JP3376290B2 - 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、接触帯電方式の帯
電方法及び帯電装置、像担持体の帯電工程手段として接
触帯電手段を用いた画像形成装置、及びプロセスカート
リッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、電子写真装置や静電記録
装置等の画像形成装置において、電子写真感光体・静電
記録誘電体などの像担持体（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。

【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】接触帯電 近時は、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、前記したように被帯電体に電圧を印
加した帯電部材を当接させて被帯電体を帯電する接触方
式の帯電装置（接触帯電装置）が実用化されてきてい
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。
接触帯電の帯電機構（帯電のメカニズム、帯電原理）に
は、（１）放電帯電機構と（２）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。

【０００６】（１）放電帯電機構 接触帯電部材と被帯電体との間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。

【０００７】放電帯電機構は接触帯電部材と被帯電体に
一定の放電閾値を有するため、帯電電位より大きな電圧
を接触帯電部材に印加する必要がある。また、コロナ帯
電器に比べれば発生量は格段に少ないけれども放電生成
物を生じることが原理的に避けられないため、オゾンな
ど活性イオンによる弊害は避けられない。

【０００８】たとえば、接触帯電部材として導電ローラ
（帯電ローラ）を用いた帯電方式は帯電の安定性と言う
点で好ましく、広く用いられているが、このローラ帯電
ではその帯電機構は放電帯電機構が支配的である。

【０００９】即ち、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生成される。さらにこれ
らを積層して所望の特性を得たものもある。帯電ローラ
は被帯電体との一定の接触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、被帯
電体に従動あるいは若干の速度差を持って駆動される。
従って、ローラ上の形状のムラや被帯電体の付着物によ
り非接触状態が避けられないため、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となる。

【００１０】より具体的に説明すると、被帯電体として
の厚さ２５μｍのＯＰＣ感光体に対して帯電ローラを加
圧当接させて帯電処理を行なわせる場合には、帯電ロー
ラに対して約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。以降、このし
きい（閾）値電圧を帯電開始電圧Ｖｔｈと定義する。

【００１１】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像担
持体の帯電を行なう方式を「ＤＣ帯電方式」と称する。

【００１２】しかし、ＤＣ帯電方式においては環境変動
等によって接触帯電部材の抵抗が変動するため、また像
担持体としての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。

【００１３】このため更なる帯電の均一化を図るために
特開昭６３−１４９６６９号公報等に開示されるよう
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成分を重畳した振動電圧を接触
帯電部材に印加して像担持体の帯電を行なう「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、像担持体の電位はＡＣ電圧
のピークの中央であるＶｄに収束し、環境等の外乱には
影響されることはない。

【００１４】（２）直接注入帯電機構 接触帯電部材から被帯電体へ電荷が直接注入されること
で、被帯電体表面を帯電する機構である。特開平６−３
９２１号公報等で提案されている。

【００１５】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、つまり放電機構を基本的
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。この直接注入帯電機構はイオンの発
生を伴わないため放電生成による弊害は生じない。

【００１６】より具体的には、帯電ローラ、帯電ブラ
シ、帯電磁気ブラシ等の接触帯電部材に電圧を印加し、
被帯電体（像担持体）表面にあるトラップ順位または電
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
直接注入帯電を行う機構である。放電現象が支配的でな
いため、帯電に必要とされる電圧は所望する像担持体表
面のみであり、オゾンの発生も無い。

【００１７】図６に上述した（１）の放電帯電機構と
（２）の直接注入帯電機構の帯電特性の一例を示す。

【００１８】すなわち、放電帯電機構は図６中のグラフ
Ａで表されるように凡そ−５００Ｖの放電閾値を過ぎて
から帯電が始まる。従って、−５００Ｖに帯電する場合
は−１０００Ｖの直流電圧を印加するか、あるいは、−
５００Ｖの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
圧を印加して被帯電体電位を帯電電位に収束させる方法
が一般的である。

【００１９】一方、直接注入帯電機構は図６中のグラフ
Ｂで表されるように放電閾値がなく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。

【００２０】トナーリサイクルプロセス（クリーナレス
システム） 転写方式の画像形成装置においては、転写後の感光体
（像担持体）に残存する転写残トナーはクリーナ（クリ
ーニング装置）によって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。

【００２１】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。

【００２２】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、接触帯電部材が被帯電体に従動
回転であり、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。

【００２３】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。

【００２４】

【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、帯電ムラを防止
し安定した均一帯電を行うために、接触帯電部材に被帯
電体面との接触面に粉末を塗布しているが、この粉末の
塗布が難しく、 ａ）均一に帯電部材の表面に塗布することが難しく、不
均一になりやすい。 ｂ）初期は均一であっても、耐久により離脱しやすく、
不均一になってしまう。 という問題点があった。

【００２５】

【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。

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】（１）電圧を印加した、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表面をニ
ップ部で注入帯電する帯電方法であり、帯電部材は被帯
電体に対して速度差を持って移動し、少なくとも帯電部
材と被帯電体とのニップ部に帯電促進粒子を担持し、帯
電部材の表面の十点平均粗さＲｚが帯電促進粒子の平均
粒径よりも大きく、 帯電促進粒子はトナーを帯電部材の
帯電極性と同じ極性に摩擦帯電することを特徴とする帯
電方法。

