JP3366877B2 - 接触型電荷供給装置 - 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、プリンター、ビデ
オプリンター、ファクシミリ、複写機、ディスプレー等
の画像形成装置に使用される接触帯電装置あるいは接触
転写装置等の接触型電荷供給装置の技術分野に属する。

【０００２】さらに詳しくは、外部より電圧を印加した
帯電用部材を被帯電体に接触させて、被帯電体を帯電も
しくは除電させる接触帯電装置、及び、外部より電圧を
印加した転写用部材と被帯電体との間に転写材を通過さ
せ、被帯電体上から現像剤を転写材に転写する接触転写
装置等の接触型電荷供給装置の技術分野に属する。な
お、本明細書では帯電用部材あるいは転写用部材を総じ
て単に接触部材ともいう。

【０００３】

【従来の技術】電子写真方式を用いた画像形成装置は、
感光体ドラムに静電潜像を形成し、この静電潜像にトナ
ーを吸着させ、さらにこのトナーを転写材に転写するよ
うに構成されている。

【０００４】このような電子写真方式は、基体となるド
ラムの表面に下引き層を形成し、その上に光の照射を受
けた場合に電気導電度が変化する感光層を形成した感光
体ドラムが用いられる。もしくは、基体となるドラム表
面に下引き層を形成することなく、感光層を形成した感
光体ドラムが用いられる。

【０００５】ドラムは、アルミニウム等のようにある程
度の剛性を備えるとともに、表面に強固な電気絶縁皮膜
の形成しやすい金属材料で構成されている。また下引き
層は、ドラムの表面に酸化物を形成したり、また電気絶
縁物の被膜を形成することにより構成されている。

【０００６】そして、感光層は、光照射を受けない状態
では帯電電荷を保持できる程度の電気絶縁性を備え、ま
た光照射を受けた場合には電荷を逃がすことができる程
度の導電性を示す有機物質や無機物質が用いられてい
る。そして感光層を形成する物質が有機物質の場合には
溶媒に溶かした調製液に、下引き層が形成されたドラム
を浸漬することにより、また無機物質の場合には下引き
層の表面に蒸着等することにより形成されている。

【０００７】このように構成された感光体ドラムは、コ
ロナ帯電装置や接触帯電装置等により一定電位に帯電さ
せられた状態で、画像データに対応する光ビームや光像
が照射され、静電潜像が形成される。この光照射によ
り、光照射を受けた部分だけが選択的に電気抵抗が低下
するため、この表面に存在していた電荷が消失し電位が
変化する。

【０００８】このように静電潜像が形成された感光層
に、帯電させたトナーを接触させると、光照射を受けた
部分だけ、もしくは光照射を受けなかった部分だけに選
択的にトナーを静電気力により吸着させることができ
る。

【０００９】ついで、トナーが吸着している感光体ドラ
ムの表面に転写材を、感光体ドラムの回転に同期させて
移動させ、転写材にトナーの帯電極性と逆極性の電荷を
与えると、感光体ドラムのトナーが転写材に吸引され、
トナーが記録材に転写されることになる。

【００１０】ところで、感光体ドラムを帯電させる装置
や、感光体ドラムに残留している電荷を除去する除電装
置、さらにはトナーを転写材に転写するための転写装置
は、何れも感光体ドラムに対して電荷を付与したり、ま
た電荷を除くための装置で、従来においては、コロナ放
電により発生した帯電粒子を利用する、いわゆるコロナ
帯電装置が用いられていた。

【００１１】このため、オゾンが発生して環境を汚染す
るという問題があり、近年はコロナ放電に比較してオゾ
ンの発生量が極めて少ない接触帯電装置、接触転写装置
が利用されるようになっている。

【００１２】接触帯電装置は、外部から電圧が印加され
た導電性繊維からなるブラシや、導電性弾性材料で形成
されたローラ等を感光体ドラムの表面に直接接触させ、
これら部材と感光体ドラムとが相対的に運動して、部材
と感光体ドラム表面との接触面が近づくもしくは離れる
瞬間に形成されるわずかな間隙で微弱な火花放電を生じ
させ、感光体ドラムを帯電させるものである。

【００１３】また、接触転写装置は、外部から電圧が印
加された導電性繊維からなるブラシや、導電性弾性材料
で形成されたローラ等を感光体ドラムの表面に転写材を
介して接触させ、これら部材と転写材とが相対的に運動
して、部材と転写材表面との接触面が近づくもしくは離
れる瞬間に形成されるわずかな間隙で微弱な火花放電を
生じさせ、感光体ドラムからトナーを転写材に転写させ
るものである。また、部材と感光体ドラムとの間に転写
材がない場合、部材のクリーニング用（部材に付着した
トナー等を感光体ドラムに付着させる）の電圧を印加し
て、部材をクリーニングするものもある。

【００１４】接触帯電装置、接触転写装置においても放
電現象を利用する関係上、コロナ放電に比較すると小さ
いものの、それでも接触部材と感光体ドラムとの間に
０．５〜１．５（ｋＶ）程度の電圧を印加している。感
光体ドラムが０．５〜１．５（ｋＶ）の耐圧を持つため
には、感光層と下引き層がともに健全で、これらに適当
に電圧が分圧される必要がある。

【００１５】ところが、感光層の欠陥部や、ピンホール
部が存在してここに塵埃等異物が侵入して導通路が形成
されている場合にはこの導通路に電流が集中的に流れ込
むことになる。

【００１６】この状態で欠陥部やピンホール部に接触部
材が接触すると、接触部材に供給されている電圧は、感
光層表面での放電を生じることなく、これよりもインピ
ーダンスの低い、欠陥部やピンホール部内の異物等によ
り形成された導通路に電流を流すことになる。

【００１７】このピンホール部に流れ込む電流の値が、
回路により制限されている値を越えると、帯電用部材に
供給される電圧が降下するため、感光層との表面におけ
る放電が生じなくなり、このピンホール部を含む軸方向
の帯電用部材との接触領域だけが、帯電不良を起こすこ
とになる。このような帯電不良領域は、正規現像では白
帯、反転現像では黒帯が画像上に現れ、著しく画像品質
を低下させる。

【００１８】そればかりでなく、極めて小さな領域に集
中的に過大な電流が流れるため、この領域に接する帯電
用部材やピンホール部の異物が発熱し、帯電用部材の材
質変化や、感光体ドラムのピンホール部の拡大を招き、
致命的な損傷を引き起こすという問題が発生する。

【００１９】このような問題を解決するために、帯電用
部材の抵抗値の下限値を規定することが、例えば、特開
昭５６−１３２３５６号公報、特開昭５８−４９９６０
号公報、特開昭６４−７３３６５号公報に見られるよう
に従来から広く行われており、帯電用部材の体積抵抗率
を１０⁵〜１０¹¹（Ωｃｍ）の範囲内で規定することが
知られている。

【００２０】また、帯電用部材を外層の体積抵抗率が内
層のそれよりも大きくなるように多層構造を持たせるこ
とは、特開昭６４−７３３６４号公報、特開平４−１３
８４７７号公報、米国特許第５１２６９１３号明細書な
どにより提案されている。

【００２１】すなわち、特開平４−１３８４７７号公報
では、異方導電性を示し、かつ、面方向の抵抗値が１０
⁵（Ω）以上であるような表面層を形成した多層構成の
帯電用部材を用いることが、また米国特許第５１２６９
１３号明細書では、ピンホールに電流が集中しても電源
出力の低下を生じさせない程度にまで大きな容量の電源
を用いることにより画像の劣化を防止することが示され
ている。

【００２２】また、感光層とドラム本体との間に下引き
層を介在させる技術についても、いろいろと提案されて
いるが、これらは、主に、感光層と導電層との密着性改
良、感光層の塗膜性改良、感光体の明・暗減衰特性改良
に関するもので、ただ特開昭６１−１７９４６４号公報
には放電破壊により感光層にピンホールが発生するのを
抑制するために、下引き層（もしくは、中間層とする）
の帯電電位分圧の下限が絶対値で１（Ｖ）に規制するこ
とが開示されている。

【００２３】接触転写装置においても、接触帯電装置と
同様に、ピンホール部に流れ込む電流値が、回路により
制限されている値を越えると、転写用部材に供給される
電圧が降下するため、転写材との表面における放電が生
じなくなり、このピンホール部を含む軸方向の転写用部
材との接触領域だけが、転写不良を起こすことになる。

【００２４】そればかりでなく、極めて小さな領域に集
中的に過大な電流が流れるため、この領域に接する転写
用部材やピンホール部の異物が発熱し、転写用部材の材
質変化や、感光体ドラムのピンホール部の拡大を招き、
致命的な損傷を引き起こすという問題が発生する。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来から知られている技術だけでは、感光体に存在する
欠陥部やピンホール部に接触部材が接触した場合、接触
部材等の体積抵抗率に基づいて計算される電流よりも大
きな電流が流れ込む現象を防止することができない。こ
のため、感光体の長手方向の接触部材の接触領域全域に
わたって帯電もしくは転写不良を生じさせず良好な画像
を得ることができない。さらには、ピンホール部に流れ
る電流によって接触部材もしくは感光体のピンホール部
が発熱し、接触部材の劣化もしくは感光体のピンホール
部が拡大するといった現象を防止できない。以上の点が
本発明者等の研究によって判明した。

【００２６】本発明の第１の目的は、このような被帯電
体の欠陥部による過大な電流の流れ込みによる画像の劣
化や、接触部材、被帯電体の損傷を防止することにあ
る。

【００２７】本発明の第２の目的は、画像品質を低下さ
せたり、装置の電気制御系統の誤動作や破損を生じさせ
ない新規な接触型電荷供給装置を提供することにある。

【００２８】本発明の第３の目的は、安定的に、かつ、
ムラ無く被帯電体を帯電することが可能な新規な接触型
電荷供給装置を提供することにある。

【００２９】

【００３０】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、請求項１の発明の接触型電荷供給装置は、外部よ
り電圧を印加した接触部材を少なくとも中間層もしくは
下引き層を含む被帯電体に接触させて、前記被帯電体を
帯電もしくは除電する接触型電荷供給装置において、前
記接触部材に印加する電圧をＶａ（Ｖ）、前記中間層も
しくは前記下引き層の耐圧をＶｂ（Ｖ）、前記中間層も
しくは前記下引き層に前記耐圧と等しい電圧Ｖｂ（Ｖ）
を印加した場合に前記中間層もしくは前記下引き層に流
れる電流の電流密度をρｉ（μＡ／ｃｍ²）、前記被帯
電体に存在する微小欠陥の面積をｓ（ｃｍ²）とした
時、前記接触部材の、前記微小欠陥の面積と等しい面積
ｓ（ｃｍ²）に電流ρｉ×ｓ（μＡ）を流した時の抵抗
値をＲａａ（Ω）、前記中間層もしくは下引き層の、前
記微小欠陥の面積と等しい面積ｓ（ｃｍ²）に電流ρｉ
×ｓ（μＡ）を流した時の抵抗値をＲｂｂとして、これ
らのＶａ、Ｖｂ、Ｒａａ、Ｒｂｂが、式 ｜Ｖｂ｜≧｜Ｖａ｜・Ｒｂｂ／（Ｒａａ＋Ｒｂｂ） を満足するように設定されていることを特徴としてい
る。また、請求項２の発明は、前記接触部材が帯電用部
材であることを特徴としている。更に、請求項３の発明
は、前記接触部材が転写用部材であることを特徴として
いる。

【００３１】

【作用】このように構成された本発明の接触型電荷供給
装置においては、測定して得られた耐圧Ｖｂ（Ｖ）、電
流密度ρｉ（μＡ／ｃｍ²）、微小欠陥の面積ｓ（ｃ
ｍ²）、接触部材の抵抗値Ｒａａ（Ω）、および中間層
もしくは下引き層の抵抗値Ｒｂｂに基づいて、Ｖａ、Ｖ
ｂ、Ｒａａ、Ｒｂｂが請求項１記載の式を満足する条件
で被帯電体の帯電もしくは除電が行われるので、出荷時
に見落されるような微小欠陥が被帯電体に存在していて
も、中間層もしくは下引き層に分圧される電圧がその耐
圧を越えない。したがって、被帯電体の中間層もしくは
下引き層が破壊することはない。さらに、万が一、欠陥
やピンホールが被帯電体に存在していても、それらに流
れ込む電流を、これら欠陥を拡大させない値に制限する
ことが可能となる。

【００３２】これにより、本発明の被帯電体を静電潜像
が形成される感光体に適用した場合、画像に黒帯状や白
帯状の汚れの発生が防止され、また、転写不良が防止さ
れるようになる。

【００３３】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に基づいて
説明する。

【００３４】先ず、本発明が対象とする感光体ドラムの
欠陥について説明する。

【００３５】感光体ドラムに発生する欠陥（本発明の微
小欠陥に相当）には、図１６（ａ）に示したように、感
光体ドラムの下引き層７１には到達せず、ただ感光層７
２表面の一部だけが欠如している欠陥７５や、同図
（ｂ）に示したようにブローホール７６として感光層７
２に存在する欠陥や、同図（ｃ）に示したように感光層
７２だけではなく感光層７２から下引き層７１に到達し
ている欠陥７７や、さらには同図（ｄ）に示したように
感光層７２表面から下引き層７１を貫通してドラム本体
７０にまで到達してピンホールとなっている欠陥７８等
いろいろの種類のものが存在する。

【００３６】このようにドラム本体７０まで到達するよ
うな欠陥は、その開口が比較的大きいため、出荷検査な
どにより欠陥品としてほとんど排除されるため通常は製
品中には存在しないが、同図（ａ）乃至（ｃ）に示した
ような検査で検出することができない小さな欠陥であっ
ても、後述するように使用中に下引き層をも貫通してし
まう欠損に発達することがある。

【００３７】このように感光層から下引き層まで到達し
た欠陥、つまり感光体の感光層と下引き層が共に破壊さ
れた状態を、以後「ピンホール」という。

【００３８】すなわち、感光層にだけ欠陥が存在する感
光体ドラムを用いて電子写真プロセスを実行すると、図
１６（ｃ）に示したような感光層の欠陥７７に、トナー
や紙粉等が侵入して感光層表面から下引き層に至る導電
路８０が形成されたり（図１７（ａ））、また図１６
（ａ）に示したような感光層の欠陥７５に、トナーや紙
粉等が侵入して導電路８０が形成される（図１７
（ｂ））。このような軽微な欠陥（図１６（ａ）、
（ｂ））にあっても感光層７２の厚みが小さくなる箇所
７５ａが形成されるため導電路８０により、感光層７２
が受け持つ分圧電圧が小さくなって下引き層７１に大き
な電圧が印加されることになる。そして最終的に下引き
層が絶縁破壊される場合がある。

【００３９】すなわち、このような導電路８０が一旦形
成されると帯電工程や転写工程、さらには除電工程にお
いて、本来感光層に分圧されるべき電圧が、ほとんど下
引き層に印加されることになって、下引き層に耐圧限界
以上の電圧が作用して、下引き層が絶縁破壊を起こす。

【００４０】この結果、電圧が印加された接触部材から
この導電路８０を通ってドラム本体７０に電流が流れ、
正常な場合に比較して大きな電流が欠陥部という狭い領
域に集中的に流れ、この領域にジュール熱が発生し、こ
の熱作用により欠陥部が図１６（ｄ）に示したようなピ
ンホール７８に発展する。

【００４１】そして、このジュール熱は感光体ドラムの
損傷だけに止まらず、帯電工程や、転写工程で電荷を発
生させている接触部材の損傷をも招くことになる。

【００４２】本発明者等が鋭意検討したところ、このよ
うな欠陥部や、ピンホールを有する感光体ドラムを継続
的に使用可能、つまりこれら欠陥部やピンホールに起因
する画像汚れを実用上ほとんど問題とならない程度に維
持させるためには、感光層にだけ欠陥が存在する場合
には、この欠陥を感光層内だけに留めさせて下引き層を
貫通するようなピンホールまで拡大させない。

【００４３】万が一感光層の欠陥部がピンホールにま
で発展した場合でも、ピンホールへの集中的な電流の流
れ込みによるジュール熱が、感光層や接触部材の劣化を
引き起こさない。

【００４４】これら２つの条件のいずれかが満たされれ
ばよいことを見出した。これらの条件が満足されれば、
黒帯状、白帯状の汚れの発生や、また部品の交換といっ
た致命的な故障への進展を確実に防止することができ
る。

【００４５】上述したピンホールに発生するジュール熱
は、ピンホール部に侵入したトナーや紙粉等が導電化し
て形成された導通路、及び感光層自体が有している若干
の導電性により生じる電流の２乗とピンホール部の抵抗
の積に比例した量のエネルギーであるから、これらピン
ホール近傍領域の感光層の部分的な抵抗とピンホールに
侵入している異物の抵抗の合成値が問題となる。

【００４６】すなわち、感光層の欠陥部がピンホールに
発達するのを防止するためにピンホールに流れ込む電流
を制限するためには、接触部材の抵抗値は従来考えられ
ていたような接触部材の体積抵抗率だけで規定されるも
のではなく、感光層欠陥部、もしくは、ピンホール部か
らながめた抵抗値、つまりピンホールにジュール熱を発
生させるのに寄与している部分の、電流値や面積に依存
して変化する抵抗値が重要なファクターとなる。以下、
この抵抗値をピンホール抵抗値Ｒｑという。

