応する所は帯電
不良を起こしてしまい、縦帯状の画像欠陥がおこる問題
が発生する。

【００４６】本発明の目的は、このような問題を解決
し、同じ縦線のパターンを連続して長期に印字した場合
においても、被帯電体（像担持体）の寿命を延ばし、良
好な帯電性および画像を安定して得る事が可能な、帯電
部材、帯電装置、画像形成装置及びプロセスカートリッ
ジを提供する事である。

【００４７】

【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、帯電方法、画像形成装置及びプロ
セスカートリッジである。

【００４８】（１）被帯電体に接触して被帯電体を帯電
する帯電部材であり、多孔体表面を有する弾性体で構成
され、その表面に単数または複数の溝が部材の長手方向
に沿って入っていることを特徴とする帯電部材。

【００４９】（２）少なくとも被帯電体との接触面に導
電性粒子を担持していることを特徴とする（１）に記載
の帯電部材。

【００５０】（３）前記弾性体は導電性弾性発泡体で構
成されていることを特徴とする（１）または（２）に記
載の帯電部材。

【００５１】（４）被帯電体に帯電部材を接触させて被
帯電体を帯電する帯電装置において、帯電部材は多孔体
表面を有する弾性体で構成され、その表面に単数または
複数の溝が部材の長手方向に沿って入っており、少なく
とも帯電部材と被帯電体との接触面に導電性粒子を担持
していることを特徴とする帯電装置。

【００５２】（５）被帯電体を帯電する帯電部材に前記
導電性粒子を供給する手段を有していることを特徴とす
る（４）に記載の帯電装置。

【００５３】（６）帯電部材は導電性弾性発泡体で構成
されていることを特徴とする（４）または（５）に記載
の帯電装置。

【００５４】（７）帯電部材は被帯電体に対して速度差
をもって移動することを特徴とする（４）ないし（６）
の何れか１つに記載の帯電装置。

【００５５】（８）導電性粒子を帯電部材の表面に塗布
して、帯電部材と被帯電体の接触面に移動可能な導電性
粒子を担持することを特徴とする（４）ないし（７）の
何れか１つに記載の帯電装置。

【００５６】（９）導電性粒子の粒径が１０ｎｍ以上で
かつ１画素の大きさ以下あることを特徴とする（４）な
いし（８）の何れか１つに記載の帯電装置。

【００５７】（１０）導電性粒子の抵抗が１×１０
¹²（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする（４）ない
し（９）の何れか１つに記載の帯電装置。

【００５８】（１１）帯電部材は接触部において被帯電
体の移動方向とは逆方向に速度差を保ちつつ移動される
事を特徴とする（４）ないし（１０）の何れか１つに記
載の帯電装置。

【００５９】（１２）被帯電体が表面に１０⁹〜１０¹⁴
（Ω・ｃｍ）の材料からなる電荷注入層を有し、電荷注
入層は光透過性で絶縁性のバインダーと滑材粉末と導電
性粒子が含有されていることを特徴とする（４）ないし
（１１）の何れか１つに記載の帯電装置。

【００６０】（１３）現像器から導電性粒子を被帯電体
へ供給し、帯電部材の表面に導電性粒子を供給すること
を特徴とする（４）ないし（１２）の何れか１つに記載
の帯電装置。

【００６１】（１４）被帯電体に対する前記帯電部材の
帯電方式が、被帯電体表面に直接的に電荷を注入する注
入帯電方式であることを特徴とする（４）ないし（１
３）の何れか１つに記載の帯電装置。

【００６２】（１５）像担持体と、該像担持体を帯電す
る手段と、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
視化する現像手段を有し画像形成を実行する画像形成装
置であり、前記像担持体を帯電する帯電手段が（４）な
いし（１４）の何れか１つ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。

【００６３】（１６）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（１５）に記載の画像形成装置。

【００６４】（１７）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一様に
帯電する工程手段を包含しており、該帯電工程手段が
（１）ないし（３）の何れか１つに記載の帯電部材また
は（４）ないし（１４）の何れか１つに記載の帯電装置
であることを特徴とするプロセスカートリッジ。

