JP3352384B2 - 帯電方法、帯電装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被帯電体の帯電方法
と帯電装置に関する。より詳しくは、電圧が印加され、
被帯電体とニップ部を形成する可撓性の帯電部材により
被帯電体面を帯電する接触帯電方式の帯電方法と帯電装
置に関する。

【０００２】また、該帯電装置を像担持体の帯電処理手
段として備えた画像形成装置及び画像形成装置に着脱可
能なプロセスカートリッジに関する。

【０００３】

【従来の技術】従来、例えば、電子写真装置（複写機・
プリンタ等）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・静電記録誘電体等の像担持体（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。

【０００４】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。

【０００５】近時は、中低速機種の画像形成装置にあっ
ては、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。

【０００６】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（接触帯電部
材・接触帯電器）を接触させ、この接触帯電部材に所定
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。

【０００７】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れる。

【０００８】．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機構である。

【０００９】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。

【００１０】．直接注入帯電機構 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。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。

【００１１】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、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状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。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−１０
００Ｖ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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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、直接注入帯電により十分
均一な帯電を行うにはそれでも接触性は不十分であり、
直接注入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。

【００２６】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。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。

【００２７】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。

【００２８】この磁気ブラシ帯電の場合はその帯電機構
は前記の直接注入帯電機構が支配的である。

【００２９】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、均一に直接注入帯電を可能にす
る。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】Ｄ）トナーリサイクルプロセス（クリーナ
ーレスシステム） 転写方式の画像形成装置においては、転写後の感光体
（像担持体）に残存する転写残トナーはクリーナー（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。そこでクリーナーをなくし、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プロセスの
画像形成装置も出現している。

【００３４】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
リーナー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。

【００３５】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、
クリーナー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。

【００３６】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。

【００３７】

【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、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
成で直接注入帯電をすることが難しく、画像形成装置に
あっては絶対的帯電不良による画像のかぶり（反転現像
の場合には白地部が現像される）や帯電ムラなどが生じ
る。

【００３８】一方、接触帯電部材の被帯電体面との接触
面に粉末を塗布し、接触帯電部材が従動で、放電帯電機
構を主とする接触帯電装置構成では、長期に装置を使用
した場合や、クリーナーレスの画像形成装置を長期に使
用した場合に、オゾン生成物が蓄積することにより画像
流れが生じやすくなる。

【００３９】またクリーナーレスの画像形成装置におい
ては、転写残トナーが帯電部において帯電不良を引き起
こしてしまう。

【００４０】そこで、本発明では、接触帯電において、
接触帯電部材として帯電ローラ等の簡易でコストの安い
部材を用いた場合でも、より帯電均一性に優れ且つ長期
に渡り安定した直接注入帯電を実現する、即ち、低印加
電圧でオゾンレスの直接注入帯電を簡易な構成で実現す
ることを目的とする。

【００４１】またこれにより、オゾン生成物による障
害、帯電不良による障害等のない、簡易な構成、低コス
トな画像形成装置やプロセスカートリッジを得ることを
目的とする。

【００４２】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする、帯電方法、帯電装置、画像形成装置及びプロ
セスカートリッジである。

【００４３】（１）電圧が印加され、被帯電体とニップ
部を形成する可撓性の帯電部材によりニップ部を介して
被帯電体面を注入帯電する帯電方法であり、少なくとも
帯電部材と被帯電体とのニップ部に導電粒子を介在さ
せ、導電粒子で被帯電体面を摺擦するように帯電部材表
面は被帯電体面に対して速度差をもって移動し、帯電部
材に導電粒子を担持した状態で帯電部材と被帯電体との
間に働く摩擦力の静止摩擦係数が０．１以上２．５以下
であることを特徴とする帯電方法。

【００４４】

【００４５】

【００４６】（２）前記導電粒子の抵抗が１×１０^１２
（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする（１）に記載
の帯電方法。

【００４７】（３）前記導電粒子の抵抗が１×１０^１０
（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする（１）に記載
の帯電方法。

【００４８】（４）前記導電粒子の粒径が１０ｎｍ以上
５０μｍ以下であることを特徴とする（１）から（３）
の何れか１つに記載の帯電方法。

【００４９】（５）前記帯電部材は前記ニップ部におい
て被帯電体に対してカウンターで回転することを特徴と
する（１）から（４）の何れか１つに記載の帯電方法。

【００５０】（６）前記帯電部材が弾性発泡体で構成さ
れることを特徴とする（１）から（５）の何れか１つに
記載の帯電方法。

【００５１】（７）前記被帯電体の最表面層の体積抵抗
が１×１０^１４（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とす
る（１）から（６）の何れか１つに記載の帯電方法。

【００５２】（８）前記被帯電体は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１×１０
^９（Ω・ｃｍ）以上１×１０^１４（Ω・ｃｍ）以下であ
ることを特徴とする（１）から（６）の何れか１つに記
載の帯電方法。