【００４７】また、感光層の欠陥からドラム本体に電流
が流れ込む場合には、当然の下引き層を経由するので、
やはり感光層の欠陥部に対応する下引き層の領域の抵抗
値、つまり感光層欠陥部からながめた下引き層の抵抗値
も大きなファクターとなる。

【００４８】この抵抗値を、以降、感光層欠陥部におけ
る下引き層の抵抗値ｒｑとする。

【００４９】これら抵抗値は、単に材料が有する体積抵
抗率で算出できるものではなく、（各層に作用している
電圧）／（流れる電流）から算出したものを使用するの
が極めて妥当である。

【００５０】そこで以下に、前述の感光層にだけ欠陥
が存在する場合には、この欠陥を感光層内だけに留めさ
せて下引き層を貫通するように欠陥までに拡大させない
こと、及び万が一ピンホールにまで発展していてもこ
れへの集中的な電流の流れ込みによるジュール熱を、感
光層や接触帯電部材の劣化を引き起こすよりも小さな値
に制限することを実現するために必要なピンホール抵抗
値Ｒｑについて検討する。

【００５１】＜について＞感光層欠陥部における下引
き層の抵抗値（欠陥部もしくはピンホール部からながめ
た下引き層の抵抗値）ｒｑとピンホール抵抗値Ｒｑとの
分圧モデルを立て、下引き層にその耐圧以上の電圧が印
加されない条件を求める。

【００５２】つまり、前述したように、感光層の欠陥に
はトナーや紙粉等が侵入して、これらが導電化している
ため、このトナーや紙粉を介して感光層欠陥部の底と接
触部材とが電気的に接触している場合や、また感光層の
欠陥の壁面を導電路として下引き層に電気的に接触して
いると考えられる。

【００５３】このような状況を電気的なモデルに置き換
えると、図１に示したような等価回路が成り立つ。

【００５４】図１より、接触部材に印加する電圧をＶａ
とすると、下引き層、つまり抵抗ｒｑに分圧される電圧
は、 Ｖａ×ｒｑ／（ｒｑ＋Ｒｑ） となる。ここで下引き層の耐圧をＶｔとすると、下引き
層に分圧される電圧が耐圧Ｖｔ以下となる条件は、｜Ｖ
ｔ｜≦｜Ｖａ｜の場合には、 ｜Ｖｔ｜≧｜Ｖａ｜×ｒｑ／（ｒｑ＋Ｒｑ） となる。ここで、Ｖａ×Ｖｔ≧０であるから、 Ｒｑ≧ｒｑ×（Ｖａ−Ｖｔ）／Ｖｔ ・・(1) となる。

【００５５】なお、｜Ｖｔ｜＞｜Ｖａ｜の場合は、下引
き層が絶縁破壊されることがない。

【００５６】したがって、感光層欠陥部に流しても良い
電流値をｊ（μＡ）とすると、 ｜ｊ｜≦｜Ｖａ｜×１０⁶／（Ｒｑ＋ｒｑ） であるから、 Ｒｑ＋ｒｑ≧Ｖａ×１０⁶／ｊ ・・(2) を満足すれば良い。

【００５７】＜について＞欠陥が進展してピンホール
となると、前述したようにトナーや紙粉により接触部材
とは金属で形成されているドラム本体と接触する。この
場合には前述のように絶縁物である下引き層が介在しな
いから、この導電路はかなり低抵抗となる。

【００５８】接触部材に印加する電圧をＶａ、ピンホー
ル部に流しても良い電流値、つまりここを流れる電流に
より発生するジュール熱に起因してピンホールを現状よ
りも拡大させないための最大電流の値をｋ（μＡ）とす
ると、の ｜Ｖｔ｜＞｜Ｖａ｜ の場合と同様に、 Ｒｑ≧Ｖａ×１０⁶／ｋ ・・(3) となる。

【００５９】ここで、感光層欠陥部、もしくは、ピンホ
ール部に流しても良い電流値とは、前述したようにジュ
ール熱により、感光層欠陥部、もしくは、ピンホール部
を拡大させず、かつ、接触部材も劣化させない最大の電
流値を言う。

【００６０】ところが、感光層欠陥部、もしくは、ピン
ホール部面積が小さいこと、及び、流れる電流値が小さ
いことから、ピンホール抵抗値Ｒｑ、感光層欠陥部にお
ける下引き層の抵抗値ｒｑを実測することは難しい。そ
ればかりでなく、ピンホール抵抗値Ｒｑは、接触部材の
体積抵抗率をρ、厚みをＬ、欠陥部（もしくは、ピンホ
ール部）の面積をｓとして、 Ｒｑ＝ρ×Ｌ／ｓ なる計算から求めたマクロな値と一致しないことが判明
した。

【００６１】すなわち、 (1)体積抵抗率が比較的高い物質の微小な領域に電極を
形成して、集中的に電流を流そうとしても、電流の導電
路が電極の投影面積よりも広がるため、見かけの抵抗、
つまり電極の面積に一致する導電路から導き出される抵
抗値よりも、実測により得られる抵抗値が電流の広がり
分だけ小さくなるという現象、いわゆる周辺効果が生じ
る。すなわち、接触部材からピンホールに流れ込む電流
と、その時に印加されている電圧から単純に求められる
抵抗値は、ピンホールに侵入した異物により形成された
導電路自体の抵抗値よりも小さくなる。

【００６２】(2)さらには、比較的高い体積抵抗率の物
質は、電圧電流特性が線形（オーミックな関係）でな
く、非線形な半導体特性を備えているから、このような
物質で構成されている接触部材を介して電圧が印加され
るピンホールに流れ込む電流は、ピンホールに流れ込む
電流の値によって、これに印加される電圧が非線形に変
化するので、結果としてピンホールに流れ込む電流値に
より接触部材の抵抗値も変化する。

【００６３】したがって、ピンホール抵抗値Ｒｑ、及び
感光層欠陥部における下引き層の抵抗値ｒｑについて考
える場合には、上記２つの点をも考慮しなければ、感光
体ドラムや接触部材の劣化を防止するための現実的な条
件を導き出すことできない。

【００６４】なお、以下においては上述の(1)で説明し
た現象を「抵抗の面積依存性」、また(2)の現象を「抵
抗の電流依存性」という。

【００６５】そして、「接触部材の抵抗の面積依存性」
とは、接触部材の感光体に接触する部分に異なる面積の
測定電極を接触させ、測定電極と接触部材の電極との間
に、同一電流密度の電流を流したときの抵抗の面積依存
性を言う。

【００６６】また、「下引き層の抵抗の面積依存性」と
は、下引き層のみを形成した感光体に異なる面積の測定
電極を接触させ、測定電極と接触部材の電極との間に、
同一電流密度の電流を流したときの抵抗の面積に対する
依存性を言う。

【００６７】図２は、接触部材の抵抗の面積依存性の測
定方法を示すものであって、この実施例では被測定物と
して、単層ローラとして構成された接触部材を用いた場
合に例を採ったものである。

【００６８】導電性基体１０２上に導電性弾性層１０３
が形成された接触部材１０１の表面に、異なる面積の測
定電極１０４〜１０６を、図示していない押圧部材で接
触部材１０１の表面に倣わせて圧接させる。測定電極１
０４〜１０６から配線を取り出し、スイッチ１０８、電
圧値をモニター可能な電流源（例えば、ソースメジャー
ユニット２３７型、Keithley製、以降、単に電源とす
る。）１０９を介して、導電性基体１０２に接続する。
電源１０９から流す電流値は、電流密度が一定となるよ
うにする。スイッチ１０８を切り換えることで、各測定
電極に対する接触部材１０１の抵抗値が測定できる。こ
こで、測定電極１０４、１０５、１０６をローラ１０３
の端部近傍に位置させるよりも、ローラ中央部に接触さ
せた方が、電流の広がることができる領域が大きくなっ
て、いっそう周辺効果を確認しやすいので、ローラ中央
部に接触させるのが望ましい。

【００６９】図３は、このようにして測定した接触部材
の抵抗の面積依存性を示すグラフである。横軸に測定電
極の面積の対数値を、縦軸に測定された抵抗値の対数値
を取り、測定点をプロットすると、傾き−βの直線とな
る。ここで、１−β値を接触部材の抵抗の面積依存性と
定義する。

【００７０】また同様の手法により下引き層についても
測定すると、その抵抗は、接触部材の場合とは勾配が異
なるもののやはり傾き−αを持つ直線となる。ここで、
１−α値を下引き層の抵抗の面積依存性と定義する。

【００７１】なお、いうまでもなく抵抗値が面積に反比
例する場合、つまり面積依存性がない場合はβ＝１、α
＝１となる。

【００７２】一方、接触部材の抵抗の電流依存性は、接
触部材が感光体と接触する部分で、かつ、実際に接触部
材と感光体が接触する面積Ｓ（ｃｍ²）と同等の面積の
測定電極を接触させ、測定電極と接触部材の電極との間
に異なる電流を流したときの抵抗の電流依存性を言う。

【００７３】図４は、接触部材の抵抗の電流依存性の測
定方法を説明するための図で、接触部材として、単層ロ
ーラを用いた場合のものである。以降、同一構成要素に
は、同一符号を付す。

【００７４】導電性基体１０２上に導電性弾性層１０３
が形成された接触部材１０１の表面に、実際に接触部材
１０１と感光体が接触する面積Ｓ（ｃｍ²）と同等の面
積の測定電極１０７を、図示しない押圧部材で接触部材
１０１の表面に倣わせ、圧接させる。測定電極１０７と
導電性基体１０２との間に電源１０９を接続し、これら
の間に流れる電流値を変化させ、その時の接触部材１０
１と測定電極１０７との間に生じる負荷電圧を測定し、
電流値と、電圧／電流とを求めることにより接触部材１
０１の抵抗値の電流依存性を求めることができる。ここ
で、測定電極１０７は、実際に接触部材と感光体が接触
する形状とするのが望ましい。

【００７５】図５は、このようにして求めた接触部材の
抵抗の電流依存性を示すグラフであって、横軸に電極の
対数値を、縦軸に測定された抵抗値の対数値を取り、測
定点をプロットしたものである。

【００７６】接触部材の抵抗値が電流依存性を有してい
る場合には、傾き−γを持つ直線となる。このγの値を
抵抗の電流依存性と定義する。いうまでもなく、電流の
依存性がない場合にはγ＝０となる。

【００７７】次に、ピンホール抵抗値Ｒｑ、感光層欠陥
部における下引き層の抵抗値ｒｑを導出し、さらに、式
(1)、(2)、(3)を満足するための条件を検討する。

【００７８】＜の｜Ｖｔ｜≦｜Ｖａ｜の場合＞まず、
ピンホール抵抗値Ｒｑについて考える。

【００７９】接触部材の抵抗の面積依存性を示す図６の
グラフは、実際の感光体と接触部材との接触面積をＳ
（ｃｍ²）とし、下引き層の面積Ｓ（ｃｍ²）に耐圧Ｖｔ
（Ｖ）直前の電圧を印加したときに流れる電流値をｉ
（μＡ）として、電流密度ｉ／Ｓ（μＡ／ｃｍ²）を一
定としてプロットしたものである。感光層欠陥部の面積
をｓ（ｃｍ²）とすると、面積ｓでの接触部材の抵抗値
がピンホール抵抗Ｒｑである。面積Ｓでの接触部材の抵
抗値をＲｙとすると、グラフの傾き−βであるから、 ｌｏｇ（Ｒｑ）＝ｌｏｇ（Ｒｙ） ＋β×ｌｏｇ（Ｓ／ｓ） ・・(4) である。

【００８０】図７は、接触部材の抵抗の電流依存性を示
すグラフである。前述のように、グラフは、実際の感光
体と接触部材との接触面積Ｓ（ｃｍ²）一定としてあ
る。下引き層の面積Ｓ（ｃｍ²）に耐圧Ｖｔ（Ｖ）直前
の電圧を印加したときに流れる電流値をｉ（μＡ）する
と、図６の点Ａと図７の点Ｂとは同じ抵抗値Ｒｙを示す
測定面積、及び電流値として対応する。接触部材に電圧
Ｖａを印加した場合、感光体に流れ込む電流値をＩ（μ
Ａ）とし、その時の接触部材の抵抗値をＲ（Ω）とする
と、グラフの傾き−γであるから、

【００８１】

【数１】

【００８２】となる。

【００８３】次に、感光層欠陥部が投影された部分の下
引き層の抵抗値ｒｑについて考える。

【００８４】Ｒｑの時と同様に、下引き層の面積Ｓ（ｃ
ｍ²）にその耐圧Ｖｔ（Ｖ）直前の電圧を印加したとき
に流れる電流、抵抗値を各々、ｉ（μＡ）、Ｒｐ
（Ω）、下引き層の抵抗値の面積依存性を１−α、とす
ると、

【００８５】

【数２】

【００８６】となる。

【００８７】＜の｜Ｖｔ｜＞｜Ｖａ｜の場合＞まず、
ピンホール抵抗値Ｒｑについて考える。

【００８８】図８は、接触部材の抵抗の面積依存性を示
すグラフである。ここで、グラフは、感光層欠陥部の面
積ｓ（ｃｍ²）に流しても良い電流値ｊ（μＡ）とし
て、電流密度ｊ／ｓ（μＡ／ｃｍ²）一定としてある。
面積ｓでの接触部材の抵抗値がピンホール抵抗Ｒｑであ
る。面積Ｓ（ｃｍ²）での接触部材の抵抗値をＲｚとす
ると、 ｌｏｇ（Ｒｑ）＝ｌｏｇ（Ｒｚ） ＋β×ｌｏｇ（Ｓ／ｓ） ・・(9) である。

【００８９】図７は、接触部材の抵抗の電流依存性を示
すグラフである。前述のように、グラフは、実際の感光
体と接触部材との接触面積Ｓ（ｃｍ²）一定としてあ
る。面積Ｓ（ｃｍ²）に電流値をｊ×Ｓ／ｓ（μＡ）を
流した時の図８に示す点Ｃと、図７の点Ｄとは同一の抵
抗値Ｒｚを電流値と面積をそれぞれ示している。接触部
材に電圧Ｖａを印加した場合、感光体に流れ込む電流値
をＩ（μＡ）とし、その時の接触部材の抵抗値をＲ
（Ω）とすると、

【００９０】

【数３】

【００９１】となる。

【００９２】さらに、感光層欠陥部における下引き層の
抵抗値ｒｑについて考える。

【００９３】図８から明らかなように下引き層の面積ｓ
（ｃｍ²）に流しても良い電流値ｊ（μＡ）を面積ｓ
（ｃｍ²）に流したときの下引き層の抵抗値がｒｑであ
る。面積Ｓ（ｃｍ²）に電流ｊ×Ｓ／ｓ（μＡ）を流し
た時の抵抗値をＲｐ（Ω）、下引き層の抵抗値の面積依
存性を１−αとすると、

【００９４】

【数４】

【００９５】である。

【００９６】＜について＞図９は、接触部材の抵抗の
面積依存性を示すグラフである。ここで、グラフは、ピ
ンホール部の面積ｓ（ｃｍ²）に流しても良い電流値ｋ
（μＡ）とし、その時の電流密度ｋ／ｓ（μＡ／ｃ
ｍ²）一定としたものである。面積ｓでの接触部材の抵
抗値がピンホール抵抗Ｒｑである。面積Ｓ（ｃｍ²）で
の接触部材の抵抗値をＲｘとすると、 ｌｏｇ（Ｒｑ）＝ｌｏｇ（Ｒｘ） ＋β×ｌｏｇ（Ｓ／ｓ） ・・(14) である。

【００９７】図７は、接触部材の抵抗の電流依存性を示
すグラフである。前述のように、グラフは、実際の感光
体と接触部材との接触面積Ｓ（ｃｍ²）一定としてあ
る。面積Ｓ（ｃｍ²）に電流値をｋ×Ｓ／ｓ（μＡ）を
流した時の点Ｆ（図７）と、図９の点Ｅとは同じ抵抗値
Ｒｘとなる電流値と面積との関係を示している。接触部
材に電圧Ｖａを印加した場合、感光体に流れ込む電流値
をＩ（μＡ）とし、その時の接触部材の抵抗値をＲ
（Ω）とすると、

【００９８】

【数５】

【００９９】となる。

【０１００】なお、図６乃至図９は、接触部材及び下引
き層をある特定の材料で構成した場合に成り立つ関係を
示すものではあるが、これらを構成する材料を他の材料
に代えた場合でも、グラフの傾き、切片が変化するもの
の、同様な傾向を示すことには変わりはない。

【０１０１】次に、接触部材の抵抗値Ｒ（Ω）の測定方
法について説明する。

【０１０２】まず、接触部材と感光体を実際の条件で圧
接する（このときの接触面積がＳ（ｃｍ²）である）。
感光体を実際の条件で回転、移動させ、接触部材を実際
の条件で回転、固定、移動させる。接触部材に電圧Ｖａ
を印加する。なお、接触部材が接触転写用部材の場合に
は、記録用紙等の転写材を感光体と接触部材との間に介
装しない状態で測定する。この条件下で、感光体に流れ
込む電流値Ｉ（μＡ）を測定する。

