JP2006163296A

JP2006163296A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006163296A
Application number: JP2004358640A
Authority: JP
Inventors: Akira Inoue; 井上亮
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2006-06-22

Abstract

【課題】像担持体の帯電を導電性磁性粒子を用いて行う磁気ブラシ方式の画像形成装置において、磁気ブラシ端部で発生する像担持体への導電性磁性粒子の付着を防止する。
【解決手段】像担持体１を帯電する帯電装置を備え、該帯電装置は電圧が印加可能な導電性部材２２を有し、導電性部材２２上に導電性磁性粒子２４を担持し、導電性磁性粒子を像担持体に接触させることによって像担持体を帯電し、導電性部材２２の長手方向における磁性粒子２４と像担持体１との接触領域の端部において、磁性粒子２４と導電性部材２２とを電気的に絶縁するための部材を配した絶縁領域２７を持つ画像形成装置において、像担持体１の絶縁領域２７に対向した部分１１が非帯電体で構成されていること。
【選択図】図３

Description

本発明は、像担持体の帯電を導電性磁性粒子を用いて行う磁気ブラシ方式の画像形成装置に関するものであり、特に電子写真複写機や同プリンタに好ましく用いられる。

電子写真複写機において、回転ドラム型を一般的とする像担持体としての電子写真感光体の面を所定の極性・電位に一様に帯電させるための帯電装置の１つとして磁気ブラシ方式の接触帯電装置が知られている。これは、電圧（帯電バイアス）が印加される導電性部材を有し、この導電性部材上に導電性磁性粒子を担持し、その導電性磁性粒子を感光体に接触させることによって感光体を帯電するものである。

接触帯電の帯電機構（帯電のメカニズム、帯電原理）にはコロナ帯電系と、接触注入帯電系の２種類が混在しており、どちらが支配的であるかにより各々の特性が現れる。

コロナ帯電系は接触帯電部材と被帯電体との間の微小隙間に生じるコロナ放電などの放電現象を用い、その放電成生物で被帯電体を帯電する系である。このコロナ帯電系は非接触タイプの帯電装置であるコロナ帯電器の場合よりは格段に少ないけれども、微量のオゾンは発生する。

接触注入帯電系は、接触帯電部材から被帯電体に直接電荷が注入される事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とも称される。接触注入帯電は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被帯電体表面電位分のみであり、オゾンの発生もない、オゾンレス・低電力の帯電方式である。また被帯電体の表面電位は原理的には印加した電圧にまで帯電され、湿度などの環境の変動に対して影響を受けにくいという特徴をもっている。

導電性磁性粒子を用いた磁気ブラシ方式の帯電装置は、帯電部材と被帯電体表面との高い接触確率が均一に得られて、注入帯電系による帯電が支配的である。

また、接触注入帯電が可能となる像担持体としては例えば有機感光体の場合は感光層表面に電荷保持部材としての導電性の微粒子を分散させた電荷注入層を設けたものの他、アモルファスシリコン感光体を始めとした無機感光体では電荷注入層をあらためて設けなくても表面に結晶の欠陥に基づくトラップ準位が多く存在し、注入された電荷はこのトラップ準位に保持されて注入帯電が可能となる。

