JP2002311681A

JP2002311681A - 帯電方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジ

Info

Publication number: JP2002311681A
Application number: JP2001110998A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Hosokawa; 尊広細川; Harumi Ishiyama; 晴美石山; Jun Hirabayashi; 純平林; Yasunori Kono; 康則児野
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におい
て、長期の印字において帯電部材２に転写残トナー、外
添剤や紙粉の蓄積を防止し、中間調画像においても帯電
ムラのない、高品位で良好な画像を安定に出力させるこ
と。【解決手段】被帯電体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に印加する電圧と同じ極性の電荷をもつ導電性粒子
（帯電促進粒子）ｍ１を担持すること。該帯電部材２の
表面に該導電性粒子ｍ１を供給する手段を有しているこ
と。帯電部材２は導電性で可撓性の部材または導電性弾
性発泡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、帯電方法、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５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。

【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５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５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スポンジローラ
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）にこの帯電促進粒子を介在させ
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
表面が多孔状であるスポンジローラを接触帯電部材とし
て用い、帯電ローラに印加する電圧とは逆の極性の電荷
をもつ導電性粒子のみをコートし、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、印字枚数が増加
するにつれて、該導電性粒子は帯電ローラからドラム表
面に吐き出されにくいため、帯電スポンジローラに導電
性粒子だけでなく、転写残トナー、外添剤や紙粉も蓄積
し増加する。

【００４４】その結果、トナーや外添剤は導電性粒子に
比べて抵抗が高く、帯電スポンジ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、帯電ローラのあらゆる所で帯電不良を起
こす問題がある。また紙粉が蓄積されると、その紙粉を
核にして転写残トナーの塊が発生し、同様に帯電ローラ
のあらゆる所で帯電不良を起こす問題がある。

【００４５】本発明の目的は、このような課題を解決
し、良好な帯電性および画像を安定して得る事が可能
な、帯電方法、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。

【００４６】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の特徴を有
する、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。

【００４７】（１）被帯電体を帯電する帯電部材に印加
する電圧が負（−）の場合は、その帯電部材の表面に鉄
粉に対して負の接触帯電量（Ｃ／ｇ）の導電性粒子が、
正（＋）の場合はその帯電部材の表面に鉄粉に対して正
の接触帯電量（Ｃ／ｇ）の導電性粒子が被帯電体と帯電
部材との接触部に存在していることを特徴とする帯電方
法。

【００４８】（２）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（１）に記載の帯電方法。

【００４９】（３）帯電部材は導電性で可僥性の部材で
構成されていることを特徴とする（１）または（２）に
記載の帯電方法。

【００５０】（４）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（１）ないし（３）の何れ
か１つに記載の帯電方法。

【００５１】（５）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方法であり、帯
電部材は被帯電体に対して速度差をもって移動すること
を特徴とする（１）ないし（４）の何れか１つに記載の
帯電方法。

【００５２】（６）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（１）ないし（４）の
何れか１つに記載の帯電方法。

【００５３】（７）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（１）な
いし（５）の何れか１つに記載の帯電方法。

【００５４】（８）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（１）ないし
（７）の何れか１つに記載の帯電方法。

【００５５】（９）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（１）ないし（８）の何れか１つに記載の
帯電方法。

【００５６】（１０）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（１）ないし
（９）の何れか１つに記載の帯電方法。

【００５７】（１１）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（１）ないし（１０）の何れか１つに記載
の帯電方法。

【００５８】（１２）被帯電体に対する前記帯電部材の
帯電方式が、被帯電体表直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（１）ないし（１
１）の何れか１つに記載の帯電方法。

【００５９】（１３）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（１）な
いし（１２）の何れか１つに記載の帯電方法であること
を特徴とする画像形成装置。

【００６０】（１４）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（１）ないし（１３）の何れか１つに記載の
画像形成装置。

【００６１】（１５）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
帯電する工程を包含しており、（１）ないし（１４）の
何れか１つに記載の帯電方法であることを特徴とするプ
ロセスカートリッジ。

