JPH0720687A - 帯電部材、帯電装置、画像形成装置、及びプロセス カートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 帯電部材２に電圧を印加し、画像形成装置に
おける被帯電体１に当接もしくは近接させて被帯電体面
を帯電する帯電手段、或は該帯電手段を用いた画像形成
装置やプロセスカートリッジにおいて、帯電部材表面に
対する異物としての現像剤等の付着蓄積に起因する、帯
電不良、出力画像不良の問題を解消すること。画像干渉
縞や帯電音の発生を防止すること。 【構成】 帯電部材２は、該帯電部材の被帯電体対向面
が現像剤の摩擦帯電極性と同じ摩擦帯電極性を有する材
料層２ｂで覆われていること。帯電部材２の被帯電体対
向面が被帯電体１の面移動方向最下流部の被帯電体１と
の当接位置０．０または最近接位置から引いた接線Ｓよ
り被帯電体側にあること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、帯電部材、帯電装置、
画像形成装置、及びプロセスカートリッジに関する。

【０００２】より詳しくは、 ａ．被帯電体に当接もしくは近接させ、電圧を印加して
被帯電体面を帯電する帯電部材 ｂ．電圧を帯電部材に印加し、この帯電部材を被帯電体
に当接もしくは近接させて被帯電体面を帯電する帯電装
置 ｃ．被帯電体面を帯電装置で帯電し、その帯電面に画像
情報の書き込みをして画像形成を実行する、レーザービ
ームプリンター等の画像形成装置 ｄ．少なくとも、被帯電体と、該被帯電体を帯電する帯
電装置とを包含し、画像形成装置に対して着脱されるプ
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・
レーザービームプリンターなど）、静電記録装置等の画
像形成装置において、感光体・誘電体等の像担持体、そ
の他の被帯電体を帯電処理（除電処理も含む）する手段
としては、コロナ放電装置を用い該装置から発生するコ
ロナに被帯電体面をさらす非接触式の帯電手段が広く利
用されていた。

【０００４】近時は接触式の帯電手段（接触帯電）の採
用が進められている。接触帯電は、ローラ型・ブレード
型などの帯電部材（接触帯電部材、導電性部材）に電圧
を印加しこの帯電部材を被帯電体に当接もしくは近接さ
せて被帯電体面を帯電するものである。

【０００５】ここで、帯電部材は被帯電体面に必ずしも
接触している必要はなく、帯電部材とひ帯電体面との間
に、ギャップ間電圧と補正パッシェンカーブで決まる放
電可能領域さえ確実に保証されれば、非接触（近接）で
ま構わないもので、この場合も接触帯電の範疇とする。

【０００６】接触帯電は、非接触帯電のコロナ放電装置
に比べて、被帯電体面に所望の電位を得るのに必要とさ
れる印加電圧の低電圧化がはかれること、帯電過程で発
生するオゾン量がごく微量でありオゾン除去フィルター
の必要性がなくなること、そのため装置の排気系の構成
が簡略化されること、メンテナンスフリーであること、
構成が簡単であること、等の長所を有している。

【０００７】接触帯電に関し、本出願人が先に提案（特
開昭６３ー１４９６６９号公報等）したように、振動電
圧（時間と共に電圧値が周期的に変化する電圧）、特に
は、直流電圧を印加したときの被帯電体の帯電開始電圧
の２倍以上のピーク間電圧を有する振動電圧を帯電部材
に印加して帯電を実行させる方式（振動電圧印加方式、
以下、ＡＣ印加方式と記す）は、均一な帯電（除電）処
理をすることが可能であり、例えば、画像形成装置にお
いて、感光体等の像担持体、その他の被帯電部材を帯電
処理する手段として、コロナ放電装置に替わるものとし
て注目され、実用化もされている。

【０００８】振動電圧は振動電圧成分（以下、ＡＣ成分
と記す）、もしくは該ＡＣ成分と直流電圧成分（目標帯
電電位に相当する電圧、以下ＤＣ成分と記す）との重畳
電圧であり、ＡＣ成分の波形としては正弦波・矩形波・
三角波など適宜である。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電圧であってもよ
い。

【０００９】図９に被帯電体としての像担持体の帯電手
段として上述のＡＣ印加方式の接触帯電装置を採用した
画像形成装置の一例の概略構成を示した。本例の画像形
成装置は電子写真プロセス利用のレーザービームプリン
ターである。

【００１０】１は被帯電体としてのドラム型の電子写真
感光体（以下、感光ドラムと記す）であり、矢印Ａの時
計方向に所定の周速度（プロセススピード）にて回転駆
動される。

【００１１】２０は帯電部材としての帯電ローラ（導電
性ローラ）であり、芯金棒２１と、その外周に形成した
導電性ゴム製等の導電性ローラ体２２とよりなる。この
帯電ローラ２０は芯金棒２１の両端部にそれぞれ作用さ
せた押し圧ばね２３の押し圧力で感光ドラム１面に対し
て所定の押し圧力をもって圧接しており、本例の場合は
感光ドラム１の回転にともない従動回転する。

【００１２】４は帯電ローラ２０に対する電圧印加電源
であり、この電源４により帯電ローラ２の芯金棒２１に
接触させた接点板ばね３を介して感光ドラム１の帯電開
始電圧の２倍以上のピーク間電圧Ｖｐｐを有するＡＣ成
分ＶａｃとＤＣ成分Ｖｄｃとの重畳電圧（Ｖａｃ＋Ｖｄ
ｃ）が帯電ローラ２０に印加されて、回転駆動されてい
る感光ドラム１の外周面がＡＣ印加方式で均一に接触帯
電処理される。

【００１３】一方、コンピューター・ワードプロセッサ
ー・画像読み取り装置等のホスト装置（不図示）から目
的の画像（印字）情報の時系列電気デジタル画素信号が
レーザースキャナ（不図示）に入力され、コントローラ
ーにより制御された該レーザースキャナから該入力画素
信号に対応して一定の印字密度Ｄｄｐｉで画像変調され
たレーザー光５が出力され、前記回転感光ドラム１の帯
電処理面に対して該出力レーザー光５によるライン走査
（ドラム母線方向の主走査露光）がなされることで、目
的の画像情報の書き込みがなされて回転感光ドラム１面
に該画像情報の静電潜像が形成される。

【００１４】その潜像が現像器の現像スリーブ６により
本例の場合は反転現像でトナー像として可視化される。
現像器の現像スリーブ６は内側にマグネットを備えたス
リーブ形状であり、その表面に現像剤としてのトナーが
所定の厚さで存在している。感光ドラム１の回転に従動
して現像スリーブも回転するためトナーは摩擦により任
意の極性に帯電される。この時の極性はトナーを構成す
る樹脂及び配合される添加剤によってネガ（−）又はポ
ジ（＋）に決定されるのである。

【００１５】現像スリーブ６には直流成分と交流成分が
重畳印加されており、感光ドラム１の潜像部との間に電
位差が生じるように設定されている。この電位差により
トナーは現像スリーブ表面から感光ドラム１の潜像部め
がけて飛翔し、感光ドラム上に可視像としてのトナー像
が形成される。

【００１６】そのトナー像が、不図示の給紙部から感光
ドラム１と転写ローラ８との圧接ニップ部（転写部位）
に所定のタイミングで給送された転写材（記録紙）１４
に順次に転写されていく。

【００１７】トナー像転写を受けた転写材１４は感光ド
ラム１面から分離されて不図示の定着手段へ搬送され、
トナー像定着を受けて画像形成物として出力される。ま
た転写材分離後の回転感光ドラム１面はクリーニング器
（クリーナ）のクリーニングブレード９で転写残りトナ
ー等の残留付着物の除去を受けて清掃され、繰り返して
作像に供される。

【００１８】

【本発明が解決しようとしている問題点】ところで、上
記のようなＡＣ印加方式の帯電装置を像担持体の帯電手
段として利用した前記のような画像形成装置についての
問題点として次のような事項が挙げられる。

【００１９】（１）帯電部材として板状など非回転の部
材を用いたとき、該帯電部材は被帯電体としての感光ド
ラムの回転時にも常に同じ位置に存在する。加えて感光
ドラムの帯電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧を印加
するため、クリーニングブレードを擦り抜けた現像剤
（トナー、外添剤など）や周囲を浮遊する現像剤が振動
電圧の作り出す電界により感光ドラムと帯電部材との間
を行き来し、帯電部材が現像剤と逆の帯電系列の場合は
お互いが引き付け合い蓄積していく。

