JP2003255668A

JP2003255668A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003255668A
Application number: JP2002055578A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Atsumi; 哲也渥美
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2003-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】接触帯電、クリーナレスシステムの画像形成装
置において、高デューティーの画像を通紙した後にベタ
白を通紙すると発生するカブリ、及び接触帯電部材に付
着した転写残現像剤による帯電不良を防止する。【解決手段】転写残現像剤を正規化（ネガ化）する工程
と、現像部で回収しやすいように像担持体上から転写残
現像剤を一旦掻き取り像担持体上に戻す（主帯電）工程
とに機能を分離し、かつ接触帯電部材から積極的に転写
残現像剤を吐き出す工程を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被記録画像に対応
して像担持体に形成された静電潜像を、現像剤により現
像して用紙等に記録する画像形成装置に関する。

【０００２】より具体的には、本発明は、像担持体に、
像担持体を帯電する帯電工程、像担持体の帯電面に静電
潜像を形成する潜像形成工程、その静電潜像を帯電した
現像剤により現像する現像工程、像担持体上の現像剤像
を記録媒体に転写する転写工程を含む作像プロセスを適
用して画像形成を行い、像担持体は繰り返して作像に供
する、クリーナレスシステムの画像形成装置に係り、良
好な帯電性を確保し、接触帯電器から吐き出される転写
残現像剤を確実に正規化し現像部で回収させて、カブリ
の起らない画像形成装置を実現するものである。

【０００３】

【従来の技術】電子写真装置や静電記録装置等に用いら
れる画像形成装置において、電子写真感光体・静電記録
誘電体等の像担持体上に静電潜像を形成する方法につい
て様々な方法が知られている。

【０００４】例えば、電子写真法では、像担持体（潜像
担持体）としての光導電性物質を利用した感光体上を所
望の極性・電位に一様に帯電処理した後に、画像パター
ンを露光することにより電気的潜像を形成する方法が一
般的である。

【０００５】従来、像担持体を所望の極性・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。

【０００６】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放電電極を囲むシールド
電極を備え、放電開口部を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の電位に帯電させる
ものである。

【０００７】近年では、像担持体等を帯電する帯電装置
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。

【０００８】このような接触帯電方式の帯電装置におい
て、像担持体に接触させる帯電部材にはローラ型（帯電
ローラ）、ファーブラシ型、磁気ブラシ型、ブレード型
（帯電ブレード）など種々の形態があり、また様々な改
善提案がある。

【０００９】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われる。

【００１０】：放電帯電機構接触帯電部材と像担持体との微小間隙に生じる放電現象
により像担持体表面が帯電する機構である。放電帯電機
構は接触帯電部材と像担持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。

【００１１】：直接注入帯電機構接触帯電部材から像担持体に直接に電荷が注入されるこ
とで像担持体表面が帯電する系である。直接帯電、注入
帯電、あるいは電荷注入帯電とも称される。

【００１２】より詳しくは、中抵抗の接触帯電部材が像
担持体表面に接触して、放電現象を介さずに、つまり放
電を基本的に用いないで像担持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、像担持体を印加電
圧相当の電位に帯電することができる。この帯電系はイ
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、直接注入帯電であるため、接触帯電部材
の像担持体への接触性が帯電性に大きく効いてくる。そ
こでより高い頻度で像担持体に接触する構成をとるた
め、接触帯電部材はより密な接触点を持つ、像担持体と
の速度差を多く持つ等の構成が必要となる。

【００１３】（ローラ帯電）接触帯電装置は、接触帯電
部材として導電性ローラ（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。

【００１４】従来のローラ帯電における帯電機構は前述
の放電帯電機構が支配的である。

【００１５】帯電ローラは、導電あるいは中抵抗のゴム
材或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。

【００１６】帯電ローラは像担持体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、像担持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、直接注入帯電しよ
うとしても、絶対的帯電能力の低下や接触性の不足やロ
ーラ形状による接触ムラや感光体の付着物による帯電ム
ラは避けられない。

【００１７】図４は電子写真法における接触帯電の帯電
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像担持体帯
電電位を表わすものである。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、−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
流電圧を印加して像担持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、像担持体に対し
て帯電ローラを加圧当接させた場合には、ある一定以上
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線形に像担持体表面電位が増
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像担持体
表面電位Ｖｄを得るためには帯電ローラにはＶｄ＋Ｖｔ
ｈという必要とされる以上の直流電圧が必要となる。こ
のようにして直流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「直流帯電方式」と称する。

【００２０】しかし、直流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、像
担持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、像担持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に相当する直流電圧に２×Ｖｔｈ以上の
ピーク間電圧を持つ交流成分を重畳した電圧を接触帯電
部材に印加する「交流帯電方式」が用いられる。これ
は、交流による電位のならし効果を目的としたものであ
り、像担持体の電位は交流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
接触帯電部材に印加する電圧は像担持体表面電位以上の
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交流帯電を行な
った場合にはさらなるオゾンの発生、交流電圧の電界に
よる接触帯電部材と像担持体の振動騒音（交流帯電音）
の発生、また、放電による像担持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】帯電ムラを防止し安定した均一帯電を行な
うために、接触帯電部材に像担持体面との接触面に粉末
を塗布する構成も特公平７−９９４４２号公報に開示さ
れている。しかしながら、接触帯電部材（帯電ローラ）
が像担持体（感光体）に従動回転（速度差駆動無し）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依然として放電帯
電機構を主としている。特に、より安定した帯電均一性
を得るためには直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印
加するので、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に
は、オゾン生成物による画像流れ等の弊害が現われやす
い。更に、クリーナレスの画像形成装置に適用した場合
には、転写残トナーの混入のため塗布した粉末が均一に
帯電部材に付着していることが困難となり、均一帯電を
行なう効果が薄れてしまう。

【００２５】また、特開平５−１５０５３９号公報に
は、接触帯電を用いた画像形成方法において、長時間画
像形成を繰り返すうちにブレードクリーニングしきれな
かったトナー粒子やシリカ微粒子が帯電手段の表面に付
着・蓄積することによる帯電阻害を防止するために、ト
ナー中に、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、ここで用いられた接触帯電或いは近接
帯電は放電帯電機構によるもので、直接注入帯電機構で
はなく、放電帯電による前述の問題がある。

【００２６】更に、クリーナレスの画像形成装置へ適用
した場合には、クリーニング機構を有する場合と比較し
て多量の導電性微粉体及び転写残トナーが帯電工程を通
過することによる帯電性への影響、これら多量の導電性
微粉体及び転写残トナーの現像工程における回収性、回
収された導電性微粉体及び転写残トナーによるトナーの
現像特性への影響に関して何ら考慮されていない。更
に、接触帯電に直接注入帯電機構を適用した場合には、
導電性微粉体が接触帯電部材に必要量供給されず、転写
残トナーの影響による帯電不良を生じてしまう。

【００２７】また、近接帯電では、多量の導電性微粉体
及び転写残トナーにより像担持体を均一帯電することが
困難であり、転写残トナーのパターンをならす効果が得
られないため転写残トナーのパターン画像露光を遮光す
るためのパターンゴーストを生ずる。更に、画像形成中
の電源の瞬断或いは紙詰まり時にはトナーによる機内汚
染が著しくなる。

【００２８】一方、特開平１０−３０７４５４号公報、
特開平１０−３０７４５７号公報で開示されているよう
に、帯電部材と像担持体とに速度差を設け、導電微粉体
を介して直接注入帯電を行なう方式が提案されている。

【００２９】該公報では、帯電補助を目的とした導電性
微粉体の存在により像担持体と接触帯電部材との帯電当
接部において接触帯電部材は像担持体との速度差をもっ
て接触できると同時に、導電性微粉体を介して密に像担
持体に接触して、つまり接触帯電部材と像担持体の帯電
当接部に存在する導電性微粉体が像担持体表面を隙間無
く摺擦することで像担持体に電荷を直接注入できるので
ある。即ち接触帯電部材による像担持体の帯電は導電性
微粉体の存在により直接注入帯電が支配的となる。

【００３０】従って、図４の帯電特性Ｂに示すように、
従来のローラ帯電等では得られなかった高い帯電効率が
得られ、接触帯電部材に印加した電圧とほぼ同等の電位
を像担持体に与えることができる。

【００３１】（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）によって像担持体面から除去さ
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。そこでクリーナを無く
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」で像担持体上から除去し現
像装置に回収・再利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。

【００３２】現像同時クリーニングとは、転写後に像担
持体上に残留したトナーを次工程以降の現像時、即ち引
き続き像担持体を帯電し、露光して潜像を形成し、該潜
像の現像時に、カブリ取りバイアス（現像装置に印加す
る直流電圧と像担持体の表面電位間の電位差であるカブ
リ取り電位差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
次工程以後に再利用されるため、廃トナーを無くし、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。

【００３３】以下、直接注入帯電とトナー・リサイクル
・プロセスを組み合わせた画像形成装置の一例の概略構
成図である。本例の画像形成装置は電子写真プロセス利
用のレーザプリンタである。

【００３４】Ａはプリンタ部、Ｂはプリンタ部Ａの上に
搭載したリーダ部である。コピー開始信号が入力される
と、プリンタ部Ａにおいて、回転ドラム型の感光体１が
矢印方向に回転され、前露光ランプ８で均一に除電（除
電工程）を受けた後、帯電器３により所定の電位になる
ように一様に帯電される。

【００３５】一方、リーダ部Ｂでは、原稿台１０上にお
かれた原稿Ｇに対し原稿照射用ランプ、短焦点レンズア
レイ、ＣＣＤセンサが一体のユニット９となって原稿を
照射しながら走査することにより、その照明走査光の原
稿面反射光が短焦点レンズアレイによって結像されてＣ
ＣＤセンサに入射される。ＣＣＤセンサは受光部、転送
部、出力部より構成されている。ＣＣＤ受光部において
光信号が電荷信号に変えられ、転送部でクロックパルス
に同期して順次出力部へ転送され、出力部において電荷
信号を電圧信号に変換し、増幅、低インピーダンス化し
て出力する。得られたアナログ信号は周知の画像処理を
行なわれデジタル信号に変換されプリンタ部Ａに送られ
る。

【００３６】プリンタ部Ａにおいて、上記の感光体１の
帯電面に対して、固体レーザ素子、高速で回転するポリ
ゴン・ミラー等を含むレーザ露光手段２から出力される
上記の画像情報のデジタル信号に対応して強度変調され
たレーザビームによる走査露光Ｅがなされ、感光体１の
周面に対して原稿画像の画像情報に対応した静電潜像が
形成される。その静電潜像は現像器４によりトナー像と
して現像される。

【００３７】一方、給紙部から記録媒体としての転写材
Ｐが供給されて、感光体１と、これに所定の押圧力で当
接させた接触転写手段としての、中抵抗の転写ローラ７
との圧接ニップ部（転写部）Ｔに所定のタイミングにて
導入される。転写ローラ７には転写バイアス印加電源
（不図示）から所定の転写バイアス電圧が印加される。