【０１０３】図１０は、接触部材の抵抗を測定するため
の方法を示すもので、被測定物として単層ローラとして
構成された接触部材１０１を用いた場合を示すものであ
る。

【０１０４】ここで、感光体の代わりに、金属電極１１
０を設置し、接触部材１０１と金属電極１１０とを実際
の条件で圧接する。金属電極１１０を実際の条件で矢印
Ｗ方向に回転させ、接触部材１０１を実際の条件で回
転、固定、移動させる（図１０の場合は、金属電極１１
０の回転によって連れ回る、いわゆる、従動状態）。こ
の状態で、接触部材１０１の導電性基体１０２と金属電
極１１０との間に電源１０９を接続し、電流Ｉ（μＡ）
を流し、このときに印加されている電圧値から抵抗値を
算出する。

【０１０５】このようにして求めた抵抗値を接触部材の
抵抗値Ｒ（Ω）と定義する。

【０１０６】次に、下引き層の耐圧Ｖｔ、抵抗値Ｒｐの
測定方法について説明する。

【０１０７】最下層となる金属等の導電材料からなるド
ラム本体に下引き層だけが形成され、感光層の形成され
ていないものを試料として用いる。この試料に、その下
引き層の体積抵抗率よりも１桁以上低い体積抵抗率を持
つ部材を面積Ｓ（ｃｍ²）となるように圧接し、低抵抗
な部材と感光体の導電層との間に電圧を印加する。一定
時間電圧を印加した後、電圧を増加させていき、下引き
層が絶縁破壊を起こす時の電圧を測定する。

【０１０８】そして、下引き層が絶縁破壊する電圧直前
の電圧を下引き層の耐圧Ｖｔと定義する。さらに、下引
き層に電圧Ｖｔ直前の電圧を印加したときに下引き層が
示す抵抗の値を下引き層の抵抗値Ｒｐと定義する。

【０１０９】いうまでもなく｜Ｖｔ｜＞｜Ｖａ｜の場合
は、下引き層が絶縁破壊することがない。この場合は、
下引き層の面積ｓ（ｃｍ²）に流しても良い電流値ｊ
（μＡ）として、面積Ｓ（ｃｍ²）に電流ｊ×Ｓ／ｓ
（μＡ）を流した時に下引き層が示す抵抗値もってＲｐ
（Ω）とする。

【０１１０】このようにして求められたＲ、Ｒｐ、Ｖ
ａ、Ｖｔ、Ｉ、ｉ、ｊ、ｋ、Ｓ、ｓ、α、β、γの値
が、式(8)もしくは(13)もしくは(17)を満足すれば、た
とえ感光体ドラムにピンホールが発生しても、極端な画
質の低下や、部材の破壊を防止できる。

【０１１１】被帯電体と接触部材とが微小空隙をおいて
保持された場合においても同様な議論ができる。という
のは、抵抗値Ｒは、図１０で示す方法で測定した抵抗値
であるので、感光体と接触部材との接触状態を反映した
抵抗値になるからである。ただし、この場合、被帯電体
と接触部材とは接触しないから、接触面積Ｓは存在しな
い。そこで、実使用状態で、被帯電体を金属電極に変
え、接触部材にＩ（μＡ）を流したときの抵抗値を抵抗
値Ｒと定義する。また、面積依存性の項は０となるの
で、式(8)、(13)、(17)のｌｏｇ（Ｓ／ｓ）の項は０と
なる。

【０１１２】また、被帯電体に下引き層がなく、導電層
上に直接感光層が形成されている場合は、感光層を貫通
する欠陥が存在すれば、これがそのままピンホールとな
る。

【０１１３】したがって、下引き層を有しない感光体ド
ラムに対しては前述の対策のうちだけが有効となる。
つまり、式(17)を満足すればよい。

【０１１４】そこで、以下に上述した本発明を実際の電
子写真方式を用いた画像形成装置に適用する場合につい
て説明する。

【０１１５】本発明に係わる接触帯電装置を構成する帯
電用部材の概略断面図を図１１に示す。なお、図１１
は、帯電用部材１０を被帯電体５０に接触した状態で示
し、同一構成要素には同一符号を付してある。

【０１１６】図１１（ａ）の帯電用部材１０はローラと
して構成されたものであって、鉄、アルミニウム、ステ
ンレス、真鍮等の金属、合金、カーボン分散樹脂、金属
粒子分散樹脂等からなる導電性基体１１上に、下記物質
郡ア)から選ばれる材料と下記物質郡イ)-1.〜イ)-4.から選
ばれる材料とを主成分として構成される導電性弾性層１
２を設けたものである。

【０１１７】図１１（ｂ）の帯電用部材１０もローラで
あって、鉄、アルミニウム、ステンレス、真鍮等の金
属、合金、カーボン分散樹脂、金属粒子分散樹脂等から
なる導電性基体１１上に、下記物質群ア)から選ばれる材
料と下記物質群イ)-4.から選ばれる材料とを主成分とし
て構成される導電性弾性層１２を設け、さらに、下記物
質群ウ)-1.〜ウ)ー3.から選ばれる材料とを主成分とした表
面層１３を設けたものである。

【０１１８】図１１（ｃ）の帯電用部材１０もローラで
あって、鉄、アルミニウム、ステンレス、真鍮等の金
属、合金、カーボン分散樹脂、金属粒子分散樹脂等から
なる導電性基体１１上に、下記物質群ア)から選ばれる材
料と下記物質群イ)-1.〜イ)-4.から選ばれる材料とを主成
分として構成される導電性弾性層１２を設け、さらに、
下記物質群ア)から選ばれる材料と下記物質群ウ)-1.〜ウ)-
3.から選ばれる材料とを主成分とした抵抗層１４を設け
たものである。

【０１１９】なお、上記の導電性弾性層は、ソリッド状
あるいはフォーム状である。また、導電性弾性層がフォ
ーム状であるとき、導電性の支持部近傍より表面近傍の
セル径が小さい、または、表面にソリッド状のスキン層
を持っていても良い。なお、表面層は、導電性弾性層を
保護し、または、導電性弾性層からの低分子量成分、未
反応物質、添加剤等のしみだしを防止する。また、ロー
ラ状の帯電用部材を用いる場合、感光体とローラの周速
は同等でも異なっていても良い。

【０１２０】図１１（ｄ）の帯電用部材１０はブラシロ
ーラであって、鉄、アルミニウム、ステンレス、真鍮等
の金属、合金、カーボン分散樹脂、金属粒子分散樹脂等
からなる導電性基体１１上に、下記物質群ア)から選ばれ
る材料と下記物質群イ)-1.〜イ)-4.、ウ)-1.〜ウ)-3.から選
ばれる材料とを主成分として繊維状に成形したブラシ１
５を接合・接着したものである。

【０１２１】図１１（ｅ）の帯電用部材１０はデッキブ
ラシとして構成されたものであって、鉄、アルミニウ
ム、ステンレス、真鍮等の金属、合金、カーボン分散樹
脂、金属粒子分散樹脂等からなる導電性基体１１上に、
下記物質群ア)から選ばれる材料と下記物質群イ)-1.〜イ)-
4.、ウ)-1.〜ウ)-3.から選ばれる材料とを主成分として繊
維状に成形したブラシ１５を接合・接着したものであ
る。

【０１２２】図１１（ｆ）の帯電用部材１０はブレード
として構成されたものであって、鉄、アルミニウム、ス
テンレス、真鍮等の金属、合金、カーボン分散樹脂、金
属粒子分散樹脂等からなる導電性基体１１に、下記物質
群ア)から選ばれる材料と下記物質群イ)-1.〜イ)-4.、ウ)-
1.〜ウ)-3.から選ばれる材料とを主成分として板状に形
成した導電性弾性体１６を接合・接着したものである。

【０１２３】図１１（ｇ）の帯電用部材１０はフィルム
として構成されたものであって、鉄、アルミニウム、ス
テンレス、真鍮等の金属、合金、カーボン分散樹脂、金
属粒子分散樹脂等からなる導電性基体１１に、下記物質
群ア)から選ばれる材料と下記物質群イ)-1.〜イ)-4.、ウ)-
1.〜ウ)-3.から選ばれる材料とを主成分として板状に形
成した導電性フィルム１７を接合・接着したものであ
る。

【０１２４】図１１（ｈ）の帯電用部材１０もフィルム
として構成されたもので、下記物質群ア)から選ばれる材
料と下記物質群イ)-1.〜イ)-4.、ウ)-1.〜ウ)-3.から選ばれ
る材料とを主成分としてフィルム状に形成した導電性フ
ィルム１８上に、下記物質群ア)から選ばれる材料と下記
物質群ウ)-1.〜ウ)-3.から選ばれる材料とを主成分とした
抵抗層１４を設けたものを折り目がつかないように２つ
折りにして、鉄、アルミニウム、ステンレス、真鍮等の
金属、合金、カーボン分散樹脂、金属粒子分散樹脂等か
らなる導電性基体１１に接合・接着したものである。

【０１２５】帯電用部材は、図１０で示す方法で測定し
た抵抗値Ｒが、式(8)、(13)、(17)のいずれか一つを満
足することが必要となる。しかし、帯電用部材の構成
は、図１１（ａ）〜（ｈ）に限られるものでなく、ま
た、材質も限られない。また、帯電用部材に印加する電
圧は、直流電圧（直流電流）、直流電圧に交流電圧を重
畳した電圧、いずれでも構わない。

【０１２６】さらに、本発明者らが検討した結果、帯電
用部材に印加する電圧を直流電圧とした場合、帯電用部
材の図１０で示す方法で測定した抵抗値Ｒと印加電圧Ｖ
ａと被帯電体の帯電電位Ｖｓとには関係があることが解
った。それは、帯電用部材の抵抗値Ｒが、概ね５×１０
⁷（Ω）以上であると、Ｖｓ＝−６００（Ｖ）とするた
めのＶａが、Ｖａ≦−１．１７（ｋＶ）であり、さらに
抵抗値Ｒが上昇すると、指数関数的にＶａの絶対値が上
昇する。また、Ｖｓ＝−６００（Ｖ）とするためのＶａ
を、Ｖａ≧−２．０（ｋＶ）とすると、Ｒ≦３×１０⁸
（Ω）となる。

【０１２７】したがって、帯電用部材の抵抗値Ｒは３×
１０⁸（Ω）以下であることが必要であり、より望まし
くは５×１０⁷（Ω）以下が良い。

【０１２８】次に本発明の原理を接触転写装置の転写用
部材に適用した場合を図１２に基づいて説明する。な
お、図１２は、転写用部材２０を被帯電体５０に接触し
た状態で示し、同一構成要素には同一符号を付してあ
る。

【０１２９】図１２（ａ）の転写用部材２０はローラで
あって、鉄、アルミニウム、ステンレス、真鍮等の金
属、合金、カーボン分散樹脂、金属粒子分散樹脂等から
なる導電性基体２１上に、下記物質郡ア)から選ばれる材
料と下記物質郡イ)-1.〜イ)-4.から選ばれる材料とを主成
分として構成される導電性弾性層２２を設けたものであ
る。

【０１３０】図１２（ｂ）の転写用部材２０もローラで
あって、鉄、アルミニウム、ステンレス、真鍮等の金
属、合金、カーボン分散樹脂、金属粒子分散樹脂等から
なる導電性基体２１上に、下記物質群ア)から選ばれる材
料と下記物質群イ)-4.から選ばれる材料とを主成分とし
て構成される導電性弾性層２２を設け、さらに、下記物
質群ウ)-1.〜ウ)-3.から選ばれる材料とを主成分とした表
面層２３を設けたものである。

【０１３１】図１２（ｃ）の転写用部材２０もローラで
あって、鉄、アルミニウム、ステンレス、真鍮等の金
属、合金、カーボン分散樹脂、金属粒子分散樹脂等から
なる導電性基体２１上に、下記物質群ア)から選ばれる材
料と下記物質群イ)-1.〜イ)-4.から選ばれる材料とを主成
分として構成される導電性弾性層２２を設け、さらに、
下記物質群ア)から選ばれる材料と下記物質群ウ)-1.〜ウ)-
3.から選ばれる材料とを主成分とした抵抗層２４を設け
たものである。

【０１３２】図１２（ｄ）の転写用部材２０はブラシロ
ーラであって、鉄、アルミニウム、ステンレス、真鍮等
の金属、合金、カーボン分散樹脂、金属粒子分散樹脂等
からなる導電性基体２１上に、下記物質群ア)から選ばれ
る材料と下記物質群イ)-1.〜イ)-4.、ウ)-1.〜ウ)-3.から選
ばれる材料とを主成分として繊維状に成形したブラシ２
５を接合・接着したものである。

【０１３３】転写用部材は、図１０で示す方法で測定し
た抵抗値Ｒが、式(8)、(13)、(17)のいずれか一つを満
足することが必要となる。しかし、転写用部材の構成
は、図１２（ａ）〜（ｄ）に限られるものでなく、ま
た、材質も限られない。

【０１３４】記 （物質群）ア )カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック、ア
セチレンブラック）、金属酸化粉（例えば、ＩＴＯ粉、
ＳｎＯ₂ 粉）、金属、合金粉（例えば、Ａｇ粉、Ａｌ
粉）、塩（例えば、四級アンモニウム塩、過塩素酸
塩）、導電性を有する樹脂（例えば、ポリアセチレン、
ポリピロール）イ)-1.天然ゴム。

【０１３５】イ)-2.シリコーンゴム、フッ素ゴム、フロ
ロシリコンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、ヒドリ
ンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ニ
トリルブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレン
ゴム、イソブチレンイソプレンゴム、エチレンプロピレ
ンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、チオコール、
等の合成ゴム、またはこれらのブレンド。

【０１３６】イ)-3.スチロール樹脂、塩化ビニル樹脂、
ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、メタクリル樹脂
等を含むエラストマー材料。

【０１３７】イ)-4.ポリウレタンフォーム、ポリスチレ
ンフォーム、ポリエチレンフォーム、エラストマーフォ
ーム、ゴムフォーム等の軟質フォーム材料。

【０１３８】ウ)-1.ポリアクリレート、ポリメタクリレ
ート等のアクリル樹脂、ポリスチレン、ポリ−１−メチ
ルスチレン等のスチレン樹脂、ブチラール樹脂、ポリビ
ニルクロライド、ポリビニリデンクロライド、ポリビニ
ルフルオライド、ポリビニリデンフルオライド、ポリエ
ステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、セルロース樹脂、
ポリアリレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ナイロン樹脂
等の熱可塑性樹脂、またはこれらの共重合体、混合体。

【０１３９】ウ)-2.ポリビニルアルコール、ポリアリル
アルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアミ
ン、ポリアリルアミン、ポリビニルアクリル酸、ポリビ
ニルメタクリル酸、ポリビニル硫酸、ポリ乳酸、ガゼイ
ン、ヒドロキシプロピルセルロース、デンプン、アラビ
アゴム、ポリグルタミン酸、ポリアスバラギン酸、ナイ
ロン樹脂等の水溶性樹脂、またはこれらの共重合体、混
合体。

【０１４０】ウ)-3.エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウ
レタン樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、ポリイミド
樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂等の熱硬化性樹脂。

【０１４１】なお、上述した材料を用いて帯電用部材や
転写用部材に成形する方法は、公知の成形方法を用いる
ことができる。

【０１４２】次に、本発明に係わる被帯電体の概略断面
図を図１３に示す。

【０１４３】図１３（ａ）に示すものは３層構成の被帯
電体５０であって、ドラム本体である導電性基体５１、
下引き層５２、感光層である誘電層５３とから構成さ
れ、また、図１３（ｂ）に示すものは、前述の下引き層
５２を設けることなく導電性基体５１の表面に直接、誘
電層５３を形成した２層構成の被帯電体５０である。本
発明が適用可能な被帯電体にはいろいろのバリエーショ
ンがある。

【０１４４】ここで、導電性基体５１は、アルミニウ
ム、ステンレス、真鍮等の金属、合金、カーボン分散樹
脂、金属粒子分散樹脂等により構成されている。

【０１４５】下引き層５２は、金属酸化膜、例えば、ア
ルマイト（Ａｌ₂Ｏ₃）や酸化シリコン、ベーマイト（Ａ
ｌ・Ｏ・ＯＨ）、窒化シリコン、炭化シリコン等や、上
記物質群ア)から選ばれる材料と前述の物質群ウ)-1.〜ウ)-
3.から選ばれる材料とを主成分としたものにより構成さ
れている。

【０１４６】さらに誘電層５３は、無機あるいは有機の
光導電体を含む感光層や、上記物質群ウ)-1.〜ウ)-3.から
選ばれた電気絶縁性を示す物質により構成されている。
感光層は、いわゆる、電荷発生層（ＣＧＬ）と電荷輸送
層（ＣＴＬ）との２層構成の機能分離型のもの、あるい
は、電荷発生剤（ＣＧＭ）と電荷輸送剤（ＣＴＭ）とが
同一層内に、分散・相溶した単層構成のもの、必要に応
じて表面に保護層が形成されたもの等がある。