【００５３】（９）電圧が印加され、被帯電体とニップ
部を形成する可撓性の帯電部材によりニップ部を介して
被帯電体面を注入帯電する帯電装置であり、少なくとも
帯電部材と被帯電体とのニップ部に導電粒子を介在さ
せ、導電粒子で被帯電体面を摺擦するように帯電部材表
面は被帯電体面に対して速度差をもって移動し、帯電部
材に導電粒子を担持した状態で帯電部材と被帯電体との
間に働く摩擦力の静止摩擦係数が０．１以上２．５以下
であることを特徴とする帯電装置。

【００５４】

【００５５】

【００５６】（１０）前記導電粒子の抵抗が１×１０
^１２（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする（９）に
記載の帯電装置。

【００５７】（１１）前記導電粒子の抵抗が１×１０
^１０（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする（９）に
記載の帯電装置。

【００５８】（１２）前記導電粒子の粒径が１０ｎｍ以
上５０μｍ以下であることを特徴とする（９）から（１
１）の何れか１つに記載の帯電装置。

【００５９】（１３）前記帯電部材は前記ニップ部にお
いて被帯電体に対してカウンターで回転することを特徴
とする（９）から（１２）の何れか１つに記載の帯電装
置。

【００６０】（１４）前記帯電部材が弾性発泡体で構成
されることを特徴とする（９）から（１３）の何れか１
つに記載の帯電装置。

【００６１】（１５）前記被帯電体の最表面層の体積抵
抗が１×１０^１４（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴と
する（９）から（１４）の何れか１つに記載の帯電装
置。

【００６２】（１６）前記被帯電体は電子写真感光体で
あり、該電子写真感光体の最表面層の体積抵抗が１×１
０^９（Ω・ｃｍ）以上１×１０^１４（Ω・ｃｍ）以下で
あることを特徴とする（９）から（１４）の何れか１つ
に記載の帯電装置。（１７） 前記帯電部材は前記導電粒子を前記ニップ部に
担持搬送することを特徴とする（９）から（１６）の何
れか１つに記載の帯電装置。

【００６３】（１８）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
画像形成装置であり、前記像担持体を帯電する工程手段
が（９）から（１７）の何れか１つに記載の帯電装置で
あることを特徴とする画像形成装置。

【００６４】（１９）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帯電す
る工程手段を包含しており、該帯電工程手段が（９）か
ら（１７）の何れか１つに記載の帯電装置であることを
特徴とするプロセスカートリッジ。

【００６５】〈作 用〉前述したように従来のローラ帯
電の場合は帯電ローラが被帯電体に対して従動回転であ
り、その帯電機構は主に放電現象を利用した放電帯電機
構が支配的である。

【００６６】本発明で目的とする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、ローラ帯電により直接注入帯電
を行なわせるには接触帯電部材としての帯電ローラが十
分に被帯電体表面に接触する必要があり、従動回転では
不十分である。

【００６７】帯電ローラを十分に被帯電体表面に接触さ
せるためには先に述べた磁気ブラシ帯電器と同様に被帯
電体に対して帯電ローラを周速差を持たせて回転させる
必要がある。しかしながら、弾性体より構成される接触
帯電部材は該接触帯電部材と被帯電体との間の摩擦力が
大きいために、被帯電体に速度差を持たせて回転させる
することができなかった。また無理に回転すると、接触
帯電部材や被帯電体の表面が削れてしまうという問題が
あった。

【００６８】そこで本発明においては、弾性体を用いた
接触帯電部材面を被帯電体に速度差を持たせて移動させ
ながら被帯電体に当接させる場合、接触帯電部材と被帯
電体との摩擦力を小さくすることで接触帯電部材の初期
駆動トルクを減らして安定した接触帯電部材面の移動が
出来るようにし、接触帯電部材と被帯電体の帯電ニップ
部で均一な直接接触状態を得て、均一な直接注入帯電を
可能としたものである。

【００６９】帯電部材と被帯電体との速度差は、具体的
には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。

【００７０】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−被帯電体周速）／被帯
電体周速×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
が被帯電体表面と同じ方向に移動するとき正の値であ
る）。

【００７１】かくして、接触帯電部材として比較的に構
成が簡単で帯電ローラ等を用いた場合でも、該接触帯電
部材に対する帯電に必要な印加バイアスは被帯電体に必
要な電位相当の電圧で十分であり、放電現象を用いない
安定かつ安全な帯電方式を実現することができる。

【００７２】つまり、接触帯電装置において、接触帯電
部材として帯電ローラ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直接
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できる。

【００７３】またこれにより、均一な帯電性を与えるこ
とが出来、オゾン生成物による障害、帯電不良による障
害等のない、簡易な構成、低コストな画像形成装置やプ
ロセスカートリッジを得ることができる。

【００７４】接触帯電部材と被帯電体との摩擦力を小さ
くする手段としては、少なくとも接触帯電部材と被帯電
体とのニップ部に粉体を存在させることで該粉体による
潤滑効果（摩擦低減効果）により効果的に接触帯電部材
と被帯電体との摩擦力を小さくすることができる。また
接触帯電部材の表面に低摩擦層を具備させることによっ
ても効果的に接触帯電部材と被帯電体との摩擦力を小さ
くすることができる。

