JP3332865B2

JP3332865B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3332865B2
Application number: JP26739998A
Authority: JP
Inventors: 純平林; 晴美石山; 康則児野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2002-10-07
Anticipated expiration: 2018-09-04
Also published as: JP2000081772A; US6226480B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機やプリンタ等
の画像形成装置に関する。より詳しくは、接触帯電方式
の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、電子写真方式や静電記録
方式等の画像形成装置において、電子写真感光体・静電
記録誘電体等の像担持体を所要の極性・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、像担持体等の被帯電体の帯電装置
として、コロナ帯電器に比べて低オゾン・低電力等の利
点があることから接触帯電装置が多く提案され、また実
用化されている。

【０００５】接触帯電装置は、像担持体等の被帯電体
に、ローラ型（帯電ローラ）、ファーブラシ型、磁気ブ
ラシ型、ブレード型等の導電性の帯電部材を接触させ、
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、．放電帯電機構と．注入帯電機構
の２種類の帯電機構が混在しており、どちらが支配的で
あるかにより各々の特性が現れる。

【０００７】．放電帯電機構接触帯電部材と被帯電体との微小間隙に生じる放電現象
により、被帯電体表面が帯電する系である。

【０００８】放電帯電機構は接触帯電部材と被帯電体に
一定の放電しきい（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】．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。この注入帯電機
構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、注入帯電であるため、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の
放電帯電機構が支配的である。

【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、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機構が支配的である。

【００１６】図８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（ドラム
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、放電帯電機構によるも
のが主であり、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
記の放電帯電機構が支配的である。

【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、注入帯電機構により十分
均一な帯電を行うにはそれでも接触性は不十分であり、
注入帯電機構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８のＢに示される特性をとる。従って、フ
ァーブラシ帯電の場合も、固定タイプ、ロールタイプど
ちらも多くは、高い帯電バイアスを印加し放電帯電機構
を用いて帯電を行っている。

【００２８】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。

【００２９】この磁気ブラシ帯電の場合はその帯電機構
は前記の注入帯電機構が支配的である。

【００３０】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、均一に注入帯電を可能にする。

【００３１】図８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。

【００３２】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。

【００３３】特開平６−３９２１号公報等には感光体表
面にあるトラップ準位または電荷注入層の導電粒子等の
電荷保持部材に電荷を注入して接触注入帯電を行なう方
法が提案されている。放電現象を用いないため、帯電に
必要とされる電圧は所望する感光体表面電位分のみであ
り、オゾンの発生もない。さらに、ＡＣ電圧を印加しな
いので、帯電音の発生もなく、ローラ帯電方式と比べる
と、オゾンレス、低電力の優れた帯電方式である。

【００３４】Ｄ）クリーナレス（トナーリサイクルシス
テム）転写方式の画像形成装置においては、転写後の感光体
（像担持体）に残存する転写残現像剤（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現像剤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クリーナレスの画像
形成装置も出現している。

【００３５】現像同時クリーニングとは、転写後に感光
体上に残留した現像剤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、転写残現像剤は現像装置に回収されて次工程以
後に再用されるため、廃トナーをなくし、メンテナンス
に手を煩わせることも少なくすることができる。またク
リーナレスであることでスペース面での利点も大きく、
画像形成装置を大幅に小型化できるようになる。

【００３６】クリーナレス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現像剤が介在し
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。

【００３７】Ｅ）接触帯電部材に対する粉末塗布接触帯電装置について、帯電ムラを防止し安定した均一
帯電を行なうために、接触帯電部材に被帯電体面との接
触面に粉末を塗布する構成が特公平７−９９４４２号公
報に開示されているが、接触帯電部材（帯電ローラ）が
被帯電体（感光体）に従動回転（速度差駆動なし）であ
り、スコロトロン等のコロナ帯電器と比べるとオゾン生
成物の発生は格段に少なくなっているものの、帯電原理
は前述のローラ帯電の場合と同様に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ＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳した電圧を印加
するために、放電によるオゾン生成物の発生はより多く
なってしまう。よって、長期に装置を使用した場合や、
クリーナレスの画像形成装置を長期に使用した場合にお
いて、オゾン生成物による画像流れ等の弊害が現れやす
い。

【００３８】また、特開平５−１５０５３９号公報に
は、接触帯電を用いた画像形成方法において、長時間画
像形成を繰り返すうちにトナー粒子やシリカ微粒子が帯
電手段の表面に付着することによる帯電阻害を防止する
ために、現像剤中に、少なくとも顕画粒子と、顕画粒子
より小さい平均粒径を有する導電性粒子を含有すること
が開示されている。しかし、この接触帯電は放電帯電機
構によるもので、直接注入帯電機構ではなく、放電帯電
による前述の問題がある。

【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、接触帯電において、接触帯電
部材として帯電ローラあるいはファーブラシを用いた簡
易な構成では注入帯電機構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しての像担持体との密な接触
が確保されず、注入帯電は困難であった。

【００４０】そのため接触帯電においては、接触帯電部
材として帯電ローラやファーブラシ等の簡易な部材を用
いた場合でも、より帯電均一性に優れ且つ長期に渡り安
定した注入帯電を実現する、即ち、低印加電圧でオゾン
レスの注入帯電を簡易な構成で実現することが期待され
ている。

【００４１】また、像担持体の帯電手段として接触帯電
装置を採用した接触帯電方式で転写方式の画像形成装置
においては、接触帯電部材が現像剤で汚染されることも
直接帯電の阻害因子である。

【００４２】即ち、転写後の像担持体面に残存の転写残
現像剤を除去する専用のクリーナを具備させた画像形成
装置の場合でも、転写後の像担持体面に残存の転写残現
像剤がクリーナで１００％除去されるものではなく、転
写残現像剤の一部はクリーナをすり抜けて接触帯電部材
と像担持体の接触部である帯電部に持ち運ばれて接触帯
電部材に付着・混入することで接触帯電部材の現像剤汚
染が生じる。従来現像剤は一般に絶縁体であるため接触
帯電部材の現像剤汚染は帯電不良を生じさせる因子であ
る。

【００４３】特に、クリーナレスの画像形成装置にあっ
ては、転写後の像担持体面に残存の転写残現像剤を除去
する専用のクリーナを用いないため、転写後の像担持体
面に残存の転写残現像剤が像担持体と接触帯電部材の接
触部である帯電部に像担持体面の移動でそのまま持ち運
ばれて接触帯電部材がクリーナのある画像形成装置の場
合よりも多量の現像剤で汚染されるために、転写残現像
剤による帯電阻害の影響が大きい。

【００４４】帯電ローラ等の接触帯電部材と現像剤との
付着力が大きく接触帯電部材に現像剤吐き出しバイアス
などを印加しても現像剤が接触帯電部材に強固に付着し
ており十分な帯電性を得ることはできなかった。

【００４５】帯電不良が生じると更に接触帯電部材への
現像剤混入が増加し帯電不良を激化させる。

【００４６】つまり、ここでは、帯電ローラ等の簡易な
接触帯電部材で注入帯電するには接触帯電部材の表面が
粗いこと、更に接触帯電部材と現像剤との付着力が大き
く接触帯電部材の現像剤汚染を改善できないこと、が問
題となっている。

【００４７】そこで本発明は、像担持体の帯電手段とし
て接触帯電装置を採用した画像形成装置について、接触
帯電部材として帯電ローラやファーブラシ等の簡易な部
材を用いて低印加電圧でオゾンレスの注入帯電を実現す
ること、高品位な画像形成を行なわせることを目的とす
る。

【００４８】また本発明は、像担持体の帯電手段として
接触帯電装置を採用した接触帯電方式、転写方式の画像
形成装置、あるいは接触帯電方式、転写方式、クリーナ
レスの画像形成装置について、接触帯電部材として帯電
ローラやファーブラシ等の簡易な部材を用いて、また接
触帯電部材の現像剤汚染にかかわらず、低印加電圧でオ
ゾンレスの注入帯電とクリーナレスシステムを問題なく
実行可能にし、高品位な画像形成を長期に渡り維持させ
ること、画像比率の高い画像を出力した後でも高品位な
画像形成を長期に渡り維持させること等を目的とする。

【００４９】

【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る。

【００５０】（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実行し、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、ａ．像担持体を帯電する帯電手段は、像担持体とニップ
部を形成させ、少なくともそのニップ部に帯電を促進さ
せるための帯電促進粒子を介在させた帯電部材を備える
接触帯電装置であり、ｂ．現像手段は像担持体に接触する現像装置であり、こ
の現像装置の現像剤に帯電促進粒子を混入させて該現像
装置から帯電促進粒子を像担持体表面に供給し、ｃ．画像形成時よりも非画像形成時に現像装置から像担
持体への帯電促進粒子の供給量が増加するように、画像
形成時に現像バイアスを直流電圧とするとともに非画像
形成時に現像バイアスに交流成分を加えるシーケンスを
もつことを特徴とする画像形成装置。