【００６５】〈作用〉本発明において、被帯電体と接
触部を形成する帯電部材により、被帯電体表面を帯電す
る帯電装置であり、帯電部材は被帯電体に対して速度差
をもって移動し、被帯電体を帯電する帯電部材は多孔体
表面を有する弾性体で構成され、その帯電部材の表面に
長手方向に沿って、単数のまたは複数の溝が入ってい
る。その結果、帯電部材上に混入した転写残トナー、外
添剤は、被帯電体と帯電部材との摩擦による力学的な力
により、帯電部材上の溝に移行する。

【００６６】その結果、多孔体表面の溝に沿う方向には
多孔体の気泡の壁がないため、その溝に存在する転写残
トナー及び外添剤は積極的に溝に沿う方向に拡散され
る。

【００６７】この様にして帯電部材上に混入した転写残
トナー、外添剤は、一個所に留まることなく、溝に沿う
方向に拡散される。

【００６８】以上のことから、クリーナレス構成で同じ
縦線のパターンを連続して印字した場合、その縦線のパ
ターンに対応する帯電部材部は転写残トナーと外添剤の
蓄積により、帯電不良を起こす問題とその縦線のパター
ンに対応する被帯電体表面部は導電性粒子、転写残トナ
ー、外添剤の混合体により、削れが悪化する問題があっ
たが、帯電部材の表面に単数または複数の溝を入れて、
転写残トナー及び外添剤を溝の沿う方向に拡散すること
によって、長期に同じ縦線のパターンを連続して印字し
ても、縦線のパターンに対応した帯電不良の問題が解決
され、縦線のパターンに対応した被帯電体の削れの問題
も解決される。

【００６９】

【発明の実施の形態】〈実施例１〉（図１〜図３）図１は本実施例における画像形成装置の概略構成模型図
である。

【００７０】本実施例の画像形成装置は、転写式電子写
真プロセス利用、プロセスカートリッジ着脱方式、接触
帯電方式のレーザープリンタ（記録装置）である。

【００７１】（１）プリンタの全体的概略構成１は被帯電体（像担持体）である。本実施例はφ３０ｍ
ｍ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ＰＳ、印字速度）をもって回転駆動される。

【００７２】２は感光ドラム１に所定の押圧力をもって
接触させて配設した可撓性の接触帯電部材（接触帯電
器）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。ｎは感光ドラム１と帯電ローラ２との接触
部である帯電接触部である。帯電ローラ２の表面には予
めフッ素化合物で表面処理し、その後、移動可能な導電
性粒子（帯電促進粒子）ｍ１を塗布してある。この帯電
ローラ２及び導電性粒子ｍ１については後述する。

【００７３】帯電ローラ２は感光ドラム１との接触部で
ある帯電接触部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）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。また帯電バイアス印加
電源Ｓ１から所定の帯電バイアスが印加される。

【００７４】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。これについては後述する。

【００７５】３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（露光装置）である。
このレーザービームスキャナ３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Ｌする。この走査露光Ｌ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。

【００７６】４は現像器である。現像剤ｔには導電性粒
子ｍ２を添加してある。回転感光ドラム１面の静電潜像
はこの現像器４により現像部ａにてトナー像として現像
される。この現像器４及び導電性粒子ｍ２については後
述する。

【００７７】５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接触
部ｂを形成させてある。この転写接触部ｂに不図示の給
紙部から所定のタイミングで記録材としての転写材Ｐが
給紙され、かつ転写ローラ５に転写バイアス印加電源Ｓ
３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接触部ｂに給紙された転
写材Ｐの面に順次に転写されていく。本実施例ではロー
ラ抵抗値は５×１０⁸Ωのものを用い、＋２０００Ｖの
ＤＣ電圧を印加して転写を行なった。即ち、転写接触部
ｂに導入された転写材Ｐはこの転写接触部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。

【００７８】６は熱定着方式等の定着装置である。転写
接触部ｂ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６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）として装置外へ排出さ
れる。

【００７９】本実施例のプリンタはクリーナレスであ
り、転写材Ｐに対するトナー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
にともない帯電接触部ｎを経由して現像部ａに至り、現
像器４において現像同時クリーニングにて回収される
（トナーリサイクルプロセス）。

【００８０】７はプロセスカートリッジである。本例の
ものは、感光ドラム１、帯電ローラ２、現像器４の３つ
のプロセス機器を外装によって各装置を統合し一緒に交
換可能な一体型カートリッジ内に設けたものであり、プ
リンタ本体に対して着脱可能である。プロセスカートリ
ッジ７はプリンタ本体に所定に装着されると、プリンタ
本体に対して機械的・電気的にカップリングして画像形
成動作を実行できる状態になる。