【００７５】少なくとも接触帯電部材と被帯電体とのニ
ップ部に粉体を存在させることで、被帯電体と接触帯電
部材とのニップ部において摩擦を減らせ、接触帯電部材
のトルクを減らせ、接触帯電部材は被帯電体と速度差を
もって接触できると同時に、粉体を介して密に均一に被
帯電体に接触して、つまり接触帯電部材と被帯電体のニ
ップ部に存在する粉体が被帯電体表面を隙間なく摺擦す
ることで被帯電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被帯電体の帯電は粉体の存在によ
り直接注入帯電が支配的となる。

【００７６】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、接触帯電部材に印加した
電圧とほぼ同等の電位を被帯電体に与えることができ
る。

【００７７】粉体の抵抗値を１×１０¹²（Ω・ｃｍ）
で、より好ましくは１×１０¹⁰ （Ω・ｃｍ）以下にす
ることにより、接触帯電部材と被帯電体のニップ部に粉
体が介在しても、帯電性が低下することなく、かつ、接
触帯電部材と被帯電体との摩擦力が小さくなり、接触帯
電部材のトルクを減らせ、弾性接触帯電部材が均一に被
帯電体に接触することが出来、均一でかつ安定した直接
注入帯電性を簡易な手段構成で得ることができる。

【００７８】粉体を供給する手段を持つことにより、装
置を長期に使用した場合においても帯電を安定して行な
うことが出来る。

【００７９】粉体の粒径が１０ｎｍ以上５０μｍ以下で
あることにより、画像形成装置において露光を阻害しな
い良好な画像が得られる装置を提供できる。

【００８０】被帯電体の最表面層の体積抵抗が１×１０
¹⁴（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・ｃ
ｍ）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、十分な帯電性を与えることが出来る。

【００８１】

【発明の実施の形態】

〈第１の実施形態例〉（図１〜図３） 本例は本発明に従う接触帯電装置を備えた画像形成装置
例である。図１はその画像形成装置の概略構成模型図で
ある。

【００８２】本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、直接注入
帯電方式のレーザープリンタ（記録装置）である。

【００８３】（１）本例プリンタの全体的な概略構成 １は像担持体としての、φ３０ｍｍの回転ドラム型のＯ
ＰＣ感光体（ネガ感光体）であり、矢印の時計方向に５
０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって
回転駆動される。

【００８４】２は感光体１に対する接触帯電部材として
の弾性帯電ローラである。４はこの帯電ローラに粉体３
を供給塗布する部材である。この帯電ローラ２・粉体３
・粉体供給塗布部材４・直接注入帯電原理等については
後記（２）項で詳述する。

【００８５】帯電ローラ２は弾性に抗して感光体１に５
ｍｍのニップ幅をもって接触させて配設してある。ｎが
そのニップ部（帯電ニップ部）である。この帯電ローラ
２は帯電ニップ部ｎにおいて感光体１の移動方向と逆方
向の矢印の時計方向に８０ｒｐｍで回転駆動される。ま
たこの帯電ローラ２には帯電バイアス印加電源Ｓ１から
−７００ＶのＤＣ帯電バイアス電圧が印加されて、回転
感光体１の外周面が直接帯電方式にて、帯電ローラ２に
印加した帯電バイアスとほぼ同じ−６８０Ｖに一様に帯
電される。

【００８６】５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（露光器）である。こ
のレーザービームスキャナ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体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
光体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。

【００８７】６は現像装置であり、回転感光体１面の静
電潜像はこの現像装置によりトナー像として現像され
る。本例の現像装置６は磁性一成分絶縁トナー（ネガト
ナー）を用いた反転現像装置である。６ａはマグネット
６ｂを内包する直径１６ｍｍの非磁性現像スリーブであ
り、この現像スリーブ６ａに上記のネガトナーをコート
し、感光体１表面との距離を３００μｍに固定した状態
で、感光体１と等速で回転させ、スリーブ６ａに現像バ
イアス印加電源Ｓ２より現像バイアス電圧を印加する。
ａは感光体１と現像スリーブ６ａの対向部である現像領
域部である。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、スリーブ６ａと
感光体１の間でジャンピング現像を行なわせる。

【００８８】７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ニップ部
ｂを形成させてある。この転写ニップ部ｂ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７に転写バイアス印加電源
Ｓ３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側のトナー像が転写ニップ部ｂに給紙された転
写材Ｐの面に順次に転写されていく。本例ではローラ抵
抗値は５×１０⁸ Ω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、転写ニップ部ｂ
に導入された転写材Ｐはこの転写ニップ部ｂ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。

【００８９】８は熱定着方式等の定着装置である。転写
ニップ部ｂに給紙されて感光体１側のトナー像の転写を
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８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）ととして装置外へ排出され
る。

