JPH07248669A

JPH07248669A - 電荷付与部材及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH07248669A
Application number: JP6338420A
Authority: JP
Inventors: Tokumasa Somiya; 徳昌宗宮
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1994-01-23
Filing date: 1994-12-29
Publication date: 1995-09-26
Also published as: US5570162A

Abstract

(57)【要約】【目的】印加電圧の増加に伴って電気抵抗が減少する
材料で表面ゴム層を形成した帯電ローラ２及び転写ロー
ラ４と、定電流電源とを組み合わせることにより、安定
した帯電及び転写により良好な画像を得るとともに、電
源の低コスト化及び小型化を図る。【構成】帯電ローラ２及び転写ローラ４の表面部を、
印加電圧の増加に伴って電気抵抗が減少する材料で形成
し、各ローラ２，４の軸体２ａ，４ａに定電流電源によ
って電圧を印加する。ここで、該材料の電気抵抗の変化
量を１オーダー以上、３オーダー以下にし、該材料の電
気抵抗を体積抵抗率１０⁶〜１０¹¹Ωcm の範囲内で変化
させるのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被電荷付与体に接触し
て電荷を付与する電荷付与部材、及び該電荷付与部材を
備えた複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境対策・省エネルギーの観点か
ら、電圧が印加された電荷付与部材を像担持体又は転写
材に接触させて、該像担持体の帯電や該像担持体上の顕
像の転写材への転写をおこなう方式が提案されている。
（例えば、電子写真学会編「電子写真技術の基礎と応
用」コロナ社，pp.217-218，pp.301-302、特開平３−１
００５７９号公報、特開平３−２０２８８５号公報参
照）。また例えば、導電性軸体の周面に体積抵抗率１０
⁴〜１０⁵ΩcmのＥＰＤＭからなる中間表面層を形成し、
その表面上にヒドリンゴム層を形成し、更にその表面を
体積抵抗率１０⁸〜１０¹¹Ωcmのナイロンでコーティン
グしたローラ状の電荷付与部材としての帯電ローラも知
られている（特開平２−３１１８６８号公報参照）。こ
の種の電荷付与部材を用いた帯電又は転写方式は、放電
を利用した方式とは異なり、オゾンの発生が少ない、消
費電力が少ない等の特長を有している。なお、この種の
電荷付与部材は、画像形成装置での帯電や転写に用いる
のみならず、画像形成装置以外の技術分野においても被
電荷付与体に電荷を付与するものとしても用いることが
でき、この場合も放電を利用した方式に比して環境対策
・省エネルギーの点で有利である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記電荷付与部材の表
面部を形成する材料は、その要求される電荷付与特性を
満足させるために所定の導電性を有することが要求され
る。この所定の導電性を持たせた材料としては、例え
ば、材料自身の極性基により導電性を持たせたものやイ
オン剤を添加して導電性を持たせたもの（以下「タイプ
Ａの材料」という）が挙げられる。更に詳しくは、上記
タイプＡの材料としてはヒドリンゴム、ニトリルゴム、
ウレタンゴム等の極性ゴムや各種の金属イオン塩、界面
活性剤等のイオン剤を添加したＥＰＤＭ、シリコンゴム
等が挙げられる。

【０００４】上記タイプＡの極性基・イオンを含む材料
は、オーム則に良く合う電流−電圧特性を示すが、極性
基・イオンが水分を吸着するため環境特に湿度の影響を
受けやすく、環境差で電気抵抗が大きく変動してしま
う。例えば、常湿（約６０％ＲＨ）から低湿（約１５％
ＲＨ）への環境変化で電気抵抗の値が約２オーダ上が
り、常湿から高湿（約９０％ＲＨ）への環境変化で電気
抵抗の値が約１〜２オーダ下がる。このような電気抵抗
が変動する材料で電荷付与部材の表面部を形成した場
合、上記環境変動に起因して電気抵抗が変動するとオー
ム則に基づいて電圧又は電流が大きく変動し、結果とし
て電荷付与部材の電荷付与特性が変化し、帯電及び転写
を行っている場合にはその帯電特性及び転写特性が変化
してしまう。