【００２０】通常の環境下では何んら問題は生じない
が、高湿環境下ではこれら蓄積した異物が吸水し、局部
的に帯電部材表面の電気抵抗を降下させ、画像上に白黒
の斑点模様を感光ドラムの回転方向に添って発生させて
しまう。

【００２１】この現象は上記のように帯電部材表面に蓄
積した異物の吸水に起因するものであり、局部的に抵抗
が下がるため、印加された電圧により発生した電流が帯
電部材内を通過し表面に到達する際、最も抵抗の低い場
所に集中するため異常放電を起こし、表面電位が過剰に
なったり、逆に下がり過ぎる為に発生するのである。

【００２２】（２）また、図１０のように、実線示の横
線パターン画像１４ａ（１４は記録紙）を出力させたと
き、横線パターン間隔が、帯電部材２０に電圧を印加す
る電源４のＡＣ成分周波数で決まる感光ドラム表面電位
の破線示の所謂「サイクルムラ」１４ｂに近くなると、
画像面に「干渉縞」（モアレ）１４ｃが発生してしまう
ことである。

【００２３】電源４のＡＣ成分周波数ｆは、部品精度等
の関係上、決められた値からプラス・マイナス１０％は
バラツキをもっており、電源によっては横線パターン１
４ａの空間周波数に近接してしまい、レベルのひどい干
渉縞１４ｃが発生することもあった。

【００２４】また、本出願人はこの干渉縞の対策のため
プロセススピードに応じて帯電部材２０に印加する電源
のＡＣ成分周波数を大きくする方式を先に提案した。し
かしながら、画像形成装置の高速化にともない、近年の
ようにプロセススピードが速くなってくると、一次の電
源周波数に起因して発生する所謂「帯電音」も一次周波
数の増大にともない大きくなり問題となった。

【００２５】このサイクルムラはプロセススピードが速
いときや、一次電源の周波数が相対的に小さいときに
は、帯電部材２０による感光ドラム上表面電位の充放電
のピッチが大きくなるので結果的にサイクルムラのピー
クツーピーク（PEAK TO PEAK）も大きくなり、サイクル
ムラが目立つように成るのである。

【００２６】Ａ．「干渉縞」の発生原因 干渉縞１４ｃの発生原因について前述図９のレーザービ
ームプリンターを例にして今少し説明する。

【００２７】ａ．振動電圧成分周波数をｆ、 ｂ．装置のプロセススピードとしての、感光ドラム（像
担持体）２０の面移動速度（回転周速度）をＶｐ、 ｃ．帯電の空間周波数をλｓｐ（＝Ｖｐ/ ｆ）、 ｄ．ライン走査の印字密度をＤ ｄｐｉ（ドット/ イン
チ）、 ｅ．ライン走査のライン幅をｎ ｄｏｔｓ、 ｆ．ラインとラインの間の空隙をｍ ｓｐａｃｅｓ、 ｇ．１ｄｏｔ径をｄ（＝２５. ４/ Ｄ）、 ｈ．ラインピッチをＬｐ（＝（ｎ＋ｍ）ｄ） とする。

【００２８】図１１において、間隔の細かい破線グラフ
線イは、レーザーのｏｎ，ｏｆｆを示しており、山の部
分がレーザーがオフ、谷の部分がレーザーがオンの場合
を示している。実線グラフ線ロは、感光ドラム上のサイ
クルムラを表しており、ピッチの荒い破線グラフ線ハ
は、明部電位（Ｖ_L ）を示している。矢印は感光ドラム
の面移動方向Ａである。ここでレーザーがｏｎの間に感
光ドラム１面は主走査方向にライン走査される。

【００２９】レーザーのｏｆｆからｏｆｆまでの長さＬ
ｐ、即ちラインピッチは次式で求められる。条件は１ｄ
ｏｔ，１ｓｐａｃｅの横線１４ａを印字密度４００ｄｐ
ｉで出力するものとする。

【００３０】まず１ドット径ｄは４００ｄｐｉでは ｄ＝２５. ４×１０００/ ４００＝６３. ５μｍ （１インチ＝２５. ４ｍｍ）となる。

【００３１】次にｎ ｄｏｔｓ，ｍ ｓｐａｃｅｓの横
線では（ｎ＝ｍ＝１）、 Ｌｐ＝（ｎ＋ｍ）ｄ＝１２７. ０μｍ ・・・（１） となる。

【００３２】このｎ ｄｏｔｓ，ｍ ｓｐａｃｅｓは、
感光ドラム１に対してライン走査によりレーザーのｏｎ
で副走査方向にｎ個のｄｏｔｓ（ライン幅ｎ ｄｏｔ
ｓ）で露光した後、レーザーｏｆｆにより副走査方向に
ｍ個のｄｏｔｓ分のｓｐａｃｅｓをあけることにより繰
り返すものである。

【００３３】接触帯電では、コロナ帯電と異なり、感光
ドラム１と帯電ローラ２０による帯電距離が非常に狭い
ため、電源４の変動影響を受けやすい。つまり図１１の
実線グラフ線ロに示すように、感光ドラム１上の暗部電
位Ｖ_D は印加電源４の振動電圧成分周波数ｆとプロセス
スピードＶｐで決まる空間波長λｓｐ（＝Ｖｐ/ ｆ）の
「サイクルムラ」と呼ばれる帯電ムラを有している。

【００３４】このサイクルムラはプロセススピードが速
いときや、一次電源の周波数が相対的に小さいときに
は、帯電部材２０による感光ドラム上表面電位の充放電
のピッチが大きくなるので結果的にサイクルムラのピー
クツーピーク（PEAK TO PEAK）も大きくなり、サイクル
ムラが目立つように成るのである。

【００３５】このサイクルムラの空間波長λｓｐは前に
も述べたように周波数のばらつきやプロセススピードの
ばらつきにより多少変動するものだが、次のようにして
測定することが出来る。

【００３６】まず帯電ローラ２０で感光ドラム１を一様
に帯電した後、均一に前面露光を行う。露光量は感光ド
ラム１上のサイクルムラがはっきりと現像されるレベル
になるように調節する。この行程の後、現像されたサイ
クルムラを転写紙に転写、ついで定着する。そして転写
紙上のサイクルムラをルーペで計測することによって空
間波長λｓｐの変動範囲を測定することが出来る。

【００３７】プロセススピードＶｐ＝１２πｍｍ／ｓ，
ｆ＝３００Ｈｚとすると、 λｓｐ＝１２５. ６μ となる。したがってラインピッチＬｐ＝１２７. ０μと
空間波長λｓｐ＝１２５. ６μはほぼ等しくなり、両者
の位相が一致すると、図１１の（１）の明部電位Ｖ_L を
表す荒い破線グラフ線ハに示すように、現像バイアスＶ
ｄｅｖを切る明部の電位の落込みは大きくなり、ライン
は太く現像される。逆にラインピッチＬｐと空間波長λ
ｓｐの位相が図１１の（２）のように半波長だけずれる
と、ラインは細く現像される。

【００３８】また帯電ローラ２０は耐久によりローラ表
面にトナー・シリカ・紙粉等が部分的に付着し、その部
分が余分な静電容量を持つようになる。従って同じ電源
４を帯電ローラ２０の芯金棒２１に印加しても感光ドラ
ム１上に誘起される表面電位は帯電ローラ２０表面に余
分な静電容量がある部分は、それがない部分と比べて、
位相がずれてしまうのである。

【００３９】このように、帯電ローラ２０の軸方向にお
ける、静電容量が異なり、位相がずれると、図１０に示
すような干渉縞１４ｃが発生するのである。

【００４０】以上説明したように、一枚のプリント画像
上に同じラインピッチの線が印字されているにもかかわ
らず、鮮明に現像される部分と、されない部分が混在す
るため干渉縞１４ｃが目だつのである。