【０１４７】なお、被帯電体の構成は、図１３に限られ
るものでなく、また、材質も限られない。

【０１４８】次に、本発明が適用された接触帯電装置を
用いた画像形成装置について説明する。

【０１４９】図１４は、画像形成装置の概略断面図であ
って、接触帯電装置として、図１１（ａ）で示す帯電用
部材を用い、図１３（ａ）で示す被帯電体を用いたもの
である。この実施例において帯電用部材は、図１０で示
す方法で測定した抵抗値Ｒが、式(8)、(13)、(17)のい
ずれか一つを満足している。

【０１５０】接地された円筒状の導電性基体５１上に、
下引き層５２、誘電層５３として感光層が形成された被
帯電体５０が、画像形成開始信号を受けて、図示してい
ない駆動手段によって矢印Ｗの方向に所定速度で回転さ
れると、接触帯電装置３０を構成しているローラ１２も
従動するから、これらの回動中に連続的に形成される間
隙により微弱な火花放電が生じて被帯電体５０の表面が
所定電位（例えば−６００（Ｖ））に帯電される。

【０１５１】ここで、接触帯電装置３０は、帯電用部材
１０の導電性基体１１に電源６０から電圧が供給され、
また、押圧手段６１によって、被帯電体５０に導電性弾
性層１２が圧接されている。

【０１５２】また、被帯電体５０を所定電位に帯電させ
るために導電性基体１１に供給される電圧は、直流電圧
（直流電流）、あるいは、直流電圧に交流電圧を重畳し
た電圧である。帯電極性は、用いる感光層の特性に合わ
せて決定すれば良い。

【０１５３】図示していない潜像形成手段から出射され
る光３１により、画像に対応した潜像が被帯電体５０上
に形成され、現像手段３２から供給されたトナーが被帯
電体５０上に画像に対応して選択的に静電吸着されてト
ナー像に変換される。被帯電体５０上に吸着されたトナ
ーは、矢印方向に移動する転写材３３へと転写手段３４
によって転写され、図示していない定着手段によって転
写材３３上に定着・固定化される。

【０１５４】転写後に被帯電体５０に残留したトナー
は、クリーニング手段３５によって除去され、また、必
要に応じ、図示していない光源から出射された除電光３
６によって、被帯電体に残留した電荷が除去される。そ
して、被帯電体５０は、再び、接触帯電装置３０によっ
て所定電位に帯電される。

【０１５５】潜像形成手段としては、レーザー光学系、
ＬＥＤ、ＬＣＳ等公知の手段を用いることができる。

【０１５６】現像手段３２は、例えば、２成分磁気ブラ
シ現像手段、１成分磁気ブラシ現像手段、１成分ジャン
ピング現像手段、１成分圧接現像手段等が適用できる。
トナーは、ポリエステル系樹脂、スチレンアクリル系樹
脂等の結着樹脂中に、色材を分散した、粒径５〜２０
（μｍ）の粒子であって、必要に応じ、金属石鹸、ポリ
エチレングリコール等の界面活性剤（分散剤）、電子受
容性の有機錯体、塩素化ポリエステル、ニトロフニン
酸、第四級アンモニウム塩、ピリジウム塩等の帯電制御
剤、ポリプロピレンワックス等の離型剤、タルク等の充
填剤、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂等の流動性向上剤が内添、もし
くは、外添される。トナーは、現像器内で均一に混合、
分散され、所定電荷に帯電される。現像器内にキャリア
と共に混合しても良い。トナーの帯電極性は、被帯電体
５０の帯電極性をマイナスにし、反転現像を行う場合、
マイナスとなる。

【０１５７】転写手段３４としては、トナーを静電的に
転写可能な手段、例えば、コロナ転写手段、接触転写装
置を使用することができる。クリーニング手段３５とし
ては、ブレード式クリーニング手段、ファーブラシクリ
ーニング手段がある。除電光３６としては、例えば、Ｌ
ＥＤランプがある。なお、除電光３６を照射しなくと
も、画像形成は可能である。

【０１５８】このようにして転写材３３上に画像形成が
行われる。

【０１５９】ここで、帯電用部材は、図１０で示す方法
で測定した抵抗値Ｒが、式(8)、(13)、(17)のいずれか
一つを満足しているから、画像に黒帯を発生させること
も、また、帯電用部材を劣化させることもなく、画像品
質、信頼性が大幅に向上した。

【０１６０】次に、本発明に係わる接触転写装置を組み
込んだ画像形成装置について説明する。

【０１６１】図１５は、画像形成装置の概略断面図であ
って、接触転写装置として、図１２（ａ）で示す転写用
部材を用い、図１３（ａ）で示す被帯電体を用いた場合
の例で示す。ここで、転写用部材は、図１０で示す方法
で測定した抵抗値Ｒが、式(8)、(13)、(17)のいずれか
一つを満足している。

【０１６２】接地された、円筒状の導電性基体５１上
に、下引き層５２、誘電層５３として感光層が形成され
た被帯電体５０が、画像形成開始信号を受けて、図示し
ていない搬送手段によって矢印Ｗ方向に所定速度で回転
を始め、帯電手段３７によって被帯電体５０の表面が所
定電位に帯電される。図示していない潜像形成手段より
出射される光３１により、画像に対応した潜像が被帯電
体５０上に形成され、現像手段３２よりトナーが被帯電
体５０上に現像される。被帯電体５０上に現像されたト
ナーは、矢印方向に移動する転写材３３へと接触転写装
置４０によって転写され、図示していない定着手段によ
って転写材３３上に定着・固定化される。

【０１６３】ここで、接触転写装置４０は、転写用部材
２０の導電性基体２１に電源６２から、トナーの帯電極
性とは逆極性の電圧が供給され、また、押圧手段６３に
よって、被帯電体５０に導電性弾性層２２が圧接されて
いる。なお、転写用部材２０は、被帯電体５０の回転に
よって、連れ回っている。

【０１６４】転写後に被帯電体５０に残留したトナー
は、クリーニング手段３５によって除去され、また、必
要に応じ図示していない光源から出射された除電光３６
によって、被帯電体に残留した電荷が除去される。そし
て、被帯電体５０は、再び、帯電手段３７によって、所
定電位に帯電される。

【０１６５】帯電手段としては、コロナ帯電手段、接触
帯電装置が使用できる。

【０１６６】ここで、被帯電体５０に現像されたトナー
像が転写位置に達するまでの任意時間に、図示していな
いスイッチによって電源を切り換え、転写用部材をクリ
ーニングすることも可能である。この場合のクリーニン
グ電圧は、トナーの帯電極性と同極性の電圧である。

【０１６７】また、転写用部材２０は、被帯電体５０の
回転によって連れ回る構成でなく、ギヤ等によって強制
的に回転させる構成であっても構わない。

【０１６８】このようにして、転写材３３上に画像形成
が行われる。

【０１６９】ここで、転写用部材は、図１０で示す方法
で測定した抵抗値Ｒが、式(8)、(13)、(17)のいずれか
一つを満足しているから、画像に黒帯を発生させること
も、また、転写用部材を劣化させることもなく、画像品
質、信頼性が大幅に向上した。

【０１７０】以下、本発明について、具体的事例をもと
にさらに詳細に説明する。

【０１７１】（実施例１）接触帯電装置の帯電用部材と
して、下記に示す有効長２２．５（ｃｍ）の部材Ａ〜Ｈ
を用い、被帯電体として、アルミニウム製の円筒状の導
電性基体、厚み８（μｍ）のアルマイト層からなる下引
き層、厚み２０（μｍ）の機能分離型・マイナス帯電用
感光層からなる誘電層が積層された、３（ｃｍφ）の円
筒状被帯電体を用いた。

【０１７２】・部材Ａ 導電性弾性層としてカーボンブラックを内添したウレタ
ンフォームを形成したローラ（体積抵抗率１０⁷（Ωｃ
ｍ）、アスカＣ硬度３０（°）、セル径２００（μ
ｍ）、肉厚５（ｍｍ））。

【０１７３】・部材Ｂ 導電性弾性層としてカーボンブラックを内添した連泡ウ
レタンフォームを形成したローラ（体積抵抗率１０
⁸（Ωｃｍ）、アスカＣ硬度２６（°）、バブルポイン
ト法によるセル径１０（μｍ）、肉厚５（ｍｍ））。

【０１７４】・部材Ｃ 導電性弾性層として過塩素酸塩を内添したウレタンゴム
を形成したローラ（体積抵抗率９×１０⁶（Ωｃｍ）、
アスカＣ硬度６０（°）、肉厚５（ｍｍ））。

【０１７５】・部材Ｄ 導電性弾性層としてカーボンブラックを添したシリコー
ンフォーム（体積抵抗率１０⁵（Ωｃｍ））を形成し、
その上に抵抗層として過塩素酸塩を内添したナイロン熱
収縮チューブ（体積抵抗率５×１０⁹（Ωｃｍ）、厚み
５０（μｍ））を被覆したローラ（アスカＣ硬度６０
（°）、肉厚５（ｍｍ））。

【０１７６】・部材Ｅ 導電性弾性層としてカーボンブラックを添したシリコー
ンフォーム（体積抵抗率１０⁵（Ωｃｍ））を形成し、
その上に抵抗層としてカーボンブラックを内添したナイ
ロン熱収縮チューブ（体積抵抗率１０¹⁰（Ωｃｍ））を
被覆したローラ（アスカＣ硬度６０（°）、肉厚（５ｍ
ｍ））。

【０１７７】・部材Ｆ ブラシとしてカーボンブラックを内添した繊維状レーヨ
ンを用いたデッキブラシ（６００（Ｄ）／１００
（Ｆ）、１０００００（Ｆ／ｉｎｃｈ²）、体積抵抗率
１０⁸（Ωｃｍ）、ブラシ長さ５（ｍｍ）、ブラシ幅８
（ｍｍ））。

【０１７８】・部材Ｇ フィルムとしてアルミニウム層が裏打ちされ、カーボン
ブラックを内添したポリエチレンフィルム（体積抵抗率
１０⁹（Ωｃｍ）、厚み４０（μｍ））を２つ折り（図
１１（ｈ）の構成）にしたフィルム。

【０１７９】ここで、体積抵抗率は、材料をブロック
状、もしくは、シート状に切り出し、高抵抗抵抗率計
（例えば、ハイレスタＩＰ（三菱油化社製）、１００
（Ｖ）印加、１分値）を用いて測定した（ＮＮ環境（２
０（℃）、５０（％ＲＨ））、以降も断りがない限り、
ＮＮ環境下とする）。

【０１８０】始めに、被帯電体に故意に欠陥部を形成
し、この被帯電体、及び、部材Ａ〜Ｇを図１４に示す画
像形成装置に組み込み、画像形成を行って、画像の様子
を調べた。なお、被帯電体は、部材を交換する毎に新し
い被帯電体に交換した。

【０１８１】ここで、欠陥部の大きさであるが、概ね
０．３（ｍｍφ）以上の欠陥部は、目視で検出でき、使
用前に欠陥品としてはねることができる。そこで、欠陥
部の大きさを目視検査の検出限界である０．３（ｍｍ
φ）（面積ｓは、７×１０^-4（ｃｍ²））と決め、０．
３（ｍｍφ）の欠陥を被帯電体に形成した。形成した欠
陥は、いわゆる、ピンホール（下引き層も貫通するよう
な状態に破壊した欠陥）と、下引き層は破壊せず感光層
のみ破壊した（傷つけた）感光層欠陥との２種類を用意
した。

【０１８２】実験に先立ち、各帯電用部材を図１４に示
す画像形成装置に組み込み、被帯電体を−６００（Ｖ）
に帯電させるのに必要な電圧Ｖａ、電流Ｉを測定した。
なお、被帯電体の周速度は３（ｃｍ／ｓｅｃ）とした。
その結果、Ｖａ＝−１．１６（ｋＶ）、Ｉ＝−６（μ
Ａ）であった。

【０１８３】また、図１０に示す抵抗値測定方法にした
がって、部材の抵抗値Ｒを測定した。なお、測定電流は
−６（μＡ）とし、金属電極１１０として、径３（ｃｍ
φ）の円筒電極を用い、周速度３（ｃｍ／ｓｅｃ）で回
転させた。部材Ａ〜Ｅについては、部材に１（ｋｇ）の
荷重をかけ金属電極１１０に圧接させ、部材Ｆ、Ｇにつ
いては、部材の導電性基体と金属電極との間隔が３（ｍ
ｍ）になるようにした。結果を表１に示す。

【０１８４】そこで、Ｖａ＝−１．１６（ｋＶ）とし、
電源の制限電流値を−２０（μＡ）として実験した。実
験結果を表１に併せて示す。

【０１８５】

【表１】

【０１８６】表１からも明らかなように感光層欠陥、ピ
ンホールがある被帯電体を用いて画像形成した場合の画
像（黒帯か黒点か）と、部材の抵抗値Ｒとの関係は無い
ことが解る。ここで、画像に黒帯が形成されず、ただ黒
点だけのものはピンホールに対しても極端な画像劣化を
招くものではないので、ピンホールに対する対策が取れ
ていると判断することができる。

【０１８７】すなわち、従来のように、部材の抵抗を高
く、もしくは、部材の体積抵抗率を高くすれば、ピンホ
ール対応が取れるというものではなく、また、部材を多
層構成にすればピンホール対応を取れるというものでも
ないことが解る。

【０１８８】そこで、本発明の効果をみるために実際に
以下のような測定を行った。

【０１８９】アルミニウム製の円筒状の導電性基体上
に、厚み８（μｍ）のアルマイト層からなる下引き層の
みが形成された被測定物を用いて、下引き層の耐圧Ｖ
ｔ、下引き層の抵抗値Ｒｐを測定した。なお、下引き層
表面に接触させた電極面積Ｓは６．７５（ｃｍ²）（ニ
ップ幅３（ｍｍ）に相当）とした。その結果、耐圧Ｖｔ
は、Ｖｔ＝−３００（Ｖ）、抵抗値は、Ｒｐ＝２×１０
⁶（Ω）であった。従って、ｉ＝−３００／２×１０⁶＝
−１５０×１０^-6、つまり、−１５０（μＡ）であっ
た。

【０１９０】さらに、下引き層の抵抗値の面積依存性を
測定した。測定は、電極面積を６．７５（ｃｍ²）、１
（ｃｍ²）、０．５（ｃｍ²）、０．１（ｃｍ²）の４水
準で、電流密度を（−３００／２×１０⁶）／６．７５
＝−２２．２×１０^-6、つまり、−２２．２（μＡ／ｃ
ｍ²）とした。図３のように、横軸に面積の対数値、縦
軸に抵抗の対数値を取り、測定点をプロットしたとこ
ろ、傾き−１の直線になった。したがって、α＝１であ
る。

【０１９１】次に、被帯電体に０．３（ｍｍφ）の大き
さのピンホールを形成し、ピンホール部を拡大させな
い、もしくは部材を劣化させないための許容電流値を測
定した。

【０１９２】ピンホール、部材の状態を確認しながら、
徐々に電流を増加させ、ピンホール径に拡大が生じる電
流、または部材に劣化が認められる電流を求めた。な
お、使用した部材は、部材Ａとし、定電流を３０分流し
続けた。結果は、−３（μＡ）まで、ピンホール径の拡
大、また、部材の劣化がなかった。したがって、ｋ＝−
３（μＡ）である。

【０１９３】ここで、下引き層の耐圧Ｖｔは、−３００
（Ｖ）であるから、｜Ｖｔ｜≦｜Ｖａ｜である。したが
って、ピンホール対応を取るためには、式(8)、(17)の
いずれかを満足する必要がある。また、下引き層を絶縁
破壊させない対応を取る場合、下引き層の面積ｓ（ｃｍ
²）に流れる電流は、｜−２２．２×７×１０^-4｜＝｜
−０．０２（μＡ）｜＜｜−３（μＡ）｜であるから、
感光層欠陥部の拡大はない。

【０１９４】次に部材Ａ〜Ｇの抵抗の面積依存性１−
β、電流依存性γを測定した。

【０１９５】部材の抵抗の面積依存性の測定について
は、電極面積を６．７５（ｃｍ²）、１（ｃｍ²）、０．
５（ｃｍ²）、０．１（ｃｍ²）の４水準とし、電流密度
を（−３００／２×１０⁶）／６．７５＝−２２．２×
１０^-6［−２２．２（μＡ／ｃｍ²）］と、−３×１０
^-6／７×１０^-4＝−４．３×１０^-3［−４．３（ｍＡ／
ｃｍ²）］の２水準とし、各々の電流密度で、図３のよ
うに、横軸に面積の対数値、縦軸に抵抗の対数値を取
り、測定点をプロットして傾きを求め、βを求めた。

【０１９６】部材の抵抗の電流依存性の測定について
は、電極面積を６．７５（ｃｍ²）とし、電流値を−
０．１（μＡ）、−１（μＡ）、−６（μＡ）、−１０
０（μＡ）の４水準として、図５に示すように、横軸に
電流の対数値、縦軸に抵抗の対数値をとり、測定点をプ
ロットしてその傾きからγを求めた。