【００３８】転写部Ｔに導入された転写材Ｐはこの転写
部Ｔを挟持搬送されて、その表面側に感光体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し
圧力にて転写されていく。

【００３９】更に、トナー画像の転写を受けた転写材Ｐ
は感光体１の面から分離されて熱定着方式等の定着装置
６へ導入されてトナー画像の定着を受け、画像形成物
（プリント、コピー）として装置外へ排出される。

【００４０】本例のプリンタはクリーナレスであり、転
写材分離後の感光体１の面に残存した転写残トナーは専
用のクリーニング装置で除去されることなく、帯電器３
を経由して現像器４へ至り、現像同時クリーニングで再
用される。

【００４１】図３は帯電器３部分の拡大模型図である。
本例の帯電器３は、直接注入帯電方式を用いた接触帯電
装置である。この接触帯電装置３は、接触帯電部材とし
て導電性弾性ローラ３０（以下「帯電ローラ」と記す）
を用いた装置であり、芯金３１と、芯金３１上に可撓性
部材であるゴム或いは発泡体の中抵抗層３２を形成する
ことにより作成された帯電ローラ３０と、帯電ローラ３
０の外周面（即ち中抵抗層３２の外周面）に初期は帯電
ローラ３０上に塗布され、その後は転写残トナー３４と
共に供給される導電性微粉体３３と、帯電ローラ３０に
帯電バイアスを印加する帯電バイアス電圧印加電源Ｓ１
とからなり、感光体１と帯電ローラ３０との当接部ｎに
導電性微粉体３３が介在した状態で感光体１の直接注入
帯電が行なわれる。

【００４２】帯電ローラ３０は像担持体としての感光体
１に対し略平行にして芯金３１の両端部を軸受けさせ、
中抵抗層３２の弾性に抗して所定の押圧力で圧接させて
配設し、帯電ローラ３０と感光体１の当接部である帯電
当接部ｎを形成させる。この帯電当接部ｎの幅は特に制
限されるものではないが、導電性弾性ローラと像担持体
の安定して密な密着性を得るため１ｍｍ以上、より好ま
しくは２ｍｍ以上が良い。

【００４３】この帯電ローラ３０は、帯電当接部ｎにお
いて感光体１の回転方向とは逆方向である矢示の時計方
向、或いは帯電当接部において感光体１の回転方向と順
方向である反時計方向に回転駆動され、感光体１面が帯
電当接部ｎにおいて導電性微粉体３３を保持した中抵抗
層３２で摺擦される。

【００４４】そして帯電バイアス電圧印加電源Ｓ１によ
り帯電ローラ３０を介して導電性微粉体３３に対して所
定の帯電バイアスが所定の極性・電位の直流電圧（Ｖ直
流単独：直流印加方式）、或いは交番電圧Ｖを重畳した
振動電圧（Ｖ直流＋Ｖ交流：交流印加方式）で印加さ
れ、回転駆動されている感光体１の外周面が直接注入帯
電方式にて所定の極性・電位に均一帯電される。

【００４５】トナーに含有させた導電性微粉体３３は、
現像工程における感光体１上の静電潜像の現像時にトナ
ーとともに適当量が感光体１に移行する。

【００４６】感光体１上のトナー画像は、転写工程にお
いてトナーと逆極性の転写バイアスが印加され、トナー
は転写材Ｐ側に引かれて積極的に転移するが、一部のト
ナーは転写残トナーとして感光体表面に残留し、かつそ
の一部はトナーと逆極性の電圧を印加された転写工程に
よって本来の極性と逆極性のものが生じる（以後、「反
転トナー」と記す）。

【００４７】一方、感光体１上の導電性微粉体３３は導
電性であることで記録媒体側には積極的には転移せず、
一部は記録媒体側に付着するものの残りは感光体１上に
付着保持されて残留する。

【００４８】転写工程終了後の感光体１表面に残存して
いる転写残トナー３４および上記の残存導電性微粉体３
３は、感光体１と帯電ローラ３０の当接部である帯電部
ｎに感光体１の移動でそのまま持ち運ばれて帯電ローラ
３０に付着・混入するが、この導電性微粉体３３の存在
により、帯電ローラ３０への転写残トナー３４の付着・
混入による汚染にかかわらず、帯電ローラ３０の感光体
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３０による感光体１の帯電を良好に行なわせるこ
とができる。

【００４９】また、帯電ローラ３０に付着・混入した転
写残トナー３４は、帯電ローラ３０から感光体１へ印加
される帯電バイアス及び帯電ローラ３０と感光体１との
摺擦により反転トナーも含めて帯電バイアスと同極性に
電荷を揃えられて（以後、「正規化」と記す）帯電ロー
ラ３０から徐々に感光体１上に吐き出され、感光体１の
移動とともに現像部に至り、現像工程においてカブリ取
り電位差Ｖbackにより、現像器４へ回収される（現像同
時クリーニング）。

【００５０】更に、画像形成が繰り返されることで、ト
ナーに含有させてある導電性微粉体３３が、現像部で感
光体１に移行し感光体１の移動により転写部を経て帯電
部ｎに持ち運ばれて帯電部ｎに逐次に導電性微粉体が供
給され続けるため、帯電部において導電性微粉体３３が
脱落等で減少したり、劣化するなどしても、帯電性の低
下が生じることが防止されて良好な帯電性が安定して維
持される。

【００５１】この直接注入帯電方式を用い、像担持体と
して有機感光体（ＯＰＣ）上に導電性微粒子を分散させ
た表層を有するものや、アモルファスシリコン系感光体
（ａ−Ｓｉ）などを用いれば、像担持体への帯電がコロ
ナ帯電器を用いて行なわれるような放電現象を利用しな
いので完全なオゾンレス、かつ、低電力消費型帯電が可
能となる。

【００５２】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例のような画像形成装置において、像担持体とし
ての感光体１の帯電手段として前述した直接注入帯電を
用いたローラ帯電方式にも克服すべき特有の諸問題が存
在する。その中に、以下のような問題があった。

【００５３】文字画像のような低比率の画像ではなく、
黒ベタや写真画像のような高比率の画像の直後に白ベタ
画像を出力すると、白ベタ画像部にカブリが発生した。
このカブリはいわゆる現像の地カブリではなく、帯電ロ
ーラ３０から吐き出された転写残トナー３４が現像工程
において回収できなかったために、あるいは回収不十分
のために、転写残トナー３４が現像領域を通過して転写
部に至り、記録媒体の本来ならば白地部であるところに
転写されて発生する現象である。

【００５４】この構成の帯電ローラ３０から吐き出され
た転写残トナー３４の帯電量を測定したところ、現像ト
ナーの帯電量が−８μＣ／ｇに対しほぼゼロからプラス
極性の値となっていた。つまり帯電器から吐き出された
トナーが正規化されていないため現像のカブリ取り電位
差Ｖbackにより静電的に回収されずにそのまま転写部に
到達していることが判明した。ここで転写されるトナー
は静電的に転写されるのではなく転写部材と感光体との
押し圧力により転写されるものである。

【００５５】本来、転写残トナー３４は帯電ローラ３０
と感光体１の当接部ｎで摺擦され、この摩擦帯電により
正規化されるべきである。そこで転写残トナー３４がど
のような経路で帯電ローラ３０を通過しているのかを調
べたところ図３の如く通過していることが分かった。つ
まり帯電ローラ３０を感光体１と逆方向に回転させるこ
とによって、転写残トナー３４は当接部端で掻き取ら
れ、当接部ｎを通過するものはほとんど無く帯電ローラ
３０上を連れ回ってもう一方の当接部端で吐き出される
といった経路を辿っていた。このためトナーが摺擦を受
ける部分は帯電部材と感光体との当接部端のごくわずか
で、ほとんど当接部ｎでの摺擦を受けることなく吐き出
されていることが分かった。

【００５６】即ち従来帯電均一性の点で好ましいとされ
ている、帯電ローラ３０を感光体１と逆方向に回転させ
る構成では、吐き出された転写残トナー３４の正規化は
難しく、特に黒ベタ後のカブリ現象が避けがたいという
大きな問題点が明らかとなった。

【００５７】この問題を回避するために、図６に示すよ
うに、転写残トナー３４を帯電ローラ３０′と感光体１
の当接部ｎで確実に摺擦して正規化できる帯電ローラ３
０′を感光体１と同方向に周速差をつけて回転させる構
成を用い、前記と同様に黒ベタや写真画像のような高比
率の画像を出力したところ、帯電不良が発生した。

【００５８】実際にこの構成の帯電ローラ３０′から吐
き出された転写残トナー３４の帯電量を測定したところ
−５μＣ／ｇで正規化できてはいたが、帯電ローラ３０
と感光体１の当接部ｎに転写残トナー３４が介在してい
るために導電性微粉体３３が感光体１と密に接触できな
いことに起因した帯電不良が発生していたという問題点
があった。

【００５９】本発明は上記に鑑みて開発・提案されたも
ので、クリーナレスの画像形成装置において、良好な帯
電性を確保し接触帯電器から吐き出される転写残現像剤
を確実に正規化し現像部で回収させて、カブリの起らな
い画像形成装置を実現することを目的とする。

【００６０】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする画像形成装置であり、上記のカブリ、帯電不良
を防止し、高比率の画像を出力し続けても、良好な帯電
性を確保し接触帯電器から吐き出される転写残現像剤を
確実に正規化し現像部で回収させて、カブリの起らない
クリーナレスシステムの画像形成装置を提供することに
ある。

【００６１】（１）像担持体に、像担持体を帯電する帯
電工程、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する潜像形
成工程、その静電潜像を帯電した現像剤により現像する
現像工程、像担持体上の現像剤像を記録媒体に転写する
転写工程を含む作像プロセスを適用して画像形成を行
い、像担持体は繰り返して作像に供する画像形成装置に
おいて、該帯電工程は、像担持体と当接部を形成して接
触する第１帯電部材及び第２帯電部材に電圧を印加し、
該第１帯電部材は像担持体を帯電する補助帯電工程及び
該転写工程を経た該像担持体上に残留している現像剤を
摺擦し所望の極性にする工程及び／又は帯電部材に付着
した現像剤を該像担持体上へ移動させる吐き出し工程を
持ち、該第２帯電部材は該像担持体を帯電する主帯電工
程及び該第１帯電部材で摺擦され該像担持体上に押し付
けられた現像剤を該像担持体上から掻き取り工程及び／
又は帯電部材に付着した現像剤を像担持体へ移動させる
吐き出し工程を持つことを特徴とする画像形成装置。

【００６２】（２）前記帯電工程において、当接部に粒
子が介在していることを特徴とする（１）記載の画像形
成装置。

【００６３】（３）前記介在する粒子が導電性粉体であ
ることを特徴とする（２）記載の画像形成装置。

【００６４】（４）前記現像工程は、現像剤像を記録媒
体上に転写した後の像担持体上に残留している現像剤を
回収するクリーニング工程を兼ね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形成装置。