【００５１】（２）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実行し、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、ａ．像担持体を帯電する帯電手段は、像担持体とニップ
部を形成させ、少なくともそのニップ部に帯電を促進さ
せるための帯電促進粒子を介在させた帯電部材を備える
接触帯電装置であり、ｂ．現像手段は像担持体に接触する現像装置であり、こ
の現像装置の現像剤に帯電促進粒子を混入させて該現像
装置から帯電促進粒子を像担持体表面に供給し、ｃ．画像形成時よりも非画像形成時に現像装置から像担
持体への帯電促進粒子の供給量が増加するように、該現
像装置の現像スリーブ、ブレード、塗布ローラ等の装置
内部材に印加するバイアスを画像形成時と非画像形成時
で変化させることを特徴とする画像形成装置。

【００５２】（３）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実行し、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、ａ．像担持体を帯電する帯電手段は、像担持体とニップ
部を形成させ、少なくともそのニップ部に帯電を促進さ
せるための帯電促進粒子を介在させた帯電部材を備える
接触帯電装置であり、ｂ．現像手段は像担持体に接触する現像装置であり、こ
の現像装置の現像剤に帯電促進粒子を混入させて該現像
装置から帯電促進粒子を像担持体表面に供給し、ｃ．該現像装置の現像部材と像担持体表面の距離を画像
形成時と非画像形成時で変化させることを特徴とする画
像形成装置。

【００５３】（４）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実行し、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、ａ．像担持体を帯電する帯電手段は、像担持体とニップ
部を形成させ、少なくともそのニップ部に帯電を促進さ
せるための帯電促進粒子を介在させた帯電部材を備える
接触帯電装置であり、ｂ．現像手段は像担持体に接触する現像装置であり、こ
の現像装置の現像剤に帯電促進粒子を混入させて該現像
装置から帯電促進粒子を像担持体表面に供給し、ｃ．該現像装置の現像部材の表面層が中抵抗値の弾性体
からなるものであり、その弾性体層中に低抵抗層を設け
て、画像形成時よりも非画像形成時に現像装置から像担
持体への帯電促進粒子の供給量が増加するように、低抵
抗層に対して非画像形成時中にバイアスを印加すること
を特徴とする画像形成装置。

【００５４】（５）帯電促進粒子の抵抗値が１×１０¹²
（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする（１）ないし
（４）の何れか１つに記載の画像形成装置。

【００５５】（６）帯電促進粒子の粒径が現像剤の１／
２以下であることを特徴とする（１）ないし（５）の何
れか１つに記載の画像形成装置。

【００５６】（７）帯電部材が像担持体と速度差を持っ
て移動され、電圧が印加される可撓性の部材であること
を特徴とする（１）ないし（６）の何れか１つに記載の
画像形成装置。

【００５７】（８）帯電部材はニップ部において像担持
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
ことを特徴とする（７）に記載の画像形成装置。

【００５８】（９）像担持体が表面に１０⁹ 〜１０
¹⁴（Ω・ｃｍ）の材料からなる層を有することを特徴と
する（１）ないし（８）の何れか１つに記載の画像形成
装置。

【００５９】（１０）像担持体が、感光層、及び表面層
を有し、該表面層が樹脂および導電微粒子を有すること
を特徴とする（１）ないし（９）の何れか１つに記載の
画像形成装置。

【００６０】（１１）導電微粒子がＳｎＯ₂ であること
を特徴とする（１０）に記載の画像形成装置。

【００６１】（１２）像担持体の帯電面に静電潜像を形
成する潜像形成手段が像露光手段であることを特徴とす
る（１）ないし（１１）の何れか１つに記載の画像形成
装置。

【００６２】〈作用〉ａ）帯電促進粒子は帯電補助を目的とした導電性の粒子
であり、接触帯電において少なくとも接触帯電部材と被
帯電体である像担持体とのニップ部（帯電ニップ部）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。

【００６３】帯電促進粒子は、抵抗値を１×１０¹²（Ω
・ｃｍ）以下に、さらに好ましくは、１×１０¹⁰（Ω・
ｃｍ）以下のものにすることで帯電性を損なわない。

【００６４】即ち、像担持体と接触帯電部材との帯電ニ
ップ部に帯電促進粒子が存在した状態で像担持体の接触
帯電が行われる。帯電ニップ部に帯電促進粒子が存在す
ることで、該粒子の滑剤効果により接触帯電部材に対し
て像担持体を無理なく容易に接触移動状態にすることが
可能となると共に、該接触帯電部材が該粒子を介して像
担持体面に密に接触してより高い頻度で像担持体面に接
触する構成となる。その結果、帯電ニップ部において、
移動する像担持体面は帯電促進粒子によりまんべんなく
摺擦されることで接触帯電部材と像担持体との緻密な接
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ことができるようにな
り、上記固定の接触帯電部材による像担持体の接触帯電
は直接注入帯電が支配的となる。

【００６５】ｂ）また、接触帯電部材と像担持体との間
に十分な速度差を設けることにより、接触帯電部材と像
担持体のニップ部において帯電促進粒子が像担持体に接
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、接触帯電部材と像担持体のニップ部に存在する帯
電促進粒子が像担持体表面を隙間なく摺擦することで像
担持体に電荷を直接注入できるようになり、接触帯電部
材による像担持体の接触帯電は帯電促進粒子の介存によ
り注入帯電機構が支配的となる。

【００６６】速度差を設ける構成としては、接触帯電部
材を回転駆動して像担持体と速度差を設けることにな
る。転写方式あるいは転写方式・クリーナレスの画像形
成装置にあっては、好ましくは、帯電部に持ち運ばれ
る、クリーナをすり抜けた現像剤或はクリーナレスの場
合の転写残現像剤を接触帯電部材に一時的に回収し均す
ために、接触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
うに構成することが望ましい。即ち、逆方向回転で像担
持体上の残存現像剤を一旦引離し帯電を行なうことによ
り優位に注入帯電を行なうことが可能である。

【００６７】接触帯電部材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もたせることも可能であ
るが、注入帯電の帯電性は像担持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（％）＝（帯電部材周速−像担持体周速）／像担
持体周速×１００である（帯電部材周速はニップ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とき正の値であ
る）。

【００６８】クリーナレスの画像形成装置にあっては、
転写後の像担持体面に残存の転写残現像剤は像担持体と
接触帯電部材のニップ部である帯電部に像担持体面の移
動でそのまま持ち運ばれる。

【００６９】この場合、接触帯電部材を像担持体に対し
て速度差をもって接触させることで、転写残現像剤のパ
ターンが攪乱されて崩され、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。

【００７０】ｃ）帯電部に持ち運ばれた、クリーナをす
り抜けた現像剤或はクリーナレスの場合の転写残現像剤
は接触帯電部材に付着・混入する。従来現像剤は絶縁体
であるため接触帯電部材に対する転写残現像剤の付着・
混入は像担持体の帯電において帯電不良を生じさせる因
子である。

【００７１】しかしこの場合でも、帯電促進粒子が像担
持体と接触帯電部材とのニップ部である帯電部に介在す
ることにより、接触帯電部材の像担持体への緻密な接触
性と接触抵抗を維持できるため、接触帯電部材の転写残
現像剤による汚染にかかわらず、低印加電圧でオゾンレ
スの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。

【００７２】接触帯電部材に付着・混入した現像剤は接
触帯電部材から徐々に像担持体上に吐き出されて像担持
体面の移動とともに現像部位に至り、現像手段において
現像同時クリーニング（回収）される（トナーリサイク
ル）。

【００７３】この場合、接触帯電部材に帯電促進粒子が
担持されていることで、接触帯電部材とこれに付着・混
入する転写残現像剤の付着力が低減化されて接触帯電部
材から像担持体上への現像剤の吐き出し効率が向上す
る。

【００７４】ｄ）上記したように、接触性の向上により
帯電を促進させるために、導電性の帯電促進粒子を少な
くとも接触帯電部材と像担持体とのニップ部に介在させ
る系で接触帯電部材と像担持体との密な接触を行うこと
が可能であり、接触不良による帯電不良は生じにくく、
良好な帯電性を得ることができる。

【００７５】しかし、帯電ニップ部から帯電促進粒子が
流失して減少することで帯電性の低下が生じることがあ
った。そのため帯電促進粒子を新たに供給する手段が必
要である。

【００７６】本発明においては、その供給手段として、
現像手段を接触現像装置すなわち現像装置から供される
現像剤と像担持体が現像部において接触ニップを持つも
のにし、この接触現像装置の現像剤に帯電促進粒子を混
入させて該接触現像装置から帯電促進粒子を像担持体表
面に供給し帯電ニップ部に持ち運ばせて供給する。

【００７７】即ち、現像部において像担持体面に供給さ
れて付着した、現像装置内の現像剤に混入の帯電促進粒
子は、像担持体面の移動に伴い転写部を経由して帯電ニ
ップ部に持ち運ばれることで、帯電ニップ部や接触帯電
部材に自動的に供給されて、良好な帯電性が維持され
る。

【００７８】像担持体上の現像剤像は転写部において転
写バイアスの影響で記録媒体側に引かれて積極的に転移
するが、像担持体上の帯電促進粒子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、像担持体上に実
質的に付着保持されて残留して像担持体面の移動に伴い
転写部を経由して帯電部に持ち運ばれる。

【００７９】この場合、クリーナを具備させた画像形成
装置の場合でも、転写後の像担持体面に残留の転写残現
像剤（紙粉等も含む）と帯電促進粒子の内、転写残現像
剤はその大部分はクリーナで回収されるが、帯電促進粒
子は現像剤に比べて粒径が小さいためクリーナをすり抜
けやすく、そのすり抜けで帯電部に持ち運ばれる。クリ
ーナレスの画像形成装置であれば、転写後の像担持体面
の残留の転写残現像剤と帯電促進粒子はそのまま帯電部
に持ち運ばれる。