【０１９７】部材Ａ〜Ｇのβ、γ値を表２に示す。な
お、電流密度１とは、−２２．２（μＡ／ｃｍ²）、電
流密度２とは、−４．３（ｍＡ／ｃｍ²）のことであ
る。また、表２には、部材Ａ〜ＧのＲも併せて記す。

【０１９８】

【表２】

【０１９９】表２に示す値、及びＶａ＝−１１６０
（Ｖ）、Ｓ／ｓ＝９６００、ｉ／Ｉ＝２５、ｋ／Ｉ＝
０．５、α＝１、Ｖｔ＝−３００（Ｖ）、Ｒｐ＝２×１
０⁶（Ω）を用いて、式(8)、(17)が満足されるかを調べ
た。

【０２００】その、結果を表３に示す。なお、表３で
は、部材の抵抗値Ｒの対数値、式を満足するかを満足の
欄、満足する場合には○印を、また満足しない場合には
×印を付けて示した。さらに右欄に、各々の式の右辺の
計算値を示す。

【０２０１】

【表３】

【０２０２】表１と表３とを比較すると、ピンホールに
まで発展せずに画像が黒点で収まる部材は、式(8)、(1
7)のいずれかが満足されていることが解る。

【０２０３】なお、部材Ｃ、Ｄ、Ｆ、Ｇ、及び欠陥が存
在しない完全な被帯電体とを用いて、これらを図１４に
示す画像形成装置に組み込み、Ａ４サイズの転写材に１
万枚の画像形成を行ったが、いずれの部材によって画像
を形成させても黒帯は発生しなかった。

【０２０４】（実施例２）被帯電体は、径３（ｃｍ
φ）、アルミニウム製の円筒状の導電性基体、厚み１０
（μｍ）の中抵抗ナイロンからなる下引き層、厚み２０
（μｍ）の機能分離型・マイナス帯電用感光層からなる
誘電層が積層された構成である。

【０２０５】実施例１と同じように、被帯電体に０．３
（ｍｍφ）の大きさの欠陥部を形成し、この被帯電体、
及び、帯電用部材として実施例１に示す部材Ａ〜Ｇを図
１４に示す画像形成装置に組み込み、画像形成を行っ
て、画像の様子を調べた。なお、被帯電体は、部材を交
換する毎に新しい被帯電体に交換した。

【０２０６】実験に先立ち、各帯電用部材を図１４に示
す画像形成装置に組み込み、被帯電体を−６００（Ｖ）
に帯電させるのに必要な電圧Ｖａ、及び電流Ｉを測定し
た。

【０２０７】なお、被帯電体の周速度は３（ｃｍ／ｓｅ
ｃ）とした。その結果、Ｖａ＝−１．１６（ｋＶ）、Ｉ
＝−６（μＡ）であった。

【０２０８】そこで、Ｖａ＝−１．１６（ｋＶ）とし、
電源の制限電流値を−２０（μＡ）として実験した。実
験結果を表４に示す。

【０２０９】さらに、アルミニウム製の円筒状の導電性
基体上に、厚み１０（μｍ）の中抵抗ナイロンからなる
下引き層だけが形成された被測定物を用いて、下引き層
の耐圧Ｖｔ、下引き層の抵抗値Ｒｐを測定した。なお、
下引き層表面に接触させた電極面積Ｓは６．７５（ｃｍ
²）（ニップ幅３（ｍｍ）に相当）とした。その結果、
Ｖｔ＝−１０００（Ｖ）、Ｒｐ＝１×１０⁷（Ω）であ
った。また、ｉ＝−１０００／１×１０⁷＝−１００×
１０^-6、つまり、−１００（μＡ）であった。

【０２１０】さらに、下引き層の抵抗値の面積依存性を
測定した。測定は、電極面積を６．７５（ｃｍ²）、１
（ｃｍ²）、０．５（ｃｍ²）、０．１（ｃｍ²）の４水
準で、電流密度を（−１０００／１×１０⁷）／６．７
５＝−１４．８×１０^-6、つまり、−１４．８（μＡ／
ｃｍ²）とした。図３のように、横軸に面積の対数値、
縦軸に抵抗の対数値を取り、測定点をプロットしたとこ
ろ、傾き−０．９５の直線になった。したがって、α＝
０．９５である。

【０２１１】次に、被帯電体に０．３（ｍｍφ）の大き
さの欠陥部を形成し、欠陥部が拡大しない、もしくは、
部材が劣化しないための許容電流値を測定した。

【０２１２】ピンホール、部材の状態を確認しながら、
徐々に電流を増加させ、ピンホール径に拡大が生じる電
流、または部材に劣化が認められる電流を求めた。な
お、使用した部材は、部材Ａとし、定電流を３０分流し
続けた。結果は、−０．５（μＡ）まで、ピンホール径
の拡大、また、部材の劣化がなかった。したがって、ｋ
＝−０．５（μＡ）である。

【０２１３】ここで、下引き層の耐圧Ｖｔは、−１００
０（Ｖ）であるから、｜Ｖｔ｜≦｜Ｖａ｜である。した
がって、ピンホール対応を取るためには、式(8)、(17)
のいずれかを満足する必要がある。また、下引き層を絶
縁破壊させないためには、下引き層の面積ｓ（ｃｍ²）
に流すことのできる電流は、｜−１４．８×７×１０^-4
｜＝｜−０．０１（μＡ）｜＜｜−０．５（μＡ）｜
で、この電流値であれば感光層欠陥部も拡大しない。

【０２１４】部材Ａ〜Ｇの抵抗の面積依存性は、前述の
表２からも明らかなように電流密度が変わっても、その
面積依存性は、ほとんど変わらない。したがって、面積
依存性は、表２の電流密度１の値を用いた。

【０２１５】表２に示すβ、γ、さらに、Ｖａ＝−１１
６０（Ｖ）、Ｓ／ｓ＝９６００、ｉ／Ｉ＝１６．７、ｋ
／Ｉ＝０．０８３、α＝０．９５、Ｖｔ＝−１０００
（Ｖ）、Ｒｐ＝１×１０⁷（Ω）を用いて、式(8)、(17)
が満足されるかを調べた。結果を表４に併せて示す。

【０２１６】なお、表４では、画像の欄に黒帯か黒点か
を示し、部材の抵抗の対数値をｌｏｇ（Ｒ）の欄に、式
を満足する場合には満足の欄に○印を、また満足しない
場合には×印を付して示し、さらに右欄に、各々の式の
右辺の計算値を示す。

【０２１７】

【表４】

【０２１８】表４より、画像が黒点ですむ部材は、式
(8)、(17)のいずれかが満足されていることが解る。ま
た、表３と表４とを比較すると、同じ部材でも被帯電体
が変われば、画像が異なる（黒帯、黒点）ことも解る。
つまり、ピンホール対応を取るためには、部材のみなら
ず、被帯電体の特性も考慮しなくてはならないことが解
る。

【０２１９】なお、部材Ｃ、Ｄ、Ｇ、及び欠陥を有しな
い被帯電体をそれぞれ図１４に示す画像形成装置に組み
込み、Ａ４サイズの転写材に１万枚の画像形成を行った
が、画像に黒帯の発生は見れれなかった。

【０２２０】（実施例３）帯電用部材として、実施例１
でピンホール対応を満足した部材Ｃ、Ｄ、Ｆ、Ｇ、およ
び、実施例１で使用した被帯電体を環境を変え、ピンホ
ール対応を満足するか調べた。測定した環境は、ＬＬ環
境（１０（℃）、１５（％ＲＨ））、ＨＨ環境（３５
（℃）、６５（％ＲＨ））とした。

【０２２１】実験に先立ち、各帯電用部材を図１４に示
す画像形成装置に組み込み、被帯電体を−６００（Ｖ）
に帯電させるのに必要な電圧Ｖａ、電流Ｉを環境を変え
て測定した。なお、被帯電体の周速度は３（ｃｍ／ｓｅ
ｃ）とした。その結果、環境を変えても、Ｖａ＝−１．
１６（ｋＶ）、Ｉ＝−６（μＡ）であった。

【０２２２】そこで、Ｖａ＝−１．１６（ｋＶ）とし、
電源の制限電流値を−２０（μＡ）として、実施例１と
同じように、被帯電体に故意に０．３（ｍｍφ）の大き
さの欠陥部を形成し、画像形成を行って、画像の様子を
調べた。なお、被帯電体は、部材を交換する毎に新しい
被帯電体に交換した。画像の結果を表７に示す。

【０２２３】下引き層の耐圧Ｖｔ、下引き層の抵抗値Ｒ
ｐ、抵抗の面積依存性１−α、被帯電体に故意に０．３
（ｍｍφ）の大きさの欠陥部を形成し、欠陥部が拡大し
ない、もしくは、部材が劣化しないための許容電流値ｋ
を各々測定した。結果を表５に示す。なお、表５には、
ＮＮ環境の値も併せて示す。

【０２２４】

【表５】

【０２２５】表５に示した結果から下引き層の耐圧Ｖ
ｔ、下引き層の抵抗値Ｒｐは、環境によって値が異なる
ことが解った。

【０２２６】ここで、｜Ｖｔ｜≦｜Ｖａ｜である。した
がって、ピンホール対応を取るためには、式(8)、(17)
のいずれかを満足する必要がある。

【０２２７】さらに、部材Ｃ、Ｄ、Ｆ、Ｇの抵抗値Ｒ、
抵抗の面積依存性１−β、抵抗の電流依存性γを測定し
た結果を表６に示す。なお、表６に示すβ値は、電流密
度がＬＬ、ＮＮ、ＨＨで各々、−９．９、−２２．２、
−４１．２（μＡ／ｃｍ²）の時の値とした。表６に、
ＮＮ環境の値も併せて示す。

【０２２８】

【表６】

【０２２９】表６から明らかなように、部材の抵抗値Ｒ
は、下引き層の抵抗値Ｒｐと同様に、環境によって値が
異なるが、抵抗値の面積依存性１−β、電流依存性γ
は、環境にほとんど依存しなかった。

【０２３０】表５、表６に示す値、さらに、Ｖａ＝−１
１６０（Ｖ）、Ｓ／ｓ＝９６００を用いて、式(8)、(1
7)が満足されるかを調べた。その結果を表７に併せて示
す。

【０２３１】なお、表７では、画像の欄に黒帯か黒点か
を示し、(8)、(17)の欄に各々の式を満足するかを満足
する場合には満足欄に○印を、また満足しない場合には
×印を付けて示し、さらに右欄に式の右辺の値を示す。

【０２３２】

【表７】

【０２３３】表７からも明らかなように、環境が変わる
と、ピンホールにより画像に黒帯を発生する部材が存在
することが解るが、この場合においても式(8)、(17)の
いずれかを満足してさえいれば、黒帯にいたらず黒点で
すむことが解る。このことから本発明は、環境の変化に
関りなく成り立つことも確認できた。

【０２３４】ここで、部材Ｃ、Ｄ、Ｇ、及び欠陥が存在
しない被帯電体を、図１４に示す画像形成装置に組み込
み、温湿度調整を行わない室内で、Ａ４サイズの転写材
に１万枚の画像形成を行ったが、画像に黒帯は発生しな
かった。

【０２３５】（実施例４）部材に電圧を供給する電源の
制限電流値を、被帯電体を所定電位に帯電するのに必要
な電流Ｉ（μＡ）と、ピンホール部に流しても良い電流
ｋ（μＡ）との和とし、実施例１と同じように、被帯電
体に０．３（ｍｍφ）の大きさの欠陥部を形成したもの
を用意し、これを用いて画像形成を行って画像の様子を
調べた。ここで、帯電用部材として実施例１において用
いた部材Ｃ、Ｄ、Ｇを、また被帯電体として実施例１で
用いた被帯電体を用いた。

【０２３６】ＬＬ〜ＨＨ環境下で、Ａ４サイズの転写材
に１０００枚の画像形成を行ったが、ピンホールによる
黒帯の発生のない、良好な画像を形成することができ
た。

【０２３７】この結果及び実施例３の結果から総合的に
判断すると、電源容量Ｐとしては、

【０２３８】であれば、環境によらず良好な画像が得ら
れることが解った。

【０２３９】ここで、部材Ｃ、Ｄ、Ｇ、及び欠陥を有し
ない被帯電体を、図１４に示す画像形成装置に組み込
み、温湿度調整を行わない室内で、Ａ４サイズの転写材
に１万枚の画像形成を行ったが、画像に黒帯は発生しな
かった。

【０２４０】（実施例５）実施例１で示される部材Ｃ、
Ｄ、Ｅを帯電用部材として用い、被帯電体として、下引
き層が形成されていない感光体、つまり、アルミニウム
製の円筒状導電性基体上に直接厚み２０（μｍ）の機能
分離型・マイナス帯電用感光層からなる誘電層を形成し
た、径３（ｃｍφ）の円筒状被帯電体を用いた。また、
被帯電体の周速度を１．５（ｃｍ／ｓｅｃ）に変更し
た。

【０２４１】この被帯電体がＶｓ＝−６００（Ｖ）とな
るのに必要な電圧Ｖａ、電流Ｉを測定したところ、Ｖａ
＝−１．１６（ｋＶ）、Ｉ＝−３（μＡ）であった。

【０２４２】また、被帯電体に故意に０．３（ｍｍφ）
の大きさの欠陥部を形成し、欠陥部が拡大しない、もし
くは、部材が劣化しないための許容電流を実施例１と同
様に求めたところ、−３（μＡ）であった。

【０２４３】そこで、Ｖａ＝−１．１６（ｋＶ）、電源
の制限電流値を−６（μＡ）として、０．３（ｍｍφ）
の欠陥部のある被帯電体を用いて、画像形成を行って画
像の様子を調べたところ、部材Ｃ、Ｄは良好な画像が得
られたが、部材Ｅでは黒帯画像が発生した。

【０２４４】この実施例においては下引き層が形成され
ていないのでピンホールに対する対策を取るためには、
式(17)を満足すればよい。確認のため式(17)を満足する
か否かを調べたところ、部材Ｃ、Ｄは式(17)を満足して
いたが、部材Ｅは満足しなかった。このことからも下引
き層が形成されていない場合においても式(17)を満足さ
せれば、黒帯の発生を防止できることが確認できた。

【０２４５】（実施例６）帯電用部材として実施例１で
用いた部材Ｃ、Ｄ、被帯電体として実施例１で用いた被
帯電体を用いた。ここで、帯電用部材に印加する電圧と
して、直流電圧に交流電圧を重畳したものを用いた。直
流電圧を−６００（Ｖ）、交流電圧のピーク間電圧を
１．４（ｋＶ）、交流電圧の周波数を０．８（ｋＨ
ｚ）、交流波形を正弦波とした。それ以外は実施例１と
同様にした。

【０２４６】実験に先立ち、各帯電用部材を図１４に示
す画像形成装置に組み込み、被帯電体の帯電実験を行っ
たところ、被帯電体は−６００（Ｖ）に帯電され、ま
た、その時に流れる電流は−６（μＡ）であった。

【０２４７】実施例１と同じように、被帯電体に０．３
（ｍｍφ）の大きさの欠陥部を形成し、この被帯電体、
及び、部材Ｃ、Ｄを図１４に示す画像形成装置に組み込
み、画像形成を行って、画像の様子を調べた。なお、被
帯電体は、部材を交換する毎に新しい被帯電体に交換し
た。結果は、部材Ｃ、Ｄを用いた場合には、欠陥部によ
る黒帯の発生は見られず、黒点ですんだ。

【０２４８】部材Ｃ、Ｄの抵抗値Ｒは、−６（μＡ）を
流したときの抵抗値とでき、また、Ｖａ＝（直流電圧）
＋（交流電圧の実効値）＝−６００−４９５＝−１０９
５（Ｖ）と考えられるので、実施例１のように式(8)、
(17)を満足するか計算したところ、部材Ｃ、Ｄともに、
式(17)を満足することが解った。なお、Ｖａ＝（直流電
圧）＋（交流電圧のピーク間電圧）＝−６００−１４０
０＝−２０００（Ｖ）とした場合においても、部材Ｃ、
Ｄともに、式(17)を満足する。

【０２４９】ここで、部材Ｃ、Ｄ、及び欠陥が存在しな
い被帯電体を、図１４に示す画像形成装置に組み込み、
直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を帯電用部材に印加
して被帯電体を帯電し、Ａ４サイズの転写材に１万枚の
画像形成を行ったが、画像に黒帯は発生しなかった。

【０２５０】したがって、帯電用部材に直流電圧に交流
電圧を重畳した電圧を印加する場合であっても、その電
圧の実効値、若しくは最大値を加えた値をＶａとみなし
て条件を設定すれば、前述した直流電圧を用いる場合と
同様の作用を奏することが確認できた。

【０２５１】（実施例７）接触帯電装置の帯電用部材と
して、実施例１に示す部材Ａの表面に下記に示す表面層
（抵抗層）を形成した部材ＡＡ〜ＡＥを用い、実施例１
で示す被帯電体を用いた。被帯電体を周速３（ｃｍ／ｓ
ｅｃ）で回転させ、表面を−６００（Ｖ）に帯電させる
ためには、Ｖａ＝−１．１６（ｋＶ）、Ｉ＝−６（μ
Ａ）が必要であった。