【００９０】９はクリーニング装置（クリーナー）であ
り、転写材Ｐに対するトナー画像転写後の感光体面はこ
のクリーニング装置により残留トナー等の付着汚染物の
除去を受けて清掃され繰り返して作像に供される。

【００９１】本例のプリンタは、感光体１、粉体３・粉
体供給塗布部材４を含む帯電ローラ部材２、現像装置
６、クリーニング装置９の４つのプロセス機器をカート
リッジＰＣに包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方式の装置である。プロセ
ス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く任意である。１０・１０はプ
ロセスカートリッジＰＣの着脱案内・保持部材である。
なお、本発明のおいて画像形成装置はカートリッジ方式
の装置に限られるものではない。

【００９２】（２）帯電ローラ２・粉体３・粉体供給塗
布部材４ 図２は図１のプリンタの帯電ローラ２部分の拡大模型図
である。本例における接触帯電装置は、弾性体より構成
される帯電ローラ２に粉体３を塗布することによって感
光体１と帯電ローラ２間の摩擦係数を小さくすること
で、帯電ローラが均一に感光体表面に接触できるように
したものである。

【００９３】ａ）帯電ローラ２ 本例の帯電ローラ２はローラ状の弾性発泡体ローラであ
る。弾性発泡体の材料は抵抗調整にカーボンを分散させ
たＥＰＤＭの発泡体（可撓性部材）を用いた。直径６ｍ
ｍの金属製の芯金２ａに、厚み３ｍｍの上記材料よりな
る弾性発泡体層２ｂを設けて、外径１２φ・長手２５０
ｍｍのローラ形状としたものである。

【００９４】帯電ローラ２の硬度はアスカーＣで３０度
である。ローラの表面は研磨して、発泡体がむき出しに
なっている。

【００９５】この帯電ローラ２をバネ加圧で片側５００
ｇずつ加重してニップ幅５ｍｍで感光体１に接触させて
配設してある。

【００９６】これにより、ミクロに帯電ローラ２の表面
が均一に感光体１表面に接触し、直接注入帯電が可能と
なる。

【００９７】帯電ローラ２の芯金２ａに前記のように帯
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。

【００９８】本帯電方式では、従来の高硬度のソリッド
ローラ（アスカーＣ硬度 ６３度）では、硬度が高くニ
ップ部を確保しにくく、十分に直接注入帯電を行う時間
が足りなく、あまり好ましくない。従来の放電を用いた
接触帯電では、ニップ部の両端の空隙で放電を起こして
感光体表面を帯電していたので、ソリッドローラでも問
題がなかったが、直接注入帯電では、帯電時間不足、ま
た、帯電が不均一になってしまう。

【００９９】さらに、帯電ローラ２の抵抗値は、印加電
圧１００Ｖにおいて１×１０⁶ Ωである（金属製の直径
φ３０ｍｍのドラムにニップ幅５ｍｍで当接させ、１０
０Ｖの電圧を印加したときに流れる電流値から換算した
もの）。帯電ローラ２の抵抗値は、感光体１上にピンホ
ール等の欠落が生じた場合にも、この部分に過大なリー
ク電流が流れ込んで帯電ニップ部ｎが帯電不良になる画
像不良を防止するために１０⁴ Ω以上であり、感光体表
面に十分に電荷を注入させるために１０⁷ Ω以下である
必要がある。

【０１００】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接触性が悪くなり、高すぎると
帯電ニップを確保できないだけでなく、感光体表面への
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。

【０１０１】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。

【０１０２】本例では、放電を用いず直接電荷注入によ
って帯電を行っているために、帯電ローラ２と感光体１
との接触状態を緻密にする必要がある。そこで、帯電ロ
ーラ２が感光体１表面の移動方向と逆方向に移動するよ
うに（カウンター回転）、回転数８０ｒｐｍで回転駆動
しているが、回転数はこれに限るものではなく、帯電ロ
ーラ２と感光体１の帯電ニップ部ｎの太さ、プロセスス
ピード（感光体回転周速）等の条件が変れば、最適な帯
電ローラの回転数も変化する。

【０１０３】ｂ）粉体３ 本例においては、粉体３により、接触帯電部材としての
帯電ローラ２と被帯電体としての感光体１との摩擦を効
果的に低下させる潤滑効果（摩擦低減効果）と、帯電補
助効果を得ている。以下、該粉体３を帯電補助粒子と記
す。帯電補助粒子３の材質、粒径、特性等は以下のよう
なものを使用することが好ましい。

【０１０４】本例では、比抵抗が１０⁶ Ω・ｃｍ、二次
凝集体を含めた平均粒径３μｍの導電性酸化亜鉛粒子を
用いた。

【０１０５】帯電補助粒子３の材料としては、他の金属
酸化物などの導電性無機粒子や有機物との混合物など各
種導電粒子が使用可能である。

【０１０６】帯電補助粒子３の抵抗は、高すぎる場合に
は、帯電時の電荷注入性を阻害するために帯電不良とな
るので、１０¹²Ω・ｃｍ以下が好ましい範囲である。よ
り好ましくは１０¹⁰ Ω・ｃｍ以下である。さらに好ま
しくは、１０⁸ Ω・ｃｍ以下である。