【００４１】 Ｂ．各印字密度ｄｐｉに於ける適正周波数範囲 ２４０ｄｐｉに於ける干渉縞発生点は次の様に求めるこ
とができる。ライン走査のライン幅ｎとラインとライン
の間隔ｍの和をＮ（最小ラインピッチのＮ倍（＝ｎ＋
ｍ）、言い替えれば複数ラインの一周期ドット数を示
す）とする。一次周波数をｆとする。干渉縞が発生する
点は以下の式から求めることが出来る。

【００４２】 ｆ＝Ｖｐ／（２５. ４／Ｄ×Ｎ／Ｍ） ・・・（２） また電源４の振動電圧成分（ＡＣ成分）は正弦波だけで
なく、三角波、さらには直流電圧をスイッチングするこ
とにより得られる矩形波等でも同様なことがいえる。

【００４３】Ｃ．「帯電音」の発生原因 帯電音発生のメカニズムを図１２の模型図を用いて説明
する。

【００４４】１は被帯電体としての感光ドラムであり、
４０ｍｍ／ｓの周速で回転している。１ｂはアルミニウ
ム製の接地された導電性基層（基板）、１ａはその基層
外面に形成された感光層である。２０はこの感光ドラム
１の面に圧接させた接触帯電部材としての帯電ローラで
あり、２１は芯金、２２はカーボン分散のＥＰＤＭ等の
導電性ゴム材製のソリッドの帯電層である。

【００４５】１）帯電部材２０には印加振動電圧（Ｖａ
ｃ＋Ｖｄｃ）のＡＣ成分により、ある瞬間には、（ａ）
の太い実線のように感光層１ａを挟んで帯電層２２側に
プラス、基層１ｂ側にマイナスの電荷が誘起される。

【００４６】２）これらのプラスとマイナスの電荷は互
いに引き合うので、帯電層２２の表面は感光ドラム１側
に帯電層２２の弾性に抗して引きつけられて太い実線の
位置から細い実線の位置（（ｂ）では太い実線の位置）
に移動する。

【００４７】３）ついでＡＣ電界が逆転を始めると、帯
電層２２側のプラス電荷と、基層１ｂ側のマイナス電荷
はそれぞれ誘起してきた逆極性の電荷によって打ち消さ
れ始める。

【００４８】そして交流電界がちょうどプラスからマイ
ナスに変わるときには、帯電層２２側のプラス電荷と、
基層１ｂ側のマイナス電荷は消滅する。（ｂ）はこの消
滅時の状態を示している。

【００４９】４）その結果、帯電層２２の表面は帯電層
２２の弾性に抗しての引きつけ力が解除されることで弾
性戻り力で（ｂ）の太い実線の位置から細い実線の位置
（（ａ）の太い実線の位置）へ戻ることになる。

【００５０】５）更にＡＣ電界がマイナスのピークを向
かえるときには（ｃ）に示されるように、帯電層２２側
にはマイナス、基層１ｂ側にはプラスの電荷が誘起され
る。このためそのマイナスとプラスの両電荷の引き合い
力で、帯電層２２の表面は再び感光ドラム１側に帯電層
２２の弾性に抗して引きつけられて太い実線の位置から
細い実線の位置に移動する。

【００５１】このようにＡＣ電界のプラスとマイナスの
繰り返し反転に対応して、帯電層２２の表面が帯電層２
２の弾性に抗して感光ドラム１側へ引きつけられて位置
移動する運動と、引きつけ力の解除による戻り移動運動
との繰り返し現象が生じることで、帯電部材２０が振動
電圧の印加に伴い振動を始め、その結果「帯電音」が発
生するものと考えられる。

【００５２】ＡＣ成分の周波数をｆ、帯電部材２０の振
動周波数をＦとすると、上記の説明で明らかなように、
ＡＣ電圧の１周期の間に帯電部材２０は２回振動するこ
とになるので、両者ｆとＦの間には次の関係がある。

【００５３】 ２ｆ（Ｈ_Z ）＝Ｆ（ｃ／ｓ） ・・・（３） 帯電音は接触帯電部材が帯電ローラである場合に限ら
ず、帯電ブレードや帯電パッド等でも同様のメカニズム
で発生する。

【００５４】従来装置に於いて、帯電部材２０の印加Ａ
Ｃ成分交流バイアスを ２. ０ＫＶｐｐ／６００Ｈｚ とし、画像形成装置を無響室にセットし、帯電音を測定
したところ、５５ｄＢであった。これは、コロナ帯電の
場合の５０ｄＢより騒音が大きくなってしまった。そこ
で帯電音対策として従来以下の方法が検討された。

【００５５】ａ）印加ＡＣ成分の周波数を落とす。この
場合、周波数を３００Ｈｚ以下にすれば帯電音はかなり
改善されるが、プロセススピードの速い高速機の場合
は、サイクルムラが目だつようになり干渉縞も悪化す
る。

【００５６】ｂ）印加ＡＣ成分のピーク間電圧Ｖｐｐを
帯電開始電圧の２倍の値より、更に小さくする。この場
合、帯電音をかなり改善することが出来る。しかしなが
ら、この場合、感光ドラム上に均一な帯電を与えること
が出来ず、斑点状の帯電むらが発生する。

【００５７】ｃ）帯電音を解消すべく、感光ドラムの内
部にゴム等で出来た防振部材を挿入する。しかし、この
方法は感光ドラムの変形、重量化、製造コストの点でい
ずれも問題がある。

【００５８】そこで本発明は、前記（１）のような帯電
部材表面に対する異物としての現像剤等の付着蓄積に起
因する出力画像不良の問題を解消することを目的とす
る。

【００５９】また前記（２）のような画像干渉縞や帯電
音の問題を解消する、即ちサイクルムラを目立ちにくく
し、印加周波数も小さくすることを可能にして、画像干
渉縞や帯電音を問題のないレベルに抑えることを可能に
したものを提供することを目的とする。

【００６０】

【問題点を解決するための手段】本発明は、下記の構成
を特徴とする帯電部材、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。

【００６１】（１）電圧を印加し、画像形成装置におけ
る被帯電体に当接もしくは近接させて被帯電体面を帯電
する帯電部材であり、該帯電部材の被帯電体対向面が現
像剤の摩擦帯電極性と同じ摩擦帯電極性を有する材料で
覆われていることを特徴とする帯電部材。

【００６２】（２）電圧を印加し、画像形成装置におけ
る被帯電体に当接もしくは近接させて被帯電体面を帯電
する帯電部材であり、該帯電部材の被帯電体対向面が被
帯電体の面移動方向最下流部の被帯電体との当接位置ま
たは最近接位置から引いた接線より被帯電体側にあり、
該帯電部材の被帯電体対向面が現像剤の摩擦帯電極性と
同じ摩擦帯電極性を有する材料で覆われていることを特
徴とする帯電部材。

【００６３】（３）帯電部材は体積抵抗率が１０⁵ Ωｃ
ｍ〜１０¹²Ωｃｍに調整された抵抗部材であることを特
徴とする（１）又は（２）に記載の帯電部材。

【００６４】（４）帯電部材に印加される電圧が振動電
圧であることを特徴とする（１）または（２）に記載の
帯電部材。

【００６５】（５）帯電部材に印加される振動電圧は、
直流電圧を印加したときの被帯電体の帯電開始電圧の２
倍以上のピーク間電圧を有することを特徴とする（４）
に記載の帯電部材。

【００６６】（６）電圧を帯電部材に印加し、この帯電
部材を画像形成装置における被帯電体に当接もしくは近
接させて被帯電体面を帯電する帯電装置において、帯電
部材は、該帯電部材の被帯電体対向面が現像剤の摩擦帯
電極性と同じ摩擦帯電極性を有する材料で覆われている
ことを特徴とする帯電装置。

【００６７】（７）電圧を帯電部材に印加し、この帯電
部材を画像形成装置における被帯電体に当接もしくは近
接させて被帯電体面を帯電する帯電装置において、帯電
部材は、該帯電部材の被帯電体対向面が被帯電体の面移
動方向最下流部の被帯電体との当接位置または最近接位
置から引いた接線より被帯電体側にあり、該帯電部材の
被帯電体対向面が現像剤の摩擦帯電極性と同じ摩擦帯電
極性を有する材料で覆われていることを特徴とする帯電
装置。