【０２５２】・部材ＡＡ 表面層としてカーボンブラックを内添したウレタン樹脂
層を２０（μｍ）厚みに形成。

【０２５３】・部材ＡＢ 表面層としてカーボンブラックを内添したアルコール可
溶ナイロン樹脂を２０（μｍ）厚みに形成。

【０２５４】・部材ＡＣ 表面層として過塩素酸塩を内添したアルコール可溶ナイ
ロン樹脂を２０（μｍ）厚みに形成。

【０２５５】・部材ＡＤ 表面層としてカーボンブラックを内添した水溶性ナイロ
ン樹脂を２０（μｍ）厚みに形成。

【０２５６】・部材ＡＥ 表面層としてカーボンブラックを内添したポリビニルブ
チラール樹脂を２０（μｍ）厚みに形成。

【０２５７】なお、これら部材ＡＡ〜ＡＥのＮＮ環境で
の抵抗値が図１０に示す測定方法で測定して、１×１０
⁷（Ω）となるように導電剤の添加量を調整した。

【０２５８】これら部材を実施例３に従って、各環境で
の抵抗値Ｒ、抵抗の面積依存性１−β、抵抗の電流依存
性γを測定した。結果を表８に示す。

【０２５９】

【表８】

【０２６０】表８に示すように、部材の抵抗値Ｒ、抵抗
値の面積依存性１−β、電流依存性γは、環境によって
その値が変化した。これは、表６の傾向と若干異なっ
た。ただし、抵抗値の面積依存性１−βは、部材によっ
て異なるが、一般には、部材の抵抗値が大きくなるとと
もに小さくなり、また電流依存性γは部材の抵抗が大き
くなるとともに大きくなる傾向にある。

【０２６１】次に、０．３（ｍｍφ）の欠陥を形成した
被帯電体、部材ＡＡ〜ＡＥを図１４に示す画像形成装置
に組み込み、ＬＬ、ＮＮ、ＨＨ環境で画像形成を行っ
た。なお、電源の制限電流値を−９（μＡ）とした。結
果を表９に示す。また、表８に示すＲ、γ、β、及び、
Ｖａ＝−１．１６（ｋＶ）、Ｉ＝−６（μＡ）、ｋ＝−
３（μＡ）、Ｓ／ｓ＝９６００、を用いて、式(17)を計
算し、式が満足されるかを調べた結果も表９に併せて記
す。

【０２６２】なお、表９では、画像の欄に、画像が黒点
ですんだ時に黒点と、黒点ですまずローラの軸方向に黒
帯が発生した時に黒帯と記し、また、式(17)の欄に、式
(17)を満足すれば○印を、満足しなければ×印を記し、
さらに、式(17)の右辺の計算結果を記した。

【０２６３】

【表９】

【０２６４】表９に示す結果から、式(17)を満足する部
材は、ピンホールが形成された被帯電体を用いて画像形
成しても、画像に重大な欠陥が発生しないことが再確認
できた。

【０２６５】さらに、全環境で画像に欠陥を生じさせな
い部材ＡＡ、ＡＢ、ＡＣを図１４に示す画像形成装置に
組み込み、温湿度調整を行わない室内でＡ４サイズの転
写材に１万枚の画像形成を行ったが、画像劣化は認めら
れなかった。

【０２６６】式(8)、(13)、(17)をながめると、抵抗の
面積依存性が小さく、かつ、抵抗の電流依存性が小さい
部材の方が、式を満足し易いことが解る。実施例１、７
の結果から、帯電用部材の表面（つまり、被帯電体と接
触する面）には、ウレタンゴム、ウレタン樹脂、ナイロ
ン樹脂特にアルコール可溶性ナイロン樹脂、ポリエチレ
ン樹脂の中から選ばれる層が形成されていると望ましい
ことが解る。

【０２６７】なお、ナイロン樹脂からなる４０（μｍ）
厚みのフィルムを図１１（ｈ）に示す２つ折りの構成の
帯電用部材として用いても、全環境で画像に欠陥を生じ
させなかった。なお、この場合、使用したフィルムは、
いわゆる、ナイロン樹脂単層のフィルムである。

【０２６８】（実施例８） 接触転写装置の転写用部材として、下記に示す有効長２
２（ｃｍ）の部材Ｈ〜Ｊを用い、実施例１で用いた被帯
電体を用いた。

【０２６９】・部材Ｈ 導電性弾性層としてカーボンブラックを内添したウレタ
ンフォームを形成したローラ（体積抵抗率１０⁷Ω（ｃ
ｍ）、アスカＣ硬度３５（°）、セル径３００（μ
ｍ）、肉厚５（ｍｍ））。

【０２７０】・部材Ｉ 導電性弾性層としてカーボンブラックを内添したウレタ
ンフォームを形成したローラ（体積抵抗率１０⁸（Ωｃ
ｍ）、アスカＣ硬度３５（°）、セル径３００（μ
ｍ）、肉厚５（ｍｍ））。

【０２７１】・部材Ｊ 導電性弾性層としてカーボンブラックを内添したスキン
付きシリコーンフォームを形成したローラ（体積抵抗率
１０⁸（Ωｃｍ）、アスカＣ硬度３０（°）、肉厚５
（ｍｍ））。

【０２７２】実験に先立ち、各転写用部材を図１５に示
す画像形成装置に組み込み、転写電圧を＋８００（Ｖ）
とし、その際、被帯電体に流出する電流Ｉを測定した。
なお、被帯電体の周速度は３（ｃｍ／ｓｅｃ）とした。
その結果、Ｉ＝２（μＡ）であった。

【０２７３】始めに、被帯電体に０．３（ｍｍφ）の大
きさの欠陥部を形成し、この被帯電体、及び、部材Ｈ〜
Ｊを図１５に示す画像形成装置に組み込み、画像形成を
行って、画像の様子を調べた。なお、被帯電体は、部材
を交換する毎に新しい被帯電体に交換した。電源の制限
電流値を１５（μＡ）とした。結果を表１０に示す。

【０２７４】また、図１０に示す抵抗値測定方法にした
がって、部材の抵抗値Ｒを測定した。なお、測定電流は
２（μＡ）とした。部材の抵抗の面積依存性１−β、電
流依存性γを測定した。また、式(8)、(17)が満足され
るかを調べた。結果を表１０に併せて記す。表１０で
は、(8)、(17)の欄に各々の式を満足する場合には満足
欄に○印を、また満足しない場合には×印を付け、さら
に右欄に式の右辺の値を示す。

【０２７５】

【表１０】

【０２７６】表１０からのも明らかなように、式(8)、
(17)のいずれかを満足しない場合には、画像に転写不良
（白帯抜け）が発生することが解る。

【０２７７】ここで、部材Ｉ、Ｊ、及び欠陥を有しない
被帯電体を、図１５に示す画像形成装置に組み込み、Ａ
４サイズの転写材に１万枚の画像形成を行ったが、画像
に帯状の白抜けが生じるような転写不良の発生はなかっ
た。

【０２７８】（実施例９）接触転写装置の転写用部材と
して、実施例８に示す部材Ｉ、Ｊを用い、実施例８と同
様の手法を用いると共に、感光層に画像を形成している
期間、つまり転写プロセス以前に、転写用部材にこれを
クリーニングするためのクリーニング電圧−２５０
（Ｖ）を印加し、感光層にトナー像が形成された後にこ
れを転写材に転写して画像形成を行った。

【０２７９】部材Ｉ、Ｊ、欠陥を有しない被帯電体を、
図１５に示す画像形成装置に組み込み、Ａ４サイズの転
写材に１万枚の画像形成を行ったが、画像に白帯抜けの
転写不良は見られなかった。

【０２８０】なお、この実施例では、転写電圧を印加し
た場合、部材Ｉ、Ｊはとも式(17)を満足しているので、
クリーニング電圧を印加した場合にも前述の条件が成り
たつかを検討した。

【０２８１】クリーニング電圧は通常下引き層の耐圧よ
りも小さいので、式(13)、(17)が満足されるかを調べた
ところ、式(13)、(17)ともに満足されていた。

【０２８２】この結果、やはり式(8)、(13)、(17)のい
ずれかが満足されれば、クリーニング電圧の印加の有無
にかかわりなく転写不良が発生したり、感光層欠陥やピ
ンホールが拡大したり、さらには部材が劣化しないこと
が解った。

【０２８３】（実施例１０）接触帯電装置の帯電用部材
として、図１１（ａ）に示す構成のローラを用いた。こ
のローラは、導電性基体１１上に導電性弾性層としてソ
リッド状の導電性ウレタンが形成されている。この導電
性ウレタンの抵抗値を変化させ、表１１に示すような帯
電用部材ａ〜ｊを準備した。なお、部材の抵抗値Ｒは図
１０で示す方法で測定し、表１１において抵抗値Ｒを単
にＲと略して記した。

【０２８４】アルミニウムから成る導電性基体上に、ア
ルマイト層からなる下引き層が形成され、感光層がこの
上に積層された被帯電体を用いた。

【０２８５】ここで、下引き層であるアルマイト層の耐
圧Ｖｔは、導電性基体を電気的に接地し、アルマイト層
の表面に帯電時と同極の電圧を１分間印加し、破壊が起
こらない最大の電圧を調べることで求めた。なお、アル
マイト層表面に当接させた電極の面積Ｓは６．１５（ｃ
ｍ²）であり、単位面積当たりの荷重は１６３（ｇ／ｃ
ｍ²）（総荷重１０００（ｇ））とした。

【０２８６】測定した結果、このアルマイト層の耐圧Ｖ
ｔは−３００（Ｖ）であり、このとき電流ｉは−１００
（μＡ）で、電極との接触面における電流密度は１６
（μＡ／ｃｍ²）であった。３０回測定を行い、抵抗を
算出した結果、このアルマイトの抵抗値Ｒｐの［（平均
値）＋（３×標準偏差）］は４．３×１０⁶（Ω）であ
った。

【０２８７】電極の面積を変えてアルマイト層の抵抗を
測定し、抵抗の面積依存性１−αを求めたところ、α＝
１、つまり、アルマイトの抵抗は面積に反比例した。し
たがって、欠陥部からながめたアルマイト層の抵抗ｒｑ
は、ピンホール面積ｓ＝６．１５×１０^-4（ｃｍ²）
（０．２８（ｍｍφ）に相当）として、４．３×１０¹⁰
（Ω）となる。なお、電流密度は同じ値（１６（μＡ／
ｃｍ²））に設定した。

【０２８８】次に部材ａ〜ｊの抵抗の面積依存性１−β
を求めた。電極の面積を変えて抵抗を測定したところ、
部材ａ〜ｊの抵抗も面積に反比例しており、いずれもβ
＝１であった。また、部材ａ〜ｊの抵抗の電流依存性γ
を求めたところ、いずれも、γ＝１であった。したがっ
て、ピンホール抵抗値Ｒｑは、表１１に示すように、部
材の抵抗値Ｒの１０⁴倍となる。

【０２８９】まず、帯電用部材を、感光層を介すること
なく下引き層に直接接触させ、帯電用部材に電圧を印加
した場合に、下引き層が絶縁破壊するか、否かを調べ
た。我々の知見によれば、ある一つの電位に被帯電体の
表面を帯電させる印加電圧は帯電用部材の抵抗値に依存
する。よって、感光体表面電位を−６００（Ｖ）に帯電
するために、印加電圧Ｖａをそれぞれ表１１に示すよう
に設定した。なお、電圧印加時間は１分間とした。

【０２９０】表１１は、その結果を示すものであって、
下引き層が破壊された場合を×印、破壊されなかった場
合を○印で示した。

【０２９１】また、下引き層にかかる電圧は、前述のご
とく、 Ｖａ×ｒｑ／（ｒｑ＋Ｒｑ） であり、計算値を表１１に分圧の欄に記した。

【０２９２】

【表１１】

【０２９３】表１１からも明らかなように部材ａ〜ｄ
は、下引き層にその耐圧Ｖｔ以上の電圧が分圧印加され
るため、下引き層が破壊されてしまうが、部材ｅ〜ｊ
は、下引き層には、これの耐圧以下の電圧しか分圧印加
されないので、下引き層は破壊されないことが解る。

【０２９４】そこで、実際に、感光層に０．２８（ｍｍ
φ）程度の欠陥を形成した被帯電体に、部材ａ〜ｊを荷
重１０００（ｇ）（単位面積あたりの荷重は抵抗測定時
と同等）で当接し、被帯電体の回転に連れ回る構成と
し、反転現像による画像形成を行ってみた。部材ａ〜ｃ
では、欠陥部でリーク電流が発生し、部材と被帯電体と
のニップ部の長手方向全域が帯電不良となり、印字上黒
帯状の画像ムラが被帯電体の回転周期毎に現れた。

【０２９５】実験後に確認したところ、欠陥部直下のア
ルマイト層は抵抗が極端に下がって破壊されてピンホー
ルに進展していた。部材ｄは、欠陥部でリーク電流が発
生したが、部材と被帯電体とのニップ部の長手方向全域
が帯電不良とはならず、黒点が発生したものの、ほぼ良
好な印字が得られた。しかしながら印字を続けるに従い
黒点が徐々に拡大し、２００枚印字後は、黒帯状の画像
ムラが被帯電体の回転周期毎に現れた。目視により確認
したところ被帯電体の欠陥部は１（ｍｍφ）程度のピン
ホールに拡大していた。

【０２９６】これに対して部材ｅ〜ｊは、リーク電流の
発生がなく、また、画像に黒点が発生したものの増加す
ることもなく、２００００枚を実用上十分な印刷品質で
印字することができた。そして２００００枚印字後に目
視により確認したところ欠陥部が拡大した様子も、また
下引き層の破壊も見られなかった。

【０２９７】実施例１０で示した例では、帯電用部材、
被帯電体の下引き層共に、抵抗値の面積依存性が０であ
るので、０．２８（ｍｍφ）の欠陥のみならず、Ｏ．１
〜１（ｍｍφ）の欠陥がたとえ被帯電体に存在したとし
ても、部材ｅ〜ｊは、下引き層であるアルマイト層を破
壊するようなことがなく、欠陥部がピンホールにまで発
展しないことが確認された。

【０２９８】（実施例１１）被帯電体の下引き層を抵抗
制御剤により抵抗を調節した有機高分子層とし、また、
帯電用部材の導電性弾性層をバブルポイント法で求めた
セル径が３０（μｍ）であるウレタン製連泡フォーム剤
とした以外は、他の構成を実施例１０の場合と同様に設
定し、同様の実験を行った。

【０２９９】まず、下引き層であるが、耐圧Ｖｔは高く
−４００（Ｖ）、抵抗値Ｒｐは１×１０⁶（Ω）（電流
ｉは−４００（μＡ）、面積Ｓは６．２（ｃｍ²））で
あり、αは１であった。したがって、欠陥部からながめ
た抵抗ｒｑ（６．１５×１０^-4（ｃｍ²）、つまり、
０．２８（ｍｍφ）に相当）は１．０×１０¹⁰（Ω）で
あった。

【０３００】次に、帯電用部材として抵抗値Ｒを変えた
部材ｋ〜ｔを用意した。なお、これらの部材は、実施例
１０で用いた部材とは異なり、抵抗の面積依存性１−β
が０ではなく、βは０．７５であった。また、抵抗の電
流依存性γも０でなかった。

【０３０１】表１２においては、部材の抵抗値Ｒを記載
するのでなく、面積６．２（ｃｍ²）に電流−４００
（μＡ）を流したときの部材の抵抗Ｒｕを記載する。ま
た、欠陥部からながめた部材の抵抗Ｒｑを併せて表１２
に記す。

【０３０２】実施例１０と同様に、帯電用部材を、感光
層を介することなく下引き層に直接接触させ、帯電用部
材に電圧を印加した場合に、下引き層が絶縁破壊するか
を調べた。

【０３０３】表１２はその結果を示すものであって、下
引き層が破壊された場合には×印を、破壊されない場合
を○印で示し、さらに部材に印加した電圧Ｖａも併せて
記載した。

【０３０４】また、下引き層にかかる電圧は、前述のご
とく、 Ｖａ×ｒｑ／（ｒｑ＋Ｒｑ） であり、計算値を表１２に併せて記す。表１２には単に
分圧と略して記した。なお、下引き層にかかる電圧が、
欠陥部からながめた抵抗値Ｒｑ、ｒｑでなく、Ｒｕ、Ｒ
ｐに依存すると仮定して、式 Ｖａ×Ｒｐ／（Ｒｐ＋Ｒｕ） で表されるとした場合の計算結果を「参考」として表１
２に記載する。

【０３０５】

【表１２】

【０３０６】表１２によれば部材ｋ〜ｐは、下引き層に
その耐圧Ｖｔ以上の電圧が分圧されるから、下引き層が
破壊されるのに対して、部材ｑ〜ｔは、下引き層にその
耐圧以下の電圧しか分圧印加されないので、破壊されな
いことが解る。この場合、計算には、欠陥部もしくはピ
ンホールからながめた部材の抵抗、下引き層の抵抗を用
いないといけないことが再確認できる。つまり、従来の
ように、「参考」で示した値が下引き層の分圧ではなく
（もしそうであると、部材ｍ〜ｔが下引き層破壊しない
ことになる）、欠陥部もしくはピンホールからながめた
部材の抵抗、下引き層の抵抗を用いる必要がある。