具体的に、多極のマグネットローラを内包した導電性且つ回転可能な帯電スリーブ（電極スリーブ）を感光体に近接して配し、磁性粒子を帯電スリーブ上に磁気力によって保持し、ドクターブレード等により磁性粒子の保持量を規制、均一化した上で感光体に接触させ、帯電スリーブに帯電バイアスを印加することによって帯電を行なうものを例にすると、磁気ブラシ方式では高い帯電能力を得るために、感光体との接触確率を高める必要があり、そのためには感光体と帯電スリーブの最近接領域において、磁性粒子が適度に圧縮されていることが望ましい。この状態を帯電領域全体にわたって維持するためには、帯電スリーブ上の長手方向（感光体の母線方向）の磁性粒子の供給幅と、帯電スリーブ内のマグネットローラによる有効磁界発生幅をほぼ同一にする必要がある。磁性粒子の供給幅が有効磁界発生幅より小さいと、供給幅を超えて磁性粒子が広がってしまう。また、供給幅が有効磁界発生幅より大きいと帯電スリーブより磁性粒子が脱落してしまう。供給幅と磁界発生幅を同一にした場合にあっても、帯電スリーブと感光体との最近接部では磁性粒子が圧縮されているために、供給幅の最端部の領域では磁性粒子が外側へ押し出され、有効磁界を下回る領域に磁性粒子が供給されてしまうが、これは安定した帯電領域を維持するためには不可避な構成である。この端部領域の磁性粒子の供給境界部においては磁気ブラシが感光体と常時接触していないため十分に帯電することが難しい。従って、境界領域における感光体の電位は、中央部領域におけるそれよりもかなり低くなってしまう。帯電スリーブ電位と感光体の表面電位との電位差が大きくなると、導電性である磁性粒子は感光体に静電気的に付着し、この付着力が帯電スリーブへの磁気的な拘束力を上回ることによって、磁性粒子が帯電スリーブから感光体へ移動してしまうことがある。感光体への磁性粒子の付着が生じると帯電部材の磁性粒子が徐々に減少することでしだいに帯電不良が生じる。この帯電不良に起因して画像不良が生じるため磁気ブラシ方式は長期使用が行なえないという問題がある。

これに対し、特許文献１には帯電スリーブの端部領域を電気的に絶縁することにより、感光体の表面電位を帯電領域端に向かってなだらかに降下させると同時に、導電性である磁性粒子の感光体への静電的力を減じることによって、磁性粒子の感光体への移動を防止する方法が提案されている。
特開平８−１０６２０１号公報

本発明は上記の従来技術を更に発展させたものであって、磁性粒子の感光体への付着防止効果をさらに向上させたものである。

上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、像担持体を帯電する帯電装置を備え、前記帯電装置は電圧が印加可能な導電性部材を有し、前記導電性部材上に導電性磁性粒子を担持し、前記導電性磁性粒子を前記像担持体に接触させることによって前記像担持体を帯電し、前記導電性部材の長手方向における前記磁性粒子と前記像担持体との接触領域の端部において、前記磁性粒子と前記導電性部材とを電気的に絶縁するための部材を配した絶縁領域を持つ画像形成装置において、前記像担持体の前記絶縁領域に対向した部分が非帯電体で構成されていることを特徴とする画像形成装置、である。

磁性粒子を用いた注入帯電方式による画像形成装置では、像担持体として磁性粒子と電荷の授受が可能な電荷注入層を備えたものが用いられる。このため、帯電電極としての前記導電性部材側を絶縁しても、非絶縁部での長手方向での電荷の移動や、絶縁体の誘起電荷などにより、磁性粒子と像担持体間でわずかな電荷の授受が生じ、磁気拘束力の弱い導電性部材長手方向両端部の領域において磁性粒子が像担持体に付着してしまう。この領域の像担持体上を非帯電性の材料で構成することによって、磁性粒子の像担持体への付着を防止することができる。この詳しいメカニズムについては不明だが、非帯電性の材料は、接触している物質の電荷を逃がす効果があり、長手方向での電荷の移動による像担持体界面の磁性粒子への電荷の蓄積を防ぎ、常に像担持体表面と磁性粒子に電位差が出来ない状態が保たれるために、磁性粒子の付着が起きないものと考えられる。

図１は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ビームプリンタである。

（１）プリンタの全体的な概略構成説明
１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）である。この感光ドラム１は駆動機構（不図示）により矢印の時計方向に１５０ｍｍ／ｓｅｃの周速度で回転駆動され、磁気ブラシ式帯電装置（以下、磁気ブラシ帯電器と記す）２によって本例ではマイナスの所定の電位に均一に注入帯電処理される。この感光ドラム１の帯電面に対してレーザダイオード・ポリゴンミラー等を含むレーザビームスキャナ３から出力される、目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して強度変調されたレーザビームＬによる走査露光がなされ、感光ドラム１の周面に対して目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。そして、現像器４によって静電潜像の露光明部（感光ドラム帯電面のレーザザビームＬが照射されたところ）がマイナスのトナーで反転現像されて、静電潜像がトナー像として可視化される。