【０１０７】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 の円筒内に凡そ
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、そ
の後正規化して比抵抗を算出した。

【０１０８】粒径は良好な帯電均一性を得るために５０
μｍ以下が望ましい。粒径の下限値は粒子が安定して得
られるものとして１０ｎｍが限界である。

【０１０９】本発明において、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
として定義した。

【０１１０】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。

【０１１１】以上述べたように帯電補助粒子３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、凝集体として帯電補助粒子としての機能
が実現できればその形態は重要ではない。

【０１１２】また帯電補助粒子３は露光の妨げにならな
いように非磁性であることが好ましい。

【０１１３】ｃ）粉体供給塗布部材４ 本例では、被帯電体である感光体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ｎに帯
電補助粒子３を介在させるために、帯電ローラ２の面に
帯電補助粒子３を供給塗布する部材４を設けてある。該
部材４は規制ブレードであり、該規制ブレード４を帯電
ローラ２に当接し、帯電ローラ２と規制ブレード４との
間に帯電補助粒子３を貯留・保持する構成をとる。

【０１１４】そして帯電ローラ２の回転にともない一定
量の帯電補助粒子３が帯電ローラ２面に塗布されて帯電
ニップ部ｎに持ち運ばれて帯電ニップ部ｎに帯電補助粒
子３が均一に供給され、帯電ニップ部ｎに帯電補助粒子
３が介在した状態になる。

【０１１５】ｄ）感光体１の帯電 而して、本例においては、被帯電体である感光体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ｎには帯電補助粒子３が塗布された状態で感光
体１の接触帯電が行なわれる。

【０１１６】帯電ローラ２と感光体１との帯電ニップ部
ｎに帯電補助粒子３を存在させることで、帯電ローラ２
と感光体１とのニップ部において摩擦を減らせ、帯電ロ
ーラ２のトルクを減らせ、帯電ローラ２は感光体１と速
度差をもって移動できると同時に、帯電補助粒子３を介
して密に均一に感光体１に接触して、つまり帯電ローラ
２と感光体１のニップ部に存在する帯電補助粒子３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
直接注入できるのである。即ち帯電ローラ２による感光
体１の帯電は帯電補助粒子３の存在により直接注入帯電
が支配的となる。

【０１１７】従って、従来のローラ帯電では得られなか
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（−７００Ｖ）とほぼ同等の電位（−６８０Ｖ）を感
光体１に与えることができる。

【０１１８】かくして、接触帯電部材として比較的に構
成が簡単な帯電ローラを用いた場合でも、該帯電ローラ
に対する帯電に必要な印加バイアスは感光体に必要な電
位相当の電圧で十分であり、放電現象を用いない安定か
つ安全な帯電方式を実現することができる。つまり、接
触帯電装置において、接触帯電部材として帯電ローラ等
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直接注入帯電を実現する、即
ち、低印加電圧でオゾンレスの直接注入帯電を簡易な構
成で実現することができる。

【０１１９】またこれにより、均一な帯電性を与えるこ
とが出来、オゾン生成物による障害、帯電不良による障
害等のない、簡易な構成、低コストな画像形成装置やプ
ロセスカートリッジを得ることができる。

【０１２０】（３）静止摩擦係数 ここで、帯電ローラ２に対する帯電補助粒子３の塗布量
を変化させて、摩擦力の測定と、画像の評価を行った。
その結果を表１に示す。

【０１２１】

【表１】 ．塗布量０では帯電ロール２は摩擦が大きく感光体１
に対して速度差をもって回転駆動させることはほとんど
出来なかった。

【０１２２】．塗布量０．１で若干回り始めるが、均
一には回っていない。またローラには帯電粒子が均一に
塗布されない。

【０１２３】．塗布量が０．５を越えてようやくほぼ
均一に回転し始める。

【０１２４】そこで、そのときの帯電ローラ２と感光体
１の長手幅１０ｍｍ当たりの静止摩擦係数を測定してみ
ると、静止摩擦係数が２．５以下であれば、ほぼ良好な
帯電均一性が得られることがわかった。さらに、静止摩
擦係数が１．５以下であれば、より良好な帯電均一性が
得られることがわかった。

【０１２５】従来の放電を主たる帯電機構とするローラ
帯電では、帯電ローラが感光体に従動回転しているため
にある程度の摩擦がなければ帯電ローラは安定して回転
することが出来なかったが、本例の構成では、帯電ロー
ラ２の駆動源を感光体表面以外から得ているので、低い
摩擦状態であっても安定して帯電ローラ２を感光体１に
対して摺擦することが出来る。

【０１２６】しかしながら、あまりにも摩擦のない状態
では、マクロには接触しているように見えても、ミクロ
には所々接触していないところがあり、接触状態が不十
分になってしまうことがある。よって、本発明において
もある程度の静止摩擦は必要であり、静止摩擦係数が
０．１以上が望ましい。