【００３０】（２）帯電促進粒子の抵抗値が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。

【００３１】（３）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）または（２）に記載の帯電方法。

【００３２】（４）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（３）の何れかに記載の
帯電方法。

【００３３】（５）被帯電体と帯電部材はニップ部にお
いて互いに逆方向に移動することを特徴とする（１）か
ら（４）の何れかに記載の帯電方法。

【００３４】（６）帯電部材が弾性発泡体より構成され
る回転体であることを特徴とする（１）から（５）の何
れかに記載の帯電方法。

【００３５】（７）電圧を印加した、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表面をニ
ップ部で注入帯電する帯電装置であり、帯電部材は被帯
電体に対して速度差を持って移動し、少なくとも帯電部
材と被帯電体とのニップ部に帯電促進粒子を担持し、帯
電部材の表面の十点平均粗さＲｚが帯電促進粒子の平均
粒径よりも大きく、 帯電促進粒子はトナーを帯電部材の
帯電極性と同じ極性に摩擦帯電することを特徴とする帯
電装置。

【００３６】（８）帯電促進粒子の抵抗値が１×１０
^１２（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする（７）に
記載の帯電装置。

【００３７】（９）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
（７）または（８）に記載の帯電装置。

【００３８】（１０）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（７）から（９）の何れかに記載の
帯電装置。

【００３９】（１１）被帯電体と帯電部材はニップ部に
おいて互いに逆方向に移動することを特徴とする（７）
から（１０）の何れかに記載の帯電装置。

【００４０】（１２）帯電部材が弾性発泡体より構成さ
れる回転体であることを特徴とする（７）から（１１）
の何れかに記載の帯電装置。

【００４１】（１３）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、像担持体を帯電する工程手段が
（７）ないし（１２）の何れか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。（１４）像担持体と、（７）ないし（１２）の何れかに
記載の帯電装置と、像担持体に形成された静電潜像をト
ナーによって可視化する現像手段であって、像担持体上
の残留トナーをクリーニングする現像手段と、を備え、
帯電促進粒子はトナーを正規の帯電極性に摩擦帯電する
ことを特徴とする画像形成装置。

【００４２】（１５）像担持体と、該像担持体を帯電す
る帯電手段と、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する
画像情報書き込み手段と、その静電潜像をトナーによっ
て可視化する現像手段と、そのトナー像を記録媒体に転
写する転写手段を有し、前記現像手段がトナー像を記録
媒体に転写した後に像担持体上に残留したトナーを回収
するクリーニング手段を兼ね、像担持体は繰り返して作
像に供する画像形成装置であり、帯電手段が（７）ない
し（１２）の何れか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。

【００４３】（１６）像担持体の帯電面に静電潜像を形
成する画像情報書き込み手段が像露光手段であることを
特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。（１７） 現像手段は、静電潜像をトナーによって反転
現像することを特徴とする（１４）ないし（１６）の何
れかに記載の画像形成装置。

【００４４】（１８）帯電部材の表面の十点平均粗さＲ
ｚが静電潜像の画素サイズ以下であることを特徴とする
（１４）ないし（１７）の何れかに記載の画像形成装
置。

【００４５】（１９）像担持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（１３）から（１８）の何れかに記
載の画像形成装置。

【００４６】（２０）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（７）な
いし（１２）の何れか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。（２１）像担持体に形成された静電潜像をトナーによっ
て可視化する現像手段であって、像担持体上の残留トナ
ーをクリーニングする現像手段を備え、帯電促進粒子は
トナーを正規の帯電極性に摩擦帯電することを特徴とす
る（２０）に記載のプロセスカートリッジ。 （２２）現像手段は、静電潜像をトナーによって反転現
像することを特徴とする（２０）または（２１）に記載
のプロセスカートリッジ。

【００４７】〈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、この粒子を用いたことで均一で安定な直接注入
帯電を実現している。該帯電促進粒子の体積抵抗は１×
１０¹²Ω・ｃｍ以下、更に好ましくは１×１０¹⁰Ω・ｃ
ｍ以下であることが望ましい。

【００４８】即ち、少なくとも帯電部材（以下、接触帯
電部材と記す）と被帯電体とのニップ部に上記の帯電促
進粒子を担持させることで、被帯電体と接触帯電部材と
のニップ部である帯電部に帯電促進粒子が存在した状態
で被帯電体の接触帯電が行なわれる。

【００４９】ｂ）そして、接触帯電部材はその表面の十
点平均粗さＲｚを帯電促進粒子の平均粒径よりも大きく
したので、接触帯電部材表面の微小な突起部に帯電促進
部材を十分に保持させることが出来、安定した帯電ニッ
プを保つことが可能となる。これにより、接触帯電部材
表面と被帯電体（像担持体）表面の間に十分な接触性が
得られ、帯電不良のない安定した帯電が可能となる。

【００５０】接触帯電部材はその表面の十点平均粗さＲ
ｚが小さすぎると、帯電促進粒子を接触帯電部材表面に
保持することが不十分となり帯電ニップでの接触帯電部
材と被帯電体の接触が不十分となり、帯電不良を引き起
こしてしまう。また十点平均粗さＲｚが大きすぎると、
その粗さ事態が接触帯電部材と被帯電体の接触状態を悪
くするため、帯電均一性を損ねることになる。

【００５１】画像形成装置にあっては、好ましくは、画
像形成装置の構成画素サイズよりも小さな粗さＲｚが良
い。

【００５２】接触帯電部材の表面の十点平均粗さＲｚが
静電潜像の画素サイズ以下であることにより、ミクロな
帯電ムラのない均一な直接注入帯電が可能となる。

【００５３】ｃ）被帯電体と接触帯電部材とのニップ部
である帯電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、摩擦抵抗が大きくてそのままでは被
帯電体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、それを被帯電体面に対
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、帯電促進粒子は
接触帯電部材の凹凸を埋め被帯電体に対する接触性を向
上させ、該接触帯電部材が該粒子を介して被帯電体面に
密に接触してより高い頻度で被帯電体面に接触する構成
となる。