【００８０】したがって、帯電促進粒子の供給手段と現
像装置を共通化できて装置の小型化等が可能であり、有
利である。

【００８１】ｅ）しかしながら、接触現像方式の現像装
置から像担持体面に帯電促進粒子を供給する系では以下
のような問題が生じた。

【００８２】即ち、接触現像装置を用いた系では、現像
バイアスとして交流を印加した場合に比べて、直流を印
加した場合には帯電促進粒子の供給量が減少する。その
ため、帯電ニップ部における帯電促進粒子不足で接触帯
電部材と像担持体との接触性が低下し、帯電安定性が低
下することがあった。そして、現像バイアスに交流バイ
アスを印加した場合には、現像部で像担持体表面に現像
バイアスが注入されてしまい画像かぶりが生じることが
あった。

【００８３】また、接触現像部での現像バイアス注入を
防ぐ為には、現像部材例えば接触現像ローラの抵抗値を
上げることが有効であるが、その場合には帯電促進粒子
に対して十分な供給電界を与えることができないため
に、帯電促進粒子の供給が十分に行われにくい。

【００８４】また、通常、現像剤には電荷制御剤等を含
有させるため、帯電促進粒子は現像剤に対して異なる極
性を帯びるが、接触現像ローラに対して現像剤や帯電促
進粒子の塗布をバイアスを印加することで行う画像形成
装置では、現像剤が現像ローラへ供給されるようなバイ
アスを印加した場合には、逆に帯電促進粒子は現像ロー
ラから現像装置内に回収されてしまい、現像ローラへの
帯電促進粒子の供給量が減少してしまうことがあった。

【００８５】．そこで本発明においては、非画像形成
時に現像バイアスに交流成分を加えるシーケンスをもつ
ことを特徴とする。より具体的には、画像形成時には現
像バイアスとして直流バイアスを用い、非現像時には交
流成分を加えることにより、帯電促進粒子の供給を行い
つつ、画像かぶりを防ぐことが可能となる。

【００８６】．また、接触現像装置の現像スリーブ、
ブレード、塗布ローラ等の装置内部材に印加するバイア
スを画像形成時と非画像形成時で変化させることを特徴
とする。これにより、現像剤と帯電促進粒子の持つ電荷
の極性が異なる場合でも、非画像形成時に帯電促進粒子
を供給することが可能となる。

【００８７】．また、接触現像装置の現像部材と像担
持体表面の距離を画像形成時と非画像形成時で変化させ
ることを特徴とする。より具体的には、非画像形成時に
接触現像部材と像担持体を非接触にし、交流成分を印加
することにより、帯電促進粒子の供給を十分に行いつ
つ、画像かぶりを防ぐことが可能となる。

【００８８】．また、接触現像装置の現像部材の表面
層が中抵抗値の弾性体からなるものであり、その弾性体
層中に低抵抗層を設けて、その低抵抗層に対して非画像
形成時中にバイアスを印加し、帯電促進粒子を像担持体
表面に供給することを特徴とする。より具体的には、現
像部材に対して、現像バイアスとは異なる場所に帯電促
進粒子を供給するためのバイアスを印加し、非画像形成
時に帯電促進粒子の供給バイアスを強くすることによ
り、帯電促進粒子の供給を十分に行いつつ、画像かぶり
を防ぐことが可能となる。

【００８９】上記ないしの手段構成により、帯電促
進粒子を安定して供給し、良好な帯電性および画像を安
定して得ることが可能な画像形成装置を提供することが
できる。

【００９０】ｆ）帯電促進粒子の粒径（平均粒径）を現
像剤の粒径（平均粒径）の１／２以下のものにすること
で像担持体に対する画像露光の妨げとならない。

【００９１】ｇ）像担持体の最表面層の体積抵抗が１×
１０¹⁴（Ω・ｃｍ）以下であること、さらに被帯電体が
電子写真感光体であり、該電子写真感光体の最表面層の
体積抵抗が１×１０⁹ （Ω・ｃｍ）以上１×１０¹⁴（Ω
・ｃｍ）以下であることにより、プロセススピードの速
い装置においても、より安定した直接注入帯電性能が得
られる。

【００９２】ｈ）かくして、像担持体の帯電手段として
接触帯電装置を採用した画像形成装置について、接触帯
電部材として帯電ローラやファーブラシ等の簡易な部材
を用いて低印加電圧でオゾンレスの注入帯電機構を用い
た帯電を実現すること、高品位な画像形成を長期にわた
り安定に行なわせることができる。

【００９３】また、像担持体の帯電手段として接触帯電
装置を採用した接触帯電方式、転写方式の画像形成装
置、あるいは接触帯電方式、転写方式、クリーナレスの
画像形成装置について、接触帯電部材として帯電ローラ
やファーブラシ等の簡易な部材を用いて、また接触帯電
部材の現像剤汚染にかかわらず、低印加電圧でオゾンレ
スの注入帯電とクリーナレスシステムを問題なく実行可
能にし、高品位な画像形成を長期に渡り維持させるこ
と、画像比率の高い画像を出力した後でも高品位な画像
形成を長期に渡り維持させることができる。

【００９４】

【発明の実施の形態】〈実施例１〉（図１）図１は本発明に従う画像形成装置の一例の概略構成模型
図である。

【００９５】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、接触帯電方式、反転現像方式、クリー
ナレス、プロセスカートリッジ式のレーザープリンタで
ある。

【００９６】そして本実施例の画像形成装置は、少なく
とも接触帯電部材と像担持体とのニップ部である帯電ニ
ップ部には帯電を促進させるための導電性を有する帯電
促進粒子を介在させて注入帯電を実現させ、また現像手
段を接触現像装置にし、該接触現像装置内から帯電促進
粒子を感光体表面を介して接触帯電ニップ部材に供給
し、接触現像装置の現像ローラと供給ローラに印加する
バイアスを画像形成時と非画像形成時の間で変化させる
ことにより、非画像形成時に現像剤の現像を防ぎつつ、
実質的に帯電促進粒子のみを供給することを特徴とす
る。

【００９７】（１）本例プリンタの全体的な概略構成［像担持体］１は像担持体（被帯電体）としての回転ド
ラム型の電子写真感光体である。本実施例のプリンタは
反転現像を用いており、感光体１はネガ感光体を用いて
いる。本実施例の感光体１は直径３０ｍｍのＯＰＣ感光
体であり、矢印の時計方向に９４ｍｍ／ｓｅｃの周速度
をもって回転駆動される。

【００９８】［帯電］２は感光体１に所定の押圧力を
もって当接させて配設した可撓性の接触帯電部材として
の導電性弾性ローラ（帯電ローラ）である。ａは感光体
１と帯電ローラ２とのニップ部である帯電ニップ部であ
る。この帯電ローラ２には予めその外周面に帯電促進粒
子ｍをコートして担持させてあり、帯電ニップ部ａには
帯電促進粒子ｍが存在している。

【００９９】帯電ローラ２は本実施例においては帯電ニ
ップ部ａにおいて感光体１の回転方向と逆方向（カウン
ター）に１００％の周速で回転駆動され、感光体１面に
対して速度差を持って接触する。

【０１００】そしてこの帯電ローラ２に帯電バイアス電
源Ｓ１から所定の帯電バイアスが印加される。これによ
り回転感光体１の周面が注入帯電機構で所定の極性・電
位に一様に接触帯電処理される。

【０１０１】本実施例では帯電ローラ２には感光体１の
外周面がほぼ−７００Ｖに一様に帯電処理されるよう
に、帯電バイアス電源Ｓ１から帯電バイアスを印加す
る。

【０１０２】この帯電ローラ２、帯電促進粒子ｍ、注入
帯電等については別項で詳述する。

【０１０３】［露光］そして回転感光体１の帯電処理
面に対して、レーザーダイオードやポリゴンミラー等を
含む不図示のレーザービームスキャナから出力されるレ
ーザービームによる走査露光Ｌがなされる。レーザービ
ームスキャナから出力されるレーザービームは目的の画
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
調されたものであり、このレーザービームによる走査露
光Ｌにて回転感光体１の外周面に目的の画像情報に対応
した静電潜像が形成される。

【０１０４】本実施例では反転現像を用いており、回転
感光体１の外周面のレーザービームによる走査露光Ｌに
おいて、露光部が画像部であり、非露光部が非画像部で
ある。

【０１０５】［現像］３は現像装置である。本例の該
現像装置３は現像剤３１として負帯電性の平均粒径６μ
ｍの非磁性１成分絶縁現像剤を用いた反転接触現像装置
である。

【０１０６】回転感光体１の外周面に形成された上記の
静電潜像はこの現像装置３により露光部に現像剤（トナ
ー）が付着して現像剤像（トナー像）として反転現像さ
れる。