【００６５】（５）前記帯電工程において、少なくとも
帯電部材と像担持体の当接部及び／又は近傍に、現像剤
中に含有の導電性粉体が現像工程で像担持体に付着し、
転写工程の後も像担持体上に残留し運ばれて介在してい
ることを特徴とする（１）から（４）の何れかに記載の
画像形成装置。

【００６６】（６）前記帯電工程は、当接部を形成する
帯電部材の表面の移動速度と像担持体の表面の移動速度
が、相対的速度差を有しつつ像担持体を帯電する工程で
あることを特徴とする（１）から（５）の何れかに記載
の画像形成装置。

【００６７】（７）前記帯電工程は、第１帯電部材と像
担持体が互いに同方向に移動しつつ像担持体を帯電する
工程であることを特徴とする（６）記載の画像形成装
置。

【００６８】（８）前記帯電工程は、第２帯電部材と像
担持体が互いに逆方向に移動しつつ像担持体を帯電する
工程であることを特徴とする（６）記載の画像形成装
置。

【００６９】（９）前記帯電工程は、アスカーＣ硬度が
５０度以下のローラ部材に電圧を印加することにより像
担持体を帯電することを特徴とする（１）から（８）の
何れかに記載の画像形成装置。

【００７０】（１０）前記帯電工程は、体積固有抵抗１
０³Ω・ｃｍ以上１０⁸Ω・ｃｍ以下のローラ部材に電圧
を印加することにより像担持体を帯電する工程であるこ
とを特徴とする（１）から（９）の何れかに記載の画像
形成装置。

【００７１】（１１）前記帯電工程は、直流印加におけ
る放電開始電圧（Ｖ）をＶｔｈとしたとき、帯電部材に
２×Ｖｔｈ（Ｖ）未満のピーク間電圧を有する交流電圧
を直流電圧に重畳した電圧を印加することにより像担持
体を帯電する工程であることを特徴とする（１）から
（１０）の何れかに記載の画像形成装置。

【００７２】（１２）前記帯電工程は、帯電部材に直流
電圧、又は直流印加における放電開始電圧（Ｖ）をＶｔ
ｈとしたとき、Ｖｔｈ（Ｖ）未満のピーク間電圧を有す
る交流電圧を直流電圧に重畳した電圧を印加することに
より、実質的に放電現象を伴うことなく像担持体を帯電
する工程であることを特徴とする（１）から（１０）の
何れかに記載の画像形成装置。

【００７３】（１３）前記導電性粉体の体積固有抵抗は
１×１０⁹Ω・ｃｍ以下、好ましくは１×１０⁶Ω・ｃｍ
以下であることを特徴とする（３）記載の画像形成装
置。

【００７４】（１４）像担持体を帯電する帯電工程の前
に、像担持体を除電する除電工程を有することを特徴と
する（１）から（１３）の何れかに記載の画像形成装
置。

【００７５】（１５）潜像形成工程が露光工程であるこ
とを特徴とする（１）から（１４）の何れかに記載の画
像形成装置。

【００７６】（作用）要するに、本発明は転写残現像
剤を正規化（ネガ化）する工程と、現像部で回収しやす
いように像担持体上から転写残現像剤を一旦掻き取り像
担持体上に戻す（主帯電）工程とに機能を分離し、かつ
接触帯電部材から積極的に転写残現像剤を吐き出す工程
を設けることで、高デューティーの画像を通紙した後に
ベタ白を通紙すると発生するカブリ、及び接触帯電部材
に付着した転写残現像剤による帯電不良を防止するもの
である。

【００７７】

【発明の実施の形態】本発明に用いた帯電部材、導電性
微粉体、感光体等に関して具体的に説明する。

【００７８】（１）帯電部材本発明における画像形成装置の帯電工程は、像担持体
に、ローラ型（帯電ローラ）、ファーブラシ型、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、接触帯電部材に所定の帯電バイアスを
印加して像担持体面を所定の極性・電位に帯電させる接
触帯電装置を用いている。

【００７９】接触帯電部材に対する印加帯電バイアスは
直流電圧のみでも良好な帯電性を得ることが可能である
が、直流電圧に交番電圧（交流電圧）を重畳してもよ
い。

【００８０】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パルス波
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。

【００８１】本発明においては、帯電部材が、帯電部材
と像担持体との間に導電性微粉体を介在させる当接部を
設ける上で弾性を有することが好ましく、帯電部材に電
圧を印加することにより像担持体を帯電するために導電
性であることが好ましい。従って、帯電部材は導電性弾
性ローラ、磁性粒子を磁気拘束させた磁気ブラシ部を有
し該磁気ブラシ部を像担持体に接触させた磁気ブラシ接
触帯電部材或いは導電性繊維から構成されるブラシであ
ることが好ましい。

【００８２】導電性弾性ローラの硬度は、硬度が低すぎ
ると形状が安定しないために像担持体との接触性が悪く
なり、更に、帯電部材と像担持体との当接部に導電性微
粉体を介在させることで導電性弾性ローラ表層を削り或
いは傷つけ、安定した帯電性が得られない。また、硬度
が高すぎると像担持体との間に帯電当接部を確保できな
いだけでなく、像担持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。

【００８３】導電性弾性ローラは弾性を持たせて像担持
体との十分な接触状態を得ると同時に、移動する像担持
体を充電するに例えば、導電性弾性ローラは可撓性部材
としてのゴムあるいは発泡体の中抵抗層を形成すること
により作成される。中抵抗層は樹脂（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、芯金の上にローラ状に形
成する。その後必要に応じて切削、表面を研磨して形状
を整え導電性弾性ローラを作成することができる。な
お、該ローラ表面は導電性微粉体を介在させるために微
少なセルまたは凹凸を有していることが好ましい。

【００８４】導電性弾性ローラの材質としては、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、エ
チレン−プロピレン−ジエンポリエチレン（ＥＰＤ
Ｍ）、ウレタン、ブタジエンアクリロニトリルゴム（Ｎ
ＢＲ）、シリコーンゴムや、イソプレンゴム等に抵抗調
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、導電性物質を分散せずに、或いは導
電性物質と併用して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】接触帯電部材は可撓性を有していることが
接触帯電部材と像担持体の当接部において導電性微粉体
が像担持体に接触する機会を増加させ、高い接触性を得
ることができ、直接注入帯電性を向上させる点で好まし
く良い。つまり、接触帯電部材が導電性微粉体を介して
密に像担持体に接触して、接触帯電部材と像担持体の当
接部に存在する導電性微粉体が像担持体表面を隙間なく
摺擦することで、接触帯電部材による像担持体の帯電は
帯電促進粒子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る。

【００８６】導電性弾性ローラは弾性を持たせて像担持
体との十分な接触状態を得ると同時に、移動する像担持
体を充電するに十分低い抵抗を有する電極として機能す
ることが重要である。一方では像担持体にピンホールな
どの欠陥部位が存在した場合に電圧のリークを防止する
必要がある。像担持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１０³〜１０⁸
Ωの抵抗であることが良く、より好ましくは１０⁴〜１
０⁷Ωの抵抗であることが良い。該ローラの抵抗は、該
ローラの芯金に総圧１ｋｇの加重がかかるようφ３０ｍ
ｍの円筒状アルミドラムに該ローラを圧着した状態で、
芯金とアルミドラムとの間に１００Ｖを印加し、計測し
た。

【００８７】帯電部材と像担持体との速度差は、具体的
には帯電部材面を移動駆動して像担持体との間に速度差
を設けることになる。好ましくは帯電部材を回転駆動
し、さらにその回転方向は像担持体表面の移動方向とは
逆方向に回転するように構成するのがよい。

【００８８】帯電部材面を像担持体表面の移動方向と同
じ方向に移動させて速度差を持たせることも可能である
が、直接注入帯電の帯電性は像担持体の周速と帯電部材
の周速の比に依存するため、逆方向と同じ周速差を得る
には順方向では帯電部材の回転数が逆方向の時に比べて
大きくなるので、帯電部材を逆方向に移動させる方が回
転数の転で有利である。

【００８９】ここで記述した相対移動速度比は相対移動速度比（％）＝（帯電部材周速−像担持体周
速）／像担持体周速×１００である（帯電部材周速は帯電当接部において帯電部材表
面が像担持体表面と同じ方向に移動する時、正の値であ
る）。

【００９０】更に、帯電当接部を形成する帯電部材の表
面の移動速度と像担持体の表面の移動速度には、相対的
速度差を設けることで、接触帯電部材と像担持体の当接
部において導電性微粉体が像担持体に接触する機会を格
段に増加させ、より高い接触性を得ることができ、直接
注入帯電性を向上させる点で好ましく良い。

【００９１】接触帯電部材と像担持体との当接部に導電
性微粉体を介在させることにより、導電性微粉体の潤滑
効果（摩擦低減効果）により接触帯電部材と像担持体と
の間に大幅なトルクの増大及び接触帯電部材及び像担持
体表面の顕著な削れ等を伴うことなく速度差を設けるこ
とが可能となる。

【００９２】像担持体と接触帯電部材との当接部におけ
る導電性微粉体の介在量は、少なすぎると、該粒子によ
る潤滑効果が十分に得られず、像担持体と接触帯電部材
との摩擦が大きくて接触帯電部材を像担持体に速度差を
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接触帯電部
材や像担持体の表面が削れてしまう。更に導電性微粉体
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、介在量が多過ぎると、
導電性微粉体の接触帯電部材からの脱落が著しく増加し
作像上に悪影響が出る。

【００９３】（２）導電性微粉体ａ）含有量導電性微粉体のトナー全体に対する含有量は、１〜１０
重量％であることが好ましく良い。

【００９４】導電性微粉体のトナー全体に対する含有量
が１重量％よりも少ないと、接触帯電部材への絶縁性の
転写残トナーへの付着・混入による帯電阻害に打ち勝っ
て像担持体の帯電を良好に行なわせるのに十分な量の導
電性微粉体を、帯電部材と像担持体との当接部或いはそ
の近傍の帯電領域に介在させることができず、帯電性が
低下し帯電不良を生じる。

【００９５】また、含有量が１０重量％よりも多い場合
では、現像同時クリーニングによって回収される導電性
微粉体が多くなりすぎることによる現像部でのトナーの
帯電能、現像性を低下させ、画像濃度低下やトナー飛散
を生ずる。

【００９６】導電性微粉体のトナー全体に対する含有量
は、１．５〜５重量％であることが好ましく良い。

【００９７】ｂ）抵抗また、導電性微粉体の抵抗は、１０⁹Ω・ｃｍ以下であ
る。導電性微粉体の抵抗が１０⁹Ω・ｃｍよりも大きい
と導電性微粉体を帯電部材と像担持体との当接部或いは
その近傍の帯電領域に介在させ、接触帯電部材の導電性
微粉体を介しての像担持体への緻密な接触性を維持させ
ても、良好な帯電性を得るための帯電促進効果が得られ
ない。