【００５４】接触帯電部材と被帯電体との間に速度差を
設けることができることで、接触帯電部材と被帯電体の
ニップ部において帯電促進粒子が被帯電体に接触する機
会を格段に増加させ、高い接触性を得ることができ、接
触帯電部材と被帯電体のニップ部に存在する帯電促進粒
子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ようになり、接触帯電部材による
被帯電体の接触帯電は帯電促進粒子の介存により直接注
入帯電が支配的となる。

【００５５】ｄ）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被帯電体と速度差を設けることに
なる。接触帯電部材を被帯電体表面の移動方向と同じ方
向に移動させて速度差をもたせることも可能であるが、
直接注入帯電の帯電性は被帯電体の周速と接触帯電部材
の周速の比に依存するため、逆方向と同じ周速比を得る
には順方向では接触帯電部材の回転数が逆方向の時に比
べて大きくなるので、接触帯電部材を逆方向に移動させ
る方が回転数の点で有利である。

【００５６】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）。

【００５７】ｅ）被帯電体と接触帯電部材とのニップ部
である帯電部に帯電阻害因子である絶縁性の物質が介在
していたり、接触帯電部材がそのような絶縁性の物質で
汚染されている場合でも、帯電促進粒子が被帯電体と接
触帯電部材とのニップ部である帯電ニップ部に介存する
ことにより、接触帯電部材の被帯電体への緻密な接触性
と接触抵抗を維持できるため、低印加電圧でオゾンレス
の直接注入帯電を長期にわた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できる。

【００５８】ｆ）被帯電体の最表面層の体積抵抗が１×
１０¹⁴（Ω・ｃｍ）以下であること、さらには被帯電体
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１×１０⁹ （Ω・ｃｍ）以上１×１０
¹⁴（Ω・ｃｍ）以下であることにより、装置の長期使用
においても、十分な帯電性を与えることが出来る。

【００５９】ｇ）かくして、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帯電電位を被帯電体に与えるこ
とができ、接触帯電部材として帯電ローラやファーブラ
シなど簡易な部材を用いた場合でも、また該接触帯電部
材の汚染にかかわらず、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
接触帯電装置、即ち低印加電圧・オゾンレスで、帯電均
一性に優れ且つ長期に渡り安定した性能の直接注入帯電
装置を簡易な構成で実現することができる。

【００６０】ｈ）上記の帯電装置を像担持体の帯電手段
として用いることで、接触帯電方式の画像記録装置、接
触帯電方式・転写方式の画像記録装置、さらには接触帯
電方式・転写方式・トナーリサイクルシステムの画像記
録装置について、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、また該接触帯電部材
のトナー汚染にかかわらず、低印加電圧でオゾンレスの
直接注入帯電とトナーリサイクルシステムを問題なく実
行可能にし、かつ放電によるオゾン生成物が無いので画
像流れも無い良好な画質、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がで
きる。

【００６１】トナーリサイクルシステム（クリーナレ
ス）の画像記録装置にあっては、接触帯電部材が像担持
体に対して速度差を持って接触していることで、転写部
から、接触帯電部材と像担持体のニップ部である帯電ニ
ップ部へ至った転写残トナーのパターンが撹乱されて崩
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。即ち転写残ト
ナーによるゴーストのない均一な出力画像を得ることが
出来る。

【００６２】接触帯電部材と像担持体のニップ部である
帯電部に帯電促進粒子が介存することにより、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トナーによる汚染にかか
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。

【００６３】接触帯電部材に付着・混入した転写残トナ
ー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）。

【００６４】

【発明の実施の形態】〈実施例１〉（図１〜図３） 図１は本発明に従う接触帯電で直接注入帯電方式の帯電
装置の一例の概略図である。

【００６５】（１）被帯電体 １は被帯電体であり、本実施例においては、矢印Ａの時
計方向に所定の一定速度で回転駆動される、φ３０ｍｍ
のドラム型電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）
である。

【００６６】なお、この感光ドラム１の周辺部には次の
接触帯電部材の他にも、画像露光手段、現像手段、転写
手段、クリーニング手段等の所要の作像プロセス手段機
器が配設されて、画像形成装置が構成されるが、それら
は図には省略してある。

【００６７】（２）接触帯電部材 ２は接触帯電部材であり、本実施例においては、感光ド
ラム１に所定の押圧力をもって接触させて配設した導電
性弾性ローラ（以下、帯電ローラと記す）である。ｎは
感光ドラム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。帯電ローラ２はこの帯電ニップ部ｎにお
いて感光ドラム１の回転方向Ａと逆方向Ｂ（カウンタ
ー）に感光ドラムと等速で回転駆動され、感光ドラム１
面に対して速度差を持って移動する。Ｍは該帯電ローラ
２の駆動源である。また帯電ローラ２には帯電バイアス
印加電源Ｓ１から所定の帯電バイアス、本実施例では−
７００Ｖの直流電圧が印加される。

【００６８】本実施例における可撓性の接触帯電部材と
しての帯電ローラ２は芯金２ａ上に弾性体の中抵抗層２
ｂを形成することにより作成される。中抵抗層２ｂは樹
脂（例えばウレタン）、導電性粒子（例えばカーボンブ
ラック）、硫化剤等により処方され、芯金２ａの上にロ
ーラ状に形成した。その後、表面を研磨して直径１２ｍ
ｍ、長手長さ２５０ｍｍの導電性弾性ローラである帯電
ローラ２を作成した。該帯電ローラ２はこの表面研磨加
工時の研磨方法により、図２の拡大横断面模型図のよう
に、表面に部材な突起が形成される。この微小な突起は
接触表面粗さ計（小坂研究所製）にて測定した十点平均
粗さＲｚが８．３３μｍであった。