【０１０７】現像剤３１には帯電促進粒子ｍを混合して
あり、混合量は現像剤１００重量部に対して０．５重量
部である。

【０１０８】３２は現像部材（現像剤担持搬送部材）と
しての直径１６ｍｍの弾性現像ローラである。本実施例
で用いた現像ローラ３２はアルミスリーブ基盤上にカー
ボンを分散させることにより電気抵抗値を中抵抗に調整
したゴムでコートすることにより作成されている。実使
用時と同条件でアルミドラムに対して該現像ローラ３２
を当接させ、アルミドラムとアルミスリーブ基盤間の電
気抵抗値を測定した場合には、１００Ｖ印加時に１×１
０⁵ Ωであった。

【０１０９】この現像ローラ３２に上記の現像剤３１を
コートし、感光体１表面との接触ニップ幅を２ｍｍに固
定した状態で、感光体１との接触部（現像部）ｂにおい
て感光体１と同方向に１８０％の周速で回転させ、現像
ローラ３２に現像バイアス電源Ｓ２より現像バイアス電
圧を印加する。

【０１１０】接触現像装置３内の現像剤３１は弾性ブレ
ード３４との摺擦により摩擦帯電し、電荷を持つ。現像
ローラ３２への現像剤３１の供給は供給ローラ３３によ
り行なう。供給ローラ３３は現像ローラ３２に対して逆
方向（カウンター方向）に９０％の周速で回転してい
る。

【０１１１】画像形成時には現像ローラ３２に現像バイ
アス電源Ｓ２より−４２０ＶのＤＣ電圧を現像バイアス
として印加して現像ローラ３２と感光体１の間で現像を
行なわせる。また供給ローラ３３にはバイアス電源Ｓ３
より−５００Ｖの電圧を印加し、供給ローラ３２から現
像ローラ３３への現像剤３１の供給を積極的に行わせ、
現像ローラ３２から帯電促進粒子ｍを供給ローラ３３へ
引き戻させる。

【０１１２】非画像形成時には供給ローラ３３にはバイ
アス電源Ｓ３より＋３５０Ｖの電圧を印加し、現像ロー
ラ３２から現像剤３１を供給ローラ３３へ引き戻すと同
時に、帯電促進粒子ｍを現像ローラ３２上に積極的に供
給する。また、現像ローラ３２にＤＣ成分を０Ｖ、ピー
ク間電圧４００Ｖ、周波数１．５ｋＨｚの交流電圧を印
加することにより、帯電促進粒子ｍと現像剤３１を振動
させ、分離させる。そして、帯電促進粒子ｍは現像剤３
１に対して逆極性のプラスの電荷極性を持つために、接
触現像装置３から感光体１表面に供給される。

【０１１３】［転写］４は接触転写手段としての中抵
抗の転写ローラであり、感光体１に所定に圧接させて転
写部ｃを形成させてある。この転写部ｃに不図示の給紙
部から所定のタイミングで記録媒体としての転写材Ｐが
給紙され、かつ転写ローラ４に転写バイアス電源Ｓ４か
ら所定の転写バイアス電圧が印加されることで、感光体
１側の現像剤像が転写部ｃに給紙された転写材Ｐの面に
順次に転写されていく。

【０１１４】本実施例で使用の転写ローラ４は、芯金４
１に中抵抗弾性層４２を形成した、ローラ抵抗値５×１
０⁸ Ωのものであり、＋３０００ＶのＤＣ電圧を芯金４
１に印加して転写を行なった。転写部ｃに導入された転
写材Ｐはこの転写部ｃを挟持搬送されて、その表面側に
回転感光体１の表面に形成担持されている現像剤像が順
次に静電気力と押圧力にて転写されていく。

【０１１５】［定着］５は熱定着方式等の定着装置で
ある。転写部ｃに給紙されて感光体１側の現像剤像の転
写を受けた転写材Ｐは回転感光体１の面から分離されて
この定着装置５に導入され、現像剤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。

【０１１６】［カートリッジ］本実施例のプリンタは、
感光体１、帯電ローラ２、現像装置３の３つのプロセス
機器をカートリッジケースに包含させてプリンタ本体に
対して一括して着脱自在のカートリッジＣとしてある。
カートリッジ化するプロセス機器の組み合わせ等は上記
に限られるものではない。

【０１１７】［プリンタの動作シーケンス］図２は上記
プリンタの動作シーケンス図である。

【０１１８】ａ．前多回転工程：プリンタの始動動作期
間（起動動作期間、ウォーミング期間）である。メイン
電源スイッチ−オンにより、装置のメインモータを駆動
させて感光体１を回転駆動させ、所定のプロセス機器の
準備動作を実行させる。

【０１１９】ｂ．前回転工程：プリント前動作を実行さ
せる期間である。この前回転工程は前多回転工程中にプ
リント信号が入力したときには前多回転工程に引き続い
て実行される。プリント信号の入力がないときには前多
回転工程の終了後にメインモータの駆動が一旦停止され
て感光体ドラムの回転駆動が停止され、プリンタはプリ
ント信号が入力されるまでスタンバイ（待機）状態に保
たれる。プリント信号が入力すると前回転工程が実行さ
れる。

【０１２０】ｃ．印字工程（画像形成工程、作像工
程）：所定の前回転工程が終了すると、引き続いて回転
感光体１に対する作像プロセスが実行され、回転感光体
面に形成された現像剤像の転写材Ｐへの転写、定着装置
５による現像剤像の定着処理がなされて画像形成物がプ
リントアウトされる。

【０１２１】連続印字（連続プリント）モードの場合は
上記の印字工程が所定の設定プリント枚数ｎ分繰り返し
て実行される。

【０１２２】ｄ．紙間工程連続印字モードにおいて、一の転写材Ｐの後端部が転写
部ｃを通過した後、次の転写材Ｐの先端部が転写部ｃに
到達するまでの間の、転写部ｃにおける転写材Ｐの非通
紙状態期間である。

【０１２３】ｅ．後回転工程最後であるｎ枚目の印字工程が終了した後もしばらくの
間メインモータの駆動を継続させて感光体１を回転駆動
させ、所定の後動作を実行させる期間である。

【０１２４】ｆ．スタンバイ所定の後回転工程が終了すると、メインモータの駆動が
停止され感光体１の回転駆動が停止され、プリンタは次
のプリントスタート信号が入力するまでスタンバイ状態
に保たれる。

【０１２５】１枚だけのプリントの場合は、そのプリン
ト終了後、プリンタは後回転工程を経てスタンバイ状態
になる。

【０１２６】スタンバイ状態においてプリントスタート
信号が入力すると、プリンタは前回転工程に移行する。

【０１２７】ｃの印字工程時が画像形成時であり、ａの
前多回転工程、ｂの前回転工程、ｄの紙間工程、ｅの後
回転工程が非画像形成時（非作像時）になる。

【０１２８】ａの前多回転工程とｅの後回転工程とにお
いて、転写ローラ４には現像剤３１の帯電極性と同極性
のクリーニングバイアスが印加されることで、転写ロー
ラ４に汚れとして付着している現像剤が感光体面側に転
移して転写ローラ４のクリーニングが実行される。

【０１２９】（２）帯電ローラ２本実施例における可撓性の接触帯電ニップ部材としての
帯電ローラ２は芯金２１上にゴムあるいは発泡体の中抵
抗層２２を形成することにより作成される。

【０１３０】中抵抗層２２は、樹脂（本実施例ではウレ
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２１の上にローラ状
に形成した。その後、表面を研磨した。

【０１３１】ここで、接触帯電ニップ部材である帯電ロ
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。

【０１３２】帯電ローラ２の表面は帯電促進粒子ｍを保
持できるようミクロな凹凸があるものが望ましい。

【０１３３】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ニップ部ａ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。

【０１３４】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。

【０１３５】帯電ローラ２は被帯電体としての感光体１
に対して弾性に抗して所定の押圧力で圧接させて配設
し、本実施例では幅数ｍｍの帯電ニップ部ａを形成させ
てある。

【０１３６】帯電ローラ２の抵抗値は以下のように測定
した。プリンタの感光体１をアルミニウム製のドラムと
入れ替える。その後に、アルミニウム製ドラムと帯電ロ
ーラ２の芯金２１間に１００Ｖの電圧をかけ、その時に
流れる電流値を測定することにより、帯電ローラ２の抵
抗値を求めた。

【０１３７】このようにして求めた本例で使用の帯電ロ
ーラ２の抵抗値は５×１０⁶ Ωであった。本抵抗測定は
温度２５℃、湿度６０％の環境下で行なった。測定環境
については、本実施例及び他の実施例中の他の測定も同
様である。

【０１３８】（３）帯電促進粒子ｍ本実施例では、帯電ローラ２の外周面に予め塗布する帯
電促進粒子ｍ、及び接触現像装置３の現像剤３１に添加
する帯電促進粒子ｍとして、比抵抗が１０⁷ Ω・ｃｍ、
平均粒径２．５μｍの導電性酸化亜鉛粒子を用いた。

【０１３９】帯電促進粒子は、一次粒子の状態で存在す
るばかりでなく、二次粒子の凝集した状態で存在するこ
ともなんら問題はない。どのような凝集状態であれ、凝
集体として帯電促進粒子としての機能が実現できればそ
の形態は重要ではない。

【０１４０】粒径は粒子が凝集体を構成している場合
は、その凝集体としての平均粒径として定義した。粒径
の測定には、光学あるいは電子顕微鏡による観察から、
１００個以上抽出し、水平方向最大弦長をもって体積粒
度分布を算出し、その５０％平均粒径をもって決定し
た。