【０１２７】ここで静止摩擦係数の測定方法について説
明する。即ち、図３に示すように、回転停止させた帯電
ローラ２を、感光体１の表面剤と同様な剤をＰＥＴ（ポ
リエチレンテレフタレート）シートに塗布してなる幅２
０ｍｍのテープ材２１で１／４周程度覆い、このテープ
材２１の一方に１００ｇの重り２２を負荷し、他方にデ
ジタルフォースゲージ（シンポ工業（株）製）２３を取
り付け、ローラが所定回転スピード（８０ｒｐｍ）に回
転開始するときこのデジタルフォースゲージ２３が表示
する帯電ローラ２とテープ材２１との間に作用する静止
摩擦力を重りの重さで割り、さらに１０ｍｍ当たりに換
算して、感光体１と帯電ローラ２との間の静止摩擦係数
として算出した。

【０１２８】従来は、速度差を持たせた注入帯電装置に
おいては、帯電ローラが全く回らなかったり、回っても
表面が削れたり、また、回転ムラ、接触ムラになったり
ということがあったが、本例では、帯電補助粒子３を帯
電ローラ２上に塗布することで、その帯電補助粒子３が
帯電ローラ２と感光体１との摩擦を減らし、トルクを小
さくし、従来のような問題がなくなり、均一な帯電性を
得ることが出来た。

【０１２９】（４）その他 帯電ローラ２に対する帯電補助粒子供給塗布手段４は実
施形態例に限られるものではなく、その他、例えば、帯
電補助粒子３を含ませた発泡体あるいはファーブラシを
帯電ローラに当接させて配設する手段構成とするなど任
意である。

【０１３０】またクリーニング装置９と帯電ローラ２と
の間において感光体１面に対して帯電補助粒子３を供給
塗布する手段を配設してもよい。

【０１３１】帯電補助粒子３は特に感光体１の帯電に用
いる場合に潜像露光時に妨げにならないよう、無色ある
いは白色に近い粒子が適切である。さらに、カラー記録
を行なう場合、帯電補助粒子３が感光体上から記録材Ｐ
に転写した場合を考えると無色、あるいは白色に近いも
のが望ましい。また、画像露光時に帯電補助粒子による
光散乱を防止するためにのもその粒子は構成画素サイズ
以下であることが望ましい。

【０１３２】なお、転写ニップ部ｂにおいて感光体１上
のトナー像は転写バイアスの影響で転写材Ｐ側に引かれ
て積極的に転移するが、感光体１上の帯電補助粒子３は
導電性であることで転写材Ｐ側に積極的には転移せず、
感光体１面に実質的に付着保持される。また感光体１面
に実質的に付着保持される帯電補助粒子３の存在により
トナー像の感光体１側から転写材Ｐ側への転写効率が向
上する効果がえられる。

【０１３３】装置を使用するにつれて帯電ニップ部ｎの
帯電補助粒子３は感光体１に付着してクリーニング装置
９でかき取られて減少してしまう。そこで帯電補助粒子
供給塗布手段４は常に一定量の帯電補助粒子を帯電ロー
ラ２もしくは感光体１面に塗布して帯電ニップ部ｎに供
給する構成となっている。

【０１３４】帯電補助粒子供給塗布手段４を接触帯電部
材である帯電ローラ２側に持たせた構成は、被帯電体で
ある感光体１回りの装置を増やすことなく帯電補助粒子
３の塗布が出来るので、装置の小型化に有効である。

【０１３５】〈第２の実施形態例〉（図４） 本例は被帯電体１の表面抵抗を調整することで更に安定
して均一に帯電を行なうものである。本例では被帯電体
としての感光体１の表面に電荷注入層を設けて感光体最
表層の抵抗値を１０¹⁴Ωｃｍ以下に調節することで、よ
り高速のプロセススピードにおいても安定して均一に帯
電を行うことが出来る。

【０１３６】図４は、本例で使用した、表面に電荷注入
層を設けた感光体１の層構成模型図である。即ち該感光
体１は、負帯電のＯＰＣ感光体であり、φ３０ｍｍのア
ルミニウム製のドラム基体（アルミ基体）１１上に下記
の第１〜第５の５つの機能層を下から順に設けたもので
ある。

【０１３７】第１層１２；下引き層であり、アルミ基体
１１の欠陥等をならすため、またレーザー露光の反射に
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。

【０１３８】第２層１３；正電荷注入防止層であり、ア
ルミ基体１１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１０⁶
Ωｃｍ程度に抵抗調整された厚さ約１μｍの中抵抗層で
ある。

【０１３９】第３層１４；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、レーザー露光を受けることによって正負の電荷対を
発生させる。

【０１４０】第４層１５；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。

【０１４１】第５層１６；電荷注入層であり、光硬化型
のアクリル樹脂の重量２に対して、アンチモンドープし
て導電化を施した粒径約０．０３μｍのＳｎＯ₂ 粒子を
重量５の割合で分散させた材料をディピング塗工法で感
光体上にコートし、硬化させたもので、この層１６の厚
さは約３μｍである。１６ａは分散させたＳｎＯ₂ 粒子
（導電粒子、導電フィラー）である。