【００８１】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
１つ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。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、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。

【００８２】（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上に可撓性部材としてウレタンにカーボン
を分散した中抵抗の弾性発泡体の層２ｂを形成してい
る。この帯電ローラ２には予め移動可能な導電性粒子ｍ
１を塗布してある。

【００８３】中抵抗の弾性発泡体層２ｂはウレタン、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て直径１２ｍｍ、
長手長さ２００ｍｍの導電性弾性ローラである帯電ロー
ラ２を作成した。

【００８４】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４ｍｍの帯電接触部ｎを形成させ
てある。

【００８５】本実施例の帯電ローラ２の弾性発泡体層２
ｂの表面には図２に示すような溝が２ｃ入っている。溝
２ｃは、幅１ｍｍ、深さ１ｍｍで、帯電ローラ２の長手
に沿って平行に３ｍｍ間隔で入っている。溝２ｃの幅は
帯電接触部ｎの幅より小さくなければならず、本実施例
では２ｍｍ以下が望ましい。また溝２ｃの深さは、大き
過ぎると帯電ローラ２と被帯電体１との接触不良を起こ
すので、２ｍｍ以下が望ましい。

【００８６】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（９．８Ｎ）の加重が
かかるようφ３０ｍｍ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１０
０Ｖを印加して、計測した。

【００８７】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低
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、十分な帯電性と耐リークを得るには１０⁴〜１０⁷
Ωの抵抗が望ましい。

【００８８】帯電ローラ２の硬度は、硬度が低すぎると
形状が安定しないために被帯電体との接触性が悪くな
り、高すぎると被帯電体との間に帯電接触部を確保でき
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。

【００８９】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。

【００９０】また本実施例では、この帯電ローラ２を帯
電接触部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
の直に対して速度差を持たせるようにした。

【００９１】また帯電ローラ２の芯金２ａには帯電バイ
アス印加電源Ｓ１から−７００Ｖの直流電圧を帯電バイ
アスとして印加するようにした。

【００９２】（３）現像器４本実施例の現像器４は現像剤ｔとして一成分磁性トナー
（ネガトナー）を用いた反転現像器４である。

【００９３】４ａはマグネットロール４ｂを内包させ
た、現像剤担持搬送部材として非磁性回転現像スリーブ
であり、この回転現像スリーブ４ａに規制ブレード４ｃ
で現像剤ｔが薄層にコートされる。

【００９４】現像剤ｔは規制ブレード４ｃで回転現像ス
リーブ４ａに対する層厚が規制され、また電荷が付与さ
れる。

【００９５】回転現像スリーブ４ａにコートされた現像
剤はスリーブ４ａの回転により、感光ドラム１とスリー
ブ４ａの対向部である現像部（現像領域部）ａに搬送さ
れる。またスリーブ４ａ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。現像バイアス電圧
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
を用いた。これにより、感光ドラム１側の静電潜像がト
ナー現像される。

【００９６】現像剤ｔ即ち一成分磁性トナーは、結着樹
脂、磁性体粒子、電荷制御剤を混合し、混練、粉砕、分
級の各工程を経て作成し、これに流動化剤等を外添剤と
して添加して作成されたものである。

【００９７】トナーの重量平均粒径（Ｄ４）は７μｍで
あった。

【００９８】本実施例においてはこの現像剤ｔ１００重
量部に対して帯電促進粒子としての導電性粒子ｍ２を２
重量％添加してある。

【００９９】（４）現像剤ｔと導電性粒子ｍ２の移行現像器４の現像剤ｔに重量％で２％添加した導電性粒子
ｍ２は、現像器４による感光ドラム１側の静電潜像のト
ナー現像時に現像部ａにおいてトナーとともに適当量が
感光ドラム１側に移行する。

【０１００】感光ドラム１上のトナー像は転写接触部ｂ
において転写バイアスの影響で記録材Ｐ側に引かれて積
極的に転移するが、感光ドラム１上の導電性粒子ｍ２は
導電性粒子であることで記録材Ｐ側には積極的には転移
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。