【０１４１】帯電促進粒子ｍの抵抗値が１０¹²Ω・ｃｍ
以上であると帯電性が損なわれた。そのため、抵抗値が
１０¹²Ω・ｃｍ以下である必要があり、さらに好ましく
は１０¹⁰Ω・ｃｍ以下である必要がある。本実施例では
１×１０⁷ Ω・ｃｍのものを用いた。

【０１４２】抵抗測定は、錠剤法により測定し正規化し
て求めた。即ち、底面積２．２６ｃｍ² の円筒内に約
０．５ｇの粉体試料を入れ上下電極に１５ｋｇの加圧を
行うと同時に１００Ｖの電圧を印加し抵抗値を計測し、
その後正規化して比抵抗を算出した。

【０１４３】帯電促進粒子ｍは潜像露光時に妨げになら
ないよう、白色または透明に近いことが望ましく、よっ
て非磁性であることが好ましい。さらに、帯電促進粒子
が感光体上から転写材Ｐに一部転写されてしまうことを
考えるとカラー記録では無色、あるいは白色のものが望
ましい。また、粒径も現像剤３１の粒径に対して、１／
２以下程度でないと画像露光を遮ることがあった。その
ため帯電促進粒子ｍの粒径は現像剤３１の粒径の１／２
よりも小さいことが望ましい。粒径の下限値としては、
粒子として安定に得られるものとして１０ｎｍが限界と
考えられる。

【０１４４】帯電促進粒子ｍの材料としては、本実施例
では酸化亜鉛を用いたが、これに限るものではなく、そ
の他アルミナなど他の金属酸化物の導電性無機粒子や有
機物との混合物、あるいは、これらに表面処理を施した
ものなど各種導電粒子が使用可能である。

【０１４５】（４）注入帯電．像担持体である感光体１と接触帯電部材である帯電
ローラ２とのニップ部である帯電ニップ部ａに帯電促進
粒子ｍを介在させることで、該粒子ｍ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体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、それを感光体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
とが可能となると共に、該帯電ローラ２が該粒子ｍを介
して感光体１面に密に接触してより高い頻度で感光体１
面に接触する構成となる。

【０１４６】帯電ローラ２と感光体１との間に十分な速
度差を設けることにより、帯電ローラ２と感光体１のニ
ップ部ａにおいて帯電促進粒子ｍが感光体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と感光体１のニップ部である帯電ニップ部
ａに存在する帯電促進粒子ｍが感光体１表面を隙間なく
摺擦することで感光体１に電荷を直接注入できるように
なり、帯電ローラ２による感光体１の接触帯電は帯電促
進粒子ｍの介存により注入帯電機構が支配的となる。

【０１４７】速度差を設ける構成としては、帯電ローラ
２を回転駆動して感光ドラム１と速度差を設けることに
なる。好ましくは帯電ニップ部ａに持ち運ばれる感光体
１上の転写残現像剤を帯電ローラ２に一時的に回収し均
すために、帯電ローラ２を回転駆動し、さらに、その回
転方向は感光体１表面の移動方向とは逆方向に回転する
ように構成することが望ましい。即ち、逆方向回転で感
光体１上の転写残現像剤を一旦引離し帯電を行なうこと
により優位に注入帯電を行なうことが可能である。

【０１４８】従って、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、帯電ローラ２に印加した
電圧とほぼ同等の帯電電位を感光体１に与えることがで
きる。

【０１４９】かくして、接触帯電部材として帯電ローラ
２を用いた場合でも、該帯電ローラ２に対する帯電に必
要な印加バイアスは感光体１に必要な帯電電位相当の電
圧で十分であり、放電現象を用いない安定かつ安全な接
触帯電方式ないし装置を実現することができる。

【０１５０】像担持体としての感光体１と接触帯電部材
としての帯電ローラ２との帯電ニップ部ｎにおける帯電
促進粒子ｍの介在量は、少なすぎると、該粒子による潤
滑効果が十分に得られず、帯電ローラ２と感光体１との
摩擦が大きくて帯電ローラ２を感光体１に速度差を持っ
て回転駆動させることが困難である。つまり、駆動トル
クが過大となるし、無理に回転させると帯電ローラ２や
感光体１の表面が削れてしまう。更に該粒子による接触
機会増加の効果が得られないこともあり十分な帯電性能
が得られない。一方、該介在量が多過ぎると、帯電促進
粒子の帯電ローラ２からの脱落が著しく増加し作像上に
悪影響が出る。

【０１５１】実験によると該介在量は１０³個／ｍｍ²
以上が望ましい。１０³個／ｍｍ²より低いと十分な潤
滑効果と接触機会増加の効果が得られず帯電性能の低下
が生じる。

【０１５２】より望ましくは１０³〜５×１０⁵個／ｍ
ｍ²の該介在量が好ましい。５×１０⁵個／ｍｍ²を超
えると、該粒子の感光体１へ脱落が著しく増加し、粒子
自体の光透過性を問わず、感光体１への露光量不足が生
じる。５×１０⁵個／ｍｍ²以下では脱落する粒子量も
低く抑えられ該悪影響を改善できる。該介在量範囲にお
いて感光体１上に脱落した粒子の存在量を測ると１０²
〜１０⁵個／ｍｍ²であったことから、作像上弊害がな
い該存在量としては１０⁵個／ｍｍ²以下が望まれる。

【０１５３】該介在量及び感光体１上の該存在量の測定
方法について述べる。該介在量は帯電ローラ２と感光体
１の帯電ニップ部ｎを直接測ることが望ましいが、帯電
ローラ２に接触する前に感光体１上に存在した粒子の多
くは逆方向に移動しながら接触する帯電ローラ２に剥ぎ
取られることから、本発明では帯電ニップ部ｎに到達す
る直前の帯電ローラ２表面の粒子量をもって該介在量と
した。具体的には、帯電バイアスを印加しない状態で感
光体１及び帯電ローラ２の回転を停止し、感光体１及び
帯電ローラ２の表面をビデオマイクロスコープ（ＯＬＹ
ＭＰＵＳ製ＯＶＭ１０００Ｎ）及びデジタルスチルレコ
ーダ（ＤＥＬＴＩＳ製ＳＲ−３１００）で撮影した。帯
電ローラ２については、帯電ローラ２を感光体１に当接
するのと同じ条件でスライドガラスに当接し、スライド
ガラスの背面からビデオマイクロスコープにて該接触面
を１０００倍の対物レンズで１０箇所以上撮影した。得
られたデジタル画像から個々の粒子を領域分離するた
め、ある閾値を持って２値化処理し、粒子の存在する領
域の数を所望の画像処理ソフトを用いて計測した。ま
た、感光体１上の該存在量についても感光体１上を同様
のビデオマイクロスコープにて撮影し同様の処理を行い
計測した。

【０１５４】．クリーナレスの画像形成装置にあって
は、転写後の感光体１面に残存の転写残現像剤は感光体
１と帯電ローラ２のニップ部である帯電ニップ部ａに感
光体１面の移動でそのまま持ち運ばれる。

【０１５５】この場合、帯電ローラ２を感光体１に対し
て速度差をもって接触させることで、転写残現像剤のパ
ターンが攪乱されて崩され、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。

【０１５６】．帯電ニップ部ａに持ち運ばれた転写残
現像剤は帯電ローラ２に付着・混入する。従来現像剤は
絶縁体であるため帯電ローラ２に対する転写残現像剤の
付着・混入は感光体１の帯電において帯電不良を生じさ
せる因子である。

【０１５７】しかしこの場合でも、帯電促進粒子ｍが感
光体１と帯電ローラ２とのニップ部である帯電ニップ部
ａに介在することにより、帯電ローラ２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
２の転写残現像剤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。

【０１５８】．帯電ローラ２に付着・混入した転写残
現像剤は帯電ローラ２から徐々に感光体１上に吐き出さ
れて感光体１面の移動とともに現像部位ｂに至り、現像
装置３において現像同時クリーニング（回収）される
（トナーリサイクル）。

【０１５９】この場合、帯電ローラ２に帯電促進粒子ｍ
が担持されていることで、帯電ローラ２とこれに付着・
混入する転写残現像剤の付着力が低減化されて帯電ロー
ラ２から感光体１上にへの現像剤の吐き出し効率が向上
する。

【０１６０】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
部電位へトナーを付着させる電界の作用でなされる。

【０１６１】．また感光体１面に実質的に付着保持さ
れる帯電促進粒子ｍの存在により現像剤の感光体１側か
ら転写材Ｐ側への転写効率が向上する効果もえられる。

【０１６２】（５）接触現像装置３から帯電ニップ部ａ
への帯電促進粒子ｍの供給感光体１と帯電ローラ２とのニップ部である帯電ニップ
部ａに予め十分量の帯電促進粒子ｍを介在させても、あ
るいは帯電ローラ２に予め十分量の帯電促進粒子ｍを塗
布しておいても、装置の使用に伴い感光体１と帯電ロー
ラ２とのニップ部である帯電ニップ部ａから帯電促進粒
子ｍが減少して、帯電性の低下が生じることがある。