【０００５】上記現状の材料を使いこなすために、環境
（温度、湿度）を検知し、その検知結果に基づいて電荷
付与部材に印加する電圧を制御したり、毎回使用前に電
流値を検知して印加する電圧値を変更したりすることに
より、安定した帯電電位の付与のための制御を行なうこ
とが考えられる。しかしながら、上記環境（温度、湿
度）の検知結果等に基づいた制御を行なう場合も、環境
等に対するセンサの検知精度、制御におけるフィードバ
ックの遅れなどから、完全に環境変動等の補正ができな
い。特に、画像形成装置に用いた場合には、上記環境変
動等の補正を完全に行えないと、良好な画像を得ること
ができない。

【０００６】また、上記環境変動に起因する電圧又は電
流の変動は、電荷付与部材に電圧を印加するための電源
にかかる負荷の大きな変動をもたらすため、かかる電圧
又は電流の変動にも対処するために電源の容量、すなわ
ち出力電圧又は電流の許容上限値を高く設定した電源を
用いる必要があり、電源のコスト上昇につながり、また
電源の寸法も大きくなり装置の小型化にも反する。

【０００７】現在、上記環境変化による電気抵抗の変化
が十分に小さく、且つオーム則に合う電流−電圧特性を
有する材料の積極的な開発が行なわれているが、未だに
理想的な材料ができていない。

【０００８】本発明は以上の背景の下でなされたもので
あり、その目的は、環境変動の影響を受けにくく安定し
た電荷付与特性が得られ、且つ小型で低コストの電源を
用いて電圧を印加することができる電荷付与部材を提供
することである。また、他の目的は、環境変動の影響を
受けにくく安定した帯電特性又は転写特性が得られ、且
つ小型で低コストの電源を用いて電圧を印加することが
できる帯電用又は転写用の電荷付与部材を提供すること
である。更にまた、他の目的は、環境変動の影響を受け
にくく安定した帯電特性又は転写特性が得られ、且つ小
型で低コストの電源を用いて電圧を印加することができ
る帯電用及び転写用の電荷付与部材を備え、良好な画像
を得ることができる画像形成装置を提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、被電荷付与体に接触して電荷を
付与する電荷付与部材において、該被電荷付与体に接触
する表面部を、印加電圧の増加に伴って電気抵抗が減少
する特性を有する材料で形成したことを特徴とするもの
である。

【００１０】また、請求項２の発明は、請求項１の電荷
付与部材を被転写物質担持体上に静電的に担持されてい
る被転写物質を上記被電荷付与体としての転写材に転写
するのに用いるものである。

【００１１】また、請求項３の発明は、請求項１の電荷
付与部材を上記被電荷付与体としての被帯電体を帯電す
るのに用いるものである。

【００１２】また、請求項４の発明は、請求項１の電荷
付与部材において、使用時の印加電圧の範囲に対応した
上記材料の電気抵抗の変化量が、１オーダー以上、か
つ、３オーダー以下であることを特徴とするものであ
る。

【００１３】また、請求項５の発明は、請求項１の電荷
付与部材において、使用時の印加電圧の範囲に対応した
上記材料の電気抵抗が、体積抵抗率１０⁶〜１０¹¹Ωcm
の範囲内で変化することを特徴とするものである。ここ
で、上記体積抵抗率は、後述する電荷付与部材の表面部
が円筒状に形成されている場合の測定方法に基づいて測
定したものである。

【００１４】また、請求項６の発明は、被電荷付与体に
接触して電荷を付与する電荷付与部材と、該電荷付与部
材に電圧を印加する電源とを備えた画像形成装置におい
て、該電荷付与部材の該被電荷付与体に接触する表面部
を、印加電圧の増加に伴って電気抵抗が減少する特性を
有する材料で形成したことを特徴とするものである。

【００１５】また、請求項７の発明は、請求項６の画像
形成装置において、上記電源として定電流電源を用いた
ことを特徴とするものである。

【００１６】上記発明に係る電荷付与部材は、例えば電
圧を直接印加する導電性の軸体の周面上に、上記特性を
有する材料による円筒状の表面部を形成したローラ形状
のものを用いることができる。また、上記電荷付与部材
は、その表面部としてのベルト部材と、該ベルト部材の
被電荷付与部材とは反対側の表面に接するように設けた
導電性部材とを組み合わせたものであっても良い。ま
た、上記電荷付与部材は、ブラシ状、又はブレード状の
形状をしたものでも良い。

【００１７】また、上記特性を有する材料としては、例
えば、絶縁性の樹脂、ゴム材にカーボン、金属片等の導
電性の微粉末を分散混合させて所定の電気抵抗にしたも
のを用いることができる。また、上記特性を有する材料
は、極性基やイオンを多少含有するものをまったく除外
するものではない。