【００６９】図３に帯電ローラ２の研磨要領を示す。帯
電ローラ２は不図示の軸受けに軸受け保持されて２００
ｒｐｍ程度の速度で矢印のＤ方向に回転駆動されてい
る。８は帯電ローラ２の表面に接触させた回転砥石であ
り、矢印のＣ方向に２０００ｒｐｍ程度の速度で回転駆
動され、帯電ローラ２の一端側から矢印Ｅのように他端
側へ移動されることで帯電ローラ２の外周面の研磨がな
される。砥石８が帯電ローラ２より十分早く回転してお
り、研磨後の帯電ローラ２１は図２の模型図のように表
面に所望の粗さＲｚの微小な突起をもったものとなる。
この表面粗さＲｚは、砥石８の粗さ、帯電ローラ２と砥
石８のおのおのの回転数等を調整することでコントロー
ルできる。

【００７０】本実施例の帯電ローラ２のローラ抵抗を測
定したところ１００ｋΩであった。ローラ抵抗は、帯電
ローラ２の芯金２ａに総圧１ｋｇの加重がかかるようφ
３０ｍｍのアルミドラムに帯電ローラ２を圧着した状態
で、芯金２ａとアルミドラムとの間に１００Ｖを印加
し、計測した。

【００７１】接触帯電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。しか
し、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。

【００７２】帯電ローラ２の表面は後述する帯電促進粒
子２ｄを保持できるようミクロな凹凸があるものが望ま
しい。

【００７３】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ｎ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。

【００７４】帯電ローラ２の弾性体の材質としては、Ｅ
ＰＤＭ、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等があげられる。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り、さらには、金属酸
化物とイオン導電性の材料を混合して抵抗調整すること
も可能である。

【００７５】帯電ローラ２は被帯電体としての感光ドラ
ム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ｎを形成さ
せてある。

【００７６】（３）帯電促進粒子とその供給塗布手段 ２ｃは帯電促進粒子供給塗布手段としての規制ブレード
であり、該規制ブレード２ｃをその先端側エッジ部を感
光ドラム１に当接させて配設し、帯電ローラ２と該規制
ブレード２ｃとの間に帯電促進粒子２ｄを保持する構成
としている。この感光ドラム１に対する帯電促進粒子供
給塗布部は、接触帯電部材である帯電ローラ２と被帯電
体である感光ドラム１とのニップ部である帯電ニップ部
ｎよりも感光ドラム回転方向上流側に位置させてあり、
感光ドラム１の回転にともない一定量の帯電促進粒子２
ｄが感光ドラム１面に塗布され、その帯電促進粒子２ｄ
が感光ドラム１の回転にともない帯電ニップ部ｎに持ち
運ばれて帯電ニップ部ｎに均一に供給されて担持され、
帯電ローラ２に塗布される。帯電促進粒子供給塗布手段
は上記の規制ブレード２ｃに限られるものではなく、任
意に構成できる。例えば、より簡易な構成としては、帯
電促進粒子２ｄを含ませた発泡体あるいはファーブラシ
を帯電ローラ２に当接する方法などがある。

【００７７】帯電促進粒子２ｄとして、本実施例では、
比抵抗が１．７×１０³ Ω・ｃｍ、平均粒径４．５μｍ
の導電性酸化亜鉛粒子を用いた。

【００７８】帯電促進粒子の材料としては、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。

【００７９】ここで、粒子抵抗は粒子を介した電荷の授
受を行うため比抵抗としては１０¹²Ω・ｃｍ以下が望ま
しく、より好ましくは１０¹⁰Ω・ｃｍ以下が良い。

【００８０】粒子の抵抗測定は、錠剤法により測定し正
規化して求めた。即ち、底面積２．２６ｃｍ² 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。

【００８１】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。本発明において、粒子が凝集体を
構成し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。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。

【００８２】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。

【００８３】（４）直接注入帯電（直接帯電） 感光ドラム１と帯電ローラ２との帯電ニップ部ｎに帯電
促進粒子２ｄが存在した状態で感光ドラム１の接触帯電
が行なわれる。

【００８４】即ち、感光ドラム１と帯電ローラ２との帯
電ニップ部ｎに帯電促進粒子２ｄが存在することで、該
粒子２ｄの滑剤効果により、摩擦抵抗が大きくてそのま
までは感光ドラム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
光ドラム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２ｄを介して感光ドラム１
面に密に接触して、すなわち帯電促進粒子は接触帯電部
材である帯電ローラの凹凸を埋め被帯電体である感光ド
ラム１に対する接触性を向上させて、より高い頻度で感
光ドラム１面に接触する構成となる。

【００８５】帯電ローラ２と感光ドラム１との間に速度
差を設けることができることで、帯電ローラ２と感光ド
ラム１のニップ部において帯電促進粒子２ｄが感光ドラ
ム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と感光ドラム１のニップ部
に存在する帯電促進粒子２ｄが感光ドラム１表面を隙間
なく摺擦することで感光ドラム１に電荷を直接注入でき
るようになり、帯電ローラ２による感光ドラム１の接触
帯電は帯電促進粒子の介存により直接注入帯電が支配的
となる。

【００８６】本実施例においては帯電ローラ２の芯金２
ａに−７００Ｖの直流電圧を印加した。これにより感光
ドラム１の表面はその印加電圧とほぼ等しい電位に直接
注入帯電される。