【０１０１】そしてプリンタはクリーナレスであること
で、転写後の感光ドラム１面に残存の上記の導電性粒子
ｍ２は感光ドラム１と帯電ローラ２の接触部である帯電
接触部ｎに感光ドラム１面の移動でそのまま持ち運ばれ
て帯電ローラ２に付着し、帯電ローラ２に対して供給さ
れる。

【０１０２】即ち、帯電ローラ２から導電性粒子ｍ２が
脱落しても、プリンタが稼働されることで、現像器４の
現像剤ｔに含有させてある導電性粒子ｍ２が現像部ａで
感光ドラム１体面に移行し該感光ドラム１面の移動によ
り転写接触部ｂを経て帯電接触部ｎに持ち運ばれて帯電
ローラ２に逐次に供給される。

【０１０３】帯電ローラ２から脱落した導電性粒子は現
像器４に回収されて現像剤ｔに混入して循環使用され
る。

【０１０４】プリンタはクリーナレスであることで、転
写後の感光ドラム１面に残存の転写残トナーは感光ドラ
ム１と帯電ローラ２の接触部である帯電接触部ｎに感光
ドラム１面の移動でそのまま持ち運ばれて帯電ローラ２
に付着・混入する。このように転写残トナーが帯電ロー
ラ２に付着・混入しても、導電性粒子ｍ１・ｍ２が感光
ドラム１と帯電ローラ２との接触部である帯電接触部ｎ
に介存することにより、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、帯電ロー
ラ２の転写残トナ¬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出来
る。

【０１０５】帯電ローラ２が感光ドラム１に対して速度
差を持って接触していることで、転写接触部ａから帯電
接触部ｎへ至った転写残トナーは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。

【０１０６】帯電ローラ２に付着・混入した転写残トナ
ーは帯電ローラ２から感光ドラム１上に徐々に吐き出さ
れて感光ドラム１面の移動とともに現像部に至り、現像
手段において現像同時クリーニング（回収）される。

【０１０７】現像同時クリーニングは前述したように、
転写後に感光体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。

【０１０８】（５）導電性粒子ｍ１・ｍ２本実施例では、予め帯電ローラ２に塗布した導電性粒子
ｍ１は、比抵抗が１０ ⁶Ω・ｃｍ、平均粒径３μｍの導
電性酸化亜鉛粒子を用いた。

【０１０９】均一な帯電性を得るために、導電性粒子の
粒径は１０μｍ以下で細かい方が好ましい。

【０１１０】また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、さらには１０¹⁰Ω・ｃｍ以下が望ましい。

【０１１１】導電性粒子は、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。

【０１１２】本実施例において、現像剤に混合した帯電
促進粒子ｍ２は予め帯電ローラ２に塗布した導電性粒子
ｍ１と同等なものを用いた。

【０１１３】導電性粒子ｍ２は粒径が小さ過ぎると、こ
の低抵抗粒子がトナーの表面を覆うことになりトナーが
十分に摩擦帯電できなくなり、現像特性を低下させてし
まう。また粒径が大きすぎると、該粒子が露光時に遮光
したり、現像後はトナー中で該粒子が目立って画像ムラ
などになり画像を悪化させてしまう。そこで現像剤に添
加する導電性粒子ｍ２の粒径は、０．１μｍ以上でトナ
ー粒径以下が望ましい。もしくは１０ｎｍ以上でかつ１
画素の大きさ以下であることが望ましい。

【０１１４】上記の導電性粒子ｍ２が被帯電体である感
光ドラム１と接触帯電部材である帯電ローラ２との接触
部である帯電接触部ｎに介存していることで、該粒子ｍ
２の滑剤効果により、摩擦抵抗が大きくてそのままでは
感光ドラム１に対して速度差を持たせて接触させること
が困難であった帯電ローラであっても、それを感光ドラ
ム１面に対して無理なく容易に効果的に速度差を持たせ
て接触させた状態にすることが可能となる。

【０１１５】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
接触部において導電性粒子ｍ１・ｍ２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、帯電ローラ２と感光ドラム１の接触部に存在す
る導電性粒子ｍ１・ｍ２が感光ドラム１表面を隙間なく
摺擦することで感光ドラム１に電荷を直接注入できるよ
うになり、帯電ローラ２による感光ドラム１の接触帯電
は導電性粒子ｍ１・ｍ２の介存により直接注入帯電が支
配的となる。