【００６８】（８）帯電部材は体積抵抗率が１０⁵ Ωｃ
ｍ〜１０¹²Ωｃｍに調整された抵抗部材であることを特
徴とする（６）又は（７）に記載の帯電装置。

【００６９】（９）帯電部材に印加される電圧が振動電
圧であることを特徴とする（６）または（７）に記載の
帯電装置。

【００７０】（１０）帯電部材に印加される振動電圧
は、直流電圧を印加したときの被帯電体の帯電開始電圧
の２倍以上のピーク間電圧を有することを特徴とする
（９）に記載の帯電装置。

【００７１】（１１）被帯電体面を帯電装置で帯電し、
その帯電面に画像情報の書き込みをして画像形成を実行
する画像形成装置において、前記帯電装置は、電圧を帯
電部材に印加し、この帯電部材を被帯電体に当接もしく
は近接させて被帯電体面を帯電する帯電装置であり、帯
電部材は、該帯電部材の被帯電体対向面が現像剤の摩擦
帯電極性と同じ摩擦帯電極性を有する材料で覆われてい
ることを特徴とする画像形成装置。

【００７２】（１２）被帯電体面を帯電装置で帯電し、
その帯電面に画像情報の書き込みをして画像形成を実行
する画像形成装置において、前記帯電装置は、電圧を帯
電部材に印加し、この帯電部材を被帯電体に当接もしく
は近接させて被帯電体面を帯電する帯電装置であり、帯
電部材は、該帯電部材の被帯電体対向面が被帯電体の面
移動方向最下流部の被帯電体との当接位置または最近接
位置から引いた接線より被帯電体側にあり、該帯電部材
の被帯電体対向面が現像剤の摩擦帯電極性と同じ摩擦帯
電極性を有する材料で覆われていることを特徴とする画
像形成装置。

【００７３】（１３）帯電部材は体積抵抗率が１０⁵ Ω
ｃｍ〜１０¹²Ωｃｍに調整された抵抗部材であることを
特徴とする（１１）又は（１２）に記載の画像形成装
置。

【００７４】（１４）帯電部材に印加される電圧が振動
電圧であることを特徴とする（１１）または（１２）に
記載の画像形成装置。

【００７５】（１５）帯電部材に印加される振動電圧
は、直流電圧を印加したときの被帯電体の帯電開始電圧
の２倍以上のピーク間電圧を有することを特徴とする
（１４）に記載の画像形成装置。

【００７６】（１６）被帯電体面の帯電面に対する画像
情報の書き込みがライン走査でなされることを特徴とす
る（１１）または（１２）に記載の画像形成装置。

【００７７】（１７）少なくとも、被帯電体と、該被帯
電体の帯電装置とを包含し、画像形成装置に対して着脱
されるプロセスカートリッジにおいて、前記帯電装置
は、電圧を帯電部材に印加し、この帯電部材を被帯電体
に当接もしくは近接させて被帯電体面を帯電する帯電装
置であり、帯電部材は、該帯電部材の被帯電体対向面が
現像剤の摩擦帯電極性と同じ摩擦帯電極性を有する材料
で覆われていることを特徴とするプロセスカートリッ
ジ。

【００７８】（１８）少なくとも、被帯電体と、該被帯
電体の帯電装置とを包含し、画像形成装置に対して着脱
されるプロセスカートリッジにおいて、前記帯電装置
は、電圧を帯電部材に印加し、この帯電部材を被帯電体
に当接もしくは近接させて被帯電体面を帯電する帯電装
置であり、帯電部材は、該帯電部材の被帯電体対向面が
被帯電体の面移動方向最下流部の被帯電体との当接位置
または最近接位置から引いた接線より被帯電体側にあ
り、該帯電部材の被帯電体対向面が現像剤の摩擦帯電極
性と同じ摩擦帯電極性を有する材料で覆われていること
を特徴とするプロセスカートリッジ。

【００７９】（１９）帯電部材は体積抵抗率が１０⁵ Ω
ｃｍ〜１０¹²Ωｃｍに調整された抵抗部材であることを
特徴とする（１７）は（１８）に記載のプロセスカート
リッジ。

【００８０】（２０）帯電部材に印加される電圧が振動
電圧であることを特徴とする（１７）または（１８）に
記載のプロセスカートリッジ。

【００８１】（２１）帯電部材に印加される振動電圧
は、直流電圧を印加したときの被帯電体の帯電開始電圧
の２倍以上のピーク間電圧を有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。

【００８２】（２２）被帯電体面の帯電面に対する画像
情報の書き込みがライン走査でなされることを特徴とす
る（１７）または（１８）に記載のプロセスカートリッ
ジ。

【００８３】

【作用】 ．帯電部材の被帯電体対向面を現像剤の摩擦帯電極性
と同じ摩擦帯電極性を有する材料で覆わせたことによ
り、クリーニングされずに残った現像剤や、飛散現像剤
などが異物として帯電部材の被帯電体対向面に付着およ
び蓄積することが防止され、従ってあらゆる環境下で被
帯電体の均一な帯電処理が可能となり、高湿環境下での
画像上に白黒の反転模様の発生が解消される。

【００８４】．帯電部材は、該帯電部材の被帯電体対
向面が被帯電体の面移動方向最下流部の被帯電体との当
接位置または最近接位置から引いた接線より被帯電体側
にある構成にすることにより、サイクルムラのピーク間
電圧が小さくなりサイクルムラが目だちにくくなり、干
渉縞を問題にならないレベルに抑えることが可能になっ
た。

【００８５】そして、サイクルムラのピーク間電圧を小
さくできると言うことは、同一のプロセススピードに於
て印加周波数を落とせる事と同等である。その結果、帯
電音も問題にならないレベルに抑えて小さくすることが
可能になった。

【００８６】

【実施例】

〈実施例１〉（図１〜図５） 図１は本発明の一実施例としての画像形成装置の概略構
成図である。本例の画像形成装置は像担持体の帯電手段
として接触帯電装置を用いた電子写真プロセスによるレ
ーザービームプリンターであり、前述図９のプリンター
と共通の構成部材・部分には同一の符号を付して再度の
説明を省略する。

【００８７】像担持体としての回転ドラム型の電子写真
感光体（感光ドラム）１は、本例のものはアルミニウム
製のドラム基体１ｂの外周面に感光体層として有機光導
電体（ｏｐｃ）層１ａを形成してなる、外径３０ｍｍの
もので、矢印Ａの時計方向に所定のプロセススピードＶ
ｐｓ（周速度）をもって回転駆動される。

【００８８】２は感光ドラム１に当接させた帯電部材で
あり、金属板・導電プラスチック・導電ゴム等からなる
電極板２ａと、該電極板の感光ドラム対向面を覆わせて
設けた表面層２ｂからなる。

【００８９】電極板２ａは、導電性の電極の表面に体積
抵抗率が１×１０⁵ 〜１×１０¹²Ωｃｍに調整された抵
抗材料を有する。体積抵抗が１×１０⁵ Ωｃｍより小さ
い場合は、印加電圧がそのまま抜けてしまい均一な帯電
は出来ない。一方、体積抵抗が１×１０¹²Ωｃｍより大
きくなると、印加電圧が抵抗材料内で分散され電圧降下
を起こし帯電不良となる。

【００９０】ここで、抵抗材料としては合成樹脂に導電
性フィラーを分散し、抵抗を上記範囲に調整したり、樹
脂自体がある程度の導電性を有し上記範囲に収まるもの
であれば、そのまま用いても構わない。又２種以上の金
属を混ぜ合わせ抵抗を調整した合金や更にそれを焼き固
めたフェライトを用いても構わない。

【００９１】前記の表面層２ｂは上記の抵抗層の面に設
けてあり、帯電部材２はこの表面層２ｂが被帯電体とし
ての感光ドラム１に対する対向面となり、感光ドラム１
に当接もしくは近接しており、該帯電部材２の表面形状
（被帯電体対向面形状）が、当接位置又は最近接位置
０，０から引いた接線Ｓより感光ドラム１側にある。

【００９２】ここで該帯電部材２と感光ドラム１との距
離は３００μｍ以下が好ましい。両者の距離が３００μ
ｍを越えると空間の絶縁破壊電圧が大きくなり（印加電
圧増大）オゾンの発生、振動の増大に伴う帯電音の増加
等さまざまな問題を引き起こす。