【００６２】〈作用〉本発明は、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
方法であり、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に印加する電圧
が負（−）の場合は、その帯電部材の表面に鉄粉に対し
て負の接触帯電量（Ｃ／ｇ）の導電性粒子（帯電促進粒
子）が、正（＋）の場合はその帯電部材の表面に鉄粉に
対して正の接触帯電量（Ｃ／ｇ）の導電性粒子が被帯電
体と帯電部材との接触部に存在している。

【００６３】その結果、帯電部材に電圧を印加すると、
帯電部材と被帯電体表面の電位差により、帯電部材に印
加する電圧と同極性の導電性粒子が帯電部材から被帯電
体上に徐々に吐き出される。

【００６４】帯電部材上に混入した転写残トナー、外添
剤、紙粉の帯電極性が、帯電部材に印加する電圧と同極
性の場合、それらの転写残トナー、外添剤、紙粉も帯電
部材から被帯電体上に徐々に吐き出される。

【００６５】一方、帯電部材に混入した転写残トナー、
外添剤、紙粉の帯電極性が帯電部材に印加する電圧と異
極性の場合、それらの転写残トナー、外添剤、紙粉は静
電気力で帯電部材に印加する電圧と同極性の導電性粒子
に付着し、該導電性粒子と共に帯電部材から被帯電体上
に徐々に吐き出される。

【００６６】この様にして転写残トナー、外添剤、紙粉
は被帯電体上に徐々に吐き出され、被帯電体面の移動と
共に現像部に至り、現像手段において現像同時クリーニ
ング（回収）される。それにより、帯電部材ヘの転写残
トナー、外添剤や紙粉の蓄積が無くなる。

【００６７】また導電性粒子が帯電部材から被帯電体上
に徐々に吐き出されても、接触帯電部材の表面に導電性
粒子を供給する手段を有することにより、接触帯電部材
の導電性粒子のコート量を維持できる。

【００６８】以上のことから、帯電部材に印加する電圧
とは逆の極性の電荷をもつ導電性粒子のみをコートし、
該導電性粒子を帯電部材に供給しながら帯電を行う場
合、長期の印字に対して帯電部材ヘの転写残トナー、外
添剤や紙粉の蓄積よる帯電不良が問題であったが、帯電
部材に印加する電圧と同じ極性の電荷をもつ導電性粒子
をコートし、該導電性粒子を帯電部材に供給しながら帯
電を行うことによって、長期の印字に対しても帯電不良
の問題が解決され、帯電不良のない良好な画像を得るこ
とができる。

【００６９】

【発明の実施の形態】〈実施例１〉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、
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ｍ１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ｍ１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
の帯電ローラには予め移動可能な導電性粒子ｍ１が塗布
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】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の加重がかかるようφ
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。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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３ｍｍの帯電接触部を形成させて
ある。

【００８９】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
の面に対して速度差を持たせるようにした。

【００９０】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。

【００９１】（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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】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。

【００９５】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。トナーの重量平均
粒径（Ｄ４）は７μｍであった。

【００９６】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ｍ１を
２重量％添加してある。導電性粒子ｍ１は鉄粉に対して
負の接触帯電量（Ｃ／ｇ）をもつ導電性粒子で、本実施
例においては酸化チタンＴｉＯ₂を用いた。

【００９７】（４）現像剤ｔと導電性粒子ｍ１の移行鉄粉に対して負の接触帯電量を持つ帯電促進粒子ｍ１
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。

【００９８】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ｍ１は
導電性粒子で、トナーに比べて抵抗が低く、帯電量が小
さいため記録材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。

【００９９】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
ｍ１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。それにより、接触帯電部材の導電性粒子のコート
量を維持し、帯電性の低下を生じさせない。

【０１００】即ち、帯電ローラ２から導電性粒子が脱落
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である導電性粒子ｍ１
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。