【００１８】

【作用】本発明に係る電荷付与部材は、電源から電圧が
印加された状態で被電荷付与体に接触し、この接触部に
おいて電荷が移動し、被電荷付与体に所定の電荷を付与
する。この電荷付与部材の被電荷付与体に接触する表面
部は、印加電圧の増加に伴って電気抵抗が減少する特性
を有する材料で形成されている。この特性を有する材料
は、極性基やイオンをほとんど含有させることなく所定
の電気抵抗にコントロールして製造することができるた
め、環境、特に湿度の影響で電気抵抗が大きく変動する
ことがないようにすることができる。従って、かかる材
料で表面部を形成した電荷付与部材を用いることによ
り、環境、特に湿度の影響を受けることなく被電荷付与
体に対して安定した電荷付与を行うことができる。ま
た、この電荷付与部材を、被電荷付与体としての被帯電
体に電荷を付与して該被帯電体を帯電するために用いた
り、被転写物質担持体上に静電的に担持されている被転
写物質を、被電荷付与体としての転写材に電荷を付与し
て該転写材に転写するために用いたりする場合には、そ
れぞれ環境の影響を受けることなく安定した帯電特性及
び転写特性を得ることができる。また、このような電荷
付与部材を、画像形成装置の像担持体の帯電用の電荷付
与部材や像担持体上の顕像の転写材への転写用の電荷付
与部材として用いれば、環境の影響を受けることなく安
定した帯電特性及び転写特性により良好な画像を安定し
て得ることができる。

【００１９】また、上記電荷付与部材の表面部を形成す
る材料の電気抵抗が環境変動に伴って変化し電荷付与部
材に印加する電圧又は電流が大きく変化することがない
ので、環境変動に伴った電源の負荷が増大することがな
くなり、電源の出力の上限電圧値又は上限電流値を低く
設定することができる。

【００２０】また、上記特性を有する材料は、カーボ
ン、金属片等の導電性の微粉末を分散混合させることに
より、所定の電気抵抗にコントロールして製造できるの
で、電気抵抗のコントロールが難しい極性基やイオンを
主に含有するタイプに比べて容易に製造することができ
る。

【００２１】また、上記電荷付与部材の表面部を形成す
る材料が印加電圧の増加に伴って電気抵抗が減少すると
いうオーム則に合わない特性を有するので、電荷付与部
材の電源として定電流電源を用いるのが好ましい。この
定電流電源と組み合わせた場合には、定電流電源の使用
中の出力電流変動又は制御による出力電流の設定変更に
よって電流値が増加する際に、該材料としてオーム則に
合う特性を有するものを用いた場合に比較してより増加
幅の小さな電圧が該材料に印加された状態で、変動後の
電流を電荷付与部材等に流すことができるようになる。
このように電流が増加した場合でも電荷付与部材への印
加電圧が大きく増加しないので、電源の出力電圧が急激
に増加して電源に過度の負荷がかからなくなる。

【００２２】このように電荷付与部材の電源として定電
流電源を用いた場合は、電荷付与部材から被電荷付与体
に対してスピードに応じて所定の電流を流して該被電荷
付与体に所定の電荷を付与する。例えば帯電の場合は、
電荷付与部材から被帯電体にスピードに応じて所定の電
流を流して該帯電体を所定電位に帯電する。また例えば
転写の場合は、電荷付与部材から転写材にスピードに応
じて所定の電流を流し、被転写物質の帯電極性とは逆極
性の電荷を該転写材に付与し、被転写物質担持体上に静
電的に担持されている被転写物質を該転写材に転写す
る。

【００２３】また、使用時の印加電圧の範囲に対応した
上記材料の電気抵抗の変化量が１オーダーより小さい
と、該材料の製造が難しく、電流の変化に対する電圧の
変化量が大きくなってしまいう。一方、該材料の電気抵
抗の変化量が３オーダーより大きいと、その電気抵抗が
過度に低下してしまって像担持体等の被電荷付与体のピ
ンホール等でのリークの可能性がでてくる。従って、使
用時の印加電圧の範囲に対応し該材料の電気抵抗の変化
量は、１オーダー以上、かつ、３オーダー以下であるこ
とが好ましい。