【００９３】帯電部材２に対して電源４から、直流電圧
に、周波数ｆの交流電圧を重畳したバイアス電圧（Ｖｄ
ｃ＋Ｖａｃ）が印加されることで、回転する感光ドラム
１の周面が所定の電圧に帯電処理される。

【００９４】而して、帯電部材２の感光ドラム対向面を
現像剤の摩擦帯電極性と同じ摩擦帯電極性を有する材料
で覆わせたことにより、クリーニングされずに残った現
像剤や、飛散現像剤などが異物として帯電部材２の感光
ドラム対向面に付着および蓄積することが防止され、従
ってあらゆる環境下で被帯電体の均一な帯電処理が可能
となり、高湿環境下での画像上に白黒の反転模様の発生
が解消される。

【００９５】また、帯電部材２は、該帯電部材２の感光
ドラム対向面が感光ドラムの回転方向（面移動方向）最
下流部の感光ドラムとの当接位置０，０または最近接位
置から引いた接線Ｓより感光ドラム側にある構成にする
ことにより、サイクルムラのピーク間電圧が小さくなり
サイクルムラが目だちにくくなり、干渉縞を問題になら
ないレベルに抑えることが可能になった。

【００９６】そして、サイクルムラのピーク間電圧を小
さくできると言うことは、同一のプロセススピードに於
て印加周波数を落とせる事と同等である。その結果、帯
電音も問題にならないレベルに抑えて小さくすることが
可能になった。

【００９７】以下にこれについていま少し詳しく説明す
る。

【００９８】サイクルムラのピーク間電圧 ＡＣ印加方式の接触帯電の場合、前述したように、干渉
縞１４ｃ（図１０）の原因になる一次電源周波数に起因
するサイクルムラ１４ｂが発生する。ここではサイクル
ムラのピーク間電圧を以下の順序で求める。

【００９９】（１）ギャップ間距離［ｚ（ｘ）］とドラ
ム上位置［ｘ］ 図２に示すように、感光ドラム１と帯電部材２の接点を
０・０とし、感光ドラム上、ドラム回転方向下流にｘｍ
ｍの地点に一番近い帯電部材表面との距離をｚ［ｘ］と
する。

【０１００】但し、帯電部材２の軸方向断面形状は、中
心が、帯電部材２と感光ドラム１の接点０．０と感光ド
ラム１の中心点を結ぶ線の延長線上にある半径ｒ２（本
実施例ではｒ２＝１９ｍｍ）の円の円弧とする。

【０１０１】するとｚ（ｘ）とｘの間には次の関係が成
り立ち、その結果を図３のグラフ（１）に示す。縦軸は
ｚ［ｘ］、横軸はｘを示す。

【０１０２】 ｚ（ｘ）＝ｒ２−｜ｒｄ×ｅｘｐ｛ｘｉ／ｒｄ｝−（ｒｄ−ｒ２）｜ ・・・・（４） ｒｄ：感光ドラムの半径（１５ｍｍ） （２）補正パッシェンカーブ［ｖｐ（ｘ）］ 感光ドラム１上の点ｘに於ける補正パッシェンカーブを
図３のグラフ（２）に示す。縦軸は放電開始電圧ｖｐ
（ｘ）、横軸はｘを表す。

【０１０３】 ｖｐ（ｘ）＝３１２＋６２００ｚ（ｘ） ・・・（５） （３）印加電圧[vq(t,n)] 帯電部材に−１５００ｖのパルス状のバイアスを印加し
たときの場合について考える。

【０１０４】図３のグラフ（３）において縦軸は印加電
圧ｖｑ（ｔ，ｎ）＝−１５００ｖ、横軸はｘを示す。

【０１０５】（４）ギャップ間電圧［ｖｇ（ｘ，ｎ）］ 感光ドラム１上の点ｘに於ける、帯電部材２とのギャッ
プ間電圧［ｖｇ（ｘ，ｎ）］は以下の様に表すことが出
来る。

【０１０６】 ｖｇ（ｘ，ｎ）＝｛ｖｑ（ｔ，ｎ）−ｖｓ（ｘ−ｖｐｓ×ｔ，ｎ−１）｝ ／｛Ｌ／（ｅｚ（ｘ））＋１｝ ・・・（６） ｖｐｓ：プロセススピード Ｌ：感光層の厚み ｅ：比誘電率 ｎ：サンプリングの回数 ｖｓ（ｘ−ｖｐｓ×ｔ，ｎ−１）に於て、ｎ＝１の場合
ｖｓ＝０、つまり初期に於て感光ドラムの表面電位はゼ
ロとする。ギャップ間電圧を図３のグラフ（４）に示
す。

【０１０７】 （５）放電後ギャップ間電圧［ｖｇｐ（ｘ，ｎ）］ 図３のグラフ（５）に、ギャップ間電圧［ｖｇ（ｘ，
ｎ）］と補正パッシェンカーブ［ｖｐ（ｘ）］（破線）
を重ね合わせて示す。

【０１０８】縦軸はｖｇ（ｘ，ｎ）／ｖｐ（ｘ）、横軸
はｘを示す。

【０１０９】グラフ（５）において、ギャップ間電圧
［ｖｇ（ｘ，ｎ）］の絶対値が補正パッシェンカーブ
［ｖｐ（ｘ）］の絶対値よりも大きい場合には、その部
分で放電が行われる。そして、ギャップ間電圧［ｖｇ
（ｘ，ｎ）］は補正パッシェンカーブ［ｖｐ（ｘ）］の
電圧にまで低下する。これを放電後ギャップ間電圧［ｖ
ｇｐ（ｘ，ｎ）］と呼び、図３のグラフ（６）に示す。

【０１１０】 １） ｜ｖｇ（ｘ，ｎ）｜≦ｖｐ（ｘ） ---> ｖｇｐ（ｘ，ｎ）＝ｖｇ（ｘ，ｎ） ・・・（７） ２） ｖｇ（ｘ，ｎ）＞０ ｖｇ（ｘ，ｎ）＞ｖｐ（ｘ） ---> ｖｇｐ（ｘ，ｎ）＝ｖｐ（ｘ） ・・・（８） ３） ｖｇ（ｘ，ｎ）≦０ ｖｇ（ｘ，ｎ）＜−ｖｐ（ｘ） ---> ｖｇｐ（ｘ，ｎ）＝ｖｐ（ｘ） ・・・（９） （６）感光ドラム上表面電位［ｖｓ（ｘ，ｎ）］ 放電後ギャップ間電圧［ｖｇｐ（ｘ，ｎ）］が求められ
ると、感光ドラム上表面電位［ｖｓ（ｘ，ｎ）］は、ギ
ャップ間電圧［ｖｇ（ｘ，ｎ）］の式を利用して求める
ことが出来る。

【０１１１】ｖｓ（ｘ，ｎ）＝ｖｑ（ｔ，ｎ）−ｖｇｐ
（ｘ，ｎ）／｛１／（Ｌ／ｅｚ（ｘ）＋１）｝・・・
（１０）感光ドラム上表面電位［ｖｓ（ｘ，ｎ）］を図
３のグラフ（７）に示す。縦軸はｖｓ（ｘ，ｎ）、横軸
はｘを示す。

【０１１２】（７）ｔ秒後の感光ドラム上表面電位［ｖ
ｓ（ｘ−ｖｐｓ×ｔ，ｎ）］ 感光ドラム上に出来た表面電位はｔ秒後には感光ドラム
の回転によりグラフの右側に移動する。その時の感光ド
ラム上表面電位 ［ｖｓ（ｘ−ｖｐｓ×ｔ，ｎ）］ を図３のグラフ（８）に示す。縦軸はｖｓ（ｘ−ｖｐｓ
×ｔ，ｎ）) 、横軸はｘを示す。ｘ方向の移動距離はvp
s ×ｔとなる。

【０１１３】（８）印加電圧[vq(t,n)] が交流の場合 帯電部材に印加される交流バイアスは以下の様に表され
る。

【０１１４】 ｖｑ（ｔ，ｎ）＝１／２×ｖｐｐｓｉｎ（２πｆｔ（ｎ−１））＋ｄｃ ・・・（１１） ｖｐｐ：印加バイアスのピーク間電圧 ｆ：印加バイアスの周波数 ｔ：１／４ｆ--- 一周期の四分の一 ｎ：サンプリングの回数 ｄｃ：直流成分 ｖｐｐは２２００ｖ、ｆは３５０Ｈｚ、ｎは１、ｄｃは
−６００ｖ、の場合を図４のグラフ（１）に示す。