【００９８】導電性微粉体の帯電促進効果を十分に引き
出し、良好な帯電性を安定して得るためには、導電性微
粉体の抵抗が、接触帯電部材の表面部或いは像担持体と
の接触部の抵抗よりも小さいことが好ましい。

【００９９】更に、導電性微粉体の抵抗が１０⁶Ω・ｃ
ｍ以下であることが、接触帯電部材への絶縁性の転写残
トナーへの付着・混入による帯電阻害に打ち勝って像担
持体の帯電をより良好に行なわせる上で好ましく良い。

【０１００】一方、導電性微粉体の抵抗が、１０^-1Ω・
ｃｍ以上であることが、該微粉末が帯電し非画像部に現
像され帯電を促進するために好ましい。

【０１０１】ｃ）平均粒径導電性微粉体の体積平均粒子径は０．５〜１０μｍであ
ることが好ましく良い。導電性微粉体の平均粒子径が小
さいと、現像性の低下を防ぐために導電性微粉体のトナ
ー全体に対する含有量を小さく設定しなければならな
い。

【０１０２】導電性微粉体の平均粒子径が０．５μｍ未
満では、導電性微粉体の有効量を確保できず、帯電工程
において、接触帯電部材への絶縁性の転写残トナーへの
付着・混入による帯電阻害に打ち勝って像担持体の帯電
を良好に行なわせるのに十分な量の導電性微粉体を帯電
部材と像担持体との当接部或いはその近傍の帯電領域に
介在させることができず、帯電不良を生じ易くなる。

【０１０３】この観点から、導電性微粉体の平均粒子径
は好ましくは０．８μｍ以上、更に好ましくは１．１μ
ｍ以上、５μｍ未満が良い。

【０１０４】また、導電性微粉体の平均粒子径が１０μ
ｍよりも大きいと、帯電部材から脱落した導電性微粉体
は静電潜像を書き込む露光光を遮光或いは拡散し、静電
潜像の欠陥を生じ画像品位を低下させる。

【０１０５】更に、導電性微粉体の平均粒子径が大きい
と、単位重量当りの粒子数が減少するため、帯電部材か
らの導電性微粉体の脱落等による減少、劣化を考慮して
導電性微粉体を帯電部材と像担持体との当接部或いはそ
の近傍の帯電領域に逐次に導電性微粉体が供給し続け介
在させるために、また、接触帯電部材が導電性微粉体を
介して像担持体への緻密な接触性を維持し良好な帯電性
を安定して得るためには、導電性微粉体のトナー全体に
対する含有量を大きくしなければならない。しかし、導
電性微粉体の含有量を大きくしすぎると、特に高湿環境
下でのトナー全体としての帯電能、現像性を低下させ、
画像濃度低下やトナー飛散を生ずる。

【０１０６】このような観点から、導電性微粉体の平均
粒子径は好ましくは５μｍ以下が良い。

【０１０７】ｄ）光透過性また、導電性微粉体は、透明、白色或いは淡色の導電性
微粉体であることが、転写材上に転写される導電性微粉
体がカブリとして目立たないため好ましく良い。潜像形
成工程における露光光の妨げとならない意味でも導電性
微粉体は、透明、白色或いは淡色の導電性微粉体である
ことがよく、より好ましくは、導電性微粉体の露光光に
対する透過率が３０％以上であることが良い。

【０１０８】本発明においては、粒子の光透過性につい
ては以下の手順で測定した。片面に接着層を有する透明
のフィルムの導電性微粉体を一層分固定した状態で透過
率を測定する。光はシートの鉛直方向から照射しフィル
ム背面に透過した光を集光し光量を測定した。フィルム
のみと粒子を付着したときの光量から正味の光量として
粒子の透過率を算出した。実際にはＸ−Ｒｉｔｅ社製３
１０Ｔ透過型濃度計を用いて測定した。

【０１０９】ｅ）材料本発明における導電性微粉体としては、例えばカーボン
ブラック、グラファイトなどの炭素微粉末；銅、金、
銀、アルミニウム、ニッケルなどの金属微粉末；酸化亜
鉛、酸化チタン、酸化すず、酸化アルミニウム、酸化イ
ンジウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化バリウ
ム、酸化モリブデン、酸化鉄、酸化タングステンなどの
金属酸化物；硫化モリブデン、硫化カドミウム、チタン
酸カリなどの金属化合物、あるいはこれらの複合酸化物
などが必要に応じて粒度及び粒度分布を調整することで
使用できる。これらの中でも酸化亜鉛、酸化すず、酸化
チタン等の無機酸化物微粒子が特に好ましい。

【０１１０】また、導電性無機酸化物の抵抗値を制御す
る等の目的で、アンチモン、アルミニウムなどの元素を
ドープした金属酸化物、導電性材料を表面に有する微粒
子なども使用できる。例えば酸化スズ・アンチモンで表
面処理された酸化チタン微粒子、アンチモンでドープさ
れた酸化第二スズ微粒子、あるいは酸化第二スズ微粒子
などである。

【０１１１】ｆ）測定方法．平均粒径および粒度分布本発明における導電性微粉体の平均粒径及び粒度分布の
測定には、コールター社製、ＬＳ−２３０型レーザ回折
式粒度分布測定装置にリキッドモジュールを取付けて
０．０４〜２０００μｍの測定範囲で測定した。測定法
としては、純水１０ｃｃに微量の界面活性剤を添加し、
これに導電性微粉体の試料１０ｍｇを加え、超音波分散
機（超音波ホモジナイザー）にて１０分間分散した後、
測定時間９０秒、測定回数１回で測定し、その結果を元
に体積平均粒径を算出した。

【０１１２】本発明において、導電性微粉体の粒度及び
粒度分布の調整方法としては、導電性微粉体の一次粒子
が製造時において所望の粒度及び粒度分布が得られるよ
うに製造法、製造条件を設定する方法以外にも、一次粒
子の小さな粒子を凝集させる方法、一次粒子の大きな粒
子を粉砕する方法或いは分級による方法等が可能であ
り、更には、所望の粒度及び粒度分布の基材粒子の表面
の一部もしくは全部に導電性粒子を付着或いは固定化す
る方法、所望の粒度及び粒度分布の粒子に導電性成分が
分散された形態を有する導電性微粉体を用いる方法等も
可能であり、これらの方法を組み合わせて導電性微粉体
の粒度及び粒度分布を調整することも可能である。

【０１１３】導電性微粉体の粒子が凝集体として構成さ
れている場合の粒径は、その凝集体としての平均粒径と
して定義される。導電性微粉体は、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
として帯電部材と像担持体との当接部或いはその近傍の
帯電領域に介在し、帯電補助或いは促進の機能が実現で
きればその形態は問わない。

【０１１４】．抵抗本発明において、導電性微粉体の抵抗測定は、錠剤法に
より測定し正規化して求めた。即ち、底面積２．２６ｃ
ｍ²の円筒内に凡そ０．５ｇの粉体試料を入れ上下電極
に１４７Ｎ（１５ｋｇｆ）の加圧を行うと同時に１００
Ｖ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。

【０１１５】（３）像担持体（感光体）像担持体としての感光体に関して説明する。直接注入帯
電方式には、通常用いられている有機感光体等を用いる
ことができるが、望ましくは、有機感光体上にその抵抗
が１０⁹〜１０¹⁴Ω・ｃｍの材質を有する表面層を持つ
ものや、アモルファスシリコン系感光体などを用いる
と、電荷注入帯電を実現でき、オゾン発生の防止、なら
びに消費電力の低減に効果がある。また、帯電性につい
ても向上させることが可能となる。

【０１１６】ａ）有機感光体（ＯＰＣ）帯電部材に対向する積層型感光体の感光層の構成として
は、導電性支持体上に電荷発生層及び電荷輸送層をこの
順に積層したものを用いている。

【０１１７】導電性支持体は導電性を有するものであれ
ば、いずれのものでもよく、例えばアルミニウム、銅、
クロム、ニッケル、亜鉛及びステンレス等の金属をドラ
ムあるいはシート状に成形したもの、アルミニウム及び
銅等の金属箔をプラスチックフィルムにラミネートした
もの、アルミニウム、酸化インジウム及び酸化スズ等を
プラスチックフィルムに蒸着したもの、導電性物質を単
独またはバインダー樹脂とともに塗布して導電層を設け
た金属、プラスチックフィルムあるいは紙等が挙げられ
る。

【０１１８】これらの導電性支持体の上に形成する感光
層の塗工方法はスプレーコーティング、ビームコーティ
ング及び浸漬コーティング等の方法が用いられる。その
際、通常導電性支持体を固定して支持することが必要で
あり、その指示部材に塗工液が付着しないように維持す
るために、支持体端部に未塗工領域が残る場合がある。
また、端部まで塗工する場合、塗工液が縁にだれる場合
が生じる。感光体を本体に支持するために装着する端部
支持部材であるフランジが正しい角度で装着され、感光
体のアライメント精度を維持するためには導電性支持部
材端部の研磨行程が必要となるため、感光体製造上はで
きる限り未塗工領域の存在を許容することが望ましい。

【０１１９】本例においては、負帯電の有機感光体で、
直径３０ｍｍのアルミニウム製のドラム基体上に下記の
第１〜第５の５つの層を下から順に設けた感光ドラムを
用いた。

【０１２０】第１層は下引き層であり、アルミニウム基
体（以下アルミ基体と称する）の欠陥等をならすために
設けられている厚さ２０μｍの導電層である。

【０１２１】第２層は正電荷注入防止層であり、アルミ
基体から注入された正電荷が感光体表面に帯電された負
電荷を打ち消すのを防止する役割を果たし、アミラン樹
脂とメトキシメチル化ナイロンによって１×１０⁶Ω・
ｃｍ程度に抵抗調整された厚さ１μｍの中抵抗層であ
る。

【０１２２】第３層は電荷発生層であり、ジスアゾ系の
顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層であり、露
光を受けることによって正負の電荷対を発生する。

【０１２３】第４層は電荷輸送層であり、ポリカーボネ
ート樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、Ｐ型半導
体である。従って、感光体表面に帯電された負電荷はこ
の層を移動することができず、電荷発生層で発生した正
電荷のみを感光体表面に輸送することができる。

【０１２４】第５層は電荷注入層であり、絶縁性樹脂の
バインダーにＳｎＯ₂超微粒子を分散した材料の塗工層
である。具体的には絶縁性樹脂に光透過性の絶縁フィラ
ーであるアンチモンをドーピングして低抵抗化（導電
化）した粒径約０．０３μｍのＳｎＯ₂粒子を樹脂に対
して７０重量パーセント分散した材料の塗工層である。

【０１２５】このように調合した塗工液をディッピング
塗工法にて厚さ約４μｍに塗工して電荷注入層とした。
この際、感光体の奥側端部に５ｍｍの感光層未塗工領域
が存在した。