【０１６３】本実施例においては、接触現像装置３の現
像剤３１に帯電促進粒子ｍを混入させておき、この接触
現像装置３より感光体１表面に帯電促進粒子ｍを供給
し、感光体１表面を介して感光体１と帯電ローラ２との
ニップ部である帯電ニップ部ａや帯電ローラ２に帯電促
進粒子ｍを供給する。

【０１６４】接触現像装置３から感光体１表面への帯電
促進粒子ｍの供給のタイミングは非画像形成時に行う。
非画像形成時には、接触現像装置３から感光体１表面へ
の帯電促進粒子ｍの供給のために、以下のようなシーケ
ンスを行う。

【０１６５】．帯電促進粒子ｍは接触現像装置３の内
部において現像剤３１との摺擦により、現像剤３１に対
して逆極性のプラス極性の電荷量を持っている。

【０１６６】供給ローラ３３には画像形成時には−５０
０Ｖの電圧を印加しているため、現像剤３１は供給ロー
ラ３３と現像ローラ３２間の電位差により現像ローラ３
２に積極的に供給される。

【０１６７】これに対して、帯電促進粒子ｍは供給ロー
ラ３３側に引き戻される。

【０１６８】画像形成時には現像ローラ３２に対する現
像バイアスとして−４２０ＶのＤＣ電圧を用い、帯電促
進粒子ｍを現像ローラ３２上から供給ローラ３３へ引き
戻しており、かつ、現像剤３１に対して少量の電荷量し
か持たないために、帯電促進粒子ｍは感光体１表面に供
給されない。そのため、帯電促進粒子ｍが画像に悪影響
を与えるようなことがない。

【０１６９】現像ローラ３２上にも帯電促進粒子ｍは少
量しか存在しないために、現像ローラ３２から帯電促進
粒子ｍを介して感光体１表面に現像バイアスが注入され
ることがない。

【０１７０】．一方、非画像形成時には、供給ローラ
３３には＋３５０Ｖの電圧を印加しているため、現像ロ
ーラ３２から現像剤３１を供給ローラ３３へ引き戻すと
同時に、帯電促進粒子ｍを現像ローラ３２上に積極的に
供給する。

【０１７１】現像ローラ３２にはピーク間電圧４００
Ｖ、周波数１．５ｋＨｚの交流電圧を印加することによ
り、帯電促進粒子ｍと現像剤３１を振動させ、分離させ
る。同時に帯電ローラ２に−７００Ｖを印加する。その
ため、感光体１表面の電位は現像ローラ３２に対して、
最高で−９００Ｖの電位差を持ち、帯電促進粒子ｍはプ
ラスの電荷極性を持つために、接触現像装置３から感光
体１表面に帯電促進粒子ｍを供給することができる。

【０１７２】その際に、現像ローラ３２上から現像剤３
１を供給ローラ３３上に引き戻しているため、現像剤３
１が感光体１上に供給されてしまうことが少ない。それ
に対してｍは帯電促進粒子３２上に豊富に供給されてい
るために、感光体１表面上に不足なく供給することがで
きる。

【０１７３】このようにして、現像部ｂにおいて感光体
１面に供給されて付着した、接触像装置３内の現像剤３
１に混入の帯電促進粒子ｍは、感光体１面の移動に伴い
転写部ｃを経由して帯電ニップ部ａに持ち運ばれること
で、帯電ニップ部ａや帯電ローラ２に自動的に供給され
て、良好な帯電性が維持される。

【０１７４】上記の印加バイアスシーケンスは不図示の
制御回路でなされる。

【０１７５】また本発明において非画像形成時とは前述
図２の各非画像形成時の少なくとも１つであること、ま
たその非画像形成時の少なくとも予め定めた時間であ
る。

【０１７６】以上のように、非画像形成時に帯電促進粒
子ｍを接触現像装置３内から現像ローラ３２上を介して
感光体１表面上に供給させ、同時に現像剤３１を現像ロ
ーラ３２上から接触現像装置３内へ戻すような印加バイ
アスシーケンスを持つため、画像に影響を及ぼすことな
く、十分に帯電促進粒子ｍを帯電ニップ部ａに供給する
事ができ、安定した帯電性と良好な画像を得ることが可
能となる。

【０１７７】また、現像剤３１を感光体１表面上に過剰
に供給してしまい、画質を損なうことがない。

【０１７８】（６）比較例以下に、本実施例と、従来例との比較例について述べ
る。

【０１７９】本実施例の非画像形成時の帯電促進粒子供
給バイアスの有効性を検証するために、以下のような比
較を行った。

【０１８０】接触現像装置３の現像ローラ３２及び供給
ローラ３３に印加するバイアスのＤＣ成分とＡＣ成分を
表１のように変化させた状態で感光体１を１０周分空回
転させ、それにより、帯電ローラ２に帯電促進粒子ｍを
供給・塗布し、その後ベタ白画像を印字し、その画像の
かぶり量を測定することにより、帯電性の比較を行っ
た。

【０１８１】画像のかぶり量測定には東京電色社製のＴ
Ｃ−６ＤＳを用いた。未印字のリファレンスの紙と印字
した紙（通紙した）で測定したかぶり量の差が画像かぶ
り量である。

【０１８２】帯電促進粒子の供給量は測定が困難である
ため、帯電性を評価基準とした。

【０１８３】なお、測定初期において帯電ローラ２表面
には帯電促進粒子ｍは付着させない状態で測定を開始し
た。

【０１８４】また、ベタ白画像印字には、全ての例にお
いて現像バイアスはＤＣ−４２０Ｖのみ印加した。

【０１８５】表１に印加バイアス及びかぶり量の測定結
果を示す。

【０１８６】

【表１】以上の結果から判るように、本実施例は帯電性が良好で
ある。

【０１８７】また、本実施例と異なり、画像形成時と非
画像形成時で異なるバイアスを印加しない場合には以下
のような問題を生じた。即ち、交流ピーク間電圧を大き
くすると現像部ｂにおいて現像バイアスが感光体１表面
に注入されてしまい画像かぶりが生じ、また、現像バイ
アスのＤＣ成分を小さくすると（プラス側にすると）、
帯電性は良好になるが、現像コントラストがとれず、現
像性が低下した。

【０１８８】これに対して、本実施例ではそのようなこ
とは生じない。

【０１８９】以上のように、本実施例では、画像形成時
には現像ローラ３２に対する現像バイアスとして直流バ
イアスを用い、非画像形成時には交流成分を加え、同時
に供給ローラ３３に印加するバイアスを画像形成時と非
画像形成時で変化させることにより、帯電促進粒子の供
給を行いつつ、画像かぶりを防ぐことが可能となった。

【０１９０】〈実施例２〉（図３）図３は本実施例のプリンタの要部の部分図である。

【０１９１】本実施例のプリンタは、上述した実施例１
（図１）のプリンタにおいて、接触現像装置３の弾性現
像ローラ３２内に導電層を持たせ、非画像形成時にその
導電層にバイアスを印加し、帯電促進粒子を感光体表面
上に供給することを特徴とする。

【０１９２】その他のプリンタ構成は実施例１のプリン
タとほぼ同じであるから再度の説明は省略する。

【０１９３】本実施例における接触現像ローラ３２は、
アルミスリーブ基盤３２ａ上にカーボンを分散させるこ
とにより電気抵抗値を中抵抗にしたゴム層３２ｂをコー
ト形成し、その表面をアルミの薄膜で被覆して導電層３
２ｃを形成し、さらにその上に中抵抗ゴム層３２ｄをコ
ート形成することにより作成されている。

【０１９４】実使用時と同条件でアルミドラムに対して
該現像ローラ３２を当接させ、アルミドラムとアルミス
リーブ基盤間の電気抵抗値を測定した場合には、１００
Ｖ印加時に１×１０⁵ Ωであった。

【０１９５】中抵抗ゴム層３２ｂ・３２ｄ中にある導電
層３２ｃであるアルミ薄膜層とアルミドラム間の電気抵
抗値を測定した場合には、１００Ｖ印加時に１×１０³
Ωであった。

【０１９６】本実施例では上記のように弾性現像ローラ
３２の中抵抗ゴム層３２ｂ・３２ｄ中に導電層３２ｃを
持たせ、非画像形成時に該導電層３２ｃにバイアス電源
Ｓ５から帯電促進粒子供給バイアスを印加し、帯電促進
粒子ｍを感光体１表面上に供給することを特徴とする。

【０１９７】そのため、画像形成時には接触現像ローラ
３２と感光体１間の抵抗値は高く、現像バイアス電源Ｓ
２から現像ローラ３２に印加される現像バイアスが感光
体１表面に注入されるのを防ぎながら、非画像形成時に
は接触現像ローラ３２と感光体１間の抵抗値を低くし、
また、現像ローラ３２の帯電促進粒子供給バイアスを印
加する層３２ｃと感光体１の間隔も狭いことから、帯電
促進粒子に対して高電界の供給バイアスを印加すること
が可能となり、接触現像装置３から帯電促進粒子ｍを十
分に感光体１表面上に供給することができる。

【０１９８】〈実施例３〉（図４）図４は本実施例のプリンタの要部の部分図である。

【０１９９】本実施例のプリンタは、上述した実施例２
（図３）のプリンタにおいて、接触現像装置３の弾性現
像ローラ３２を非画像形成時に感光体１から非接触に離
間させ、この非接触状態において接触現像装置３から帯
電促進粒子ｍを感光体１表面上に供給することを特徴と
する。