【０１１５】印加バイアスを１/ ４f 毎のパルスバイア
スで代用したのは、プロセススピードに対し一次バイア
スの周波数が十分に速いため、感光ドラムの表面電位の
変化を十分に追随できるからである。縦軸は印加電圧を
示し、横軸はｘを示す。

【０１１６】（９）ｎ＝７のシミュレーション結果 図４のグラフ（１）から同（７）はｎを１から７まで変
化させたときの感光ドラム上表面電位［ｖｓ（ｘ，
ｎ）］のシミュレーション結果である。

【０１１７】グラフの縦軸は感光ドラム上表面電位［ｖ
ｓ（ｘ，ｎ）］、横軸はｘを表している。

【０１１８】グラフ（１）--- ｎ＝１の場合、帯電部材
から感光ドラム表面に印加される電圧は−６００ｖ、従
って感光ドラム表面には、数十ボルトの表面電位しか帯
電されない。

【０１１９】グラフ（２）--- ｎ＝２の場合、ｔ秒後、
印加電圧は−１７００ｖになり、感光ドラム上広範な領
域にわたり帯電される。

【０１２０】グラフ（３）--- ｎ＝３の場合、さらにｔ
秒後、印加電圧は−６００ｖに戻る。このとき、印加電
圧とドラム表面電位の作るギャップ間電圧は、放電開始
電圧を越えるところが無い。従って、感光ドラム上表面
電位は変化することはなく、ただプロセススピードに応
じて右側に移動するだけである。

【０１２１】グラフ（４）--- ｎ＝４の場合、さらにｔ
秒後、印加電圧は＋５００ｖになる。このとき、印加電
圧とドラム表面電位の作るギャップ間電圧は、一部で放
電開始電圧を越える。その結果、感光ドラム上表面電位
は変化し、更に、プロセススピードに応じて右側に移動
する。

【０１２２】グラフ（５）--- ｎ＝５の場合、さらにｔ
秒後、印加電圧は−６００ｖに戻る。このとき、印加電
圧とドラム表面電位の作るギャップ間電圧は、放電開始
電圧を越えるところが無い。従って、感光ドラム上表面
電位は変化することはなく、ただプロセススピードに応
じて右側に移動するだけである。

【０１２３】グラフ（６）--- ｎ＝６の場合、さらにｔ
秒後、印加電圧は−１７００ｖになる。このとき、印加
電圧とドラム表面電位の作るギャップ間電圧は、一部で
放電開始電圧を越える。その結果、感光ドラム上表面電
位は変化し、更に、プロセススピードに応じて右側に移
動する。

【０１２４】グラフ（７）--- ｎ＝７の場合、さらにｔ
秒後、印加電圧は−６００ｖに戻る。このとき、印加電
圧とドラム表面電位の作るギャップ間電圧は、放電開始
電圧を越えるところが無い。従って、感光ドラム上表面
電位は変化することはなく、ただプロセススピードに応
じて右側に移動するだけである。

【０１２５】グラフ（７）のＢ・Ｃで示す部分がサイク
ルムラのピーク間電圧となる。Ｂの部分を拡大したのが
図５のグラフである。縦軸は感光ドラム表面電位、横軸
はｘを示す。本実施例ではピーク間電圧（Vpp-cycle ）
は１９．３ｖであった。

【０１２６】また、グラフ（７）からも明らかなよう
に、サイクルムラのピーク間電圧は図中Ｃに示すように
帯電部材２と感光ドラム１の接点０・０に向かっていく
方が、図のＢに示すように離れて行くよりも大きくなる
ことが分かる。従って、帯電部材２は接点０・０より下
流においての帯電面２ａが接線Ｓの内側でかつ感光ドラ
ム１から徐々に離れて行くように配置する必要がある。

【０１２７】ちなみに従来の帯電ローラ２０で帯電した
場合は、図６のグラフに示すように、帯電ローラの半径
ｒｒが７ｍｍのときに、ピーク間電圧は７７．２ｖにも
なることがこのシミュレーションから分かる。但しこの
場合のギャップ間距離［ｚ（ｘ）］は図７に示すように
ドラム１上の点ｘから帯電ローラ表面最近接点までの距
離である。

【０１２８】 ｚ（ｘ）＝｜ｒｄ×ｅｘｐ｛ｘｉ／ｒｄ｝−（ｒｄ＋ｒｒ）｜−ｒｒ ・・・（１２） ｒｒ：帯電ローラの半径 図５のグラフにおいて、縦軸は帯電ローラ２０の半径
（ｒｒ／ｒ２）、横軸はピーク間電圧（V-cycle-pp）を
示す。このグラフからも明らかなように、帯電ローラ２
０の帯電面が感光ドラム１の接線より外側にある場合は
帯電ローラの半径をいくら大きくしても、ある一定の値
（本例では、約４０ｖ）以下にはならないことが解る。
しかし、帯電面が感光ドラムとの接線内側にある場合に
はｒ２を小さくしていけば、ピーク間電圧（V-cycle-p
p）は、どんどん小さくなり本実施例では約１４ｖにま
で落とすことが出来た。

【０１２９】以上説明したように、振動電圧を接触帯電
部材に印加し、該接触帯電部材を像担持体に当接させて
像担持体面を帯電し、その帯電面に画像情報の書き込み
をして画像形成を実行する方式の画像形成装置におい
て、前記帯電部材の帯電面が、当接位置より像担持体の
回転方向に対し下流側に有り、かつ当接位置から引いた
接線より像担持体側の配置することで、サイクルムラの
ピーク間電圧が小さくなり、その結果、干渉縞を問題に
ならないレベルに抑えることが可能になった。

【０１３０】また、サイクルムラのピーク間電圧を小さ
くできるということは、同一のプロセススピードにおい
て印加周波数を落とせるということである。その結果、
帯電音も小さくすることが可能になった。

【０１３１】本発明者らは図１の系を無教室にセット
し、上記の条件における騒音をＩＳＯ７７７９の６項に
従い測定した。その結果、従来法で５５ｄＢ近くあった
騒音が、３３ｄＢにまで小さくなった。また干渉縞も全
く目立たなかった。

【０１３２】ａ）実行例１ 図１の画像形成装置において、帯電部材２の抵抗材料と
して、ポリエステル樹脂に導電性カーボンを分散し体積
抵抗を１×１０⁸ Ωcmに調整した厚さ５００μｍのシー
トを用い、その表面に表面層２ｂとしてポリ四フッ化エ
チレンを１μｍコーティングした。

【０１３３】尚、このとき用いた現像剤はマイナス極性
（ネガ）であり、表面層２ｂとして用いたフッ素化合物
（ポリ四フッ化エチレン）は表１の摩擦帯電系列におい
て最もマイナスとなりやすい物質である。

【０１３４】該帯電部材２に−７００ｖの直流成分と
２．０ｋｖの交流成分を周波数２００Ｈｚで重畳印加
し、湿度；８５％，温度；３２．５℃の環境下で連続５
００枚の画出し評価を行った後、帯電部材２の表面を観
察したところ、付着物は認められなかった。又そのまま
の状態で１２時間放置し、再度画出し評価を行ったが全
く問題はなかった。

【０１３５】

【表１】 ｂ）実行例２ 図１の画像形成装置において、帯電部材２の抵抗材料と
してポリエステル樹脂に導電性カーボンを分散し体積抵
抗を１×１０⁸ Ωcmに調整した厚さ５００μｍのシート
を用い、その表面に表面層２ｂとしてポリエチレンを１
μｍコーティングした。

【０１３６】尚、このとき用いた現像剤はマイナス極性
（ネガ）であり、表面層２ｂとして用いたポリエチレン
は表１の摩擦帯電系列においてマイナスとなりやすい物
質である。