【０１４２】この層１６は体積抵抗率が１０¹³Ωｃｍ程
度であり、表面方向の潜像電荷の横流れによる画像ボケ
等は発生しないが、厚み方向にはある程度の電荷の移動
は可能であり、画像露光による残留電位が最小限になる
ように設定してある。

【０１４３】これによって感光体表面の抵抗は、電荷輸
送層単体の場合１×１０¹⁵Ωｃｍだったのに比べ、１×
１０¹¹Ωｃｍにまで低下した。

【０１４４】電荷注入層１６の抵抗値としては１×１０
¹⁰〜１×１０¹⁴Ωｃｍの範囲であれば、注入帯電を行な
うことが可能であるが、高温高湿、低温低湿等の環境で
の抵抗変動を考慮すると、１×１０¹²〜１×１０¹³Ωｃ
ｍの範囲が望ましい。

【０１４５】電荷注入層１６を具備させた上記の感光体
１を前記第１の実施形態例のプリンタ（図１）に装着
し、感光体のプロセススピードを２００ｍｍ／ｓｅｃと
し、帯電ローラ２の回転数を３２０ｒｐｍ（感光体１と
帯電ローラの周速比は一定）とし、それ以外は第１の実
施形態例で示した装置で、画像形成を行なった。

【０１４６】プロセススピードが速いために、プロセス
スピードが遅い場合と同じ帯電ニップでは注入帯電が行
なえない場合もあるが、プロセススピードが速くても上
述した抵抗値の感光体を使うことで均一な注入帯電が可
能となる。

【０１４７】本例での帯電ローラ２と感光体１との長手
幅１０ｍｍ当たりの静止摩擦係数は０．９であった。よ
って、プロセススピードを速くして、帯電ローラ２の回
転数を早めた場合（周速比一定）において、帯電部での
均一接触性が維持され、帯電ムラのない良好な帯電性が
得られた。

【０１４８】本例では、ＯＰＣ感光体の表層に電荷注入
層を設けることでプロセススピードの速い場合において
も均一な注入帯電を実現したが、感光体の構成はこれに
限るものではなく、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が上記抵抗範囲にある場合
は同等の効果が得られる。また、表層の体積抵抗が約１
０¹³Ωｃｍ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。

【０１４９】〈参考例〉本参考例 は、帯電ローラの表面に摩擦を減らす処理を施
したものである。

【０１５０】具体的には、第１の実施形態例で述べた発
泡帯電ローラ２の表面に、導電処理を施した導電性カー
ボンで抵抗調整した滑り性のあるテフロン（ジュポン社
の商標でフッ素樹脂；ＰＴＦＥである）含有樹脂を不均
一に塗布した。不均一に塗布することにより、帯電ロー
ラ表面のミクロな凹凸を残して接触性を得ることができ
る。

【０１５１】上記帯電ローラを前記第１の実施形態例の
プリンタ（図１）に装着し、また感光体１は前記第２の
実施形態例で述べた表層抵抗をコントロールしたものを
用い、特に帯電補助粒子は塗布せず、それ以外は第１の
実施形態例と同様な構成の画像形成装置を用いて評価を
行なった。

【０１５２】本例において帯電ローラの表面を上記のよ
うに低摩擦処理することで、帯電ローラを感光体に周速
差を持たせて回転することが出来、良好な帯電性が得ら
れた。

【０１５３】本例での帯電ローラと感光体との長手幅１
０ｍｍ当たりの静止摩擦係数は、０．８であった。

【０１５４】本構成をとることにより、帯電ニップ部に
粉体（帯電補助粒子）を塗布することなく帯電ローラを
接触性良く周速差を持たせて回転することが出来、良好
な帯電性が得られる。

【０１５５】〈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
形態例の帯電ローラに限られるものではない。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。

【０１５６】２）接触帯電部材２や現像スリーブ６ａ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。

【０１５７】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。

【０１５８】３）画像形成装置やプロセスカートリッジ
はクリーニング装置を具備していないクリーナーレスシ
ステムのものであってもよい。

【０１５９】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。

【０１６０】像担持体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。

【０１６１】５）像担持体からトナー像の転写を受ける
記録媒体は転写ドラム等の中間転写体であってもよい。

【０１６２】６）トナー粒度の測定方法の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。

【０１６３】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。

【０１６４】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。

【０１６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、接
触帯電装置において、接触帯電部材として帯電ローラ等
の簡易な構成でコストの安い弾性体部材を用いた場合で
も、被帯電体に対して初期駆動トルクを減らして安定し
た周速差のある回転が出来、帯電ニップ部で均一な接触
状態を得て、帯電均一性に優れ且つ長期に渡り安定した
直接帯電を実現する、即ち、低印加電圧でオゾンレスの
直接注入帯電を簡易な構成で実現することができる。