【０１１６】（６）感光体１本実施例では、帯電促進粒子と被帯電体表面との摩擦力
を低減することと被帯電体表面の抵抗を調整して、更に
安定して均一に帯電を行なう目的として、実施例１にお
いて被帯電体としての感光体１の表面に電荷注入層を設
けた。

【０１１７】図３は、本例で使用した、表面に電荷注入
層１６を設けた感光体１の層構成模型図である。

【０１１８】即ち該感光体１は、アルミドラム基体（Ａ
ｌ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ものであ
る。

【０１１９】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超微粒子１６ａ（径が約０．０３μ
ｍ）、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
より膜形成しだものである。

【０１２０】電荷注入層１６として重要な点は、表層の
抵抗と表面エネルギーにある。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。

【０１２１】一方、像担持体（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１×１０⁹〜１×１
０¹⁴（Ω・ｃｍ）の範囲が適当である。

【０１２２】また電荷注入層に滑材が含有されてあるこ
とで、被帯電体の表面エネルギーが小さくなる。そのた
めトナーが転写材に移動しやすく、紙粉も被帯電体に付
着しにくいため、接触帯電部材はトナーや紙粉などに汚
染が低減され、長期にわたり帯電ローラの帯電能が維持
される。更に促進粒子と被帯電体との摩擦力が小さくな
るため、被帯電体の削れが大幅に低減される。

【０１２３】上記のように、感光体表層に注入帯電層を
持つことで、本帯電装置を長期に使用した場合において
も直接注入帯電を安定して行うことが出来きる。

【０１２４】〈実施例２〉（図４）本実施例は前記実施例１のプリンタにおいて、帯電ロー
ラ２の表面に図４に示すような溝２ｃが入っている。溝
２ｃは、幅１ｍｍ、深さ１ｍｍで、帯電ローラ２の長手
方向に対して１０°傾けて、３ｍｍの間隔で入ってい
る。

【０１２５】その他の構成は実施例１のプリンタと同様
である。

【０１２６】〈実施例３〉（図５）本実施例は前記実施例１のプリンタにおいて、帯電ロー
ラ２の表面に図５に示すような溝２ｃが入っている。溝
２ｃは、幅１ｍｍ、深さ１ｍｍで、帯電ローラ２の長手
を軸としたらせんを描いて入っている。らせんのピッチ
が短すぎると、帯電ローラ２に付着した転写残トナー及
び外添剤は長手方向に拡散されにくい、またピッチが大
き過ぎると、溝２ｃの長さが短くなり、溝の効果が弱く
なってしまう。本実施例では、らせんのピッチを２０ｍ
ｍに設定した。

【０１２７】その他の構成は実施例１のプリンタと同様
である。

【０１２８】〈実施例４〉（図６）本実施例は前記実施例１のプリンタにおいて、帯電ロー
ラ２の表面に図６に示すような溝２ｃが入っている。溝
２ｃは、幅１ｍｍ、深さ１ｍｍで、帯電ローラ２の長手
を軸とした２重らせんを描いて入っている。らせんの本
数を増やすと、帯電ローラ２に付着した転写残トナー及
び外添剤は長手方向に拡散されやすい。そこで本実施例
では、らせんのピッチを２０ｍｍに設定し、同様のらせ
んを２本入れた。

【０１２９】その他の構成は実施例１のプリンタと同様
である。

【０１３０】〈比較例１〉本比較例は前記実施例１のプ
リンタにおいて、帯電ローラ２の表面には溝が入ってい
ない。その他は実施例１のプリンタと同じである。

【０１３１】〔評価〕１．画像欠陥評価上記の実施例１、２、３、４及び比較例１において、温
度２６℃、湿度６０％の環境下で、画像欠陥の評価を行
った。その結果を表１にまとめて示した。

【０１３２】評価はＡ４紙を用い、縦横ｌｃｍの格子パ
ターンを１００枚印字後（Ａ４縦方向）、５０００枚印
字後、１００００枚印字後に行った。

【０１３３】画像欠陥の評価では、中間調画像を出力し
て、黒点の画像の欠陥数から評価を行った。

【０１３４】本画像形成装置は６００ｄｐｉレーザスキ
ャナーを使用し画像形成を行った。本評価において中間
調画像とは、主操作方向に１ラインを記録し、その後２
ラインを非記録とする縞模様を意味し、全体としての中
間調の濃度を再現している。