一方、給紙機構部（不図示）から記録材（転写材）Ｐが感光ドラム１と転写ローラ５とのニップ部である転写部に所定の制御タイミングで給送される。記録材Ｐは転写部を挟持搬送され、その間、転写ローラ４に対して転写バイアス電源Ｓ３から所定のプラスの転写バイアスが印加されることで、感光ドラム１面のトナー像が記録材Ｐの面に順次に静電転写されていく。

転写部を出た記録材Ｐは感光ドラム１の面から分離されて、定着器６に運ばれ、トナー像は記録材Ｐ上に熱定着される。

また記録材分離後の感光ドラム面は全面露光器７で除電光の照射を受けた後、クリーナー８によって感光ドラム面に残存した転写残トナーの掻き取り除去を受けて清掃される。表面清掃された感光ドラム１は再び次工程に入って磁気ブラシ帯電器２によって重ねて帯電される。

（２）感光ドラム１
図２は感光ドラム１の層構成模型図である。本実施形態で用いた被帯電体としての感光ドラム１はφ６０ｍｍのアルミニウム（Ａｌ）製のドラム基体１ａ上に負帯電極性のＯＰＣ感光体１ｂを設けたものである。感光ドラム１のＡｌドラム基体１ａは接地される。

ＯＰＣ感光体１ｂはＡｌドラム基体１ａ側から表面側に順に次の第１〜第５の５層の機能層１ｃ〜１ｇを順次に積層して構成したものである。

第１層１ｃは下引き層であり、Ａｌドラム基体１ａの欠陥等をならすため、またレーザ露光の反射によるモアレの発生を防止するために設けられている厚さ約２０μｍの導電層である。

第２層１ｄは正電荷注入層であり、Ａｌドラム基体１ａ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こと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１０^６Ωｃｍ程度に抵抗調整された厚さ約１μｍの中抵抗層である。

第３層１ｅ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、レーザ露光を受けることによって正負の電荷対を発生する。

第４層１ｆ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。したがって、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はできず、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。

第５層１ｇは感光体表面に設けられた電荷注入層であり、光硬化性のアクリル樹脂に導電性粒子としてＳｎＯ_２超微粒子を分散した材料の塗工層である。具体的には、アンチモンをドーピングし、低抵抗化した粒径約０．０３μｍのＳｎＯ_２粒子を樹脂に対して７０ｗｔ％分散した材料の塗工層である。このようにして調合した塗工液をディッピング塗工にて厚さ約２μｍに塗工して電荷注入層とした。これによって感光体表面の体積抵抗値は、電荷輸送層単体の場合１×１０^１５Ωｃｍだったのに比べ、１×１０^１２Ωｃｍまで低下した。

なお電荷注入層１ｇの体積抵抗率は、１×１０^９〜１×１０^１５Ωｃｍが好ましい。この体積抵抗率は、シート状のサンプルに１００Ｖの電圧を印加したときのものでYHPのHIGH RESISTANCEMETER 4329AにRESISTIVITY CELL 16008Aを接続して測定した。

（３）磁気ブラシ帯電器２
磁気ブラシ帯電器２は、電圧が印加可能な導電性部材としての帯電スリーブ（電極スリーブ）２２を有し、この帯電スリーブ２２上に導電性磁性粒子（以下、磁性粒子と記す）２４を担持し、この磁性粒子を像担持体である感光ドラム１に接触させ、帯電スリーブ２２に電圧を印加し、磁性粒子２４を介して感光ドラム表面に直接電荷を注入する注入帯電方式の帯電装置である。帯電スリーブ２２は磁性粒子２４への給電部である。

２１は帯電器２の筐体であり、この筐体２１内に、帯電スリーブ２２、磁性粒子攪拌スクリュー２５を配設してある。また磁性粒子２４を収容させてある。２６は筐体２１の下向き開口部に配設した磁性粒子規制ブレードである。帯電スリーブ２２の下面は筐体２１の下向き開口部に臨ませてあり、この帯電スリーブ２２の下面を感光ドラム１の上面に５００μｍの間隔をもって対向させて磁気ブラシ帯電器２を配設してある。