【０１２６】ｂ）アモルファスシリコン系感光体（ａ−
Ｓｉ）電子写真において、感光体における感光層を形成する光
導電材料としては、高感度で、ＳＮ比〔光電流（Ｉｐ）
／暗電流（Ｉｄ）〕が高く、照射する電磁波のスペクト
ル特性に適合した吸収スペクトルを有すること、光応答
性が早く、所望の暗抵抗値を有すること、使用時におい
て人体に対して無害であること、等の特性が要求され
る。特に、事務機としてオフィスで使用される画像形成
装置内に組み込まれる画像形成装置用感光体の場合に
は、大量に、且つ長期にわたり使用される事を考える
と、画質、画像濃度の長期安定性も重要な点である。

【０１２７】この様な点に優れた性質を示す光導電材料
に水素化アモルファスシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ：
Ｈ」と表記する）があり、例えば、特公昭６０−３５０
５９号公報には画像形成装置用感光体としての応用が記
載されている。

【０１２８】このような画像形成装置用感光体は、一般
的には、導電性支持体を５０℃〜４００℃に加熱し、該
支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレ
ーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶ
Ｄ法等の成膜法によりａ−Ｓｉからなる光導電層を形成
する。なかでもプラズマＣＶＤ法、すなわち、原料ガス
を直流または高周波あるいはマイクロ波グロー放電によ
って分解し、支持体上にａ−Ｓｉ堆積膜を形成する方法
が好適なものとして実用に付されている。

【０１２９】また、特開昭５４−８３７４６号公報にお
いては、導電性支持体と、ハロゲン原子を構成要素とし
て含むａ−Ｓｉ（以下、「ａ−Ｓｉ：Ｘ」と表記する）
光導電層からなる画像形成装置用感光体が提案されてい
る。当該公報においては、ａ−Ｓｉにハロゲン原子を１
乃至４０原子％含有させることにより、耐熱性が高く、
画像形成装置用感光体の光導電層として良好な電気的、
光学的特性を得ることができるとしている。

【０１３０】また、特開昭５７−１１５５５６号公報に
は、ａ−Ｓｉ堆積膜で構成された光導電層を有する光導
電部材の、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気的、光
学的、光導電的特性及び耐湿性等の使用環境特性、さら
には経時的安定性について改善を図るため、シリコン原
子を母体としたアモルファス材料で構成された光導電層
上に、シリコン原子及び炭素原子を含む非光導電性のア
モルファス材料で構成された表面障壁層を設ける技術が
記載されている。

【０１３１】更に、特開昭６０−６７９５１号公報に
は、アモルファスシリコン、炭素、酸素及び弗素を含有
してなる透光絶縁性オーバーコート層を積層する感光体
についての技術が記載され、特開昭６２−１６８１６１
号公報には、表面層として、シリコン原子と炭素原子と
４１〜７０原子％の水素原子を構成要素として含む非晶
質材料を用いる技術が記載されている。

【０１３２】また更に、特開昭５７−１５８６５０号公
報には、水素を１０〜４０原子％含有し、赤外吸収スペ
クトルの２１００ｃｍ^-1と２０００ｃｍ^-1の吸収ピーク
の吸収係数比が０．２〜１．７であるａ−Ｓｉ：Ｈを光
導電層に用いることにより高感度で高抵抗な画像形成装
置用感光体が得られることが記載されている。

【０１３３】一方、特開昭６０−９５５５１号公報に
は、アモルファスシリコン感光体の画像品質向上のため
に、感光体表面近傍の温度を３０乃至４０℃に維持して
帯電、露光、現像および転写といった画像形成行程を行
なうことにより、感光体表面での水分の吸着による表面
抵抗の低下とそれに伴って発生する画像流れを防止する
技術が開示されている。

【０１３４】これらの技術により、画像形成装置用感光
体の電気的、光学的、光導電的特性及び使用環境特性が
向上し、それに伴って画像品質も向上してきた。

【０１３５】図５は、本例の画像形成装置用感光体の層
構成を説明するための模式的構成図である。

【０１３６】図５の（ａ）に示す画像形成装置用感光体
２００は、感光体用としての支持体２０１の上に、感光
層２０２が設けられている。該感光層２０２はａ−Ｓ
ｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層２０３で
構成されている。

【０１３７】図５の（ｂ）は、本例の画像形成装置用感
光体の他の層構成を説明するための模式的構成図であ
る。画像形成装置用感光体２００は、感光体用としての
支持体２０１の上に、感光層２０２が設けられている。
該感光層２０２はａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を
有する光導電層２０３と、アモルファスシリコン系、及
び／又はアモルファスカーボン系表面層２０４とから構
成されている。

【０１３８】図５の（ｃ）は、本例の画像形成装置用感
光体の他の層構成を説明するための模式的構成図であ
る。画像形成装置用感光体２００は、感光体用としての
支持体２０１の上に、感光層２０２が設けられている。
該感光層２０２はａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を
有する光導電層２０３と、アモルファスシリコン系、及
び／又はアモルファスカーボン系表面層２０４と、光導
電層２０３と支持体２０１の間のアモルファスシリコン
系電荷注入阻止層２０５、また光導電層２０３と表面層
２０４との間の同２０５′とから構成されている。

【０１３９】図５の（ｄ）及び（ｅ）は、本例の画像形
成装置用感光体のさらに他の層構成を説明するための模
式的構成図である。画像形成装置用感光体２００は、感
光体用としての支持体２０１の上に、感光層２０２が設
けられている。該感光層２０２は光導電層２０３を構成
するａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる電荷発生層２０７ならび
に電荷輸送層２０８と、アモルファスシリコン系、及び
／又はアモルファスカーボン系表面層２０４と、光導電
層２０３と支持体２０１の間、及び／または光導電層２
０３と電荷注入阻止層に電荷注入阻止層２０５、２０
５′とから構成されている。

【０１４０】図５の（ｆ）は、本例の画像形成装置用感
光体のさらに他の層構成を説明するための模式的構成図
である。画像形成装置用感光体２００は、感光体用とし
ての支持体２０１の上に、感光層２０２が設けられてい
る。該感光層２０２は光導電層２０３を構成するａ−Ｓ
ｉ：Ｈ，Ｘからなる電荷発生層２０７ならびに電荷輸送
層２０８と、アモルファスシリコン系、及び／又はアモ
ルファスカーボン系表面層２０４とから構成されてい
る。特に図示はしていないが、光導電層２０３と支持体
２０１の間、及び／または光導電層２０３と電荷注入阻
止層に電荷注入阻止層２０５、２０５′があっても良
い。

【０１４１】．支持体支持体としては、導電性でも電気絶縁性であってもよ
い。導電性支持体としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、
Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金
属、およびこれらの合金、例えばステンレス等が挙げら
れる。また、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボ
ネート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ
塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂の
フィルムまたはシート、ガラス、セラミック等の電気絶
縁性支持体の少なくとも感光層を形成する側の表面を導
電処理した支持体も用いることができる。

【０１４２】．光導電層本例に於いて、その目的を効果的に達成するために支持
体２０１上、必要に応じて下引き層（不図示）上に形成
され、感光層２０２の一部を構成する光導電層２０３は
真空堆積膜形成方法によって、所望特性が得られるよう
に適宜成膜パラメーターの数値条件が設定されて作成さ
れる。具体的には、例えばグロー放電法（低周波ＣＶＤ
法、高周波ＣＶＤ法またはマイクロ波ＣＶＤ法等の交流
放電ＣＶＤ法、あるいは直流放電ＣＶＤ法等）、スパッ
タリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、光
ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などの数々の薄膜堆積法によって
形成することができる。

【０１４３】これらの薄膜堆積法は、製造条件、設備資
本投資下の負荷程度、製造規模、作成される画像形成装
置用感光体に所望される特性等の要因によって適宜選択
されて採用されるが、所望の特性を有する画像形成装置
用感光体を製造するに当たっての条件の制御が比較的容
易であることからしてグロー放電法、特にＲＦ帯、μＷ
帯またはＶＨＦ帯の電源周波数を用いた高周波グロー放
電法が好適である。

【０１４４】グロー放電法によって光導電層２０３を形
成するには、基本的には周知のごとくシリコン原子（Ｓ
ｉ）を供給し得るＳｉ供給用の原料ガスと、水素原子
（Ｈ）を供給し得るＨ供給用の原料ガスまたは／及びハ
ロゲン原子（Ｘ）を供給し得るＸ供給用の原料ガスを、
内部が減圧にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入
して、該反応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじ
め所定の位置に設置されてある所定の支持体２０１上に
ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる層を形成すればよい。

【０１４５】また本例において使用されるハロゲン原子
供給用の原料ガスとして有効なのは、たとえばハロゲン
ガス、ハロゲン化物、ハロゲンをふくむハロゲン間化合
物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガス状のま
たはガス化し得るハロゲン化合物が好ましく挙げられ
る。また、さらにはシリコン原子とハロゲン原子とを構
成要素とするガス状のまたはガス化し得る、ハロゲン原
子を含む水素化珪素化合物も有効なものとして挙げるこ
とができる。

【０１４６】一般にａ−Ｓｉは伝導性を制御する原子を
含有させない場合、弱いｎ型伝導特性を有するため、本
発明のネガａ−Ｓｉにおいては、伝導性を制御する原子
を含有（ドープ）させなくても良いが、ｉ型にする為、
あるいは製造安定性のラチチュードを広げる為等、必要
に応じて伝導性を制御する原子を含有させてもよい。

【０１４７】前記伝導性を制御する原子としては、半導
体分野における、いわゆる不純物を挙げることができ、
ｐ型伝導特性を与える周期律表IIIｂ族に属する原子
（以後「第IIIｂ族原子」と略記する）またはｎ型伝導
特性を与える周期律表Ｖｂ族に属する原子（以後「第Ｖ
ｂ族原子」と略記する）を用いることができる。

【０１４８】第IIIｂ族原子としては、具体的には、硼
素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、
インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）等があり、特に
Ｂ、Ａｌ、Ｇａが好適である。第Ｖｂ族原子としては、
具体的には燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓ
ｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等があり、特にＰ、Ａｓが好適
である。

【０１４９】第Ｖｂ族原子導入用の原料物質として有効
に使用されるのは、燐原子導入用としては、ＰＨ₃、Ｐ₂
Ｈ₄等の水素化燐、ＰＨ₄Ｉ、ＰＦ₃、ＰＦ₅、ＰＣｌ₃、
ＰＣｌ₅、ＰＢｒ₃、ＰＢｒ₅、ＰＩ₃等のハロゲン化燐が
挙げられる。この他、ＡｓＨ ₃、ＡｓＦ₃、ＡｓＣｌ₃、
ＡｓＢｒ₃、ＡｓＦ₅、ＳｂＨ₃、ＳｂＦ₃、ＳｂＦ₅、Ｓ
ｂＣｌ₃、ＳｂＣｌ₅、ＢｉＨ₃、ＢｉＣｌ₃、ＢｉＢｒ₃
等も第Ｖｂ族原子導入用の出発物質の有効なものとして
挙げることができる。