【０１３５】本実施例では反転現像系で画像形成を行っ
ているので、局所的に感光体への帯電が阻害された場
合、ベタ白画像上にはトナーカブリとして、中間調画像
上には濃い濃度ムラとして、画像に現れる。これらの画
像評価を以下の基準で評価した。

【０１３６】Ｃ：ベタ白画像上に縦線に応じたカブリが
存在する。

【０１３７】Ｂ：ベタ白画像上に縦線に応じたカブリが
存在しないが、中間調画像上に縦線に応じた濃度ムラが
存在する。

【０１３８】Ａ：ベタ白画像上にも縦線に応じたカブリ
が存在しないし、中間調画像上にも縦線に応じた濃度ム
ラが存在しない。

【０１３９】

【表１】

【０１４０】実施例１と実施例２は格子パターンを１０
０枚印字後、５０００枚印字後及び１００００枚印字後
においても、ベタ白画像上及び中間調画像上に画像欠陥
がほとんどなかった。画像欠陥が表れなかった理由は次
の通りである。

【０１４１】実施例１は帯電ローラ２の長手方向に沿っ
て溝２ｃが平行に入っており、また実施例２は帯電ロー
ラ２の長手方向に対して溝２ｃが少し斜めに入ってい
る。そのため、帯電ローラ２上に混入した転写残トナ
ー、外添剤は、感光ドラム１と帯電ローラ２との摩擦に
よる力学的な力により、帯電ローラ２上の溝２ｃに移行
し、その溝２ｃに沿って転写残トナーや外添剤は帯電ロ
ーラ２の長手方向に拡散される。それにより、同じ縦線
のパターンを連続して印字した場合でも、帯電ローラ２
の縦線のパターンに対応する部分に、転写残トナーと外
添剤を蓄積しないで、は帯電ローラ２の長手方向に拡散
される。よって、長期に同じ縦線のパターンを連続して
印字した場合にも、縦線のパターンに対応した帯電不良
しない。

【０１４２】実施例３では１００枚印字後においてはベ
タ白画像上及び中間調画像上に画像欠陥がほとんどなか
ったが、１００００枚印字後においてベタ白画像上に縦
線に応じたカブリが発生した。

【０１４３】これは実施例３では、帯電ローラ２の表面
に、帯電ローラ長手方向を軸とした（らせん）を描いて
溝２ｃが入っているが、実施例１や実施例２の帯電ロー
ラ２に比べて、その溝２ｃの構造上、転写残トナーや外
添剤は帯電ローラ２の長手方向に拡散されにくい。その
ため、長期に同じ縦線のパターンを連続して印字しても
縦線のパターンに対応した帯電不良が現れた。

【０１４４】実施例４では、実施例３に比べて縦線のパ
ターンに対応した帯電不良がある程度改善された。これ
は実施例４では、帯電ローラ２の表面に、帯電ローラ長
手方向を軸とした２重らせんを描いて溝２ｃが入ってい
るため、実施例３の帯電ローラ２に比べて、転写残トナ
ーや外添剤は帯電ローラの長手方向に拡散されたからで
ある。

【０１４５】比較例１では１００枚印字後においてはベ
タ白画像上にも中間調画像上にも画像欠陥がほとんどな
かったが、５０００枚後及び１００００枚印字後におい
てベタ白画像上に縦線に応じたカブリが発生した。これ
は、帯電ローラの表面に帯電ローラの長手方向に沿った
溝が入っていないため、長期にわたり同じ縦線のパター
ンを連続して印字した場合、その帯電ローラの縦線パタ
ーンに対応した所が、外添剤、転写残トナーが蓄積し、
それらの汚染により、帯電不良を引き起こしたからであ
る。

【０１４６】２．感光体の削れ評価上記の実施例１、２、３、４及び比較例１において、温
度２６℃、湿度６０％の環境下で、感光体の削れの評価
を行った。その結果を表２にまとめて示した。

【０１４７】評価はＡ４紙を用い、縦横ｌｃｍの格子パ
ターンを４０００枚印字後（Ａ４縦方向）印字後に、縦
線パターンに対応した感光体表面の削れの評価を行っ
た。その測定は感光体の表面の縦線印字パターンに対応
した所の近傍を表面粗さ測定器（（株）小坂研究所製、
ＳＥ−３４００）で長手方向に走査して行った。