【００２４】また、使用時の印加電圧の範囲に対応した
上記材料の電気抵抗が体積抵抗率で１０⁶Ωcmより小さ
いと導体に近い状態になり、像担持体等の被電荷付与体
のピンホール等でリークが生じやすくなって所定の電荷
付与、帯電又は転写が行なわれなくなる。一方、該材料
の電気抵抗が体積抵抗率で１０¹¹Ωcmより大きいと、電
流が流れにくくなり、所定の電荷を付与するために高電
圧印加が必要となり、また時間応答性も悪くなる。従っ
て、使用時の印加電圧の範囲に対応した該材料の電気抵
抗は、体積抵抗率１０⁶〜１０¹¹Ωcmの範囲内で変化す
ることが好ましい。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を画像形成装置である電子写真
複写機（以下、複写機という）に用いる電荷付与部材に
適用した一実施例について説明する。図１は本実施例に
係る複写機の概略構成を示す正面図である。この複写機
は、像担持体としてのドラム状の感光体１を所定電位に
帯電する帯電手段に用いる帯電用の電荷付与部材として
の帯電ローラ２、感光体１上に光像Ｌを照射して静電潜
像を形成する図示しない露光装置、感光体１にトナーを
供給して、静電潜像を顕像化する現像手段としての現像
ユニット３、転写材としての転写紙（不図示）に、感光
体１上の顕像を転写する転写手段に用いる転写用の電荷
付与部材としての転写ローラ４、転写後の感光体１表面
をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニ
ングブレード５、等を備えている。（以下、余白）

【００２６】上記帯電ローラ２は、導電性の軸体２ａと
その周面上の中抵抗（体積抵抗率１０⁶〜１０¹¹Ωcm 好
ましくは１０⁷〜１０¹¹Ωcm，表面抵抗率１０⁶〜１０¹¹
Ω／□好ましくは１０⁷〜１０¹¹Ω／□）の表面部とし
てのゴム層２ｂとにより構成された円柱状の部材であ
り、該ゴム層２ｂの表面が感光体１に接触するように配
設されている。この帯電ローラ２の軸体２ａには電源２
１から電圧が印加されている。また、上記転写ローラ４
は、上記帯電ローラ２と同様に導電性の軸体４ａとその
周面上の中抵抗（体積抵抗率１０⁶〜１０¹¹Ωcm 好まし
くは１０⁷〜１０¹¹Ωcm，表面抵抗率１０⁶〜１０¹¹Ω／
□好ましくは１０⁷〜１０¹¹Ω／□）の表面部としての
ゴム層４ｂとにより構成された円柱状の部材であり、該
ゴム層４ｂの表面と感光体１との間に転写紙を挾持する
ように配設されている。この転写ローラ４の軸体４ａに
は、電源４１から電圧が印加されている。

【００２７】上記帯電ローラ２及び転写ローラ３の各ゴ
ム層２ｂ，４ｂの体積抵抗率は、次の測定方法により測
定した値である。具体的には図２に示すように、帯電ロ
ーラ２及び転写ローラ４の各ゴム層２ｂ，４ｂの周面に
測定電極６及びガード電極７ａ，７ｂを形成し、ガード
電極７ａ，７ｂを接地し、軸体２０，４０と測定電極６
との間に電圧を印加し、そのときの電流を測定する。そ
して、印加電圧及び測定電流から求めた抵抗Ｒを次の数
１に示す数式に代入して、体積抵抗率ρ_Bを算出した。
ここで、パラメータａ，ｂはそれぞれ軸体２０，４０の
直径、及びゴム層２ｂ，４ｂの外径であり、また、パラ
メータＬは測定電極６の軸方向の長さである。

【数１】

【００２８】また、上記帯電ローラ２及び転写ローラ３
の各ゴム層２ｂ，４ｂの表面抵抗率は、次の測定方法に
より測定した値である。具体的には図２において、測定
電極６とガード電極７ａ（又は７ｂ）との間に電圧を印
加し、そのときの電流を測定する。そして、印加電圧及
び測定電流から求めた抵抗Ｒを次の数２に示す数式に代
入して、表面抵抗率ρ_Sを算出した。ここで、パラメー
タｇは測定電極６と各ガード電極７ａ（又は７ｂ）との
軸方向の間隙の長さである。

【数２】

【００２９】上記帯電ローラ２及び転写ローラ４の表面
部のゴム層２ｂ，４ｂの材料としては、前述の材料自身
の極性基により導電性を持たせたものやイオン剤を添加
して導電性を持たせたタイプＡの材料ではなく、導電性
付与のための極性基・イオンをほとんど有しない絶縁性
の材料にカーボン、金属片等の導電性微粉末を分散混合
して導電性を持たせた材料（以下、タイプＢの材料」と
いう）を用いることができる。