【００８７】本実施例においては、前述したように、帯
電ローラ２の表面の粗さＲｚ（十点平均粗さ）を帯電促
進粒子２ｄの平均粒径よりも大きいので、帯電ローラ２
の表面が十分に帯電促進粒子を保持しながら、変形して
まんべんなく感光ドラム表面を摺擦し、十分に帯電ロー
ラ２と感光ドラム表面が接触することが出来、直接電荷
の受け渡しが可能となる。即ち、帯電ローラ２はローラ
表面が帯電ニップ部ｎにおいて感光ドラム１と互いに逆
方向に移動するよう駆動している。よって、帯電ニップ
部ｎでは帯電ローラ表面に存在する微小な突起に帯電促
進粒子が保持されながら、帯電ローラ表面があらゆる形
状で感光ドラム表面に接触することで感光ドラム表面へ
の接触性が向上し、帯電ローラ２と感光ドラム１の帯電
ニップ部に存在する帯電ローラ表面の突起とそこに保持
される帯電促進粒子２ｄが感光ドラム表面を隙間なく摺
擦することで直接注入帯電が行われるのである。

【００８８】従って、従来の放電を主にしたローラ帯電
では得られなかった高い帯電性能が得られ、接触帯電部
材に印加した電位とほぼ同等の電位を被帯電体に与える
ことができる。よって、帯電に必要なバイアスは被帯電
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直接注入帯電が実現できる。

【００８９】このような構成の帯電手段で感光体の帯電
を行ったところ、帯電ローラの表面の微小な突起と帯電
促進粒子が感光体に接触し帯電ローラ表面がより密に感
光体に接触することが出来、良好な帯電均一性が得られ
た。

【００９０】〈実施例２〉本実施例では、帯電ローラ表
面の突起の形成をより簡単な方法で行うものである。

【００９１】具体的には、帯電ローラ成型時の型の内面
に所望な突起形状を作ることで、帯電ローラ表面に突起
形状を形成するものである。

【００９２】弾性体の材料である、抵抗調整したゴム材
を、所望の形状に成型するために、型の表面に凹凸を持
つように作成した金型に入れて成型を行う。

【００９３】本実施例では、金型内の凹凸は、帯電ロー
ラ表面に所望の表面粗さＲｚを得られるように成型し
た。これにより、本実施例では、Ｒｚ＝１３．５の表面
粗さを持つ帯電ローラが得られ、実施例１の帯電装置で
帯電性能を評価したところ、良好な直接注入帯電性が得
られた。

【００９４】本製造方法で、帯電ローラを製造する場合
には、研磨する行程が不要になるため、製造工程を簡略
化することが可能となった。また本実施例では、型の内
面の形状により、帯電ローラ表面の粗さＲｚを任意に設
定することが可能である。

【００９５】〈実施例３〉（図４） 本実施例では、被帯電体表面の抵抗を調節することで更
に安定して均一に帯電を行う。

【００９６】具体的に、本実施例においては実施例１に
おける被帯電体としての感光ドラム（感光体）として、
表面に電荷注入層を具備させたものにした。図４に本実
施例で用いた感光ドラム１の層構成を示す模式的な断面
図を示す。該感光ドラム１は表面に電荷注入層１６を設
けている。即ち、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１５の順に重ねて塗工された一般
的な有機感光体ドラムに電荷注入層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。

【００９７】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。

【００９８】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、像担持体（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。

【００９９】また本構成のように電荷注入層を用いない
場合でも、例えば電荷輸送層が上記抵抗範囲に有る場合
は同等の効果が得られる。さらに、表層の体積抵抗が約
１０¹³ Ωｃｍ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。

【０１００】実施例１で述べた帯電ローラと本実施例で
説明した電荷注入層を表層に持つ感光体を一般的な画像
形成装置に組み込んで用いたところ、帯電ローラ表面の
形状が感光体との接触性を向上させた上に、感光体表層
により直接注入帯電性が良好なために、１０００枚印字
後も良好な帯電均一性が得られた。

【０１０１】〈実施例４〉（図５） 本実施例は、転写式電子写真プロセス利用、接触帯電方
式、クリーナレス、プロセスカートリッジ着脱方式のレ
ーザープリンタ（記録装置）である。

【０１０２】（１）感光ドラム１ 図５において、１は像担持体（被帯電体）としての、φ
３０ｍｍの感光ドラムであり、矢印の時計方向Ａに５０
ｍｍ／ｓｅｃ周速で回転駆動される。

【０１０３】（２）帯電ローラ２ ２は感光ドラム１に対する接触帯電部材としての導電性
弾性ローラであり、本実施例のものは発泡弾性体を用い
た帯電ローラである。

【０１０４】具体的には、該帯電ローラの材料として、
抵抗調整のためにカーボンブラックを分散したウレタン
樹脂を発泡した発泡弾性体（商品名：ルビセル）を用い
た。この帯電ローラ表面は、研磨により、表面粗さＲｚ
が１６．５２である。

【０１０５】ルビセル以外の発泡弾性体の材料として、
ＥＰＤＭ、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ま
たはイオン性の導電剤等を分散したゴム剤または樹脂を
発泡させたものが挙げられる。

【０１０６】また表面粗さを研磨により形成したが、実
施例２に述べたように金型の内面に適当な粗さを設け、
原材料を型内に挿入し、型内発泡により所望の表面粗さ
Ｒｚを得ることも可能である。

【０１０７】この帯電ローラ２の表面には、初期より良
好な帯電状態にしておくために、予め帯電促進粒子２ｄ
を塗布してある。

【０１０８】帯電ローラ２は感光ドラム１に対して弾性
に抗して所定の押圧力をもって所定のニップ幅を形成さ
せて接触させてある。ｎは帯電ローラ２と感光ドラム１
との帯電ニップ部（帯電部）である。

【０１０９】またこの帯電ローラ２は本実施例において
は矢印の時計方向Ｂすなわち帯電ニップ部ｎにおいて感
光ドラム１の回転方向と逆方向（カウンター）に感光ド
ラム１と略同じ速度で移動するように凡そ８０ｒｐｍで
回転駆動され、感光ドラム１面に対して速度差を持って
接触する。