【０１０１】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、外添剤、
紙粉は感光ドラム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、外添剤、紙粉が帯電ローラ２に付着・混入して
も、帯電ローラ上の転写残トナー、外添剤、紙粉の中で
帯電極性が負のものは、帯電部材とドラム表面の電位差
により、帯電ローラからドラム上に徐々に吐き出され
る。一方、帯電ローラ上の転写残トナー、外添剤、紙粉
の帯電極性が正のものは静電気力で負の帯電極性の導電
性粒子ｍ１に付着し、帯電部材とドラム表面の電位差に
より、該導電性粒子ｍ１と共に帯電ローラからドラム上
に徐々に吐き出される。

【０１０２】以上のことから、導電性粒子、転写残トナ
ー、外添剤、紙粉も帯電ローラからドラム上に徐々に吐
き出され、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。

【０１０３】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。

【０１０４】この様に長期の印字に対しても帯電ローラ
は転写残トナー、外添剤や紙粉による汚染もなく、導電
性粒子ｍ１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、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】また帯電ローラ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】（５）導電性粒子本実施例では、帯電促進粒子としての導電性粒子ｍ１
は、比抵抗が１０⁶Ω・ｃｍ、平均粒径３μｍで、鉄粉
に対して鉄粉に対して負の接触帯電量をもつ導電性酸化
チタンＴｉＯ₂を用いた。

【０１０７】導電性粒子ｍ１は酸化チタンＴｉＯ₂の他
に、ＳｎＯ₂も使用可能である。

【０１０８】均一な帯電性を得るために、導電性粒子ｍ
１の粒径は１０μｍ以下で細かい方が好ましい。

【０１０９】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。

【０１１０】導電性粒子ｍ１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。

【０１１１】本実施例において、現像剤に混合した導電
性粒子ｍ１と予め帯電ローラに塗布した導電性粒子ｍ１
とは同等なものである。

【０１１２】導電性粒子ｍ１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。

【０１１３】上記の導電性粒子ｍ１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
１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。

【０１１４】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の介存により直接注入帯電が支配的となる。

【０１１５】（６）感光体１本実施例では、導電性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。

【０１１６】図２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。

【０１１７】本例で使用した感光体１は、アルミドラム
基体（Ａｌ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。

【０１１８】電荷注入層１６は、バインダーとしての熱
硬化型のフェノール樹脂に、導電性粒子（導電フィラ
ー）としてのＳｎＯ₂超微粒子１６ａ（径が約０．０３
μｍ）、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、熱硬化法
により膜形成したものである。

【０１１９】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。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１×１０⁹〜１×１０¹⁴（Ω・ｃｍ）の範囲
が適当である。

【０１２０】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の汚
染が更に低減され、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。

【０１２１】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。

【０１２２】〈実施例２〉図３は本実施例における画像
形成装置例の概略構成模型図である。

【０１２３】本実施例は実施例１のクリーナレスのプリ
ンタにおいて、現像剤ｔに帯電促進粒子ｍ１を添加せ
ず、帯電ローラ２に対する導電性粒子の供給手段を変更
したプリンタである。

【０１２４】本実施例の導電性粒子供給手段６は、導電
性粒子塗布部材としてのローラ６ａと、鉄粉に対して負
の接触帯電量を持つ導電性粒子ｍ１を充填収容させたハ
ウジング６ｂで構成されている。ローラ６ａは一部を外
部露出させてハウジング６ｂ内に格納させてあり、ハウ
ジング６ｂ内の導電性粒子ｍ１と接している。そしてロ
ーラ６ａの外部露出部を感光ドラム１面に接触させてあ
る。