【００３０】上記２種類の材料のうち、タイプＡの材料
は、図３（ａ）及び（ｂ）のようにオーム則に良く合う
電圧−抵抗特性、及び電流−電圧特性を示すが、環境
（温度、湿度等）の影響、特に湿度の影響を受けやす
く、環境差で該材料の電気抵抗が大きく変動する。ここ
で、図中の記号●，○，×は、それぞれ常温常湿（２３
°Ｃ，６０％ＲＨ），低温低湿（１０°Ｃ，１５％Ｒ
Ｈ），高温高湿（３０°Ｃ，９０％ＲＨ）の環境下での
測定データを示している。また、図３の縦軸の体積抵抗
率は、前述の図２に示す方法で求めた値である。

【００３１】本実施例では、上記２種類の材料のうち、
図４（ａ）及び（ｂ）に示すように電気的特性が環境、
特に湿度の影響を受けにくいタイプＢの材料を、各ロー
ラ２、４のゴム層２ｂ，４ｂに用いた。このタイプＢの
材料としては、ＥＰＤＭ、シリコンゴム等の絶縁性ゴム
に、上記所定の電気抵抗を有するようにカーボン、金属
片等の導電性微粒子を分散混合させたものを使用するこ
とができる。このタイプＢの材料の電気的特性が環境、
特に湿度の影響を受けにくいのは、水分を吸着しやすい
極性基やイオンを含まず、更にベース材及び含有するカ
ーボンなどの導電性微粒子が水分をほとんど吸着しない
ためであると考えられている。

【００３２】また、上記タイプＢの材料は、図４（ａ）
及び（ｂ）に示すように、印加電圧の増加に伴って電気
抵抗が低下するというオーム則に合わない電圧−抵抗特
性、及び電流−電圧特性を有している。このように印加
電圧の増加に伴って電気抵抗が低下するのは、材料中で
カーボンなどの導電性微粉末が互いに連なったチェーン
部を形成し、印加電圧が高くなるとチェーン部とチェー
ン部との間の絶縁体部を電子のトンネル効果により電流
が流れ、この電流が印加電圧が高くなるほど流れやすく
なるためであると考えられている。

【００３３】また、本実施例では、上記オーム則に合わ
ないタイプＢの材料の電気的特性に着目し、このタイプ
Ｂの材料でゴム層２ｂ，４ｂを形成した帯電ローラ２及
び転写ローラ４への電圧印加に適した定電流電源を採用
し、電源の負荷の増大を抑えている。

【００３４】以上の構成の複写機において、帯電ローラ
２との接触部を感光体１の表面が通過する際に、定電流
電源２１によって該接触部に一定電流が流れ、感光体１
に所定の電荷が付与され、感光体１が一様に帯電され
る。上記接触部を流れる電流の制御目標値は、感光体１
の種類や回転スピードによって変わるが、例えば３０〜
８０μＡ程度である。また、感光体１の一様帯電電位の
設定値は、例えば７００〜９００Ｖ±３０Ｖである。一
様帯電された感光体１には不図示の露光装置によって原
稿に対応した光像が照射され、感光体１上に静電潜像が
形成される。この静電潜像は、現像ユニット３で供給さ
れたトナーによって顕像化され、トナー像となる。そし
て、このトナー像が形成された感光体１の表面と転写ロ
ーラ４との間を転写紙（不図示）が通過する際に、定電
流電源４１から転写ローラ４と転写紙との接触部に対し
て電流が流れ、転写紙に所定の電荷が付与され、発生し
た電界により感光体１上のトナー像が転写紙に転写され
る。この転写時に上記接触部を流れる電流の制御目標値
は通常±２μＡ程度であり、定電流電源４１の出力電圧
は±１ｋＶ程度である。転写後の感光体１の表面の残留
トナー等はクリーニングブレード５で除去され、次の画
像形成動作に備えられる。なお、帯電ローラ２の電源２
１として定電流電源を用いた場合、帯電前の感光体１に
残留電位ムラが存在するとその残留電位ムラが残って帯
電ローラ２で一様に帯電しにくいため、一様帯電前の感
光体１の表面を除電装置で十分に除電するのが好まし
い。