帯電スリーブ２２はφ１６ｍｍの非磁性導電性スリーブであり、駆動機構（不図示）により矢印の時計方向に１５０ｍｍ／ｓｅｃの周速度で回転駆動される。この帯電スリーブ２２内にマグネットローラ２３を挿入配設してある。このマグネットローラ２３は非回転の固定部材であり、帯電スリーブ２２の回転方向に５つの磁極ピークを持ち、隣接して同極性の磁極ピークを持つ反発極構成となっている。

筐体２１内に収容させた磁性粒子２４の総量は２００ｇであり、磁性粒子規制ブレード２６の帯電スリーブ回転方向の上流側には磁性粒子の溜まり部Ｔが形成されており、スクリュー２５はこの溜まり部Ｔの磁性粒子を帯電スリーブ母線方向に攪拌している。スクリュー２５は楕円形の羽を方向を交互に取り付けたものであり、溜まり部Ｔの磁性粒子を偏らせることなく攪拌することが出来る。そして溜まり部Ｔの磁性粒子はこのスクリュー２５およびマグネットローラ２３の反発極による攪拌効果で磁性粒子全体が緩やかに攪拌される構成となっている。

溜まり部Ｔの磁性粒子２４の一部はマグネットローラ２３による磁気拘束力によって帯電スリーブ２２上に磁気ブラシ層として保持され、それが帯電スリーブ２２の回転とともに搬送され、磁性粒子規制ブレード２６によってその層厚が所定に規制される。

磁性粒子規制ブレード２６によって層厚規制された磁性粒子２４の磁気ブラシ層は引き続く帯電スリーブ２２の回転で帯電スリーブ２２と感光ドラム１との対向隙間部に搬送されて感光ドラム１の面に接触し感光ドラム１面を摺擦しながら帯電スリーブ２２と感光ドラム１との対向隙間部を通過していく。この磁気ブラシ層の感光ドラム面接触摺擦部が帯電ニップ部Ｎ（帯電領域部）である。帯電ニップ部Ｎにおける帯電スリーブ２２上でのマグネットローラ２３による磁束密度は９５０×１０^−４Ｔである。対向隙間部を通過した磁性粒子２４の磁気ブラシ層は引き続く帯電スリーブ２２の回転で再び筐体２１内の溜まり部Ｔに戻されて循環的に使用される。

帯電ニップ部Ｎにおいて感光ドラム１と帯電スリーブ２２の回転方向は逆方向であり周速差をもつことにより、帯電ニップ部Ｎにおいて感光ドラム１の面は帯電スリーブ２２の回転に伴い搬送される磁性粒子２４の磁気ブラシ層により満弁なく摺擦される。

帯電スリーブ２２には電源Ｓ１より５００Ｖｐｐ、１ｋＨｚの交番電界に、定電圧制御された０〜−８００Ｖの直流電圧を重畳した帯電バイアスが印加できるようになっている。注入帯電方式の場合、感光ドラム表面の欠陥などにより瞬間的に電気的な短絡（ピンホールリーク）を生じた場合でも画像に及ぼす影響が少なくなるよう、定電圧の制御を行なう方が好ましい。また電源Ｓ１はＣＰＵ１００により電圧印加のＯＮ、ＯＦＦおよび直流電圧値を制御することが出来る。電位制御は電位センサー９により測定した感光ドラム１の表面電位に基づいて行われ、環境変動、経時変化に対し露光量などとともに最適値に制御される。

帯電スリーブ２２の回転周速度は遅すぎると感光ドラム表面と磁性粒子の接触確率が不十分となり、帯電ムラ等画像不良の要因となり、速すぎると磁性粒子の飛散を引き起こしてしまう。良好な帯電が行なえる周速度は、帯電スリーブ２２の外径や感光ドラム１との間隔にも依存するが、本実施例における帯電スリーブ２２の周速度としては５０〜２５０ｍｍ／ｓｅｃが好ましい。