【０１５０】．表面層本例においては、上述のようにして支持体２０１上に形
成された光導電層２０３の上に、更にアモルファスシリ
コン系及び／またはアモルファスカーボン系の表面層２
０４を形成することが好ましい。この表面層２０４は自
由表面を有し、主に耐湿性、連続繰り返し使用特性、電
気的耐圧性、使用環境特性、耐久性において本発明の目
的を達成するために設けられる。

【０１５１】表面層２０４は、アモルファスシリコン系
の材料であればいれずの材質でも可能であるが、例え
ば、水素原子（Ｈ）及び／またはハロゲン原子（Ｘ）を
含有し、更に炭素原子を含有するアモルファスシリコン
（以下「ａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘ」と表記する）、水素原子
（Ｈ）及び／またはハロゲン原子（Ｘ）を含有し、更に
酸素原子を含有するアモルファスシリコン（以下「ａ−
ＳｉＯ：Ｈ，Ｘ」と表記する）、水素原子（Ｈ）及び／
またはハロゲン原子（Ｘ）を含有し、更に窒素原子を含
有するアモルファスシリコン（以下「ａ−ＳｉＮ：Ｈ，
Ｘ」と表記する）、水素原子（Ｈ）及び／またはハロゲ
ン原子（Ｘ）を含有し、更に炭素原子、酸素原子、窒素
原子の少なくとも一つを含有するアモルファスシリコン
（以下「ａ−ＳｉＣＯＮ：Ｈ，Ｘ」と表記する）等の材
料が好適に用いられる。

【０１５２】該表面層２０４は、例えばグロー放電法
（低周波ＣＶＤ法、高周波ＣＶＤ法またはマイクロ波Ｃ
ＶＤ法等の交流放電ＣＶＤ法、あるいは直流放電ＣＶＤ
法等）、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレー
ティング法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法など周知の薄膜堆
積法によって形成することができる。これらの薄膜堆積
法は、製造条件、設備資本投資下の負荷程度、製造規
模、作成される画像形成装置用感光体に所望される特性
等の要因によって適宜選択されて採用される。

【０１５３】本例に於ける表面層２０４の層厚として
は、通常０．０１〜３μｍ、好適には０．０５〜２μ
ｍ、最適には０．１〜１μｍとされるのが望ましいもの
である。層厚が０．０１μｍよりも薄いと感光体を使用
中に摩耗等の理由により表面層が失われてしまい、３μ
ｍを越えると残留電位の増加等の電子写真特性の低下が
みられる場合がある。

【０１５４】その他に、表面層として炭素を主体とした
非晶質炭素膜（以下「交流：Ｈ」と表記する）を使用す
ることが好ましい。さらに、内部且つ／又は最表面にフ
ッ素との結合を有する非晶質炭素膜（以下「交流：Ｈ：
Ｆ」と表記する）を使用することが好ましい。

【０１５５】交流：Ｈは撥水性に優れ、低摩擦であり、
また、ａ−ＳｉＣと同等乃至はそれ以上の高硬度で有
り、環境対策ヒーターを除去した状態においても高湿環
境下での画像のぼけを防止する効果がある。また、帯電
促進粒子や磁性粒子の機械的な摩擦による感光体への移
動や感光体の摩耗を低減できる。

【０１５６】．電荷注入阻止層本例の画像形成装置用感光体においては、導電性支持体
２０１と光導電層２０３との間に、導電性支持体２０１
側からの電荷の注入を阻止する働きのある電荷注入阻止
層８０５を、また光導電層２０３と表面層２０４の間
に、表面層側からの電荷の注入を阻止する働きのある電
荷注入阻止層２０５′を設けてもよい。

【０１５７】前述の電荷注入阻止層２０５を下部注入阻
止層（ＵＢＬ；Under Blocking Layer）、後述の電荷注
入阻止層２０５′を上部注入阻止層（Top Blocking Lay
er)と称する。

【０１５８】これらの電荷注入阻止層は、感光層が一定
極性の帯電処理をその自由表面に受けた際、支持体側、
或いは表面層側より光導電層側に電荷が注入されるのを
阻止する機能を有している。逆の極性の帯電処理を受け
た際にはそのような機能は発揮されない、いわゆる極性
依存性を有している事が好ましい。

【０１５９】そのような機能を付与するために、電荷注
入阻止層には伝導性を制御する原子等を光導電層に比べ
比較的多く含有させる。

【０１６０】該層に含有される伝導性を制御する原子
は、該層中に万偏なく均一に分布されても良いし、ある
いは層厚方向には万偏なく含有されてはいるが、不均一
に分布する状態で含有している部分があってもよい。分
布濃度が不均一な場合には、ＵＢＬ２０５では支持体側
に、またＴＢＬ２０５′では表面層側に多く分布するよ
うに含有させるのが好適である。いずれの場合にも支持
体の表面と平行面内方向においては、均一な分布で万偏
なく含有されることが面内方向における特性の均一化を
はかる点からも必要である。

【０１６１】電荷注入阻止層に含有される伝導性を制御
する原子としては、半導体分野における、いわゆる不純
物を挙げることができ、「第III族原子」または「第Ｖ
族原子」を用いることができる。

【０１６２】本例において、電荷注入阻止層の層厚は所
望の電子写真特性が得られること、及び経済的効果等の
点から好ましくは０．０５〜５μｍ、より好ましくは
０．１〜４μｍ、最適には０．５〜３μｍとされるのが
望ましい。

【０１６３】また、本例の画像形成装置用感光体に於い
ては、支持体２０１と光導電層２０３あるいはＵＢＬ２
０５との間の密着性の一層の向上を図る目的で、例え
ば、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ、あるいはシリコン原
子を母体とし、水素原子及び／またはハロゲン原子と、
炭素原子及び／または酸素原子及び／または窒素原子と
を含む非晶質材料等で構成される密着層を設けても良
い。更に、前述のごとく、支持体からの反射光による干
渉模様の発生を防止するための光吸収層を設けても良
い。

【０１６４】上記の各層は、例えば１３．５６ＭＨｚ等
のＲＦ帯を用いた高周波プラズマＣＶＤ法（ＲＦ−ＰＣ
ＶＤ）や５０〜４５０ＭＨｚのＶＨＦ帯を用いた講習は
プラズマＣＶＤ法（ＶＨＦ−ＰＣＶＤ）などの周知の装
置および膜形成方法にて製造される。

【０１６５】（４）実施例以下、本発明を製造例及び実施例により具体的に説明す
るが、これは本発明をなんら限定するものではない。
尚、以下の配合における部数は全て重量部である。

【０１６６】１）導電性微粉体一次粒子径０．１〜０．３μｍの酸化亜鉛一次粒子を圧
力により造粒して得られた粒子を風力分級して得られ
た、体積平均粒径１．５μｍ、粒度分布における０．５
μｍ以下が３５体積％、５μｍ以上が０個数％の微粒子
酸化亜鉛（抵抗１５００Ω・ｃｍ、透過率３５％）を導
電性微粉体１とする。

【０１６７】この導電性微粉体１は、走査型電子顕微鏡
にて３００倍及び３万倍で観察したところ、０．１〜
０．３μｍの酸化亜鉛一次粒子と１〜４μｍの凝集体か
らなっていた。

【０１６８】実施例の画像形成装置で画像露光に用いら
れるレーザビームスキャナの露光光波長７４０ｎｍにあ
わせて、波長７４０ｎｍの光源を用いて、この波長域に
おける透過率をＸ−Ｒｉｔｅ社製３１０Ｔ透過型濃度計
を用い測定したところ、この導電性微粉体１の透過率は
およそ３５％であった。

【０１６９】２）帯電部材の製造例６φ、２６４ｍｍのＳＵＳローラを芯金とし、芯金上に
ウレタン樹脂、導電性粒子としてのカーボンブラック、
硫化剤、発泡剤等を処方した中抵抗の発泡ウレタン層を
ローラ状に形成し、さらに切削研磨し形状及び表面性を
整え、可撓性部材として１２φ、２３４ｍｍの帯電ロー
ラを作成した。

【０１７０】得られた帯電ローラは、抵抗が１０⁵Ω・
ｃｍであり、硬度は、アスカーＣ硬度で３０度であっ
た。

【０１７１】３）アモルファスシリコン系感光体ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法によるバッファありマイナス帯電ド
ラムである。

【０１７２】図５に記載のＶＨＦによるプラズマＣＶＤ
装置を用いて表１に示した条件により円筒形のＡｌ基体
上に下部阻止層、光導電層、バッファ層、表面層を順次
積層し、負帯電で用いられる光受容部材を完成させた。

【０１７３】

【表１】

【０１７４】４）実施例１以下、本発明を電子写真方式の画像形成装置に適用した
場合について詳細に説明する。

【０１７５】図１は本実施例の画像形成装置の概略構成
模型図である。本実施例の画像形成装置は前述した図２
の画像形成装置と同様に、直接注入帯電とトナー・リサ
イクル・プロセスを組み合わせた、電子写真プロセス利
用のレーザプリンタである。前述した図２の画像形成装
置と同時構成部材・部分には同じ符号を付して再度の説
明を省略する。

【０１７６】感光体１はアモルファスシリコン系感光体
（ａ−Ｓｉ）であり、矢示の時計方向に１００ｍｍ／ｓ
ｅｃプロセス・スピード（周速度）をもって回転駆動さ
れる。

【０１７７】本実施例のプリンタにおいては、感光体１
の帯電手段として感光体１にそれぞれ当接部を形成して
接触する第1と第２の２つの帯電部材３′、３を具備さ
せてある。第１の帯電部材３′は第２の帯電部材３より
も感光体回転方向上流側に位置している。

【０１７８】第１の帯電部材３′は前述した図６と同様
のローラ帯電器であり、第２の帯電部材３は前述した図
３と同様のローラ帯電器である。

【０１７９】第１帯電部材であるローラ帯電器３′は帯
電当接部ｎにおいて感光体１の回転方向とは同方向であ
る矢示の反時計方向に回転駆動され、第２帯電部材であ
るローラ帯電器３は帯電当接部ｎにおいて感光体１の回
転方向とは逆方向である矢示の時計方向に回転駆動さ
れ、感光体１面が帯電当接部ｎにおいて導電性微粉体３
３を保持した帯電ローラ３０（図３）、３０′（図６）
で摺擦される。

【０１８０】このローラ帯電器３、３′には帯電バイア
ス電圧印加電源Ｓ１により帯電ローラ３０、３０′を介
して導電性微粉体３３に対して、直流電圧−５００Ｖと
周波数１ｋＨｚ、ピーク間電圧２００Ｖの矩形の交流電
圧を重畳した帯電バイアスが印加されていて、直接注入
帯電によって感光体１の外周面がほぼ−４５０Ｖに一様
に帯電される。