【００３５】以上、本実施例によれば、上記帯電ローラ
２及び転写ローラ４のゴム層２ｂ，４ｂに使用する材料
として、印加電圧の増加に伴って電気抵抗が減少する特
性を有する上記タイプＢの材料を用いることができるの
で、該表面部の電気抵抗が環境、特に湿度の影響を受け
にくく、環境等の検知結果に基づく印加電圧等の制御を
行なうことなく、安定した電荷付与を行なうことができ
る。そして、軸体２ａ，４ａ上に単層のゴム層２ｂ，４
ｂを形成した簡単な構成で、環境、特に湿度の影響を受
けることなく良好な帯電特性及び転写特性を得ることが
でき、その結果として良好な画像を得ることができる。

【００３６】また、本実施例によれば、上記帯電ローラ
２及び転写ローラ４のゴム層２ｂ，４ｂを形成する材料
の電気抵抗が環境変動に伴って変化して各ローラ２，４
に印加する電圧又は電流が大きく変化することがないの
で、環境変動に伴った電源２１，４１の負荷が増大する
ことがなくなる。従って、電源２１，４１の出力の上限
電圧値又は上限電流値を低く設定することができる電源
の低コスト化及び小型化を図ることができる。

【００３７】また、本実施例の帯電ローラ２及び転写ロ
ーラ４のゴム層２ｂ，４ｂに用いた上記タイプＢの材料
は、上記タイプＡの材料に比べて所定の電気抵抗にコン
トロールしやすく、製造が容易である。

【００３８】また、本実施例によれば、上記電気的特性
をタイプＢの材料で形成されたゴム層２ｂ，４ｂを有す
る各ローラ２，４と定電流電源２１，４１とを組み合わ
せることにより、図４からわかるように電源２１，４１
の使用中の出力変動又は制御の設定変更によって電流値
が増加する際に、ゴム層２ｂ，４ｂにオーム則に合う特
性を有するものを用いた場合に比較してより増加幅の小
さな電圧が該材料に印加された状態で、変動後の電流を
各ローラ２，４に流すことができるようになる。このよ
うに電流が増加した場合でも各ローラ２，４のゴム層２
ｂ，４ｂへの印加電圧が大きく増加しないので、電源２
１，４１の出力電圧が急激に増加して電源２１，４１に
過度の負荷がかかることなく、電源２１，４１の上限電
圧値に対する余裕度が広がる。従って、電源２１，４１
の出力電圧の上限電圧値を更に低めに設定することがで
き、電源の低コスト化及び小型化を図ることができる。

【００３９】また、本実施例によれば、各ローラ２，４
のゴム層２ｂ，４ｂにオーム則に合う材料を用いた場合
に比較して、電流変動時に発生する電源２１，４１の出
力電圧の変化幅が小さいため、電源２１，４１として定
電圧電源を用いた場合と同程度のリーク防止を達成でき
る。

【００４０】また、上記転写ローラ４による転写の際に
は、転写ローラ４と感光体１との間に転写紙が介在する
ため、その転写紙の電気抵抗が転写ローラ４の表面部の
電気抵抗に上乗せされるが、転写紙のサイズや紙種にか
かわらず、電源４１の上限電圧値に対する余裕度が広が
る等の傾向は同じである。これは、上乗せされる転写紙
の電気抵抗が印加電圧によらずほぼ一定で、感光体１と
転写ローラ４の軸体４ａとの間の全体の電気抵抗の印加
電圧依存性の傾向が、転写紙の有無によって大きく変化
しないためであると考えられる。

【００４１】なお、上記実施例において、上記帯電ロー
ラ２及び転写ローラ４のゴム層２ｂ，４ｂを形成する材
料の電気抵抗の変化量が１オーダーより小さいとその材
料の製造が難しく、電流の変化に対する電圧の変化量が
大きくなってしまう。一方、該電気抵抗の変化量が３オ
ーダーより大きいと、帯電ローラ２及び転写ローラ４の
電気抵抗が過度に低下してしまい、感光体１のピンホー
ル等でのリークの可能性がでてくる。従って、使用時の
印加電圧の範囲、すなわち実用印加電圧の範囲（例えば
０．５〜５ｋＶの範囲）に対応する上記材料の電気抵抗
の変化量は１オーダー以上、かつ、３オーダー以下であ
ることが好ましい。更に具体的には、上記印加電圧の範
囲における電気抵抗の変化量は２オーダー程度である。