【０１２５】導電性粒子塗布ローラ６ａは、発泡体また
は表面に凹凸を持っている部材が適しており、発泡ウレ
タンや発泡ＥＰＤＭ、またファーブラシ等が望ましい。

【０１２６】本実施例では、回転軸に同心一体にローラ
状に形成した外径１０ｍｍ・長手幅２５０ｍｍの発泡ウ
レタンローラを導電性粒子塗布ローラ６ａとして用い
た。本導電性粒子塗布ローラ６ａの表面セル径は約２０
μｍである。感光ドラム１は該塗布ローラ６ａと比較す
ると非常に均一な表面性である。そして本実施例ではこ
の導電性粒子塗布ローラ６ａを感光ドラム１に当接させ
当接部において感光ドラム１の回転方向に順方向に感光
ドラム１の回転周速に対して１５０％の早回しで回転さ
せて速度差を持たせた。

【０１２７】ここで、導電性粒子塗布ローラ６ａと感光
ドラム１の表面状態の違いにより、回転する導電性粒子
塗布ローラ６ａの周面にハウジング６ｂ内の導電性粒子
ｍ１が付着してハウジング６ｂ外に運び出され、回転感
光ドラム１面に塗布供給され、その導電性粒子ｍ１が帯
電ローラ２と感光ドラム１との帯電接触部ｎに至り該帯
電接触部ｎに補給される。

【０１２８】その他の構成は実施例１のプリンタと同様
である。

【０１２９】〈実施例３〉図４は本実施例における画像
形成装置の部分図である。

【０１３０】実施例１のクリーナレスのプリンタにおい
て、現像剤ｔに導電性粒子ｍ１を添加せず、帯電ローラ
２に対する導電性粒子の供給手段を図４のような手段構
成に変更したプリンタである。

【０１３１】即ち、鉄粉に対して負の接触帯電量をもつ
帯電促進粒子ｍ１を帯電ローラ２上に均一に供給するた
めに、導電性粒子塗布ブレード３５を設けた。このブレ
ード３５を帯電ローラ２に当接し該ブレード３５と帯電
ローラ２の間に粉末状の導電性粒子ｍ１を貯留保持さ
せ、帯電ローラ２の回転に応じてブレード３５で規制し
た量の導電性粒子ｍ１が帯電ローラ２に塗布供給される
構成とした。

【０１３２】その他の構成は実施例１のプリンタと同様
である。

【０１３３】〈比較例１〉本比較例１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、予め鉄粉
に対して正の接触帯電量をもつ導電性粒子ｍ２のみを塗
布してある。また現像剤ｔに現像剤ｔ１００重量部に対
して導電性粒子ｍ２のみを２重量％添加してある。

【０１３４】導電性粒子ｍ２は、比抵抗が１０⁶Ω・ｃ
ｍ、平均粒径３μｍで鉄粉に対して正の接触帯電量をも
つ導電性酸化亜鉛ＺｎＯを用いた。

【０１３５】導電性粒子ｍ２は酸化亜鉛ＺｎＯの他にＭ
ｇＯ、ＰｂＯ、Ａｌ₂Ｏ₃も使用可能である。

【０１３６】その他は実施例１のプリンタと同じであ
る。

【０１３７】〈比較例２〉本比較例２は前記実施例２の
プリンタにおいて、帯電ローラ２の表面には、予め鉄粉
に対して正の接触帯電量をもつ導電性粒子ｍ２のみを塗
布してある。また鉄粉に対して正の接触帯電量を持つ導
電性粒子ｍ２のみを充填収容させたハウジング６ｂを有
している。その他は実施例２のプリンタと同じである。

【０１３８】〈比較例３〉本比較例は前記実施例３のプ
リンタにおいて、帯電ローラ２の表面には、予め鉄粉に
対して正の接触帯電量をもつ導電性粒子ｍ２のみを塗布
してある。また正の接触帯電量を持つ導電性粒子ｍ２の
みが帯電ローラ２に塗布供給される構成である。その他
は実施例３のプリンタと同じである。

【０１３９】〔評価〕１．画像欠陥評価上記の実施例１、２、３及び比較例１、２、３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。

【０１４０】評価はＡ４紙を用い、縦横１ｃｍの格子パ
ターンを１００枚印字後（Ａ４縦方向）と１００００枚
印字後に行った。

【０１４１】画像欠陥の評価では、中同調画像を出力し
て、黒点の画像の欠陥数から評価を行った。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。