【０１６６】またこれにより、オゾン生成物による障
害、帯電不良による障害等のない、簡易な構成、低コス
トな画像形成装置やプロセスカートリッジを得ることが
可能となるもので、所期の目的がよく達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１における画像形成装置の概略構成
図

【図２】帯電ローラ部分の拡大模型図

【図３】静止摩擦係数の測定方法説明図

【図４】表面に電荷注入層を具備させた感光体の層構成
模型図

【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（接触帯電部材） ３ 粉体（帯電補助粒子、導電粒子） ４ 規制ブレード（粒子供給塗布手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永瀬 幸雄 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 (56)参考文献 特開 平３−103878（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−241423（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−234571（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−11948（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−50161（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 G03G 15/16 103

Claims (19)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧が印加され、被帯電体とニップ部を
   形成する可撓性の帯電部材によりニップ部を介して被帯
   電体面を注入帯電する帯電方法であり、 少なくとも帯電部材と被帯電体とのニップ部に導電粒子
   を介在させ、導電粒子で被帯電体面を摺擦するように帯
   電部材表面は被帯電体面に対して速度差をもって移動
   し、帯電部材に導電粒子を担持した状態で 帯電部材と被帯電
   体との間に働く摩擦力の静止摩擦係数が０．１以上２．
   ５以下であることを特徴とする帯電方法。
2. 【請求項２】 前記導電粒子の抵抗が１×１０^１２（Ω
   ・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項１に記載の
   帯電方法。
3. 【請求項３】 前記導電粒子の抵抗が１×１０^１０（Ω
   ・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項１に記載の
   帯電方法。
4. 【請求項４】 前記導電粒子の粒径が１０ｎｍ以上５０
   μｍ以下であることを特徴とする請求項１から３の何れ
   か１つに記載の帯電方法。
5. 【請求項５】 前記帯電部材は前記ニップ部において被
   帯電体に対してカウンターで回転することを特徴とする
   請求項１から４の何れか１つに記載の帯電方法。
6. 【請求項６】 前記帯電部材が弾性発泡体で構成される
   ことを特徴とする請求項１から５の何れか１つに記載の
   帯電方法。
7. 【請求項７】 前記被帯電体の最表面層の体積抵抗が１
   ×１０^１４（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする請
   求項１から６の何れか１つに記載の帯電方法。
8. 【請求項８】 前記被帯電体は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１×１０
   ^９（Ω・ｃｍ）以上１×１０^１４（Ω・ｃｍ）以下であ
   ることを特徴とする請求項１から６の何れか１つに記載
   の帯電方法。
9. 【請求項９】 電圧が印加され、被帯電体とニップ部を
   形成する可撓性の帯電部材によりニップ部を介して被帯
   電体面を注入帯電する帯電装置であり、 少なくとも帯電部材と被帯電体とのニップ部に導電粒子
   を介在させ、導電粒子で被帯電体面を摺擦するように帯
   電部材表面は被帯電体面に対して速度差をもって移動
   し、帯電部材に導電粒子を担持した状態で 帯電部材と被帯電
   体との間に働く摩擦力の静止摩擦係数が０．１以上２．
   ５以下であることを特徴とする帯電装置。
10. 【請求項１０】 前記導電粒子の抵抗が１×１０
    ^１２（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項９
    に記載の帯電装置。
11. 【請求項１１】 前記導電粒子の抵抗が１×１０
    ^１０（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項９
    に記載の帯電装置。
12. 【請求項１２】 前記導電粒子の粒径が１０ｎｍ以上５
    ０μｍ以下であることを特徴とする請求項９から１１の
    何れか１つに記載の帯電装置。
13. 【請求項１３】 前記帯電部材は前記ニップ部において
    被帯電体に対してカウンターで回転することを特徴とす
    る請求項９から１２の何れか１つに記載の帯電装置。
14. 【請求項１４】 前記帯電部材が弾性発泡体で構成され
    ることを特徴とする請求項９から１３の何れか１つに記
    載の帯電装置。
15. 【請求項１５】 前記被帯電体の最表面層の体積抵抗が
    １×１０^１４（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする
    請求項９から１４の何れか１つに記載の帯電装置。
16. 【請求項１６】 前記被帯電体は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１×１０
    ^９（Ω・ｃｍ）以上１×１０^１４（Ω・ｃｍ）以下であ
    ることを特徴とする請求項９から１４の何れか１つに記
    載の帯電装置。
17. 【請求項１７】 前記帯電部材は前記導電粒子を前記ニ
    ップ部に担持搬送することを特徴とする請求項９から１
    ６の何れか１つに記載の帯電装置。
18. 【請求項１８】 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
    形成装置であり、 前記像担持体を帯電する工程手段が請求項９から１７の
    何れか１つに記載の帯電装置であることを特徴とする画
    像形成装置。
19. 【請求項１９】 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帯電する工程手段を
    包含しており、該帯電工程手段が請求項９から１７の何
    れか１つに記載の帯電装置であることを特徴とするプロ
    セスカートリッジ。