【０３０７】また、実際に、感光層に０．２８（ｍｍ
φ）程度の欠陥を形成した被帯電体に、部材ｋ〜ｔを用
いて画像形成を行なったところ、部材ｋ〜ｏでは、欠陥
部で集中的なリーク電流が発生し、部材と被帯電体との
ニップ部の長手方向全域への電流供給が行われなくなっ
て帯電不良が生じ、この結果記録用紙上に黒帯状の画像
ムラが被帯電体の回転周期毎に現れた。実験後に調査し
たところ、欠陥部直下のアルマイト層はその抵抗が極端
に下がって破壊され、欠陥がピンホールにまで発達して
いた。

【０３０８】また、部材ｐは、欠陥部でリーク電流が発
生したが、その値が一定値以下に制限されているため、
部材と被帯電体とのニップ部の長手方向全域には帯電さ
せる程度の電流を供給することができ、帯電不良までに
はいたらず、欠陥部に限定された帯電不良で黒点が発生
したものの、ほぼ全域で良好な印字が得られた。しか
し、印字を続けるに従い黒点が徐々に拡大し、２００枚
印字後は、黒帯状の画像ムラが被帯電体の回転周期毎に
現れた。２００枚後、被帯電体の欠陥部は１（ｍｍφ）
程度のピンホールに拡大していた。

【０３０９】これに対して部材ｑ〜ｔは、リーク電流の
発生がなく、また、画像に黒点が発生したものの、２０
０００枚ほぼ良好な印字が得られた。なお、２００００
枚印字後に目視により調査したところ、欠陥部に拡大し
た様子もなく、また下引き層が絶縁破壊した様子もなか
った。

【０３１０】（実施例１２）ここでは、中間層（もしく
は、下引き層）を破壊しない条件について再度検討をす
る。

【０３１１】図１８（ａ）は被帯電体として感光体１５
０を用い、帯電用部材１０で帯電させる接触帯電装置の
断面概観図である。感光体１５０として導電性の支持部
１５１の上に中間層１５２を形成し、更に無機あるいは
有機の光導電体などの感光層１５３を積層したものを例
に挙げ説明する。一般に打痕や異物混入により感光層１
５３にピンホール１５７が発生しても、中間層１５２に
物理的・化学的変化は無い。なお、帯電用部材１０は、
図１１（ａ）で示されるローラで記載し、導電性基体１
１は、外部電源６０に接続されている。

【０３１２】図１９は図１８（ａ）で示される接触帯電
装置の等価回路図である。帯電用部材１０の導電性基体
１１の抵抗は導電性弾性層１２の抵抗より十分に小さく
無視できるとする。よって、帯電用部材１０の抵抗は導
電性弾性層１２の抵抗１６０で示す。感光層にピンホー
ルが存在しない場合、外部電源６０からの電流は導電性
弾性層１２の抵抗を通り、感光層の容量１６３に流れ込
む。外部電源６０による印加電圧は帯電時と同極の電圧
である。ピンホールによるスィッチ１６１はオフであ
り、感光層の容量１６３に溜まった電荷は保持される。

【０３１３】一方、感光層１５３に打痕や異物混入によ
りピンホールが発生した場合、ピンホールによるスイッ
チ１６１がオンになる。外部電源６０により加えられる
電圧Ｖaは帯電回路モデルの総抵抗すなわち、導電性弾
性層１２の抵抗（以下Ｒａとする）１６０と中間層の抵
抗（以下Ｒｂとする）１６２の合成和（Ｒａ＋Ｒｂ）に
かかる。よって、中間層の抵抗１６２にかかる分圧をＶ
ｃとすると、 Ｖｃ／Ｖａ＝Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ） であるから、 Ｖｃ＝Ｖａ・Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ） となる。

【０３１４】打痕や異物混入により感光層にピンホール
が発生しても、Ｖｃが中間層の耐圧（以下Ｖｂとする）
を越えなければ、中間層は破壊されず、（Ｒａ＋Ｒｂ）
で制限される電流（以下Ｉ1とする）が流れる。ところ
がＶｃがＶｂを越えると中間層が破壊され、Ｒａで制限
されるリーク電流（以下Ｉ2とする）が流れる。Ｉ1＜Ｉ
2であるので、中間層が破壊された方がより多くの電流
が流れることになる。

【０３１５】したがって、 ｜Ｖｂ｜≧｜Ｖｃ｜ つまり、 ｜Ｖｂ｜≧｜Ｖａ｜・Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ） を満たすようにＶａ、Ｒａ、Ｒｂを設定することで、例
えば感光層に異物の混入や打痕によりピンホールが発生
しても、中間層に耐圧より大きい電圧がかからないた
め、中間層が破壊されず、リーク電流が発生しない。こ
のため、電圧降下が起こらず印字に黒帯または白帯が発
生しない。また、ピンホール発生後も、リーク電流が発
生しないため、ピンホールが拡大せず、長期にわたりピ
ンホールの開いた感光体を使用し続けることができる。

【０３１６】そこで、以下に本発明を実際の電子写真方
式を用いた画像形成装置に適用する場合について説明す
る。

【０３１７】本発明に係わる接触帯電装置を構成する帯
電用部材については、図１１（ａ）〜（ｆ）を用いて既
に説明してある。が、帯電用部材の構成は、図１１
（ａ）〜（ｆ）に限られるものでなく、また、材質も限
られない。例えば、非接触となるが、固体放電部材を用
いても良い。感光体の表面から固体放電部材の表面まで
の距離は数μｍ〜数十μｍであり、抵抗Ｒａは固体放電
部材の導電性の支持部材から表面までの抵抗とする。

【０３１８】ここで、帯電用部材の抵抗値について、我
々は次の２つの知見を得た。

【０３１９】i)抵抗が電極との接触面積に反比例しな
い。

【０３２０】帯電用部材の表面に種々大きさの電極を当
接し、導電性基体と電極間の抵抗を測定した。そして、
接触電極の大きさと抵抗値との関係をプロットすると、
多くの帯電用部材の抵抗は接触面積に反比例しなかっ
た。

【０３２１】図２０は帯電用部材および感光体の中間層
の抵抗の面積依存性を示す図である。横軸は電極の面積
Ｓ（ｍｍ²）の常用対数値、縦軸は抵抗値Ｒ（Ω）の常
用対数値である。図中のイ）は帯電用部材の抵抗値の特
性直線であり、ロ）は中間層の抵抗値の特性直線であ
る。

【０３２２】図２０（ａ）のロ）と図２０（ｂ）のイ）
と図２０（ｂ）のロ）は傾きが−１であり、抵抗は面積
に反比例している。よって、電極の面積が１／１０００
０になると、抵抗値は１００００倍になる。図５（ａ）
のイ）は傾きが−０．７５であり、抵抗が面積に反比例
していない。よって、接触面積が１／１００００になっ
ても、抵抗は１０００倍にしかならない。ただし、接触
面積に対する帯電用部材の抵抗値の特性は、寸法や素材
の異なる帯電部材によって異なっているため、一つの接
触面積の抵抗値からピンホールに相当する面積の時の抵
抗値を予想するのは困難である。よって、ピンホールに
相当する面積の電極を用いて帯電用部材の抵抗値を測定
する方法が適切となる。しかし、特に高抵抗の帯電用部
材を測定する際には、微小面積の電極を用い抵抗値を測
定する事は困難である。このため、図２０（ａ）のイ）
に示すように数種の面積の電極により抵抗値を測定し、
両対数グラフで直線を引く事によりピンホールに相当す
る面積での抵抗値を予想し、間接的に得ても良い。

【０３２３】繰り返すと、接触電極の面積がピンホール
の面積に相当するときの帯電用部材や中間層の抵抗値を
直接的または間接的に調べ、ＲａもしくはＲｂに用いる
事が必要である。

【０３２４】ii)抵抗に電流依存性（あるいは電圧依存
性）がある。

【０３２５】帯電用部材を電極に当接し、導電性基体と
電極間の抵抗を電流もしくは電圧を変化させて抵抗を測
定した。そして、電流もしくは電圧と抵抗値との関係を
プロットすると、多くの帯電用部材の抵抗は電流もしく
は電圧に依存した。

【０３２６】図２１は帯電用部材の抵抗の電流依存性を
示す一例図である。横軸は流した電流値、縦軸はその時
の抵抗値の常用対数値である。図２１（ａ）は抵抗に電
流依存性が有る一例図であり、電流が小さいと抵抗は大
きくなり、電流が大きいと抵抗は小さくなる。よって、
帯電用部材の抵抗を測定する際に、帯電用部材と当接す
る電極との接触面における電流密度は、中間層に耐圧を
印加したときの電流密度（以下ρｉとする）とほぼ同じ
である必要がある。

【０３２７】図２１（ｂ）は抵抗に電流依存性が無い一
例図である。一部の帯電用部材は抵抗に電流依存性が無
く、電流が変化してもほぼ同一の抵抗値を示す。このよ
うな帯電用部材の抵抗値を測定する際の電流は任意で良
い。

【０３２８】i)とii)の理由から、帯電用部材の抵抗は
次に示す方法で測定する。

【０３２９】ピンホールに相当する微小面積の電極を帯
電用部材に当接する。当接するための単位面積当たりの
荷重は、感光体に帯電用部材を当接し帯電するときと略
同荷重とする。また、帯電用部材と当接する電極との接
触面における電流密度は、中間層に耐圧に相当する電圧
を印加したときの電流密度ρiと略同一とする。この時
に帯電用部材にかかる電圧と電流から抵抗を算出する。
なお、我々の知見によれば発生するピンホールの大きさ
はφ０．０５ｍｍ〜φ１ｍｍであり、ピンホール」に相
当する微小面積は２×１０^-3ｍｍ²（φ０．０５ｍｍに
相当）〜３ｍｍ²（φ１ｍｍに相当）程度である。

【０３３０】ここで、感光体の中間層は有機物または、
無機物から成る。無機物として、アルマイト（Ａｌ
₂Ｏ₃）、ベーマイト（Ａｌ・Ｏ・ＯＨ）、非晶質酸化シ
リコン、非晶質窒化シリコン、または、非晶質炭化シリ
コンなどが挙げられる。また、有機物としてポリビニル
アルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルブ
チラール、エチルセルロース、メチルセルロース、エチ
レン−アクリル酸コポリマー、ポリアミドポリエステ
ル、ニトロセルロース、ゼラチン、マレイン酸の共重合
体、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、
ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂な
どが用いられる。必要に応じてアルミニウム、銅、ニッ
ケル、銀、酸化鉄、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化イ
ンジウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム、
炭酸バリウム、炭酸カルシウム、ヨウ化銅、カーボンブ
ラック、導電性高分子などの抵抗制御剤を上記の樹脂中
に分散、相溶させる。

【０３３１】我々はまた、中間層の抵抗も電流依存性
（あるいは電圧依存性）があるという知見を得た。よっ
て中間層の抵抗は耐圧を印加したときの抵抗とする。ま
た、前述したように、中間層の抵抗は当接する電極の面
積にほぼ反比例する。

【０３３２】以上述べてきたことから、式、 ｜Ｖｂ｜≧｜Ｖａ｜・Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ） のＲｂ、Ｒａは、各々、想定するピンホールの面積に対
する中間層の抵抗（以下Ｒｂｂとする）と、想定するピ
ンホールの面積に対する帯電用部材の抵抗（以下Ｒａａ
とする）を用いる必要があることが解る。

【０３３３】したがって、中間層（もしくは、下引き
層）を破壊しない条件は、

【０３３４】

【数６】

【０３３５】となる。

【０３３６】図２２は本発明の具体的態様における接触
帯電装置を用いた画像形成装置の断面概観図であって、
被帯電体である感光体１５０は、導電性の支持部１５１
の上に中間層１５２を形成し、更にその上に有機または
無機の光導電性材料からなる感光層１５３を形成したも
のである。この感光体１５０に対して図１１に示すよう
な構成の帯電ローラや帯電ブレード等の帯電用部材１０
を用いて帯電を行った後に、レーザーやＬＥＤ等の図示
していない光源から出た光１７１を画像に応じて選択的
に感光体１５０に光照射して電位コントラストを得て所
望の静電潜像パターンを形成する。一方、現像器１７２
は像形成体であるトナー１７３を搬送し、静電潜像パタ
ーンを現像し顕像化する。さらに、転写ローラ等の転写
器１７４を用いて記録紙１７５上にトナーによる像を転
写し、図示していない熱や圧力を用いる定着装置にてト
ナー１７３を記録紙１７５に定着し、所望の画像を記録
紙１７５上に得ることができる。

【０３３７】以下に、中間層（もしくは、下引き層）を
破壊しない条件について再度検討した結果を詳細に記載
する。

【０３３８】（実施例１３）被帯電体として感光体を用
い、用いた感光体はアルミニウムから成る導電性の支持
部に、中間層であるアルマイト層、感光層をこの順で積
層したものであり、実施例１３−1〜10では、同じ仕様
の感光体を用いた。アルマイト層の耐圧は、アルミニウ
ムの支持部を電気的に接地し、アルマイト層の表面に帯
電時と同極の電圧を１分間印加し、破壊が起こらない最
大の電圧とした。なお、当接した電極の面積は６１５ｍ
ｍ²であり、単位面積当たりの荷重は１．６３ｇ／ｍｍ²
（総荷重１０００ｇ）とした。測定した結果、このアル
マイト層の耐圧は−３００Ｖであり、このとき電流は約
−１００μＡ流れた。電極との接触面における電流密度
ρｉは０．１６μＡ／ｍｍ²であった。３０回測定を行
い、抵抗を算出した結果、このアルマイトの抵抗の
［（平均値）＋（３×標準偏差）］すなわちＲｂは４．
３×１０⁶Ωであった。電極の面積を変えて抵抗を測定
したところ、アルマイトの抵抗は面積に反比例してお
り、０．０６１ｍｍ²（φ０．２８ｍｍに相当）のとき
の抵抗Ｒｂｂは４．３×１０¹⁰Ωであった。なお、電流
密度ρｉは同等（０．１６μＡ／ｍｍ²）とした。

【０３３９】図１１（ａ）に示すような構成のローラを
帯電用部材１０として用いた。ここで、導電性基体１１
のまわりに導電性弾性層１２としてソリッド状の導電性
ウレタンが形成されているローラを用いた。このローラ
の抵抗は、次のように測定した。ローラ表面に電極を当
接した。当接した電極の面積は６１５ｍｍ²であり、単
位面積あたりの荷重は１．６３ｇ／ｍｍ²（総荷重１０
００ｇ）とした。電流を約−１００μＡ流した。電極と
の接触面における電流密度ρｉはアルマイト層に耐圧を
印加したときと同じ０．１６μＡ／ｍｍ²とした。この
時の抵抗Ｒａは実施例１３−1のローラで１．７×１０⁶
Ωであった。電極の面積を変えて抵抗を測定したとこ
ろ、図２０（ｂ）のグラフのイ）に示すように、ローラ
の抵抗が面積に反比例しており、０．０６１ｍｍ²（φ
０．２８ｍｍに相当）のときの抵抗Ｒａａは１．７×１
０¹⁰Ωであった。なお、電流密度ρｉは同等（０．１６
μＡ／ｍｍ²）とした。

【０３４０】実施例１３では抵抗の異なるローラを１０
本用意した。実施例１３の1〜10でローラを１本ずつ用
い、番号が進むにつれ段階的にローラの抵抗を増加し
た。それぞれの抵抗値を表１３に示す。表１３は実施例
１３における1〜10の実験条件とその結果を示す表であ
る。

【０３４１】我々の知見によれば、ある一つの電位に感
光体の表面を帯電させる印加電圧は帯電用部材の抵抗値
に依存する。よって、感光体表面電位を−６００Ｖに帯
電するために、印加電圧をそれぞれ表１３に示すように
設定した。

【０３４２】次に、ローラが感光層をはさまずに中間層
に接触した場合について実験した結果を述べる。

【０３４３】図１８（ｂ）は電圧印加による中間層の破
壊の有無を試験する場合の断面外観図である。素管１５
５はアルミニウムから成る導電性の支持部１５１に、中
間層１５２であるアルマイト層を積層したものである。
感光層が無い以外は図１８（ａ）の感光体１５０と同様
のものである。表１３のローラ抵抗と印加電圧の組み合
わせで、素管に圧接したローラに電圧を１分間印加し
た。

【０３４４】Ｖｃｃは帯電用部材と感光体の中間層との
接触面積が微小である時の中間層の分圧であり、Ｒａａ
とＲｂｂから求めた。表１３に示した、ＶｂとＶｃｃの
比較から、実施例１３の1〜4は式(20)を満たしていな
い。実施例１３の1〜4の組み合わせにおいて、中間層は
破壊された（表１３の「アルマイト破壊」の項は×とし
た）。実施例１３の5〜10の組み合わせは式(20)を満た
し、また中間層は破壊されなかった（表１３の「アルマ
イト破壊」の項は○とした）。

【０３４５】次に、図１８（ａ）に示すように実際と同
様に感光層のある感光体１５０を用い、帯電用部材１０
を当接し、外部電源６０により所定の電圧を印加した場
合について述べる。なお、ローラと感光体は同周速とし
た。