【０１４８】これらの縦線パターンに対応した感光体表
面の削れの評価を以下の基準で評価した。

【０１４９】Ｃ：縦線印字部の削れ量とその近傍の削れ
量の差が１μｍ以上ある。

【０１５０】Ｂ：縦線印字部の削れ量とその近傍の削れ
量の差が０．３〜１．０μｍの範囲である。

【０１５１】Ａ：縦線印字部の削れ量とその近傍の削れ
量の差が０．３以下である。

【０１５２】

【表２】

【０１５３】実施例１と実施例２は格子パターンを４０
００枚印字後において、縦線印字部の削れ量とその近傍
の削れ量の差がほとんどなかった。その理由は次の通り
である。

【０１５４】実施例１は溝が帯電ローラの長手方向に沿
って平行に入っており、また実施例２は溝２ｃが帯電ロ
ーラ２の長手方向に対して少し斜めに入っている。その
ため、帯電ローラ２上に混入した転写残トナー、外添剤
は、感光ドラム１と帯電ローラ２との摩擦による力学的
な力により、帯電ローラ２上の溝２ｃに移行し、その溝
２ｃに沿って転写残トナーや外添剤は帯電ローラ２の長
手方向に拡散される。

【０１５５】以上のことから、クリーナレス構成で同じ
縦線のパターンを連続して印字した場合でも、帯電ロー
ラ２上の縦線のパターンに対応する所に、転写残トナー
と外添剤を蓄積しないで、帯電ローラ２の長手方向に拡
散する。よって、長期に同じ縦線のパターンを連続して
印字しても、感光体は縦線のパターンに対応した所が顕
著に削れることがなく、感光ドラムの寿命を延ばすこと
ができる。

【０１５６】実施例３では４０００枚印字後において、
縦線印字部の削れ量とその近傍の削れ量の差が１μｍ以
上あった。これは実施例３では、帯電ローラ２の長手方
向を軸としたらせんを描いて、帯電ローラの表面に溝２
ｃが入っているが、実施例１や実施例２の帯電ローラ２
に比べて、その溝２ｃの構造上、転写残トナーや外添剤
は帯電ローラ２の長手方向に拡散されにくい。そのた
め、長期に同じ縦線のパターンを連続して印字した場
合、感光体は縦線のパターンに対応した所が顕著に削れ
た。

【０１５７】実施例４では、実施例３に比べて縦線印字
部の削れ量とその近傍の削れ量との差がある程度減少し
た。これは実施例４では、帯電ローラ２の長手方向を軸
とした２重らせんを描いて、帯電ローラ２の表面に溝２
ｃが入っているため、実施例３の帯電ローラ２に比べ
て、転写残トナーや外添剤は帯電ローラ２の長手方向に
より拡散されたからである。

【０１５８】比較例１では縦線印字部の削れ量とその近
傍の削れ量との差が１μｍ以上あった。これは、帯電ロ
ーラの表面に帯電ローラの長手方向に沿った溝が入って
いないため、長期にわたり同じ縦線のパターンを連続し
て印字した場合、帯電ローラ上の縦線パターンに対応し
た所に外添剤や転写残トナーが蓄積され、それらの混合
体により、感光体の削れが悪化したためである。

【０１５９】〈その他〉１）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。

【０１６０】２）帯電ローラ２や現像スリーブ４ａ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。

【０１６１】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。

【０１６２】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ィ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ヤッター
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。

【０１６３】感光ドラム１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。

【０１６４】４）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器４を例に説明したが、現像器
４の構成について特に限定するものではない。正規現像
器であってもよい。

【０１６５】５）感光ドラム１からトナー画像の転写を
受ける記録媒体は転写ドラム等の中間転写体であっても
よい。

【０１６６】

【発明の効果】以上説明したように、接触帯電方式、転
写方式、多孔体表面を有する弾性体の帯電部材に導電性
粒子を担持させた画像形成装置において、該帯電部材の
表面に長手方向に沿って溝を入れることにより、帯電部
材の表面に付着した転写残トナー、外添剤が長手方向に
拡散される。これにより、連続して縦線の同じパターン
を長期に印字した場合においても、中間調画像にも帯電
ムラのない、高品位で良好な画像を安定に出力でき、ま
た被帯電体の削れ量にもムラがなく、被帯電体の寿命を
延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の画像形成装置の概略構成図