磁性粒子２４としては、下記のものが好適に用いられる。

１）樹脂とマグネタイト等の磁性粉体を混練して粒子に成型したもの、もしくはこれに抵抗値調節のために導電カーボン等を混ぜるたもの、
２）焼結したマグネタイト、フェライト、もしくはこれらを還元または酸化処理して抵抗値を調節したもの、
３）上記の磁性粒子を抵抗調整をしたコート材（フェノール樹脂にカーボンを分散したもの等）でコートまたはＮｉ等の金属でメッキ処理して抵抗値を適当な値にしたもの等。

これら磁性粒子２４の抵抗値としては、高すぎると感光ドラム１に電荷が均一に注入できず、微小な帯電不良によるカブリ画像となってしまう。低すぎると感光ドラム表面にピンホールがあったとき、ピンホールに電流が集中して帯電電圧が降下し感光ドラム表面を帯電することができず、帯電ニップ状の帯電不良となる。よって磁性粒子の抵抗値としては、１×１０^４〜１×１０^８Ω、さらには１×１０^４〜１×１０^７Ωが望ましい。

ここで，磁性粒子の体積抵抗値は、底面積が２２８ｍｍ２の金属セルに磁性粒子を２ｇ入れた後、６．６ｋｇ／ｃｍ２で加圧し、１００Ｖの直流電圧を印加して測定している。

磁性粒子２４の磁気特性としては、感光ドラム１への磁性粒子付着を防止するために磁気拘束力を高くする方がよく、飽和磁化が５０（Ａ・ｍ^２／ｋｇ）以上が望ましい。

実際に、本実施例で用いた磁性粒子２４は、体積平均粒径が３０μｍ、見かけ密度２．０［ｇ／ｃｍ^３］、抵抗値１×１０^６Ωオーム、飽和磁化５８（Ａ・ｍ^２／ｋｇ）であった。また、磁性粒子２４の粒径は帯電能力や帯電の均一性に影響する。つまり、粒径が大きすぎると感光ドラムとの接触割合が低下し帯電ムラの原因となる。粒径が小さいと帯電能力、均一性ともに向上する反面、一粒子に作用する磁力が低下し、感光ドラムへの付着が起きやすくなる。このため磁性粒子の粒径としては５〜１００μｍのものが好適に用いられる。

（４）現像器４
現像器４には、固定されたマグネットローラ４３を内包し、駆動機構（不図示）により矢印の反時計方向に３００ｍｍ／ｓｅｃの周速度で回転駆動される現像スリーブ４２が設けられ、現像容器４１内の現像剤４４をブレード４５で薄層に現像スリーブ４２上にコーティングし、感光ドラム１との対向部である現像部へ搬送している。現像剤４４は２成分現像剤で、負帯電性の８μｍトナーと正帯電性の５０μｍの磁性キャリアが重量トナー濃度５％で混合されている。トナー濃度は光学式トナー濃度センサー（不図示）によって制御され、トナーホッパー４６内のトナーｔが供給ローラ４７によって補給される。現像容器４１内の現像剤４４は攪拌部材４８・４９により均一に攪拌される。現像スリーブ４２には電源Ｓ２から２ｋＶｐｐ、２ｋＨｚの交番電界に−５００Ｖの直流電圧Ｖｄｅを重畳した現像バイアスが印加される。現像スリーブ４２に薄層にコーティングされ、現像部に搬送された現像剤は前記ＡＣ＋ＤＣ電圧による電界によって感光ドラム１上の静電潜像の現像に寄与する。

（５）クリーナー８
クリーナー８はブレード方式である。クリーニングブレード８１はシリコン変性ポリウレタンゴムからなり、支持板８２に接着されている。クリーニングブレード８１によって感光ドラム１から掻き落とされたトナーはスクリュー８３によって廃トナー容器（不図示）に運ばれ回収される。