【０１８１】現像器４において、４１はマグネット・ロ
ーラ（不図示）を内包する直径１６ｍｍの非磁性の現象
スリーブであり、この現象スリーブ４１にネガトナーを
コートし、感光体１表面との距離を２００μｍに固定し
た状態で、感光体１と等速で回転させ、現像スリーブ４
１に現像バイアス電源（不図示）より現像バイアス電圧
を印加する。印加電圧は、−３５０Ｖの直流電圧と、周
波数１．８ＭＨｚ、ピーク間電圧１．６ｋＶの矩形の交
流電圧を重畳したものを用い、現像スリーブ４１と感光
体１の間でジャンピング現象を行なわせる。

【０１８２】転写ローラ７には転写バイアス印加電源
（不図示）から所定の転写バイアス電圧が印加される。
本実施例では転写ローラ抵抗値は５×１０⁸Ωのものを
用い、＋２０００Ｖの直流電圧を印加して転写を行っ
た。

【０１８３】本実施例のプリンタは、感光体１、ローラ
帯電器３、３′、現像装置４の４つのプロセス機器をカ
ートリッジ１１に抱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としてあるが、カート
リッジ１１の構成はこれに限るものではない。

【０１８４】転写残トナー３４は帯電ローラ３０′と感
光体１の当接部ｎで摺擦され、帯電ローラ３０′から感
光体１上へ帯電バイアス電圧印加電源Ｓ１から印加され
る振動電圧により積極的に吐き出される。この帯電ロー
ラ３０′での正規化後の転写残トナー３４の帯電量を測
定したところ−５μＣ／ｇであった。また、帯電ローラ
３０′と感光体１の当接部に転写残トナー３４が介在し
ているものの帯電ローラ３０′によりあらかじめ所望の
帯電電位とすることができる。

【０１８５】帯電ローラ３０′の駆動条件は所定の帯電
電位となるように行なう補助帯電としての機能から周速
差−５％以下または＋１０％以上、転写残トナーの正規
化から転写残トナーが帯電ローラ３０′と接触する機会
が増える＋１０％以上が好ましい。

【０１８６】ここで記述した周速比は周速比（％）＝（帯電ローラ周速−感光体周速）／感光
体周速×１００である（帯電ローラ周速は当接部において帯電ローラ表
面が感光体表面と同じ方向に移動するとき正の値であ
る）。

【０１８７】帯電ローラ３０′で摺擦され、感光体１上
へ押し付けられた転写残トナー３４は当接部端で帯電ロ
ーラ３０により感光体１上から掻き取られ、当接部を通
過するものはほとんど無く帯電ローラ３０上を連れ回っ
てもう一方の当接部端で帯電ローラ３０上から感光体１
上へ帯電バイアス電圧印加電源Ｓ１から印加される振動
電圧により積極的に吐き出される。

【０１８８】また、帯電ローラ３０と感光体１の当接部
に転写残トナー３４がほとんど存在しないため、導電性
微粉体３３を介して帯電ローラ３０は感光体１に密に接
触し、良好な帯電性が確保できる。

【０１８９】帯電ローラ３０の駆動条件は帯電性（導電
性微粒子３３による摺擦ムラが目立たないレベル）から
周速差−１０５％以下、転写残トナー３４の正規化及び
吐出し性から−１２０％以上が好ましい。

【０１９０】更に、トナー母粒子に導電性微粉体３３を
外部添加した場合の画像形成プロセス中でのトナー母粒
子及び導電性微粉体３３の挙動を説明する。

【０１９１】トナーに含有させた導電性微粉体３３は、
現像工程における感光体１上の静電潜像の現像時にトナ
ー母粒子とともに適当量が感光体１に移行する。

【０１９２】感光体１上のトナー画像は転写工程におい
て記録媒体である転写材Ｐに転移する。感光体１上の導
電性微粉体３３も一部は転写材Ｐに付着するが残りは感
光体１上に付着保持されて残留する。トナーと逆極性の
転写バイアスを印加して転写を行う場合には、トナーは
転写材Ｐ側に引かれて積極的に転移するが、感光体１上
の導電性微粉体３３は導電性であることで転写材Ｐ側に
は積極的には転移せず、一部は転写材Ｐ側に付着するも
のの残りは感光体１上に付着保持されて残留する。

【０１９３】クリーニング装置が存在しない本発明で
は、転写後の感光体１表面に残存の転写残トナー３４お
よび上記の残存導電性微粉体３３は、感光体１と帯電ロ
ーラ３０、３０′の当接部である帯電部に感光体１の移
動でそのまま持ち運ばれて帯電ローラ３０、３０′に付
着・混入する。

【０１９４】従って、感光体１と帯電ローラ３０、３
０′との当接部に導電性微粉体３３が介在した状態で感
光体１の直接注入帯電が行なわれる。

【０１９５】また、帯電ローラ３０、３０′に付着・混
入した転写残トナー３４は、帯電ローラ３０から感光体
１へ印加される帯電バイアスによって、帯電バイアスと
同極性に帯電を揃えられて帯電ローラ３０から積極的に
感光体１上に吐き出され、感光体１の移動とともに現像
部に至り、現像工程において現像同時クリーニング（回
収）される。

【０１９６】更に、画像形成が繰り返されることで、ト
ナーに含有させてある導電性微粉体３３が、現像部で感
光体１に移行し感光体１の移動により転写部を経て帯電
部に持ち運ばれて帯電部に逐次に導電性微粉体が供給さ
れ続けるため、帯電部において導電性微粉体３３が脱落
等で減少したり、劣化するなどしても、帯電性の低下が
生じることが防止されて良好な帯電性が安定して維持さ
れる。

【０１９７】以上のようなローラ帯電器３において、第
１帯電部材である帯電ローラ３０′で主に摺擦工程とし
た帯電工程、第２帯電部材である帯電ローラ３０で主に
帯電工程での機能分離を行ない、画像形成中も積極的に
転写残トナー３４を吐き出すように画像形成を行なうこ
とで、高比率の画像を通紙耐久した時、従来数枚〜数十
枚でカブリや帯電不良が発生していたが、５万枚通紙し
ても、カブリや帯電ローラ３０、３０′の転写残トナー
３４による汚染が見られることなく初期の帯電性能を維
持させることができた。

【０１９８】５）実施例２本実施例は、上記実施例１のプリンタにおいて、第１及
び第２の帯電部材であるローラ帯電器３′、３には帯電
バイアス電圧印加電源Ｓ１により帯電ローラ３０′、３
０を介して導電性微粉体３３に対して、画像形成時は直
流電圧−５００Ｖが、非画像形成時は直流電圧−５００
Ｖと周波数１ｋＨｚ、ピーク間電圧２００Ｖの矩形の交
流電圧を重畳した帯電バイアスが印加されていて、直接
注入帯電によって感光体１の外周面がほぼ−４５０Ｖに
一様に帯電される。ここで、非画像形成時は画像形成が
行なわれない帯電動作領域、具体的には前回転、紙間、
後回転といった領域である。

【０１９９】その他のプリンタ構成は実施例１のプリン
タと同じであるから再度の説明は省略する。

【０２００】以下、本実施例において用いた帯電ローラ
への帯電バイアス制御方法について説明する。図７は本
実施例におけるプリンタでのローラ帯電器３、３′の吐
き出しの動作の制御方法を示すシーケンス・チャートで
ある。

【０２０１】図７において、画像形成に先立って行なわ
れる前回転処理で、感光体１、ローラ帯電器３、３′の
順で駆動が開始され、帯電バイアス電圧印加電源Ｓ１か
ら帯電ローラ３０、３０′へ供給される高圧は、まず直
流成分（−５００Ｖ）、次いで転写残トナー吐き出しモ
ード用として、帯電ローラ３０、３０′に付着した転写
残トナー３４を積極的に帯電ローラ３０、３０′から感
光体１へ移動させるために交流成分（２００Ｖｐｐ、１
ｋＨｚ）が印加される。この画像形成用の交流成分は放
電を伴わないように設定している。

【０２０２】帯電ローラ３０、３０′への高圧立ち上げ
制御が終了した時点（破線Ａ）で、転写残トナー３４の
吐き出しシーケンスに移行し、所定時間の吐き出し動作
後、前回転時の吐き出しシーケンスを終了（破線Ｂ）し
て、画像形成前に交流成分は落とされる。画像形成終了
後（破線Ｃ）、いわゆる後回転処理で、交流成分を重畳
し、吐き出しシーケンスが再開され、所定時間の吐き出
し動作後、後回転の吐き出しシーケンスを終了（破線
Ｄ）して、帯電バイアス電圧印加電源Ｓ１から帯電ロー
ラ３０、３０′へ供給されている交流成分、次いで直流
成分が落とされ、帯電ローラ３０、３０′、感光体１の
順で駆動が停止される。

【０２０３】以上のようなローラ帯電器３、３′におい
て、第１帯電部材である帯電ローラ３０′で主に摺擦工
程、第２帯電部材である帯電ローラ３０で主に帯電工程
とした帯電工程での機能分離を行ない、画像形成中は徐
々に、非画像形成時は積極的に転写残トナー３４を吐き
出すように画像形成を行なうことで、高比率の画像を通
紙耐久した時、従来数枚〜数十枚でカブリや帯電不良が
発生していたが、３万枚通紙しても、カブリは実施例１
よりも良好に推移し、また帯電ローラ３０、３０′の転
写残トナー３４による汚染が見られることなく初期の帯
電性能を維持させることができた。

【０２０４】一方、長期にわたる画像安定性という点で
はやや劣るが、本実施例のように画像形成中も徐々に転
写残トナー３４を吐き出す方法ではなく、画像形成中は
転写残トナー３４を帯電ローラ３０、３０′に保持し、
画像形成時以外には積極的に吐き出すように、画像形成
中の交流成分をＯＦＦにする方法を用いても、１万枚ま
での通紙であれば、カブリは良好に推移し、初期の帯電
特性を維持することができた。

【０２０５】また、転写残トナー３４の吐き出しモード
は前回転、後回転での制御として説明しているが、本発
明はこれに限るものではなく、紙間においての実施がさ
らに効果的なのは言うまでもない。

【０２０６】６）実施例３本実施例は、上記実施例１のプリンタにおいて、第２の
ローラ帯電器３には帯電バイアス電圧印加電源Ｓ１によ
り帯電ローラ３０を介して導電性微粉体３３に対して帯
電バイアス電圧印加電源Ｓ１から直流電圧−５００Ｖと
周波数１ｋＨｚ、ピーク間電圧２００Ｖの矩形の交流電
圧を重畳した帯電バイアスが印加されていて、直接注入
帯電によって感光体１の外周面がほぼ−４５０Ｖに一様
に帯電される。

【０２０７】第１の帯電部材であるローラ帯電器３′に
は帯電バイアス電圧印加電源Ｓ１′により帯電ローラ３
０′を介して導電性微粉体３３に対して帯電バイアス電
圧印加電源Ｓ１′から画像形成時は直流電圧−５００Ｖ
が、非画像形成時は直流電圧−５００Ｖと周波数１ｋＨ
ｚ、ピーク間電圧２００Ｖの矩形の交流電圧を重畳した
帯電バイアスが印加されていて、直接注入帯電によって
感光体１の外周面がほぼ−４５０Ｖに一様に帯電され
る。ここで、非画像形成時は画像形成が行なわれない帯
電動作領域、具体的には前回転、紙間、後回転といった
領域である。