【図２】実施例１で用いた帯電ローラの模型図

【図３】実施例１で用いた感光体の層構成模型図

【図４】実施例２で用いた帯電ローラの模型図

【図５】実施例３で用いた帯電ローラの模型図

【図６】実施例４で用いた帯電ローラの模型図

【図７】帯電特性グラフ

【符号の説明】

１・・感光体（像担持体、被帯電体）、２・・帯電ロー
ラ、２ａ・・芯金、２ｂ・・中抵抗の弾性発泡体層、３
・・レーザービームスキャナ（露光器）、４・・現像
器、４ａ・・現像スリーブ、４ｂ・・マグネットロー
ル、５・・転写ローラ、７・・プロセスカートリッジ、
９・・定着装置、Ｐ・・転写材、Ｓ１〜Ｓ３・・バイア
ス印加電源、ｔ・・現像剤（トナー）、ｍ１，ｍ２・・
導電性粒子（帯電促進粒子）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H200 FA09 GA16 GA23 GA34 GA44 GA46 GA57 HA03 HA21 HA28 HB12 HB17 HB22 HB45 HB46 HB47 HB48 JA02 MA03 MA08 MA14 MB01 MB06 MC01 MC02 NA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被帯電体に接触して被帯電体を帯電する
帯電部材であり、多孔体表面を有する弾性体で構成さ
れ、その表面に単数または複数の溝が部材の長手方向に
沿って入っていることを特徴とする帯電部材。
【請求項２】少なくとも被帯電体との接触面に導電性
粒子を担持してい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】前記弾性体は導電性弾性発泡体で構成さ
れていることを特徴とする請求項１または２に記載の帯
電部材。
【請求項４】被帯電体に帯電部材を接触させて被帯電
体を帯電する帯電装置において、帯電部材は多孔体表面
を有する弾性体で構成され、その表面に単数または複数
の溝が部材の長手方向に沿って入っており、少なくとも
帯電部材と被帯電体との接触面に導電性粒子を担持して
いることを特徴とする帯電装置。
【請求項５】被帯電体を帯電する帯電部材に前記導電
性粒子を供給する手段を有していることを特徴とする請
求項４に記載の帯電装置。
【請求項６】帯電部材は導電性弾性発泡体で構成され
ていることを特徴とする請求項４または５に記載の帯電
装置。
【請求項７】帯電部材は被帯電体に対して速度差をも
って移動することを特徴とする請求項４ないし６の何れ
か１つに記載の帯電装置。
【請求項８】導電性粒子を帯電部材の表面に塗布し
て、帯電部材と被帯電体の接触面に移動可能な導電性粒
子を担持することを特徴とする請求項４ないし７の何れ
か１つに記載の帯電装置。
【請求項９】導電性粒子の粒径が１０ｎｍ以上でかつ
１画素の大きさ以下あることを特徴とする請求項４ない
し８の何れか１つに記載の帯電装置。
【請求項１０】導電性粒子の抵抗が１×１０¹²（Ω・
ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項４ないし９の
何れか１つに記載の帯電装置。
【請求項１１】帯電部材は接触部において被帯電体の
移動方向とは逆方向に速度差を保ちつつ移動される事を
特徴とする請求項４ないし１０の何れか１つに記載の帯
電装置。
【請求項１２】被帯電体が表面に１０⁹〜１０¹⁴（Ω
・ｃｍ）の材料からなる電荷注入層を有し、電荷注入層
は光透過性で絶縁性のバインダーと滑材粉末と導電性粒
子が含有されていることを特徴とする請求項４ないし１
１の何れか１つに記載の帯電装置。
【請求項１３】現像器から導電性粒子を被帯電体へ供
給し、帯電部材の表面に導電性粒子を供給することを特
徴とする請求項４ないし１２の何れか１つに記載の帯電
装置。
【請求項１４】被帯電体に対する前記帯電部材の帯電
方式が、被帯電体表面に直接的に電荷を注入する注入帯
電方式であることを特徴とする請求項４ないし１３の何
れか１つに記載の帯電装置。
【請求項１５】像担持体と、該像担持体を帯電する手
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
する現像手段を有し画像形成を実行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４ない
し１４の何れか１つ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１６】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１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】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一様に帯電
する工程手段を包含しており、該帯電工程手段が請求項
１ないし３の何れか１つに記載の帯電部材または請求項
４ないし１４の何れか１つ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。