（６）帯電スリーブ２２及び感光ドラム１の端部領域構成
図３において、（ａ）は感光ドラム１に配設した帯電スリーブの途中部分省略の正面図、（ｂ）は（ａ）において帯電スリーブが担持している磁性粒子の磁気ブラシ部を除去した状態の図、（ｃ）は（ｂ）の縦断面図である。図４は帯電スリーブの一端側の拡大縦断面模型図である。

図３において、Ａは像担持体としての感光ドラム１の長さ寸法、Ｂは帯電スリーブ２２の長さ寸法、Ｃはマグネットローラ２３の長さ寸法、Ｄは帯電スリーブ２２の外周面にマグネットローラ２３の磁気拘束力によって担持された磁性粒子２４の磁気ブラシ部の長さ寸法（帯電ニップ部Ｎの長さ寸法）である。Ａ＞Ｂ＞Ｄ＞Ｃの寸法関係にある。

本実施形態において磁気ブラシ帯電器２の磁性粒子２４への給電部としての帯電スリーブ２２にはその長手両端部側（マグネットローラ２３の端部に対応する近傍）の外周面に環状（リング状）に厚さ５０μｍのポリエステルテープを貼着して環状の絶縁部（絶縁領域）２７を設けてある。この絶縁部２７は帯電スリーブ２２の長手方向における磁性粒子２４の磁気ブラシ部と感光ドラム１との接触領域の端部において、磁性粒子２４の磁気ブラシ部と帯電スリーブ２２とを電気的に絶縁するものである。

この絶縁部２７は、その幅範囲Ｆ（帯電スリーブ長手方向範囲）は磁性粒子２４の磁気ブラシ部端部よりもある程度マージンを見込んだ内側から、帯電ニップ部Ｎで磁性粒子が押し出されるところまであれば充分である。本実施例では帯電スリーブ２２の長手方向端部から５ｍｍ内側から幅２５ｍｍの範囲を絶縁部２７として構成した。

絶縁部２７の帯電スリーブ２２の長手内側へのマージンは、磁性粒子２４の抵抗によって異なる。磁性粒子の抵抗が低い場合は、磁性粒子に電流が流れやすいので感光ドラム１に接している磁性粒子の電位が減衰しにくくなる。そのため、磁気ブラシ端部の磁性粒子の電位が充分に低くならず、磁性粒子に注入された電荷とその電位によって働く電界によって感光ドラム１に付着してしまう。よって、磁気ブラシ部内の絶縁部２７の長さを長くするのが良い。一方、磁性粒子の抵抗が高い場合は、磁性粒子の抵抗によって感光ドラム１に接している磁性粒子の電位が減衰しやすいので磁気ブラシ部内の絶縁部２７の長さを短くすることができる。つまり、磁気ブラシ部内の絶縁部２７の長さは磁性粒子の抵抗に応じた長さとするのが良い。

そして、帯電スリーブ２２側の上記絶縁部２７に対向した感光ドラム部分１１は非帯電性となるような構成をとるものである。本実施例ではその非帯電性となる構成として、感光ドラム１の両端部側において、図４のように、環状に感光体１ｂを設けずにＡｌドラム基体１ａを露出させて非帯電部１１が形成されるようにした。

具体的にはＡｌドラム基体１ａの外周面に対して感光体１ｂをディッピングにて形成する際に非帯電部１１に対応するＡｌドラム基体領域Ｇをテープでマスキングして感光体１ｂが形成されないようにした。Ａｌドラム基体１ａに対する感光体１ｂの形成後にテープを剥ぎ取ることでＡｌドラム基体１ａを露出させて非帯電部１１を形成した。

感光ドラム１の非帯電部１１の構成位置としては、帯電スリーブ２２側の絶縁部２７で見込んだマージンよりも外側、すなはち感光ドラム１の電位が十分に減衰した領域であることが好ましい。本実施例では帯電スリーブ２２の長手方向端部から５ｍｍ内側から幅１５ｍｍの範囲Ｇを非帯電部１１として構成した。図３の（ａ）においてＨは感光ドラム１の有効帯電領域（非帯電部１１・１１間）である。