【０１１０】そしてこの帯電ローラ２に帯電バイアス印
加電源Ｓ１から所定の帯電電圧が印加される。本実施例
においては、帯電電圧として、帯電ローラ２のローラ芯
金２ａに帯電バイアス印加電源Ｓ１から−７００Ｖの直
流電圧印加した。

【０１１１】（３）露光装置７ ７は露光装置（露光器）であり、本実施例ではレーザー
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
転感光ドラム１の一様帯電面を走査露光Ｌする。７ａは
レーザービームスキャナ７の出力レーザー光を感光ドラ
ム１の露光部へ偏向するミラー部材である。この走査露
光Ｌにより回転感光ドラム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。

【０１１２】（４）現像装置３ ３は現像装置であり、回転感光ドラム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３は磁性一成分絶縁トナー（ネガトナー）３ｄ
を用いた反転現像装置である。３ａは非磁性の回転現像
スリーブであり、固定（非回転）のマグネットロール３
ｂを内包し、矢印の反時計方向に所定の周速度で回転駆
動される。

【０１１３】現像装置内に収容した磁性一成分絶縁トナ
ー３ｄは現像スリーブ３ａの外面に内部のマグネットロ
ール３ｂの磁気力でトナー層として磁気拘束されて保持
され、現像スリーブ３ａの回転に伴い搬送され、その搬
送過程で規制ブレード３ｃで層厚規制され、かつ電荷が
付与され、感光ドラム１と現像スリーブ３ａとの対向部
である現像部位ｄに搬送されて回転感光ドラム１面の静
電潜像をトナー像として反転現像する。

【０１１４】現像スリーブ３ａには現像バイアス印加電
源Ｓ２より所定の現像電圧が印加される。

【０１１５】本例における現像剤としての磁性一成分絶
縁トナー３ｄは、結着樹脂、色材、磁性体粒子、電荷制
御材等を混合し、混練、粉砕、分級の各行程を経て作成
し、さらに流動化剤を外添して作成されたものである。
トナーの重量平均粒径（Ｄ７）は７μｍであった。

【０１１６】（５）帯電促進粒子２ｄ 帯電促進粒子２ｄは、前述したように帯電ローラ２の表
面に予め塗布するとともに、上記現像装置３に収容させ
た現像剤である磁性一成分絶縁トナー３ｄ中に所定の割
合で配合添加している。

【０１１７】本実施例において用いた帯電促進粒子は、
実施例１で用いた導電性酸化亜鉛粒子であり、粒径は
４．５μｍで、現像剤に対する添加量は重量部で２部で
ある。

【０１１８】帯電促進粒子２ｄは特に感光ドラムの帯電
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、帯電促
進粒子が感光体上から被記録体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
のが望ましく、非磁性であることが好ましい。。また、
画像露光時に粒子による光散乱を防止するためにもその
粒径は構成画素サイズ以下であることが望ましい。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。

【０１１９】（６）転写手段４ ４は接触転写手段としての中抵抗で弾性のある回転転写
ローラであり、感光ドラム１に所定に圧接させて転写ニ
ップ部（転写部）ｅを形成させてある。

【０１２０】この転写ニップ部ｅ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記録材（転写材）
Ｐが給紙され、かつ転写ローラ４に転写バイアス印加電
源Ｓ３から所定の転写電圧が印加されることで、感光ド
ラム１側のトナー像が転写ニップ部ｅに給紙された記録
材Ｐの面に順次に転写されていく。

【０１２１】（７）定着装置５ ５は熱定着方式等の定着装置である。転写ニップ部ｅに
給紙されて感光ドラム１側のトナー像の転写を受けた記
録材Ｐは回転感光ドラム１の面から分離されてこの定着
装置５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。

【０１２２】本例のプリンタは、感光ドラム１、接触帯
電部材としての帯電ローラ２、現像装置３の３つのプロ
セス機器をカートリッジ２０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。２１・２１はプロセスカートリッジ２０の着脱案内
・保持部材である。なお、本発明に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。

【０１２３】（８）直接注入帯電 現像により感光ドラム１上に得られたトナー画像は記録
材Ｐに転写されるが、トナーの一部は転写残として感光
ドラム上に残ることになる。そして本実施例のプリンタ
はクリーナレスであるので、その転写残トナーはそのま
ま感光ドラム１と帯電ローラ２とのニップ部ｎに持ち運
ばれることになる。従来トナーは絶縁体であるため、帯
電ニップ部ｎに持ち運ばれる転写残トナーは帯電不良を
生じさせる原因となる。

【０１２４】しかし、本実施例においては、帯電ローラ
２の表面に予め帯電促進粒子２ｄが塗布されて存在する
ことと、現像装置３の現像剤３ｄに混合した帯電促進粒
子２ｄが現像および転写行程を経て感光ドラム１と帯電
ローラ２とのニップ部ｎに持ち運ばれて帯電ローラ２に
供給されることにより、帯電ローラ２にトナーが混入し
た場合でも帯電ローラ２の感光ドラム１への接触性と接
触抵抗をニップ部ｎに介存する帯電促進粒子２ｄにより
維持できるために実施例１で説明したように直接注入に
よる帯電を、装置使用の全く初期より、長期の使用後ま
で安定して維持することができる。

【０１２５】そして、帯電促進粒子２ｄが帯電ローラ２
から脱落しても、現像装置３から感光ドラム面を介して
供給され続けるため、帯電性を安定して維持することが
可能となる。