【０１４２】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、黒点として画像に現れる。これらの欠陥部位の数を
以下の基準で評価した。

【０１４３】Ｃ：中間調画像に直径０．３ｍｍ以下の黒
点が１１以上存在する。

【０１４４】Ｂ：中間調画像に直径０．３ｍｍ以下の黒
点が１０〜６存在する。

【０１４５】Ａ：中間調画像に直径０．３ｍｍ以下の黒
点が５以下存在する。

【０１４６】

【表１】

【０１４７】実施例２と実施例３は、格子パターンを１
００枚印字後においても１００００枚印字後において
も、中間調画像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。

【０１４８】実施例２と実施例３は、鉄粉に対して負の
接触帯電量の導電性粒子ｍ１を帯電ローラに供給してい
る。鉄粉に対して負の接触帯電量の導電性粒子ｍ１は帯
電ローラから徐々に感光体上に導電性粒子、外添剤、転
写残トナー、紙粉を吐き出す効果がある。そのため、印
字枚数が増加しても、帯電ローラに外添剤、転写残トナ
ー、紙粉が蓄積されず、帯電ローラは外添剤、転写残ト
ナー、紙粉の汚染がない。そのため帯電ローラは感光体
に均一でかつ十分な帯電性を与えることができ、中間調
画像に黒点の画像欠陥が現れなかった。

【０１４９】実施例１では、１００枚印字後においては
中間調画像に画像欠陥がほとんどなかったが、１０００
０枚印字後において中間調画像に黒点の画像欠陥が多少
表れた。これは実施例１では、現像器から感光体に移っ
た導電性粒子が転写時に多少、転写材に持っていかれ、
実施例２や実施例３と比べ帯電ローラ上に導電性粒子の
供給量が減少し、帯電ドラムと帯電部材との緻密に接触
できなかったため、各所で帯電不良を引き起こしたから
である。

【０１５０】比較例Ｉ、比較例２と比較例３では、１０
０枚印字後においては中同調画像に画像欠陥がほとんど
なかったが、１００００枚印字後において中間調画像に
黒点の画像欠陥が多少表れた。

【０１５１】これは、鉄粉に対して正の接触帯電量の帯
電促進粒子ｍ２のみを帯電ローラに供給しているため、
印字枚数が増加するにつれて、帯電ローラに外添剤、転
写残トナー、紙粉が蓄積されて、各所でそれらの汚染に
よる帯電不良を引き起こしたからである。

【０１５２】２．画像欠陥評価上記の実施例１及び比較例１において高温高湿下（３０
℃、８０％）で、上記と同様の画像欠陥の評価を行っ
た。その結果を表２にまとめて示した。

【０１５３】〔評価〕

【０１５４】

【表２】

【０１５５】温度２６℃、湿度６０％の環境下での画像
欠陥評価では、実施例１と比較例１とで評価に差が出な
かったが、高温高湿下（３０℃、８０％）においては、
紙粉が感光ドラム上により多く付着し、帯電ローラ上の
紙粉の付着量も増加するため、実施例１と比較例１とで
評価に差が出た。

【０１５６】実施例１では、帯電ローラから徐々に感光
体上に紙粉を吐き出す効果があるため、高温高湿下（３
０℃、８０％）においても、帯電ローラに紙粉が蓄積さ
れず、温度２６℃、湿度６０％の環境下と変わらない帯
電均一性を示した。

【０１５７】一方、実施例２では、帯電ローラから感光
体上に紙粉を吐き出す効果がないため、高温高湿下（３
０℃、８０％）において、帯電ローラに紙粉がより多く
蓄積され、温度２６℃、湿度６０％の環境下と比べ帯電
均一性は悪化した。

【０１５８】〈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。

【０１５９】また接触帯電部材は帯電ローラの他に、フ
ァーブラシ、フェルト、布などの形状・材質のものも使
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。