【０１３７】該帯電部材２に−７００ｖの直流成分と
２．０ｋｖの交流成分を周波数２００Ｈｚで重畳印加
し、湿度；８５％，温度；３２．５℃の環境下で連続５
００枚の画出し評価を行った後、帯電部材２の表面を観
察したところ、付着物は認められなかった。又そのまま
の状態で１２時間放置し、再度画出し評価を行ったが全
く問題はなかった。

【０１３８】ｃ）実行例３ 図１の画像形成装置において、帯電部材２の抵抗材料と
してポリエステル樹脂に導電性カーボンを分散し体積抵
抗を１×１０⁸ Ωcmに調整した厚さ５００μｍのシート
を用い、その表面に表面層２ｂとしてシリコン樹脂を１
μｍコーティングした。

【０１３９】尚、このとき用いた現像剤はマイナス極性
（ネガ）であり、表面層２ｂとして用いたシリコン樹脂
は表１の摩擦帯電系列においてマイナスとなりやすい物
質である。

【０１４０】該帯電部材２に−７００ｖの直流成分と
２．０ｋｖの交流成分を周波数２００Ｈｚで重畳印加
し、湿度；８５％，温度；３２．５℃の環境下で連続５
００枚の画出し評価を行った後、帯電部材２の表面を観
察したところ付着物は認められなかった。又そのままの
状態で１２時間放置し、再度画出し評価を行ったが全く
問題はなかった。

【０１４１】ｄ）比較例１ 図１の画像形成装置において、帯電部材２の抵抗材料と
してポリエステル樹脂に導電性カーボンを分散し体積抵
抗を１×１０⁸ Ωcmに調整した厚さ５００μｍのシート
を用い、その表面に表面層２ｂとしてポリアミドを１μ
ｍコーティングした。

【０１４２】尚、このとき用いた現像剤はマイナス極性
（ネガ）であり、表面層２ｂとして用いたポリアミドは
表１の摩擦帯電系列においてプラスとなりやすい物質で
ある。

【０１４３】該帯電部材２に−７００ｖの直流成分と
２．０ｋｖの交流成分を周波数２００Ｈｚで重畳印加
し、湿度；８５％，温度；３２．５℃の環境下で連続５
００枚の画出し評価を行った後、帯電部材の表面を観察
したところ、かなりの付着物が認められた。

【０１４４】又そのままの状態で１２時間放置し、再度
画出し評価を行ったが白黒の斑点模様が被帯電体として
の感光ドラム１の回転方向に添って多発した。

【０１４５】ｅ）比較例２ 図１の画像形成装置の帯電部材２の抵抗材料としてポリ
エステル樹脂に導電性カーボンを分散し体積抵抗を１×
１０⁸ Ωcmに調整した厚さ５００μｍのシートを用い、
その表面に表面層２ｂとしてポリメチルメタアクリレー
トを１μｍコーティングした。

【０１４６】尚、このとき用いた現像剤はマイナス極性
（ネガ）であり、表面層２ｂとして用いたポリメチルメ
タアクリレートは表１の摩擦帯電系列においてプラスと
なりやすい物質である。

【０１４７】該帯電部材２に−７００ｖの直流成分と
２．０ｋｖの交流成分を周波数２００Ｈｚで重畳印加
し、湿度；８５％，温度；３２．５℃の環境下で連続５
００枚の画出し評価を行った後、帯電部材２の表面を観
察したところ、かなりの付着物が認められた。

【０１４８】又そのままの状態で１２時間放置し、再度
画出し評価を行ったが白黒の斑点模様が被帯電体として
の感光ドラム１の回転方向に添って多発した。

【０１４９】〈実施例２〉（図８） 本実施例は本発明に従う接触帯電装置を像担持体の帯電
手段として用いている画像形成装置のプロセスカートリ
ッジである。

【０１５０】本実施例のプロセスカートリッジは、像担
持体としての回転ドラム型の電子写真感光体１、帯電部
材２、現像器１０、クリーニング器１２の４つのプロセ
ス機器を包含させてなるものである。

【０１５１】帯電部材２は前述実施例１と同様の構成の
ものである。

【０１５２】現像器１０において、６は現像スリーブ、
１５は現像剤（トナー）Ｔの収容容器、１６は該容器１
５内のトナー撹拌回転部材であり、トナーＴを撹拌する
と共に現像スリーブ方向へ送り出す役目をしている。１
３は現像スリーブ６上にトナーＴを均一な厚みにコート
するための現像ブレードである。

【０１５３】クリーニング器１２において、９はクリー
ニングブレード、１７はクリーニングブレード９で回収
されたトナーを溜めるトナー溜である。

【０１５４】１１はプロセスカートリッジのドラムシャ
ッターであり、実線示の開き状態から２点鎖線示の閉じ
状態に開閉自在である。プロセスカートリッジが画像形
成装置本体（不図示）から取り出された状態においては
２点鎖線示の閉じ状態にあり、感光ドラム１の外部露出
部分面を隠散して感光ドラム面を保護している。

【０１５５】プロセスカートリッジを画像形成装置本体
に装着するときはシャッター１１を実線示のように開き
状態にする、或いはプロセスカートリッジの装着過程で
シャッター１１が自動的に開き動作して、プロセスカー
トリッジが正規に装着されると、感光ドラム１の外部露
出部分面が画像形成装置本体側の転写ローラ８に圧接し
た状態になる。

【０１５６】またプロセスカートリッジと画像形成装置
本体とが機械的・電気的にカップリングして、画像形成
装置本体側の駆動機構でプロセスカートリッジ側の感光
ドラム１・現像スリーブ６・撹拌棒１６等の駆動が可能
となり、また画像形成装置本体側の電気回路によりプロ
セスカートリッジ側の帯電板２への帯電バイアスの印
加、現像スリーブ６への現像バイアスの印加等が可能と
なり、画像形成動作を実行できる状態になる。

【０１５７】１８はプロセスカートリッジのクリーニン
グ器１２と現像器１０との間に設けた露光用通路であ
り、画像形成装置本体側のレーザースキャナ（不図示）
からの出力レーザー光５がこの露光用通路１８を通して
プロセスカートリッジ内に入光して感光ドラム１面がラ
イン走査露光される。

【０１５８】このような構成になっているために、サイ
クルムラのピーク間電圧が非常に小さく、従って干渉縞
がほとんど目だたないプリントが取れるプロセスカート
リッジを供給することが可能になった。

【０１５９】なお、本発明において「ライン走査」とは
レーザービームをポリゴンミラーの回転より像担持体の
長手方向（母線方向）に照射することに限らず、ＬＥＤ
素子を像担持体の長手方向に並べたＬＥＤヘッドを対向
配置させてコントローラーの信号によりランプをオン・
オフさせることでラインを記録することを含むものとす
る。

【０１６０】更に、像担持体としては感光ドラムに限ら
ず絶縁体のものを使用することもできる。この場合は帯
電部材の像担持体面移動方向下流側にピン状の電極を像
担持体長手方向に並べて対向配置したマルチスタイラス
の記録ヘッドを設けて帯電後に潜像を形成すればよい。
また本発明の画像形成装置は正規現像にも反転現像にも
適用可能であることはもちろんである。

【０１６１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、帯電部材
の被帯電体対向面を現像剤の摩擦帯電極性と同じ摩擦帯
電極性を有する材料で覆わせたことにより、クリーニン
グされずに残った現像剤や、飛散現像剤などが異物とし
て帯電部材の被帯電体対向面に付着および蓄積すること
が防止され、従ってあらゆる環境下で被帯電体の均一な
帯電処理が可能となり、高湿環境下での画像上に白黒の
反転模様の発生が解消される。

【０１６２】帯電部材は、該帯電部材の被帯電体対向面
が被帯電体の面移動方向最下流部の被帯電体との当接位
置または最近接位置から引いた接線より被帯電体側にあ
る構成にすることにより、サイクルムラのピーク間電圧
が小さくなりサイクルムラが目だちにくくなり、干渉縞
を問題にならないレベルに抑えることが可能になった。
そして、サイクルムラのピーク間電圧を小さくできると
言うことは、同一のプロセススピードに於て印加周波数
を落とせる事と同等である。その結果、帯電音も問題に
ならないレベルに抑えて小さくすることが可能になっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施例装置の概略図