帯電ニップ部Ｎで、帯電スリーブ２２に対して絶縁部２７を設けるだけの構成では、絶縁部２７が無い場合に比べれば、感光ドラム１への磁性粒子２４の付着は低減するものの、若干の付着が発生していた。これに対し、本実施例の構成ではほぼ磁性粒子の付着を皆無にすることが出来た。この詳しいメカニズムは不明であるが、絶縁部２７を設けるだけの構成では、帯電ニップ部Ｎの母線方向（長手方向）に流れるわずかな電荷により、絶縁部２７に担持された磁性粒子２４に電荷が蓄積し感光ドラム近傍の磁性粒子が静電的な作用により感光ドラムに付着していたのに対し、帯電スリーブ２２側の絶縁部２７に対向した感光ドラム部分１１は非帯電性となるような構成をとることで、磁性粒子に流れ込む電荷は蓄積することなく非帯電部１１としてのＡｌドラム基体１ａ側に放出され、静電的な作用が働かないためと考えられる。

本実施形態は一例であり、例えば非帯電部１１としては図５のように感光体１ｂの上に金属、金属酸化物、無機物からなる非帯電性層１２を設け、その層１２を接地させても同様の効果が得られる。

また、Ａｌドラム基体１ａに対する感光体１ｂの形成後、両端部側を研磨して非帯電性の層、例えば下引き層１ｃやＡｌドラム基体１ａを露出させてもよい。

本実施例は、感光ドラム１の感光体としてａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体を用いたことを特徴とするものである。すなわち、電荷注入層はシリコンを含む非晶質体からなる感光体を用いたことを特徴とするものである。その他の構成は実施例１と同様であるため必要の無い限り説明を省略する。

この感光ドラム１は、導電性支持体としてのφ６０のＡｌシリンダの外周に、ａ−Ｓｉ感光体を形成したものである。ａ−Ｓｉ感光体はＡｌシリンダの外周に順次堆積された下部電荷注入阻止層、光導電層、上部電荷注入層、および表面層からなる。ここで下部電荷注入阻止層は導電性支持体から光導電層への電荷の注入を阻止するためのものであり。光導電層はシリコン原子を主原料とする非晶質材料で構成され光導電性を示す。さらに、表面層はシリコン原子と炭素原子を含み表面に形成される電子潜像の保持と膜の耐久性の向上を担っている。

ａ−Ｓｉ感光体等の無機体では電荷注入層をあらためて設けなくても表面に結晶の欠陥に基づくトラップ準位が多く存在し、注入された電荷はこのトラップ準位に保持されて注入帯電が可能である。

本実施例では、導電性支持体としてのφ６０のＡｌシリンダ外周面全体にａ−Ｓｉ感光体を形成した後、実施例１の非帯電部１１と同様の領域を研磨することによって光導電層を露出させ、非帯電部を形成するものである。光導電層が露出した領域では、上部阻止層が取り除かれているので、負の帯電電荷がＡｌシリンダに抜けるために、非帯電性となる。

本実施例においても感光ドラム両端部への磁性粒子の付着を、ほぼ皆無にすることが出来た。Ａ−Ｓｉ感光体において、非帯電部１１を形成する構成はこれに限らず、例えば研磨の程度は電荷阻止層を除去するものであれば、どの層が露出していても同様の効果が得られる。特に正帯電のａ−Ｓｉ感光体は上部阻止層を必要としない場合もあり、この場合はＡｌシリンダまで露出させることが効果的である。また、感光体形成時にシリンダをマスキングして、両端部にＡｌシリンダを露出させるたり、Ａ−Ｓｉ感光体表面に接地した非帯電層を形成する構成でも同様の効果が得られる。

［その他］
１）像担持体としての感光ドラム１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、好ましくは、実施例１のように有機感光体上に低抵抗の表面層を持つものや、実施例２のようにアモルファスシリコン感光体など、表面抵抗が１０^９〜１０^１４Ω・ｃｍの低抵抗層を持つことが、直接注入帯電機構を主体的にすることができ、オゾン発生の防止に効果がある。また帯電性についても向上させることが可能となる。