【００４２】また、上記実施例において、上記帯電ロー
ラ２及び転写ローラ４のゴム層２ｂ，４ｂを形成する材
料の体積抵抗率が１０⁶Ωcmより小さいと導体に近い状
態になり、感光体１のピンホール等でリークが生じやす
くなって所定の帯電又は転写が行なわれなくなり、一
方、この体積抵抗率が１０¹¹Ωcmより大きいと、電流が
流れにくくなり、所定の電荷を付与するためには高電圧
印加が必要となり、また時間応答性も悪くなる。従っ
て、使用時の印加電圧の範囲、すなわち実用印加電圧の
範囲（例えば０．５〜５ｋＶの範囲）に対応する上記材
料の電気抵抗は、体積抵抗率１０⁶〜１０¹¹Ωcmの範囲
内で変化することが好ましく、より好ましくは１０⁷〜
１０¹¹Ωcmの範囲内で変化するのが良い。

【００４３】また、上記実施例では、帯電手段及び転写
手段の電荷付与部材として、それぞれローラ形状の帯電
ローラ２１及び転写ローラ４１を用いているが、この電
荷付与部材としては、これらローラ形状に限定されるこ
となく、例えば、ベルト形状やブラシ形状やブレード形
状の部材も用いることができる。

【００４４】また、上記実施例では、本発明に係る電荷
付与部材を、感光体１を一様に帯電する帯電ローラ２及
び感光体１上のトナー像を転写紙に転写する転写ローラ
４として用いているが、本発明は、これらの限定される
ことなく他の電荷付与部材にも適用できるものである。
例えば、感光体と転写紙との間に中間転写体を備えた画
像形成装置において、感光体から中間転写体にトナー像
を転写する転写装置や、該中間転写体から転写紙にトナ
ー像を転写する転写装置等にも、本発明に係る電荷付与
部材を適用でき、同様な効果が得られるものである。更
に、本発明に係る電荷付与部材は、画像形成装置に用い
る場合に限定されず、環境（温度、湿度）の変動にかか
わらず安定した電荷付与を必要とし、且つ電源の小型化
及び低コスト化を図る必要がある各種装置の帯電用、転
写用及びその他の電荷付与部材として用いることができ
るものである。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、被電荷付与体に接触す
る表面部を形成している材料が、印加電圧の増加に伴っ
て電気抵抗が減少する特性を有するものであり、極性基
やイオンをほとんど含有させることなく所定の電気抵抗
にコントロールして製造することができるので、電荷付
与部材の表面部の電気抵抗が、環境、特に湿度の影響で
大きく変動することがないようにすることができる。従
って、かかる材料で表面部を形成した電荷付与部材によ
って被電荷付与体に電荷を付与することにより、上記環
境の変動で電荷付与部材に印加電圧又は電流が大きく変
化するということがなく、安定した電荷付与を行うこと
ができるという効果がある。また、この電荷付与部材
を、被電荷付与体としての被帯電体に電荷を付与し該被
帯電体を帯電するために用いたり、被電荷付与体として
の転写材に電荷を付与し、被転写物質担持体上に静電的
に担持されている被転写物質を該転写材に転写するため
に用いたりする場合には、それぞれ環境変動の影響を受
けることなく安定した帯電特性及び転写特性を得ること
ができるという効果がある。

【００４６】また、上記環境の変動によって電荷付与部
材に印加電圧又は電流が大きく変化することがないの
で、電源の出力の上限電圧値又は上限電流値を低く設定
することができ、電源の低コスト化及び小型化を図るこ
とができるという効果がある。

【００４７】また、上記特性を有する材料は、カーボ
ン、金属片等の導電性の微粉末を分散混合させることに
より、所定の電気抵抗にコントロールして製造できるの
で、電気抵抗のコントロールが難しい極性基やイオンを
主に含有するタイプに比べて容易に製造することができ
るという効果がある。

【００４８】特に、上記電荷付与部材の電源として定電
流電源を用いた場合は、前述の環境変動に起因した電源
の出力電圧の変動がなくなるとともに、出力電流変動又
は制御による出力電流の設定変更によって電流値が変動
しても、印加される電圧は大きく変動しないので、電源
の出力電圧が急激に増加して電源に過度の負荷がかかる
ことがなくなる。従って、電源の出力電圧の上限電圧値
を低めに設定することができ、さらに電源の低コスト化
及び小型化を図ることができるという効果がある。