【０１２６】本実施例では、接触帯電部材としての帯電
ローラ２を発泡弾性体にすることで、帯電ニップ部ｎの
幅を大きくして帯電性能をさらに向上させるだけでな
く、特にクリーニング装置を持たない画像形成装置にお
いても転写残トナーによる弊害のない良好な出力画像を
得ることが出来る。具体的には、接触帯電部材としての
帯電ローラ２を発泡弾性体にすることで、帯電ローラ表
面の微小突起が非発泡弾性体の場合よりも若干長くな
り、感光ドラム表面に付着してきた多量の付着物、ここ
では転写残トナーや帯電促進粒子を取り込みかつ攪乱し
やすい構成となっている。

【０１２７】（９）クリーナレスシステム 前述したように、プリンタがクリーナレスであることで
感光ドラム１と帯電ローラ２とのニップ部ｎに持ち運ば
れた転写残トナー３ｄは帯電ローラ２に付着・混入し、
感光ドラム表面や帯電促進粒子２ｄとの摩擦により本実
施例においてはネガ化され（プラス→マイナス）、帯電
ローラ２から徐々に電気的に感光ドラム１上に吐き出さ
れる。この場合、帯電ローラ表面の微小な突起により攪
乱されつつ帯電ローラへ混入するが（トナーの一時的回
収）、本実施例においてはトナーと同時に帯電促進粒子
も帯電ローラに回収され保持されるため、帯電ローラ２
は感光ドラム１に対し緻密な接触と接触抵抗を保つこと
ができる。従って直接注入帯電が可能になる。そして帯
電ローラ２に混入したトナーは徐々に帯電ローラ２から
吐き出される。帯電ローラ２には帯電促進粒子２ｄ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
する転写残トナーの付着力が低減化されて帯電ローラ２
から感光ドラム１上にへのトナーの吐き出し効率が向上
する。

【０１２８】帯電ローラ２から感光ドラム１上に吐き出
されたトナーは感光ドラム１面の回転移動とともに現像
部位ｄに至り、現像装置３において再度回収（現像同時
クリーニング）あるいは現像に供される（トナーリサイ
クル）。

【０１２９】現像同時クリーニングは前述したように、
転写後に感光ドラム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、即ち引き続き感光ドラムを帯電
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ドラム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、感光ドラムの暗
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ドラム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。

【０１３０】以上の行程を繰り返すことにより、トナー
リサイクルを可能にしながら、直接注入帯電を行い、か
つそれを長期に渡り維持することができる。転写残トナ
ーと帯電促進粒子が撹乱されつつ帯電ローラ２に取り込
まれるので、転写残トナーによるゴーストのない均一な
出力画像を得ることが出来る。

【０１３１】本実施例の装置で画像出力を行ったとこ
ろ、３０００枚印字で、クリーナレスによるゴースト画
像のない安定した帯電性が得られた。

【０１３２】また、感光ドラム１を実施例３で説明した
電荷注入層１６があるものに変更したところ、５０００
枚印字においても良好な画像印字を行うことが出来た。

【０１３３】本実施例においては、クリーナレスシステ
ムであるにも関わらず、帯電ニップ部ｎに持ち運ばれる
転写残トナーが帯電ローラ表面の突起によって十分に攪
乱されつつ帯電ローラに一時的に回収され、かつ突起と
帯電促進粒子が感光ドラム面に密に接触して帯電を行う
ので、転写残トナーの帯電ニップ部ｎのすり抜けによる
ゴーストなどの画像不良や帯電不良のない良好な画像を
出力する画像形成装置が提供できる。

【０１３４】〈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。

【０１３５】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、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。

【０１３６】２）接触帯電部材２や現像スリーブ３ａに
対する印加バイアスにＡＣ電圧（交番電圧、周期的に電
圧値が変化する電圧）を含ませる場合におけるそのＡＣ
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。

【０１３７】３）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。

【０１３８】４）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。

【０１３９】５）現像手段３は実施形態例では一成分磁
性トナーによる反転現像装置を例に説明したが、現像装
置構成について特に限定するものではない。正規現像装
置であってもよい。

【０１４０】６）転写手段４はローラ転写に限らず、ベ
ルト転写やコロナ放電転写など任意である。

【０１４１】７）転写ドラムや転写ベルト等の中間転写
体などを用いて、単色画像ばかりでなく、多重転写等に
より多色やフルカラー画像を形成する画像形成装置であ
ってもよい。

【０１４２】８）転写方式の画像形成装置に限られず、
直接方式の画像形成装置であってもよいし、画像表示装
置（ディスプレイ装置）としての画像形成装置であって
もよい。

【０１４３】９）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。

【０１４４】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。

【０１４５】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。

【０１４６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、接触
帯電部材として帯電ローラやファーブラシなど簡易な部
材を用いた場合でも、また接触帯電部材の汚染にかかわ
らず、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装置、
即ち低印加電圧・オゾンレスで、帯電均一性に優れ且つ
長期に渡り安定した性能の直接注入帯電装置を簡易な構
成で実現することができる。

【０１４７】そしてこの帯電装置を像担持体の帯電手段
として用いることで、接触帯電方式の画像記録装置、接
触帯電方式・転写方式の画像記録装置、さらには接触帯
電方式・転写方式・トナーリサイクルシステムの画像記
録装置について、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、また該接触帯電部材
のトナー汚染にかかわらず、低印加電圧でオゾンレスの
直接注入帯電とトナーリサイクル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ができる。

【０１４８】表面の十点平均粗さＲｚが帯電促進粒子の
平均粒径よりも大きい弾性体の接触帯電部材を被帯電体
（像担持体）に対して速度差を持って当接させ、少なく
とも接触帯電部材と被帯電体との間に帯電促進粒子を存
在させることにより、接触帯電部材と被帯電体との接触
性が向上し、直接注入帯電において十分な接触性が得ら
れ、均一な帯電が可能となる。