２）実施例では画像形成装置としてレーザービームプリンタを例示したが、これに限られず、電子写真複写機、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ等他の画像形成装置、また電子黒板などの画像表示装置（ディスプレイ装置）等でもよいことは勿論である。

３）静電潜像形成のための露光手段としては、実施形態例の様にデジタル的な潜像を形成するレーザ走査露光手段３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。

４）被帯電体としての像担持体は静電記録装置の場合には静電記録誘電体である。静電記録誘電体の場合はこれを帯電装置で所定の極性・電位に一様に帯電し、その帯電処理面を除電針アレイや電子銃等の除電手段で選択的に除電処理して静電潜像を書き込み形成する。

５）像担持体はドラム型に限られず、エンドレス状或いは有端のベルト型、シート状等であってもよい。

６）現像器４の構成についても特に限定するものではない。正規現像装置であってもよい。

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。

７）転写手段５はローラ転写に限られず、ベルト転写、コロナ転写などにすることもできる。転写ドラムや転写ベルト等の中間転写体（中間被転写部材）などを用いて、単色画像ばかりでなく、多重転写等により多色やフルカラー画像を形成する画像形成装置であってもよい。

８）直接注入帯電は接触帯電部材から被帯電体部分に電荷が直接移動することをその帯電機構とするから、接触帯電部材が十分に被帯電体表面に接触する必要があり、被帯電体に対して接触帯電部材を周速差を持たせて回転させることが望ましい。接触帯電部材と被帯電体との速度差は、具体的には接触帯電部材面を移動駆動して被帯電体との間に速度差を設けることになる。好ましくは接触帯電部材を回転駆動し、さらにその回転方向は被帯電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。接触帯電部材面を被帯電体表面の移動方向と同じ方向に移動させて速度差をもたせることも可能であるが、直接注入帯電の帯電性は被帯電体の周速と接触帯電部材の周速の比に依存するため、逆方向と同じ周速比を得るには順方向では接触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、接触帯電部材を逆方向に移動させる方が回転数の点で有利である。ここで記述した周速比は
周速比（％）＝（接触帯電部材周速−被帯電体周速）／被帯電体周速×１００
である（接触帯電部材周速は接触部において接触帯電部材表面が被帯電体表面と同じ方向に移動するとき正の値である）。

画像形成装置例の概略構成模型図。感光ドラムの層構成模型図。（ａ）は感光ドラムに配設した帯電スリーブの途中部分省略の正面図、（ｂ）は（ａ）において帯電スリーブが担持している磁性粒子の磁気ブラシ部を除去した状態の図、（ｃ）は（ｂ）の縦断面図。帯電スリーブの一端側の拡大縦断面模型図（その１）。帯電スリーブの一端側の拡大縦断面模型図（その２）。

符号の説明

１・・像担持体（感光ドラム）、２・・磁気ブラシ器帯電装置、３・・レーザビームスキャナ、４・・現像器、５・・転写ローラ、６・・定着器、７・・除電光ランプ、８・・クリーナー

Claims

像担持体を帯電する帯電装置を備え、前記帯電装置は電圧が印加可能な導電性部材を有し、前記導電性部材上に導電性磁性粒子を担持し、前記導電性磁性粒子を前記像担持体に接触させることによって前記像担持体を帯電し、前記導電性部材の長手方向における前記磁性粒子と前記像担持体との接触領域の端部において、前記磁性粒子と前記導電性部材とを電気的に絶縁するための部材を配した絶縁領域を持つ画像形成装置において、
前記像担持体の前記絶縁領域に対向した部分が非帯電体で構成されていることを特徴とする画像形成装置。
前記像担持体は表面に電荷注入層を有し、この電荷注入層は前記導電性磁性粒子との接触によって電荷が注入されることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
前記電荷注入層は導電性粒子を分散した樹脂からなることを特徴とする請求項２の画像形成装置。
前記電荷注入層はシリコンを含む非晶質体からなることを特徴とする請求項２の画像形成装置。
前記導電性磁性粒子の抵抗は１×１０^４〜１×１０^８Ωであることを特徴とする請求項１〜４の画像形成装置。