【００４９】また特に、上記電荷付与部材の表面部を形
成する材料の電気抵抗の変化量を１オーダー以上にする
ことにより、該電荷付与部材の材料の製造が容易にな
り、また、電流の変化に対する電圧の変化量が過度に大
きくならないので、像担持体等の被電荷付与体のピンホ
ール等の傷や被電荷付与体の端部でのリークの発生を防
止でき、安定した電荷付与特性、帯電特性及び転写特性
が得られるようになるという効果がある。更に電源の上
限電圧値に対する余裕度も広がるという効果がある。ま
た特に、上記材料の電気抵抗の変化量を３オーダー以下
にすることにより、電気抵抗が過度に低下せず、像担持
体等の被電荷付与体のピンホール等の傷や被電荷付与体
の端部でのリークの発生を防止でき、更に安定した電荷
付与特性、帯電特性及び転写特性が得られるようになる
という効果がある。

【００５０】また特に、上記電荷付与部材の表面部を形
成する材料の体積抵抗率が１０⁶Ωcm以上の範囲で変化
することにより、更に像担持体等の被電荷付与体のピン
ホール等の傷や被電荷付与体の端部でのリークの発生を
防止でき、安定した電荷付与特性、帯電特性及び転写特
性が得られるようになるという効果がある。また特に、
上記材料の体積抵抗率が１０¹¹Ωcm以下の範囲で変化す
ることにより、被電荷付与体に所定の電荷を付与するた
めに高電圧印加が必要となることなく、更にリークの発
生を抑えることができるので、更に安定した電荷付与特
性、帯電特性及び転写特性が得られるとともに、電荷付
与、帯電及び転写の時間応答性も悪くならないという効
果がある。

【００５１】また特に、上記電荷付与部材を画像形成装
置に用いた場合には、環境変動の影響を受けにくい安定
した帯電特性及び転写特性により良好な画像を得ること
ができるという効果がある。更に上記電荷付与部材の電
源として定電流電源を用いた場合には、該電源の出力電
圧の上限電圧値を低く設定できるので、画像形成装置の
低コスト化及び小型化を更に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る複写機の概略構成を示す正面図。

【図２】同複写機に用いた帯電ローラ及び転写ローラの
ゴム層の体積抵抗率及び表面抵抗率の測定方法の説明
図。

【図３】（ａ）は極性基・イオンを含有するタイプＡの
材料の体積抵抗率と印加電圧との関係を示す特性図。
（ｂ）は同タイプＡの材料に対する印加電流と印加電圧
との関係を示す特性図。

【図４】（ａ）は実施例に係る帯電ローラ及び転写ロー
ラのゴム層に用いたタイプＢの材料の印加電圧と体積抵
抗率との関係を示す特性図。（ｂ）は同タイプＢの材料
に対する印加電流と印加電圧との関係を示す特性図。

【符号の説明】

１感光体２帯電ローラ２ａ帯電ローラの軸体２ｂ帯電ローラのゴム層４転写ローラ４ａ転写ローラの軸体４ｂ転写ローラのゴム層２１帯電ローラ用の定電流電源４１転写ローラ用の定電流電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被電荷付与体に接触して電荷を付与する電
荷付与部材において、該被電荷付与体に接触する表面部を、印加電圧の増加に
伴って電気抵抗が減少する特性を有する材料で形成した
ことを特徴とする電荷付与部材。
【請求項２】被転写物質担持体上に静電的に担持されて
いる被転写物質を上記被電荷付与体としての転写材に転
写するのに用いる請求項１の電荷付与部材。
【請求項３】上記被電荷付与体としての被帯電体を帯電
するのに用いる請求項１の電荷付与部材。
【請求項４】使用時の印加電圧の範囲に対応した上記材
料の電気抵抗の変化量が、１オーダー以上、かつ、３オ
ーダー以下であることを特徴とする請求項１の電荷付与
部材。
【請求項５】使用時の印加電圧の範囲に対応した上記材
料の電気抵抗が、体積抵抗率１０⁶〜１０¹¹Ωcmの範囲
内で変化することを特徴とする請求項１の電荷付与部
材。
【請求項６】被電荷付与体に接触して電荷を付与する電
荷付与部材と、該電荷付与部材に電圧を印加する電源と
を備えた画像形成装置において、該電荷付与部材の該被電荷付与体に接触する表面部を、
印加電圧の増加に伴って電気抵抗が減少する特性を有す
る材料で形成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】上記電源として定電流電源を用いたことを
特徴とする請求項６の画像形成装置。