【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本発明によれば、接
触帯電方式、転写方式、帯電部材へ導電性粒子（帯電促
進粒子）を供給する画像形成装置において、帯電部材の
表面に帯電ローラに印加する電圧と同じ極性の電荷をも
つ導電性粒子を担持することにより、帯電ローラヘの転
写残トナー、外添剤や紙粉の蓄積による帯電不良が解決
され、長期の印字に対しても帯電ローラは転写残トナ
ー、外添剤や紙粉を貯えることなく、帯電不良のない良
好な画像を得ることができる。

【０１６７】即ち接触帯電部材を用いた簡易な構成で良
好な直接注入帯電を実現して、長期の印字において中間
調画像においても帯電ムラのない、高品位で良好な画像
を長期に渡り安定に出力させることができる。

【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】感光体の層構成模型図

【図３】実施例２の画像形成装置の概略構成図

【図４】実施例３の画像形成装置の部分図

【図５】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、６・・帯電促進粒子供給手段、６ａ・・帯電促進
粒子塗布部材（塗布ローラ）、６ｂ・・ハウジング、７
・・プロセスカートリッジ、９・・定着装置、３５・・
帯電促進粒子塗布ブレード、Ｐ・・転写材、Ｓ１〜Ｓ３
・・バイアス印加電源、ｔ・・現像剤（トナー）、ｍ１
・・鉄粉に対して負の接触帯電量の導電性粒子（帯電促
進粒子）、ｍ２・・鉄粉に対して正の接触帯電量の導電
性粒子（帯電促進粒子）

───────────────────────────────────────────────────── 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 (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Ｆターム(参考） 2H200 FA09 GA16 GA23 GA34 GA44 GA46 HA03 HA21 HA28 HB12 HB17 HB22 HB45 HB46 HB47 HB48 JA02 MA03 MA08 MB01 MB06 MC06 3J103 AA02 AA14 AA15 AA21 AA51 BA41 BA43 FA07 FA12 FA18 GA02 GA52 GA57 GA58 HA03 HA04 HA05 HA12 HA18 HA20 HA37 HA41 HA43 HA48

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被帯電体を帯電する帯電部材に印加する
電圧が負（−）の場合は、その帯電部材の表面に鉄粉に
対して負の接触帯電量（Ｃ／ｇ）の導電性粒子が、正
（＋）の場合はその帯電部材の表面に鉄粉に対して正の
接触帯電量（Ｃ／ｇ）の導電性粒子が被帯電体と帯電部
材との接触部に存在していることを特徴とする帯電方
法。
【請求項２】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１に記載の帯電方法。
【請求項３】帯電部材は導電性で可撓性の部材で構成
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
帯電方法。
【請求項４】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１ないし３の何れか１つ
に記載の帯電方法。
【請求項５】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方法であり、帯電部
材は被帯電体に対して速度差をもって移動することを特
徴とする請求項１ないし４の何れか１つに記載の帯電方
法。
【請求項６】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１ないし４の何れ
か１つに記載の帯電方法。
【請求項７】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１ない
し５の何れか１つに記載の帯電方法。
【請求項８】導電性粒子の抵抗が１×１０¹²（Ω・ｃ
ｍ）以下であることを特徴とする請求項１ないし７の何
れか１つに記載の帯電方法。
【請求項９】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１ないし８の何れか１つに記載の帯電方
法。
【請求項１０】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１ないし９
の何れか１つに記載の帯電方法。
【請求項１１】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１ないし１０の何れか１つに記載の帯電
方法。
【請求項１２】被帯電体に対する前記帯電部材の帯電
方式が、被帯電体表直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１ないし１１の何
れか１つに記載の帯電方法。
【請求項１３】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１ない
し１２の何れか１つに記載の帯電方法であることを特徴
とする画像形成装置。
【請求項１４】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１ないし１３の何れか１つに記載の画像形
成装置。
【請求項１５】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
する工程を包含しており、請求項１ないし１４の何れか
１つに記載の帯電方法であることを特徴とするプロセス
カートリッジ。