【０３４６】実施例１３の1〜3は式(20)を満たしていな
い。感光層にφ０．２８ｍｍ程のピンホールの開いた感
光体に、それぞれのローラを総荷重１０００ｇ（単位面
積あたりの荷重は抵抗測定時と同等）で当接し、帯電を
行ったところ、ピンホール部でリーク電流が発生した。
反転現像を行ったところ、ローラと感光体とのニップ部
の長手方向全域が帯電不良となり、印字上黒帯状の画像
ムラが感光体の回転周期毎に現れ、画像品質が著しく低
下した。よって、表１３の「黒帯」の項は×とした。な
お、印字前、ピンホール直下のアルマイト層は破壊され
ていなかった。

【０３４７】印字後、ピンホール直下のアルマイト層は
抵抗が極端に下がっていて、破壊されていた。

【０３４８】実施例１３の4は式(20)を満たしていな
い。実施例１３の1〜3と同様にピンホールの有る感光体
に帯電を行ったところ、ピンホール部でリーク電流が発
生した。印字を行ったところ、初期は黒点が発生したも
のの、ほぼ良好な印字が得られた。しかし、印字を続け
るに従い黒点が徐々に拡大し、２００枚印字後は、印字
上黒帯状の画像ムラが感光体の回転周期毎に現れ、画像
品質が著しく低下した。

【０３４９】よって、表１３の「黒帯」の項は×とし
た。なお、印字前にピンホール直下のアルマイト層は破
壊されていなかった。２００枚後、感光体のピンホール
はφ１ｍｍ程に拡大しており、アルマイト層は破壊され
ていた。

【０３５０】実施例１３の5〜10は式(20)を満たしてい
る。実施例１３の1〜4と同様にピンホールの有る感光体
に帯電を行ったところ、リーク電流は発生しなかった。
また、印字を行ったところ、黒点が発生したものの、２
００００枚ほぼ良好な印字が得られた。よって、表１３
の「黒帯」の項は○とした。なお、２００００枚印字
後、アルマイト層は破壊されていなかった。

【０３５１】なお、実施例１３で用いた一連のローラの
抵抗は電流依存性が無く、またアルミニウム電極との接
触面積に対しほぼ反比例した。ただし、電極を帯電ロー
ラに当接する単位面積当たりの荷重は、ＲａやＲａａの
測定時とほぼ同一とした。

【０３５２】また、アルマイト層の抵抗も電極との接触
面積に反比例した。ただし、アルマイト層の抵抗は電圧
依存性があるため、印加電圧はアルマイト層の耐圧と同
等とし抵抗測定を行った。このとき接触面における電流
密度ρｉはローラの抵抗測定時と同一である。

【０３５３】この結果、実施例１３で示したφ０．２８
ｍｍに相当する接触面積のときだけでなく、φＯ．１ｍ
ｍ〜１ｍｍに相当する接触面積の時にも実施例１３の1
〜4は式(20)を満たさず、実施例１３の5〜10は満たし、
印字（黒帯）の結果と合致していた。

【０３５４】

【表１３】

【０３５５】ただし Ｖａ：印字時に帯電用部材へ印加する電圧 Ｖｂ：中間層の耐圧 Ｒａ：帯電用部材の抵抗（電極との接触面での印加電流
密度は中間層へＶｂを印加したときの電流密度と同じ。
面積は全ニップ面積：６１５ｍｍ²）Ｒｂ：中間層の抵
抗（印加電圧：Ｖｂ、面積：６１５ｍｍ²） Ｒａａ：帯電用部材の抵抗（電極との接触面での印加電
流密度は中間層へＶｂを印加したときの電流密度と同
じ、電極面積：φ０．２８ｍｍ相当） Ｒｂｂ：中間層の抵抗（印加電圧：Ｖｂ、電極面積：φ
０．２８ｍｍ相当） Ｖｃｃ：中間層にかかる電圧、 Ｖｃｃ＝Ｖａ・Ｒｂｂ／（Ｒａａ＋Ｒｂｂ） （実施例１４）一部の構成要素を除き、実施例１３と同
様な実験を行った。異なる要素は、感光体の中間層と帯
電用部材の素材である。

【０３５６】中間層の材料は有機高分子で抵抗制御剤に
より抵抗を調節してある。また、中間層の耐圧は高く−
４００Ｖであった。耐圧を印加したときに中間層に流れ
る電流は−４００μＡ（電極との接触面積は６２０ｍｍ
²、当接電極に負電圧、感光体の導電性支持部は接地）
であった。ρｉは０．６５μＡ／ｍｍ²であった。ま
た、この時の抵抗Ｒｂは１ＭΩと実施例１３の中間層の
抵抗より低かった。電極の面積を変えて抵抗を測定した
ところ、中間層の抵抗は面積に反比例しており、０．０
６１ｍｍ²（φ０．２８ｍｍに相当）のときの抵抗Ｒｂ
ｂは１．０×１０¹⁰Ωであった。なお、電流密度ρｉは
同等（０．６５μＡ／ｍｍ²）とした。

【０３５７】帯電用部材であるローラは実施例１３と同
様な構造である。ただし、導電性弾性層は実施例１３と
異なりウレタン製の連泡フォーム材からなり、バブルポ
イント法で求めたセル径は３０μｍであった。ローラを
実施例１３と同様に１０本用意した。電極との接触面積
が６２０ｍｍ²の時の抵抗Ｒａを表１４に示す。

【０３５８】表１４は実施例１４における1〜10の実験
条件とその結果を示す表である。なお、ρｉは中間層に
耐圧を印加したときと同等（０．６５μＡ／ｍｍ²）と
した。また、ローラの抵抗の特性は実施例１３と異な
り、測定する際の電流に依存し、またローラの抵抗は電
極との接触面積に反比例せず接触面積を４桁小さくして
も抵抗は３桁しか増加しなかった。よって、帯電用部材
と感光体が微小な面積で接触する場合の電圧比を比較し
なければならない。そこで我々は、初期のピンホールを
φ０．２８ｍｍ程（面積は０．０６１ｍｍ²）とし、上
述した手法で抵抗の面積依存性からこの時のローラ抵抗
を類推した。この時の抵抗をＲａａとし、表１４に示し
た。ρｉは同程度（０．６５μＡ／ｍｍ²）となるよう
に調節した。この他の測定条件は実施例１３と同様とし
た。なお、表１４のＶｃはＲａとＲｂから、ＶｃｃはＲ
ａａとＲｂｂから求めた。

【０３５９】次に、ローラが感光層をはさまずに中間層
に接触した場合について実験した結果を述べる。

【０３６０】表１４のローラ抵抗と印加電圧の組み合わ
せで、素管に圧接したローラに電圧を１分間印加した。
表１４に示した、ＶｂとＶｃｃの比較から、実施例１４
の1〜6は式(20)を満たしていない。実施例１４の1〜6の
組み合わせにおいて、中間層は破壊された（表１４の
「中間層破壊」の項は×とした）。

【０３６１】実施例１４の7〜10の組み合わせでは、式
(20)を満たし、このとき中間層は破壊されなかった（表
１４の「中間層破壊」の項は○とした）。

【０３６２】次に実際と同様に感光層のある感光体を用
いた場合について述べる。

【０３６３】実施例１４の1〜5は｜Ｖｂ｜＜｜Ｖｃｃ｜
となり、抵抗に面積依存性および電流依存性を加味した
式（２０）を満たしていなかった。このうち、実施例１
４の3〜5は｜Ｖｂ｜＞｜Ｖｃ｜となり、抵抗に面積依存
性および電流依存性を加味しない式 ｜Ｖｂ｜≧｜Ｖａ
｜・Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ） は満たしていた。φ０．２
８ｍｍ程のピンホールの開いた感光層に、それぞれのロ
ーラを総荷重１０００ｇで当接し、帯電を行ったとこ
ろ、ピンホール部でリーク電流が発生した。ローラと感
光体とのニップ部の長手方向全域が帯電不良となり、反
転現像を行ったところ、印字上に黒帯状の画像ムラが感
光体の回転周期毎に現れ、画像品質が著しく低下した。
よって表１４の「黒帯」の項は×とした。このように、
抵抗の面積依存性および電流依存性を考慮しない場合、
実施例１４の3〜5では｜Ｖｂ｜＞｜Ｖｃ｜となって式
｜Ｖｂ｜≧｜Ｖａ｜・Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ）が満たされ
ているにもかかわらず、中間層が破壊する結果となっ
た。これに対して、本発明のように抵抗の面積依存性お
よび電流依存性を考慮した場合、この実施例１４の3〜5
でも｜Ｖｂ｜＜｜Ｖｃｃ｜となって式（２０）を満たさ
なく、中間層が破壊する結果に正確に対応するようにな
る、つまり、抵抗の面積依存性および電流依存性を考慮
した式（２０）の条件を満たすことが中間層の破壊をよ
り確実に防止することになる。

【０３６４】なお、ローラと感光体は同周速とした。印
字前、ピンホール直下のアルマイト層は破壊されていな
かった。印字後、アルマイト層は破壊されていた。

【０３６５】この結果から、中間層（もしくは、下引き
層）を破壊しない条件は、式 ｜Ｖｂ｜≧｜Ｖａ｜・Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ） でなく、式(20)、つまり、 ｜Ｖｂ｜≧｜Ｖａ｜・Ｒｂｂ／（Ｒａａ＋Ｒｂｂ） を用いる必要があることが再確認できた。

【０３６６】実施例１４の6は｜Ｖｂ｜＜｜Ｖｃｃ｜と
なり、式(20)を満たしていない。実施例１４の1〜5と同
様にピンホールの有る感光体に帯電を行ったところ、ピ
ンホール部でリーク電流が発生した。印字を行ったとこ
ろ、初期は黒点が発生したものの、ほぼ良好な印字が得
られた。しかし、印字を続けるに従い黒点が徐々に拡大
し、２００枚印字後は、印字上黒帯状の画像ムラが感光
体の回転周期毎に現れ、画像品質が著しく低下した。よ
って、表１４の「黒帯」の項は×とした。なお、印字前
にピンホール直下のアルマイト層は破壊されていなかっ
た。２００枚後、感光体のピンホールはφ１ｍｍ程に拡
大しており、アルマイト層は破壊されていた。

【０３６７】実施例１４の7〜10は｜Ｖｂ｜＞｜Ｖｃｃ
｜となり、式(20)を満たしている。

【０３６８】実施例１４の1〜6と同様にピンホールの有
る感光体に帯電を行ったところ、リーク電流は発生しな
かった。また、印字を行ったところ、黒点が発生したも
のの、２００００枚ほぼ良好な印字が得られた。よって
表１４の「黒帯」の項は○とした。なお、２００００枚
印字後にアルマイト層は破壊されていなかった。

【０３６９】

【表１４】

【０３７０】なお、上記実施例においては、式(8)、(1
3)、(17)のいずれか一つを満足すればよいと述べてきた
が、もちろんこれに限られるわけでない。例えば、式
(8)と式(13)の両方を満足したり、あるいは式(8)、(1
3)、(17)の全てを満足するなど、それぞれの式の満足関
係についてはどのような組み合わせであってもよい。

【０３７１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の接触型電荷
供給装置によれば、中間層もしくは下引き層を含む被帯
電体に、外部より電圧を印加した接触部材を接触させ
て、被帯電体を帯電もしくは除電させる接触型電荷供給
装置において、接触部材に印加する電圧をＶａ（Ｖ）、
中間層もしくは下引き層の耐圧をＶｂ（Ｖ）、中間層も
しくは下引き層に耐圧と等しい電圧Ｖｂ（Ｖ）を印加し
た場合に中間層もしくは下引き層に流れる電流の電流密
度をρｉ（μＡ／ｃｍ²）、被帯電体に存在する微小欠
陥の面積ｓ（ｃｍ²）とした時、接触部材の、微小欠陥
の面積と等しい面積ｓ（ｃｍ²）に電流ρｉ×ｓ（μ
Ａ）を流した時の抵抗値をＲａａ（Ω）、中間層もしく
は下引き層の、微小欠陥の面積と等しい面積ｓ（ｃ
ｍ²）に電流ρｉ×ｓ（μＡ）を流した時の抵抗値をＲ
ｂｂとして、抵抗に面積依存性および電流依存性を加味
した式 ｜Ｖｂ｜≧｜Ｖａ｜・Ｒｂｂ／（Ｒａａ＋Ｒｂｂ） を満足させているので、被帯電体に欠陥部が存在しても
接触部材からの集中的な電流の流れ込みの発生を確実に
防止することができ、帯状の帯電不良の発生を防止し
て、品質の高い画像を得ることができるばかりでなく、
集中電流による被帯電体の破損や、電気回路の損傷を防
止して信頼性の高い接触型電荷供給装置を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる被帯電体の感光層欠陥部の等価
回路を示す図である。

【図２】本発明に係わる接触部材の抵抗の面積依存性の
測定方法を説明するための図である。

【図３】本発明に係わる接触部材の抵抗の面積依存性の
グラフである。

【図４】本発明に係わる接触部材の抵抗の電流依存性の
測定方法を説明するための図である。

【図５】本発明に係わる接触部材の抵抗の電流依存性の
グラフである。

【図６】本発明に係わる接触部材の抵抗の面積依存性の
グラフである。

【図７】本発明に係わる接触部材の抵抗の電流依存性の
グラフである。

【図８】本発明に係わる接触部材の抵抗の面積依存性の
グラフである。

【図９】本発明に係わる接触部材の抵抗の面積依存性の
グラフである。

【図１０】本発明に係わる接触部材の抵抗値の測定方法
を説明するための図である。

【図１１】（ａ）乃至（ｈ）は、それぞれ本発明に係わ
る帯電用部材の概略断面図である。

【図１２】（ａ）乃至（ｄ）は、それぞれ本発明に係わ
る転写用部材の概略断面図である。

【図１３】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明に係わる
被帯電体の概略図である。

【図１４】本発明に係わる接触帯電装置を組み込んだ画
像形成装置の概略図である。

【図１５】本発明に係わる接触転写装置を組み込んだ画
像形成装置の概略図である。

【図１６】（ａ）乃至（ｄ）は、それぞれ感光体ドラム
に生じる欠陥を模式的に示す図である。

【図１７】（ａ）、及び（ｂ）は、それぞれ感光体ドラ
ムに生じた欠陥や、ピンホールに接触部材から電流が集
中的に流れ込む導通路を模式的に示す図である。

【図１８】（ａ）は、ピンホールが存在する感光体と接
触帯電装置が接触した時の概略断面図を、（ｂ）は、感
光体の中間層の破壊の有無を試験する方法を示す概略断
面図である。

【図１９】本発明に係わる接触帯電装置の等価回路を示
す図である。

【図２０】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係わる接触帯電
部材及び中間層の抵抗の面積依存性のグラフである。

【図２１】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係わる接触帯電
部材の抵抗の電流依存性のグラフである。

【図２２】本発明に係わる接触帯電装置を組み込んだ画
像形成装置の概略図である。

【符号の説明】

１０ 帯電用部材 ２０ 転写用部材 ３０ 接触帯電装置 ４０ 接触転写装置 ５０ 被帯電体 １０１ 接触部材

フロントページの続き (72)発明者 吉岡 研二郎 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ コーエプソン株式会社内 (72)発明者 栗原 一 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ コーエプソン株式会社内 (72)発明者 池上 昭彦 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ コーエプソン株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−197761（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−114132（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−148468（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−69332（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−181158（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−285974（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部より電圧を印加した接触部材を少な
   くとも中間層もしくは下引き層を含む被帯電体に接触さ
   せて、前記被帯電体を帯電もしくは除電する接触型電荷
   供給装置において、 前記接触部材に印加する電圧をＶａ（Ｖ）、前記中間層
   もしくは前記下引き層の耐圧をＶｂ（Ｖ）、前記中間層
   もしくは前記下引き層に前記耐圧と等しい電圧Ｖｂ
   （Ｖ）を印加した場合に前記中間層もしくは前記下引き
   層に流れる電流の電流密度をρｉ（μＡ／ｃｍ²）、前
   記被帯電体に存在する微小欠陥の面積をｓ（ｃｍ² ）と
   した時、前記接触部材の、前記微小欠陥の面積と等しい
   面積ｓ（ｃｍ ² ）に電流ρｉ×ｓ（μＡ）を流した時の
   抵抗値をＲａａ（Ω）、前記中間層もしくは下引き層
   の、前記微小欠陥の面積と等しい面積ｓ（ｃｍ ² ）に電
   流ρｉ×ｓ（μＡ）を流した時の抵抗値をＲｂｂとし
   て、これらのＶａ、Ｖｂ、Ｒａａ、Ｒｂｂが、式 ｜Ｖｂ｜≧｜Ｖａ｜・Ｒｂｂ／（Ｒａａ＋Ｒｂｂ） を満足するように設定されていることを特徴とする接触
   型電荷供給装置。
2. 【請求項２】 前記接触部材が帯電用部材であることを
   特徴とする請求項１記載の接触型電荷供給装置。
3. 【請求項３】 前記接触部材が転写用部材であることを
   特徴とする請求項１記載の接触型電荷供給装置。