【図２】 ｘとｚ［ｘ］の説明図

【図３】 グラフ（１）乃至同（８）はそれぞれ各種フ
ァクターの関係グラフ

【図４】 グラフ（１）乃至同（７）はそれぞれ各種フ
ァクターの関係グラフ

【図５】 図４のグラフ（７）中のＢ部分拡大グラフ

【図６】 帯電ローラ径とV-cycle-ppの関係グラフ

【図７】 帯電部材が帯電ローラである場合のｘとｚ
［ｘ］の説明図

【図８】 第２の実施例装置（プロセスカートリッジ）
の概略図

【図９】 従来装置の一例の概略図

【図１０】 干渉縞のサンプル図

【図１１】 （１）・（２）は干渉縞の発生原因の説明
グラフ

【図１２】 （ａ）・（ｂ）・（ｃ）は帯電音発生のメ
カニズムの説明図

【符号の説明】

１ 像担持体としての感光ドラム ２ 帯電部材 ２ａ 電極板 ２ｂ 表面層 ４ バイアス電源 ５ レーザー光 ６ 現像スリーブ １４ 転写材 ８ 転写ローラ ９ クリーニングブレード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 道仁 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 (72)発明者 木須 浩樹 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

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧を印加し、画像形成装置における被
   帯電体に当接もしくは近接させて被帯電体面を帯電する
   帯電部材であり、該帯電部材の被帯電体対向面が現像剤
   の摩擦帯電極性と同じ摩擦帯電極性を有する材料で覆わ
   れていることを特徴とする帯電部材。
2. 【請求項２】 電圧を印加し、画像形成装置における被
   帯電体に当接もしくは近接させて被帯電体面を帯電する
   帯電部材であり、該帯電部材の被帯電体対向面が被帯電
   体の面移動方向最下流部の被帯電体との当接位置または
   最近接位置から引いた接線より被帯電体側にあり、該帯
   電部材の被帯電体対向面が現像剤の摩擦帯電極性と同じ
   摩擦帯電極性を有する材料で覆われていることを特徴と
   する帯電部材。
3. 【請求項３】 帯電部材は体積抵抗率が１０⁵ Ωｃｍ〜
   １０¹²Ωｃｍに調整された抵抗部材であることを特徴と
   する請求項１又は同２に記載の帯電部材。
4. 【請求項４】 帯電部材に印加される電圧が振動電圧で
   あることを特徴とする請求項１または同２に記載の帯電
   部材。
5. 【請求項５】 帯電部材に印加される振動電圧は、直流
   電圧を印加したときの被帯電体の帯電開始電圧の２倍以
   上のピーク間電圧を有することを特徴とする請求項４に
   記載の帯電部材。
6. 【請求項６】 電圧を帯電部材に印加し、この帯電部材
   を画像形成装置における被帯電体に当接もしくは近接さ
   せて被帯電体面を帯電する帯電装置において、帯電部材
   は、該帯電部材の被帯電体対向面が現像剤の摩擦帯電極
   性と同じ摩擦帯電極性を有する材料で覆われていること
   を特徴とする帯電装置。
7. 【請求項７】 電圧を帯電部材に印加し、この帯電部材
   を画像形成装置における被帯電体に当接もしくは近接さ
   せて被帯電体面を帯電する帯電装置において、帯電部材
   は、該帯電部材の被帯電体対向面が被帯電体の面移動方
   向最下流部の被帯電体との当接位置または最近接位置か
   ら引いた接線より被帯電体側にあり、該帯電部材の被帯
   電体対向面が現像剤の摩擦帯電極性と同じ摩擦帯電極性
   を有する材料で覆われていることを特徴とする帯電装
   置。
8. 【請求項８】 帯電部材は体積抵抗率が１０⁵ Ωｃｍ〜
   １０¹²Ωｃｍに調整された抵抗部材であることを特徴と
   する請求項６又は同７に記載の帯電装置。
9. 【請求項９】 帯電部材に印加される電圧が振動電圧で
   あることを特徴とする請求項６または同７に記載の帯電
   装置。
10. 【請求項１０】 帯電部材に印加される振動電圧は、直
    流電圧を印加したときの被帯電体の帯電開始電圧の２倍
    以上のピーク間電圧を有す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】 被帯電体面を帯電装置で帯電し、その
    帯電面に画像情報の書き込みをして画像形成を実行する
    画像形成装置において、 前記帯電装置は、電圧を帯電部材に印加し、この帯電部
    材を被帯電体に当接もしくは近接させて被帯電体面を帯
    電する帯電装置であり、 帯電部材は、該帯電部材の被帯電体対向面が現像剤の摩
    擦帯電極性と同じ摩擦帯電極性を有する材料で覆われて
    いることを特徴とする画像形成装置。
12. 【請求項１２】 被帯電体面を帯電装置で帯電し、その
    帯電面に画像情報の書き込みをして画像形成を実行する
    画像形成装置において、 前記帯電装置は、電圧を帯電部材に印加し、この帯電部
    材を被帯電体に当接もしくは近接させて被帯電体面を帯
    電する帯電装置であり、 帯電部材は、該帯電部材の被帯電体対向面が被帯電体の
    面移動方向最下流部の被帯電体との当接位置または最近
    接位置から引いた接線より被帯電体側にあり、該帯電部
    材の被帯電体対向面が現像剤の摩擦帯電極性と同じ摩擦
    帯電極性を有する材料で覆われていることを特徴とする
    画像形成装置。
13. 【請求項１３】 帯電部材は体積抵抗率が１０⁵ Ωｃｍ
    〜１０¹²Ωｃｍに調整された抵抗部材であることを特徴
    とする請求項１１又は同１２に記載の画像形成装置。
14. 【請求項１４】 帯電部材に印加される電圧が振動電圧
    であることを特徴とする請求項１１または同１２に記載
    の画像形成装置。
15. 【請求項１５】 帯電部材に印加される振動電圧は、直
    流電圧を印加したときの被帯電体の帯電開始電圧の２倍
    以上のピーク間電圧を有することを特徴とする請求項１
    ４に記載の画像形成装置。
16. 【請求項１６】 被帯電体面の帯電面に対する画像情報
    の書き込みがライン走査でなされることを特徴とする請
    求項１１または同１２に記載の画像形成装置。
17. 【請求項１７】 少なくとも、被帯電体と、該被帯電体
    の帯電装置とを包含し、画像形成装置に対して着脱され
    るプロセスカートリッジにおいて、 前記帯電装置は、電圧を帯電部材に印加し、この帯電部
    材を被帯電体に当接もしくは近接させて被帯電体面を帯
    電する帯電装置であり、 帯電部材は、該帯電部材の被帯電体対向面が現像剤の摩
    擦帯電極性と同じ摩擦帯電極性を有する材料で覆われて
    いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
18. 【請求項１８】 少なくとも、被帯電体と、該被帯電体
    の帯電装置とを包含し、画像形成装置に対して着脱され
    るプロセスカートリッジにおいて、 前記帯電装置は、電圧を帯電部材に印加し、この帯電部
    材を被帯電体に当接もしくは近接させて被帯電体面を帯
    電する帯電装置であり、 帯電部材は、該帯電部材の被帯電体対向面が被帯電体の
    面移動方向最下流部の被帯電体との当接位置または最近
    接位置から引いた接線より被帯電体側にあり、該帯電部
    材の被帯電体対向面が現像剤の摩擦帯電極性と同じ摩擦
    帯電極性を有する材料で覆われていることを特徴とする
    プロセスカートリッジ。
19. 【請求項１９】 帯電部材は体積抵抗率が１０⁵ Ωｃｍ
    〜１０¹²Ωｃｍに調整された抵抗部材であることを特徴
    とする請求項１７は同１８に記載のプロセスカートリッ
    ジ。
20. 【請求項２０】 帯電部材に印加される電圧が振動電圧
    であることを特徴とする請求項１７または同１８に記載
    のプロセスカートリッジ。
21. 【請求項２１】 帯電部材に印加される振動電圧は、直
    流電圧を印加したときの被帯電体の帯電開始電圧の２倍
    以上のピーク間電圧を有することを特徴とする請求項２
    ０に記載のプロセスカートリッジ。
22. 【請求項２２】 被帯電体面の帯電面に対する画像情報
    の書き込みがライン走査でなされることを特徴とする請
    求項１７または同１８に記載のプロセスカートリッジ。