【０２００】現像ローラ３２は感光体１との距離を変化
させることにより、感光体１に対して接触・非接触を切
り替えることができる。具体的に本実施例においては、
図には省略したけれども、現像装置３は感光体１に対し
て接近方向と離れ方向とにスライド移動可能に配設して
あり、常時は付勢部材で現像装置３を感光体１に対して
接近方向に移動付勢させて現像ローラ３２を感光体１に
対して所定に接触させた状態に保持させている。そして
この現像装置３を電磁ソレノイドで付勢部材に抗して感
光体１から離れ方向に引き移動させることで現像ローラ
３２を感光体１から所定に離間させた状態に保持させる
ことができるようにしてある。

【０２０１】従って、現像装置３は電磁ソレノイドへの
通電−オフにより現像ローラ３２が感光体１に所定に接
触した状態に切り替え保持され、通電−オンにより現像
ローラ３２が感光体１から所定に離間した非接触状態に
切り替え保持される。図４は現像ローラ３２が感光体１
から所定に離間した非接触状態に切り替え保持されてい
る状態時を示している。

【０２０２】また、本実施例における現像ローラ３２
は、実使用時と同条件でアルミドラムに対して該現像ロ
ーラ３２を当接させ、アルミドラムとアルミスリーブ基
盤間の電気抵抗値を測定した場合には、１００Ｖ印加時
に１×１０⁵ Ωであり、中抵抗ゴム層３２ｂ・３２ｄ中
にある導電層３２ｃであるアルミ薄膜層とアルミドラム
間の電気抵抗値を測定した場合には、１００Ｖ印加時に
１×１０² Ωであった。

【０２０３】その他のプリンタ構成は実施例２のプリン
タとほぼ同じであるから再度の説明は省略する。

【０２０４】本実施例では画像形成時には電磁ソレノイ
ドへの通電−オフにより現像ローラ３２を感光体１に接
触させ（図３）、非画像形成時には電磁ソレノイドへの
通電−オンにより現像ローラ３２を図４のように感光体
１から離した状態で現像ローラの導電層３２ｃにバイア
ス電源Ｓ５から帯電促進粒子供給バイアスを印加し、現
像ローラ３２上から帯電促進粒子ｍを感光体１表面上に
飛翔させて供給することを特徴とする。

【０２０５】そのため、非画像形成時において、現像ロ
ーラ３２の導電層３２ｃにバイアス電源Ｓ５から高い帯
電促進粒子供給バイアスを印加しても、感光体１表面に
電荷が注入されることがなく、次回の画像形成に影響を
与えることがない。この時、実施例２と同様に非画像形
成時には現像ローラ３２の導電層３２ｃにバイアス電源
Ｓ５から帯電促進粒子供給バイアスを印加しているため
に、帯電促進粒子に対して高電界の供給バイアスを印加
することが可能となり、接触現像装置３から帯電促進粒
子ｍを十分に感光体１表面上に供給することができる。

【０２０６】〈実施例４〉（図５）図５に示す本実施例のプリンタは、上述した実施例１
（図１）のプリンタに、転写部ｃと帯電ニップ部ａとの
間において転写後の感光体１面から転写残現像剤や紙粉
等を除去して感光体１面を清掃するクリーニング装置
（クリーナ）７を具備させたものである。その他のプリ
ンタ構成は実施例１のプリンタと同様であるから再度の
説明は省略する。

【０２０７】本実施例におけるクリーニング装置７は、
感光体１の清掃を行うクリーニングブレード７１を用い
たクリーニング装置である。クリーニングブレード７１
はウレタンゴム製の弾性ブレードであり、これを感光体
１に押し当てることにより、転写後の感光体１面に残存
の転写残現像剤や紙粉の大部分が感光体１面から除去さ
れる。

【０２０８】したがって、クリーナレスのプリンタに比
べて帯電ニップ部ａへの転写残現像剤や紙粉の移行・混
入・付着が格段に少なくなり、より良好な帯電性と安定
した画質を得ることができる。

【０２０９】この場合、クリーニング装置７があって
も、転写後の感光体１面の残留の転写残現像剤や紙粉、
帯電促進粒子の内、帯電促進粒子は現像剤や紙粉に比べ
て粒径が小さいためクリーニング装置７をすり抜けやす
く、そのすり抜けで帯電ニップ部ａに持ち運ばれる。

【０２１０】したがって、クリーニング装置７があって
も、現像部ｂにおいて感光体１面に供給されて付着し
た、現像装置３内の現像剤３１に混入の帯電促進粒子ｍ
は、感光体１面の移動に伴い転写部ｃを経由して帯電ニ
ップ部ａに持ち運ばれることで、帯電ニップ部ａや帯電
ローラ２に自動的に供給されて、良好な帯電性が維持さ
れる。

【０２１１】また、帯電促進粒子ｍがクリーニングブレ
ード７１と感光体１表面の接触部に付着しているため、
クリーニングブレード７１が感光体１表面との摩擦でめ
くれたり、感光体１の回転速度むらが生じたりすること
がない。そのため、良好な画像を得ることが可能とな
る。

【０２１２】即ち、従来、クリーニングブレード７１に
よるクリーニング装置７を用いた場合に、感光体１表面
の滑り性が悪いと、クリーニングブレード７１がめくれ
たり、感光体１の回転速度にむらが生じることがあっ
た。本実施例では、帯電促進粒子ｍが感光体１表面に付
着し、クリーニングブレード７１と感光体１の間に存在
している。そのため、滑り性が高まり、クリーニングブ
レード７１が感光体１との摩擦によりめくれたり、感光
体１の回転速度むらが生じることがない。

【０２１３】同様に、現像剤３１に帯電促進粒子ｍを混
入させることにより、接触現像装置３と感光体１との間
の摩擦力が低下するため、現像ローラ３２と感光体１の
摺擦による相互の回転むらが生じない。それらのことに
より、回転速度むらによる画像むらが生じることもな
く、良好な画像を得ることが可能となる。

【０２１４】〈実施例５〉（図６）図６に示す本実施例のプリンタは、実施例１（図１）の
プリンタにおいて、現像装置３を２成分接触現像装置３
Ａに変更したものである。その他のプリンタ構成は実施
例１のプリンタと同様であるから再度の説明は省略す
る。

【０２１５】本実施例で用いた２成分接触現像装置３Ａ
は、トナー粒子と、粒径４０μｍのフェライトよりなる
キャリア粒子の混合よりなる２成分現像剤３５を用い、
該現像剤３５を現像剤担持搬送部材３６に磁気力によっ
て磁気ブラシ層３５ａとして保持させて現像部位ｂに搬
送し感光体１面に接触させて静電潜像をトナー粒子を反
転現像する２成分磁気ブラシ接触現像方式の装置であ
る。トナー粒子は実施例１における現像剤３１と同じ、
負帯電性の平均粒径７μｍの非磁性１成分絶縁現像剤で
ある。トナー粒子とキャリア粒子の混合比は、キャリア
粒子に対してトナー粒子が重量比で７％である。トナー
粒子はキャリア粒子との摺擦により、摩擦帯電し、電荷
を持つ。

【０２１６】３６は現像剤担持搬送部材としての直径１
６ｍｍの現像スリーブ、３７はこの現像スリーブ３６内
に固定配置した磁界発生手段としてのマグネット・ロー
ル、３８は現像スリーブ表面に現像剤の薄層３５ａを形
成するための現像剤層厚規制ブレードである。

【０２１７】現像スリーブ３６は感光体１に対して最接
近距離（離間距離）が約５００μｍになるように配置さ
れ、該現像スリーブ３６の外面に担持させた現像剤層３
５ａが感光体１面に約３ｍｍの接触ニップ幅で接触する
ように設定される。この現像剤層３５ａと感光体１の接
触ニップ部が現像部位ｂである。

【０２１８】現像スリーブ３６は固定配設のマグネット
・ロール３７の回りを、現像部位ｂにおいて感光体１の
回転方向と同方向に１０５％の周速で回転駆動される。
２成分現像剤３５は現像スリーブ３６の外面にマグネッ
ト・ロール３７の磁力により吸着されて現像剤３５の磁
気ブラシが形成される。その現像剤の磁気ブラシは現像
スリーブ３６の回転とともに搬送されブレード３８によ
り層厚規制を受けて所定厚みの現像剤層３５ａとして現
像部位ｂへ搬送されて感光体１面に接触し、引き続く現
像スリーブ３６の回転で再び現像容器内に戻し搬送され
る。

【０２１９】本実施例でも実施例１と同様に、画像形成
時には現像ローラ３２に対する現像バイアスとして直流
バイアスを用い、非画像形成時には交流成分を加えて画
像形成時と非画像形成時で変化させることにより、帯電
促進粒子の供給を行いつつ、画像かぶりを防ぐことが可
能となる。

【０２２０】〈その他〉１）可撓性の接触帯電部材としての帯電ローラ２は実施
例の帯電ローラの構成に限られるものではない。

【０２２１】また可撓性の接触帯電部材は帯電ローラの
他に、ファーブラシ帯電器などとすることもできる。フ
ェルト・布などの材質・形状のものも使用可能である。
また、これらを積層し、より適切な弾性と導電性を得る
ことも可能である。