【０１４９】また、本発明により、特にクリーニング装
置を持たない画像形成装置においても、転写残トナーと
帯電促進粒子が攪乱されつつ接触帯電部材表面に取り込
まれるので、転写残トナーによるゴーストのない均一な
出力画像を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の帯電装置の概略構成図

【図２】表面を粗し処理した帯電ローラの拡大横断面模
型図

【図３】帯電ローラの研磨加工要領図

【図４】実施例３で用いた感光ドラムの層構成模型図

【図５】実施例４の画像形成装置（クリーナレス）の概
略構成図

【図６】帯電特性グラフ

【符号の説明】

１ 感光ドラム（像担持体、被帯電体） ２ 帯電ローラ（接触帯電部材） ２ｄ 帯電促進粒子 ３ 現像装置 ４ 転写ローラ ５ 定着装置 ７ レーザビームスキャナ（露光装置） Ｓ１〜Ｓ３ バイアス印加電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−103878（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−5748（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−311890（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−149197（ＪＰ，Ａ) 特開2000−81765（ＪＰ，Ａ) 特開2000−81752（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−241423（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−127490（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 G03G 15/16 103 G03G 15/08 501

Claims (22)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧を印加した、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表面をニップ
   部で注入帯電する帯電方法であり、 帯電部材は被帯電体に対して速度差を持って移動し、 少なくとも帯電部材と被帯電体とのニップ部に帯電促進
   粒子を担持し、 帯電部材の表面の十点平均粗さＲｚが帯電促進粒子の平
   均粒径よりも大きく、 帯電促進粒子はトナーを帯電部材の帯電極性と同じ極性
   に摩擦帯電する ことを特徴とする帯電方法。
2. 【請求項２】 帯電促進粒子の抵抗値が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】 被帯電体の最表面層の体積抵抗が１×１
   ０^１４（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項
   １または２に記載の帯電方法。
4. 【請求項４】 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３の何れかに記載の帯電方法。
5. 【請求項５】 被帯電体と帯電部材はニップ部において
   互いに逆方向に移動することを特徴とする請求項１から
   ４の何れかに記載の帯電方法。
6. 【請求項６】 帯電部材が弾性発泡体より構成される回
   転体であることを特徴とする請求項１から５の何れかに
   記載の帯電方法。
7. 【請求項７】 電圧を印加した、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表面をニップ
   部で注入帯電する帯電装置であり、 帯電部材は被帯電体に対して速度差を持って移動し、 少なくとも帯電部材と被帯電体とのニップ部に帯電促進
   粒子を担持し、 帯電部材の表面の十点平均粗さＲｚが帯電促進粒子の平
   均粒径よりも大きく、 帯電促進粒子はトナーを帯電部材の帯電極性と同じ極性
   に摩擦帯電する ことを特徴とする帯電装置。
8. 【請求項８】 帯電促進粒子の抵抗値が１×１０
   ^１２（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項７
   に記載の帯電装置。
9. 【請求項９】 被帯電体の最表面層の体積抵抗が１×１
   ０^１４（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項
   ７または８に記載の帯電装置。
10. 【請求項１０】 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７から９の何れかに記載の帯電装
    置。
11. 【請求項１１】 被帯電体と帯電部材はニップ部におい
    て互いに逆方向に移動することを特徴とする請求項７か
    ら１０の何れかに記載の帯電装置。
12. 【請求項１２】 帯電部材が弾性発泡体より構成される
    回転体であることを特徴とする請求項７から１１の何れ
    かに記載の帯電装置。
13. 【請求項１３】 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、像担持体を帯電する工程手段が請求項
    ７ないし１２の何れか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。
14. 【請求項１４】 像担持体と、請求項７ないし１２の何
    れかに記載の帯電装置と、像担持体に形成された静電潜
    像をトナーによって可視化する現像手段であって、像担
    持体上の残留トナーをクリーニングする現像手段と、を
    備え、帯電促進粒子はトナーを正規の帯電極性に摩擦帯
    電することを特徴とする画像形成装置。
15. 【請求項１５】 像担持体と、該像担持体を帯電する帯
    電手段と、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する画像
    情報書き込み手段と、その静電潜像をトナーによって可
    視化する現像手段と、そのトナー像を記録媒体に転写す
    る転写手段を有し、前記現像手段がトナー像を記録媒体
    に転写した後に像担持体上に残留したトナーを回収する
    クリーニング手段を兼ね、像担持体は繰り返して作像に
    供する画像形成装置であり、帯電手段が請求項７ないし
    １２の何れか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。
16. 【請求項１６】 像担持体の帯電面に静電潜像を形成す
    る画像情報書き込み手段が像露光手段であることを特徴
    とする請求項１５に記載の画像形成装置。
17. 【請求項１７】 現像手段は、静電潜像をトナーによっ
    て反転現像することを特徴とする請求項１４ないし１６
    の何れかに記載の画像形成装置。
18. 【請求項１８】 帯電部材の表面の十点平均粗さＲｚが
    静電潜像の画素サイズ以下であることを特徴とする請求
    項１４ないし１７の何れかに記載の画像形成装置。
19. 【請求項１９】 像担持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１３から１８の何れかに記載の画像
    形成装置。
20. 【請求項２０】 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７ない
    し１２の何れか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。
21. 【請求項２１】 像担持体に形成された静電潜像をトナ
    ーによって可視化する現像手段であって、像担持体上の
    残留トナーをクリーニングする現像手段を備え、帯電促
    進粒子はトナーを正規の帯電極性に摩擦帯電することを
    特徴とする請求項２０に記載のプロセスカートリッジ。
22. 【請求項２２】 現像手段は、静電潜像をトナーによっ
    て反転現像することを特徴とする請求項２０または２１
    に記載のプロセスカートリッジ。