【０２０８】上流側のローラ帯電器３′は正規化した転
写残トナーを常時積極的に吐き出し、下流側のローラ帯
電器３は画像形成時はかぶり画像とならないように吐き
出しを通常の状態で維持し、画像形成時以外は積極的に
吐き出す。

【０２０９】図８は本実施例におけるプリンタでのロー
ラ帯電器３、３′の吐き出しの動作の制御方法を示すシ
ーケンス・チャートである。

【０２１０】図８において、画像形成に先立って行なわ
れる前回転処理で、感光体１、ローラ帯電器３、３′の
順で駆動が開始され、帯電バイアス電圧印加電源Ｓ１か
ら帯電ローラ３０へ供給される高圧は、まず直流成分
（−５００Ｖ）、次いで転写残トナー吐き出しモード用
として、帯電ローラ３０に付着した転写残トナー３４を
積極的に帯電ローラ３０から感光体１へ移動させるため
に交流成分（２００Ｖｐｐ、１ｋＨｚ）が印加される。
この画像形成用の交流成分は放電を伴わないように設定
している。

【０２１１】帯電ローラ３０への高圧立ち上げ制御が終
了した時点（破線Ａ）で、転写残トナー３４の吐き出し
シーケンスに移行し、所定時間の吐き出し動作後、前回
転時の吐き出しシーケンスを終了（破線Ｂ）して、画像
形成前に交流成分は落とされる。画像形成終了後（破線
Ｃ）、いわゆる後回転処理で、交流成分を重畳し、吐き
出しシーケンスが再開され、所定時間の吐き出し動作
後、後回転の吐き出しシーケンスを終了（破線Ｄ）し
て、帯電バイアス電圧印加電源Ｓ１から帯電ローラ３０
へ供給されている交流成分、次いで直流成分が落とさ
れ、帯電ローラ３０、感光体１の順で駆動が停止され
る。

【０２１２】以上のようなローラ帯電器３、３′におい
て、第１帯電部材である帯電ローラ３０′で主に摺擦工
程、第２帯電部材である帯電ローラ３０で主に帯電工程
とした帯電工程での機能分離を行ない、帯電ローラ３
０′からは常時積極的に転写残トナー３４を吐き出すよ
うにし、帯電ローラ３０からは画像形成中は徐々に、非
画像形成時は積極的に転写残トナー３４を吐き出すよう
に画像形成を行なうことで、高比率の画像を通紙耐久し
た時、従来数枚〜数十枚でカブリや帯電不良が発生して
いたが、５万枚通紙しても、カブリは実施例１よりも良
好に推移し、また帯電ローラ３０、３０′の転写残トナ
ー３４による汚染が見られることなく初期の帯電性能を
維持させることができた。

【０２１３】また、転写残トナー３４の吐き出しモード
は前回転、後回転での制御として説明しているが、本発
明はこれに限るものではなく、紙間においての実施がさ
らに効果的なのは言うまでもない。

【０２１４】なお、実施例中はアモルファスシリコン系
感光体（ａ−Ｓｉ）を用いた場合についてのみ説明した
が、有機感光体（ＯＰＣ）を用いても同様の効果が得ら
れた。

【０２１５】（５）その他１）本発明において、像担持体の接触帯電手段は実施の
形態に示したものに限ったものではない。導電性粉体を
用いた接触帯電手段の場合でも、帯電手段に対する導電
性粉体の補給は実施の形態に示した現像器からの補給に
限られるものではない。

【０２１６】２）接触帯電部材はローラ体に限られず、
エンドレスベルト体とすることもできる。フェルト、布
などの形状・材質のものも使用可能であり、これらを積
層し、より適切な弾性（可撓性）と導電性を得ることも
可能である。

【０２１７】３）像担持体としての感光体の帯電面に対
する情報書き込み手段としての像露光手段は実施例のレ
ーザ走査手段以外にも、例えば、ＬＥＤのような固体発
光素子アレイを用いたディジタル露光手段であってもよ
い。ハロゲンランプや蛍光灯等を原稿照明光源とするア
ナログ的な画像露光手段であってもよい。要するに、画
像情報に対応した静電潜像を形成できるものであればよ
い。

【０２１８】４）像担持体は静電記録誘電体等であって
もよい。この場合は該誘電体面を所定の極性電位に一様
に一次帯電させた後、除電針ヘッド、電子銃等の除電手
段で選択的除電がなされて画像情報の静電潜像が形成さ
れる。

【０２１９】５）像担持体としての電子写真感光体や静
電記録誘電体に形成担持させたトナー像を一旦中間転写
体に転写させ、それを更にトナー受容体としての転写材
に転写させて熱や圧力等で永久固着像として定着させる
こともできる。

【０２２０】６）静電潜像のトナー現像方式・手段は任
意である。正規現像方式でも反転現像方式でもよい。

【０２２１】一般的に、静電潜像の現像方法は、非磁性
トナーについてはこれをブレード等でスリーブ等の現像
剤担持搬送部材上にコーティングし、磁性トナーについ
てはこれを現像剤担持搬送部材上に磁気力によってコー
ティングして搬送して像担持体に対して非接触状態で適
用し静電潜像を現像する方法（１成分非接触現像）と、
上記のように現像剤担持搬送部材上にコーティングした
トナーを像担持体に対して接触状態で適用し静電潜像を
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（２成分現像
剤）として用いて磁気力によって搬送して像担持体に対
して接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（２成分
接触現像）と、上記の２成分現像剤を像担持体に対して
非接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（２成分非
接触現像）との４種類に大別される。

【０２２２】

【発明の効果】以上に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形成装置について、良好な
帯電性を確保し接触帯電器から吐き出される転写残現像
剤を確実に正規化し現像部で回収させて、カブリの起ら
ない画像形成装置を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子写真方式に本発明を適用した場合の画像
形成装置の構成概略図

【図２】従来の一実施例である画像形成装置の構成概
略図

【図３】ローラ帯電装置の模式図

【図４】従来の帯電方式による帯電効率

【図５】アモルファスシリコン系感光体の層構成を説
明する概略図

【図６】ローラ帯電装置の模式図

【図７】本発明の吐き出しモードの第１の制御方法

【図８】本発明の吐き出しモードの第２の制御方法

【符号の説明】

１：感光体２：レーザ露光手段３、３′：ローラ帯電器３１：芯金３２：中抵抗層３３：導電性微粒子３４：転写残トナー４：現像器６：定着装置７：転写ローラ８：前露光ランプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H077 AA37 AC16 AD06 AD31 AD36 DB12 GA01 GA17 2H134 GA01 GB02 HF13 KG01 KG03 KG08 KH01 MA03 MA07 MA09 MA14 2H200 FA02 FA17 FA18 GA16 GA18 GA23 GA34 GA44 GA49 GA57 GA58 GA59 GB02 HA03 HA21 HA28 HA29 HB06 HB07 HB12 HB14 HB17 HB22 HB45 HB46 HB47 HB48 MA01 MA03 MA05 MA08 MA20 MB01 MB04 MB06 MC01 MC02 MC15 NA02 NA05 NA06 PA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体に、像担持体を帯電する帯電工
程、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する潜像形成工
程、その静電潜像を帯電した現像剤により現像する現像
工程、像担持体上の現像剤像を記録媒体に転写する転写
工程を含む作像プロセスを適用して画像形成を行い、像
担持体は繰り返して作像に供する画像形成装置におい
て、該帯電工程は、像担持体と当接部を形成して接触する第
１帯電部材及び第２帯電部材に電圧を印加し、該第１帯
電部材は像担持体を帯電する補助帯電工程及び該転写工
程を経た該像担持体上に残留している現像剤を摺擦し所
望の極性にする工程及び／又は帯電部材に付着した現像
剤を該像担持体上へ移動させる吐き出し工程を持ち、該
第２帯電部材は該像担持体を帯電する主帯電工程及び該
第１帯電部材で摺擦され該像担持体上に押し付けられた
現像剤を該像担持体上から掻き取り工程及び／又は帯電
部材に付着した現像剤を像担持体へ移動させる吐き出し
工程を持つことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記帯電工程において、当接部に粒子が
介在していることを特徴とする請求項１記載の画像形成
装置。
【請求項３】前記介在する粒子が導電性粉体であるこ
とを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記現像工程は、現像剤像を記録媒体上
に転写した後の像担持体上に残留している現像剤を回収
するクリーニング工程を兼ね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形成装置。
【請求項５】前記帯電工程において、少なくとも帯電
部材と像担持体の当接部及び／又は近傍に、現像剤中に
含有の導電性粉体が現像工程で像担持体に付着し、転写
工程の後も像担持体上に残留し運ばれて介在しているこ
とを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の画像形
成装置。
【請求項６】前記帯電工程は、当接部を形成する帯電
部材の表面の移動速度と像担持体の表面の移動速度が、
相対的速度差を有しつつ像担持体を帯電する工程である
ことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の画像
形成装置。
【請求項７】前記帯電工程は、第１帯電部材と像担持
体が互いに同方向に移動しつつ像担持体を帯電する工程
であることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】前記帯電工程は、第２帯電部材と像担持
体が互いに逆方向に移動しつつ像担持体を帯電する工程
であることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項９】前記帯電工程は、アスカーＣ硬度が５０
度以下のローラ部材に電圧を印加することにより像担持
体を帯電することを特徴とする請求項１から８の何れか
に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記帯電工程は、体積固有抵抗１０³
Ω・ｃｍ以上１０⁸Ω・ｃｍ以下のローラ部材に電圧を
印加することにより像担持体を帯電する工程であること
を特徴とする請求項１から９の何れかに記載の画像形成
装置。
【請求項１１】前記帯電工程は、直流印加における放
電開始電圧（Ｖ）をＶｔｈとしたとき、帯電部材に２×
Ｖｔｈ（Ｖ）未満のピーク間電圧を有する交流電圧を直
流電圧に重畳した電圧を印加することにより像担持体を
帯電する工程であることを特徴とする請求項１から１０
の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記帯電工程は、帯電部材に直流電
圧、又は直流印加における放電開始電圧（Ｖ）をＶｔｈ
としたとき、Ｖｔｈ（Ｖ）未満のピーク間電圧を有する
交流電圧を直流電圧に重畳した電圧を印加することによ
り、実質的に放電現象を伴うことなく像担持体を帯電す
る工程であることを特徴とする請求項１から１０の何れ
かに記載の画像形成装置。
【請求項１３】前記導電性粉体の体積固有抵抗は１×
１０⁹Ω・ｃｍ以下、好ましくは１×１０⁶Ω・ｃｍ以下
であることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項１４】像担持体を帯電する帯電工程の前に、
像担持体を除電する除電工程を有することを特徴とする
請求項１から１３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項１５】潜像形成工程が露光工程であることを
特徴とする請求項１から１４の何れかに記載の画像形成
装置。