【０２２２】２）接触帯電における注入帯電機構は、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
に接触する構成にする。

【０２２３】また、被帯電体の表面に電荷注入層を設け
て被帯電体表面の抵抗を調節することで接触帯電におけ
る注入帯電機構を支配的にすることができる。

【０２２４】図７は表面に電荷注入層１６を設けた感光
体１の層構成模型図である。即ち該感光体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１
５の順に重ねて塗工された一般的な有機感光体に電荷注
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。

【０２２５】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
より膜形成したものである。

【０２２６】電荷注入層１６として重要な点は、表層の
抵抗にある。電荷の直接注入による帯電方式において
は、被帯電体側の抵抗を下げることでより効率良く電荷
の授受が行えるようになる。一方、感光体として用いる
場合には静電潜像を一定時間保持する必要があるため、
電荷注入層１６の体積抵抗値としては１×１０⁹ 〜１×
１０¹⁴（Ω・ｃｍ）の範囲が適当である。

【０２２７】また本構成のように電荷注入層１６を用い
ていない場合でも、例えば電荷輸送層１５が上記抵抗範
囲に或る場合は同等の効果が得られる。

【０２２８】さらに、表層の体積抵抗が約１０¹³Ω・ｃ
ｍであるアモルファスシリコン感光体等を用いても同様
な効果が得られる。

【０２２９】３）接触帯電部材や現像装置等に対してＡ
Ｃ電圧（交番電圧）成分を印加する場合の、そのＡＣ電
圧波形としては、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。

【０２３０】４）静電潜像形成のための画像露光手段と
しては、実施形態例の様にデジタル的な潜像を形成する
レーザー走査露光手段に限定されるものではなく、通常
のアナログ的な画像露光やＬＥＤなどの他の発光素子で
も構わないし、蛍光燈等の発光素子と液晶シャッター等
の組み合わせによるものなど、画像情報に対応した静電
潜像を形成できるものであるなら構わない。

【０２３１】像担持体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。

【０２３２】５）現像手段３・３Ａについても、その現
像方式・構成は実施例のものに限定されるものではない
ことは勿論である。正規現像手段であってもよい。

【０２３３】６）像担持体１から現像剤像の転写を受け
る被記録体は転写ドラム等の中間転写体であってもよ
い。

【０２３４】７）現像剤（トナー）３１の粒度の測定方
法の１例を述べる。測定装置としては、コールターカウ
ンターＴＡ−２型（コールター社製）を用い、個数平均
分布、体積平均分布を出力するインターフェイス（日科
機製）及びＣＸ−１パーソナルコンピュータ（キヤノン
製）を接続し、電解液は一級塩化ナトリウムを用いて１
％ＮａＣｌ水溶液を調製する。

【０２３５】測定法としては、前記電解水溶液１００〜
１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくは、
アルキルベンゼンスルホン酸塩０．１〜５ｍｌ加え、更
に測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。

【０２３６】試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で
約１〜３分間分散処理を行い、前記コールターカウンタ
ーＴＡ−２型により、アパーチャーとして１００μアパ
ーチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定
して、体積平均分布を求める。これらの求めた体積平均
分布より体積平均粒径を得る。

【０２３７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、像担
持体の帯電手段として接触帯電装置を採用した画像形成
装置について、接触帯電部材として帯電ローラやファー
ブラシ等の簡易な部材を用いて低印加電圧でオゾンレス
の注入帯電機構を用いた帯電を実現すること、高品位な
画像形成を長期にわたり安定に行なわせることができ
る。

【０２３８】また、像担持体の帯電手段として接触帯電
装置を採用した接触帯電方式、転写方式の画像形成装
置、あるいは接触帯電方式、転写方式、クリーナレスの
画像形成装置について、接触帯電部材として帯電ローラ
やファーブラシ等の簡易な部材を用いて、また接触帯電
部材の現像剤汚染にかかわらず、低印加電圧でオゾンレ
スの注入帯電とクリーナレスシステムを問題なく実行可
能にし、高品位な画像形成を長期に渡り維持させるこ
と、画像比率の高い画像を出力した後でも高品位な画像
形成を長期に渡り維持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】画像形成装置の動作シーケンス図

【図３】実施例２の画像形成装置の要部の部分図

【図４】実施例３の画像形成装置の要部の部分図

【図５】実施例４の画像形成装置のの概略構成図

【図６】実施例５の画像形成装置のの概略構成図

【図７】表面に電荷注入層を設けた感光体の一例の層構
成模型図

【図８】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（接触帯電部材）３・３Ａ現像装置３１現像剤（１成分現像剤）３５現像剤（２成分現像剤）ｍ帯電促進粒子４転写ローラ５定着装置Ｐ転写材ＣプロセスカートリッジＳ１〜Ｓ５バイアス電源

フロントページの続き (56)参考文献特開平５−150539（ＪＰ，Ａ) 特開平９−96997（ＪＰ，Ａ) 特開平９−96949（ＪＰ，Ａ) 特開平７−77869（ＪＰ，Ａ) 特開平11−149205（ＪＰ，Ａ) 特開平６−250566（ＪＰ，Ａ) 特開平７−5748（ＪＰ，Ａ) 特開平８−314187（ＪＰ，Ａ) 特開平10−307455（ＪＰ，Ａ) 特開2000−81762（ＪＰ，Ａ) 特開2000−81770（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 G03G 15/08

Claims

(57)【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実行し、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、ａ．像担持体を帯電する帯電手段は、像担持体とニップ
部を形成させ、少なくともそのニップ部に帯電を促進さ
せるための帯電促進粒子を介在させた帯電部材を備える
接触帯電装置であり、ｂ．現像手段は像担持体に接触する現像装置であり、こ
の現像装置の現像剤に帯電促進粒子を混入させて該現像
装置から帯電促進粒子を像担持体表面に供給し、ｃ．画像形成時よりも非画像形成時に現像装置から像担
持体への帯電促進粒子の供給量が増加するように、画像
形成時に現像バイアスを直流電圧とするとともに非画像
形成時に現像バイアスに交流成分を加えるシーケンスを
もつことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】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実行し、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、ａ．像担持体を帯電する帯電手段は、像担持体とニップ
部を形成させ、少なくともそのニップ部に帯電を促進さ
せるための帯電促進粒子を介在させた帯電部材を備える
接触帯電装置であり、ｂ．現像手段は像担持体に接触する現像装置であり、こ
の現像装置の現像剤に帯電促進粒子を混入させて該現像
装置から帯電促進粒子を像担持体表面に供給し、ｃ．画像形成時よりも非画像形成時に現像装置から像担
持体への帯電促進粒子の供給量が増加するように、該現
像装置の現像スリーブ、ブレード、塗布ローラ等の装置
内部材に印加するバイアスを画像形成時と非画像形成時
で変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】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実行し、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、ａ．像担持体を帯電する帯電手段は、像担持体とニップ
部を形成させ、少なくともそのニップ部に帯電を促進さ
せるための帯電促進粒子を介在させた帯電部材を備える
接触帯電装置であり、ｂ．現像手段は像担持体に接触する現像装置であり、こ
の現像装置の現像剤に帯電促進粒子を混入させて該現像
装置から帯電促進粒子を像担持体表面に供給し、ｃ．該現像装置の現像部材と像担持体表面の距離を画像
形成時と非画像形成時で変化させることを特徴とする画
像形成装置。
【請求項４】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実行し、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、ａ．像担持体を帯電する帯電手段は、像担持体とニップ
部を形成させ、少なくともそのニップ部に帯電を促進さ
せるための帯電促進粒子を介在させた帯電部材を備える
接触帯電装置であり、ｂ．現像手段は像担持体に接触する現像装置であり、こ
の現像装置の現像剤に帯電促進粒子を混入させて該現像
装置から帯電促進粒子を像担持体表面に供給し、ｃ．該現像装置の現像部材の表面層が中抵抗値の弾性体
からなるものであり、その弾性体層中に低抵抗層を設け
て、画像形成時よりも非画像形成時に現像装置から像担
持体への帯電促進粒子の供給量が増加するように、低抵
抗層に対して非画像形成時中にバイアスを印加すること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項５】帯電促進粒子の抵抗値が１×１０¹²（Ω
・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項１ないし４
の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項６】帯電促進粒子の粒径が現像剤の１／２以
下であることを特徴とする請求項１ないし５の何れか１
つに記載の画像形成装置。
【請求項７】帯電部材が像担持体と速度差を持って移
動され、電圧が印加される可撓性の部材であることを特
徴とする請求項１ないし６の何れか１つに記載の画像形
成装置。
【請求項８】帯電部材はニップ部において像担持体の
移動方向とは逆方向に速度差を保ちつつ移動されること
を特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】像担持体が表面に１０⁹〜１０¹⁴（Ω・
ｃｍ）の材料からなる層を有することを特徴とする請求
項１ないし８の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１０】像担持体が、感光層、及び表面層を有
し、該表面層が樹脂および導電微粒子を有することを特
徴とする請求項１ないし９の何れか１つに記載の画像形
成装置。
【請求項１１】導電微粒子がＳｎＯ₂であることを特
徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】像担持体の帯電面に静電潜像を形成す
る潜像形成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１１の何れか１つに記載の画像形成装置。