JPH075748A - 帯電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
帯電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置Info
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- JPH075748A JPH075748A JP6026811A JP2681194A JPH075748A JP H075748 A JPH075748 A JP H075748A JP 6026811 A JP6026811 A JP 6026811A JP 2681194 A JP2681194 A JP 2681194A JP H075748 A JPH075748 A JP H075748A
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- G03G15/02—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices
- G03G15/0208—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus
- G03G15/0216—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus by bringing a charging member into contact with the member to be charged, e.g. roller, brush chargers
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- G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
- G03G2215/02—Arrangements for laying down a uniform charge
- G03G2215/021—Arrangements for laying down a uniform charge by contact, friction or induction
- G03G2215/022—Arrangements for laying down a uniform charge by contact, friction or induction using a magnetic brush
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被帯電体表面に帯電し残された部分がなく、
良好な帯電効率を得る。 【構成】 １×１０10〜１×１０14Ωｃｍの電荷注入層
１２を備える感光ドラム１の表面の移動速度をＶK （ｍ
ｍ／ｓｅｃ）、感光ドラム１を接触帯電する帯電ブラシ
２の表面の移動速度をＶB （ｍｍ／ｓｅｃ）、感光ドラ
ム１と帯電ブラシ２との接触幅をＮ（ｍｍ）とするとＮ
−（ＶB −ＶK ）／ＶK ≧４を満たす。
良好な帯電効率を得る。 【構成】 １×１０10〜１×１０14Ωｃｍの電荷注入層
１２を備える感光ドラム１の表面の移動速度をＶK （ｍ
ｍ／ｓｅｃ）、感光ドラム１を接触帯電する帯電ブラシ
２の表面の移動速度をＶB （ｍｍ／ｓｅｃ）、感光ドラ
ム１と帯電ブラシ２との接触幅をＮ（ｍｍ）とするとＮ
−（ＶB −ＶK ）／ＶK ≧４を満たす。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被帯電体を帯電処理
（除電処理を含む）する帯電装置に関する。より詳しく
は、被帯電体に電圧を印加した帯電部材を当接させて被
帯電体の帯電を行う接触方式の帯電装置（接触帯電装
置、直接帯電装置）に関する。
（除電処理を含む）する帯電装置に関する。より詳しく
は、被帯電体に電圧を印加した帯電部材を当接させて被
帯電体の帯電を行う接触方式の帯電装置（接触帯電装
置、直接帯電装置）に関する。
【０００２】また、像担持体に電圧を印加した帯電部材
を当接させて像担持体の帯電処理を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、電子写真方式
・静電記録方式等の複写機・プリンタなどの画像形成装
置及びプロセスカートリッジに関する。
を当接させて像担持体の帯電処理を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、電子写真方式
・静電記録方式等の複写機・プリンタなどの画像形成装
置及びプロセスカートリッジに関する。
【０００３】
【背景の技術】便宜上、画像形成装置を例にして説明す
る。
る。
【０００４】従来、電子写真方式や静電記録方式の画像
形成装置において、電子写真感光体・静電記録誘電体等
の像担持体の帯電処理手段としてはコロナ帯電器が使用
されてきた。
形成装置において、電子写真感光体・静電記録誘電体等
の像担持体の帯電処理手段としてはコロナ帯電器が使用
されてきた。
【０００５】近年は、低オゾン・低電力等の利点を有す
ることから、接触帯電装置、即ち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の帯
電を行う方式の装置が実用化されてきている。特に、帯
電部材として導電ローラを用いたローラ帯電方式の装置
が帯電の安定性という点から好ましく用いられている。
ることから、接触帯電装置、即ち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の帯
電を行う方式の装置が実用化されてきている。特に、帯
電部材として導電ローラを用いたローラ帯電方式の装置
が帯電の安定性という点から好ましく用いられている。
【０００６】ローラ帯電方式の接触帯電装置では、帯電
部材として導電性の弾性ローラを被帯電体に加圧当接さ
せ、これに電圧を印加することによって被帯電体を帯電
処理する。
部材として導電性の弾性ローラを被帯電体に加圧当接さ
せ、これに電圧を印加することによって被帯電体を帯電
処理する。
【０００７】具体的には、帯電は帯電部材から被帯電体
への放電によって行われるため、ある閾値電圧以上の電
圧を印加することによって帯電が開始される。
への放電によって行われるため、ある閾値電圧以上の電
圧を印加することによって帯電が開始される。
【０００８】例を示すと、被帯電体としての厚さ２５μ
ｍのＯＰＣ感光体に対して帯電ローラを加圧当接させて
帯電処理を行わせる場合には、帯電ローラに対して約６
４０Ｖ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。以後、この閾値電圧を帯電開
始電圧Ｖｔｈと定義する。
ｍのＯＰＣ感光体に対して帯電ローラを加圧当接させて
帯電処理を行わせる場合には、帯電ローラに対して約６
４０Ｖ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。以後、この閾値電圧を帯電開
始電圧Ｖｔｈと定義する。
【０００９】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被帯
電体の帯電を行う接触帯電方式を「ＤＣ帯電方式」と称
する。
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被帯
電体の帯電を行う接触帯電方式を「ＤＣ帯電方式」と称
する。
【００１０】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値が変動するため、また
被帯電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。
等によって接触帯電部材の抵抗値が変動するため、また
被帯電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。
【００１１】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被帯電体の帯電を行う「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、被帯電体の電位は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。
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被帯電体の帯電を行う「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、被帯電体の電位は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。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな接触帯電装置においても、その本質的な帯電機構は
帯電部材から被帯電体への放電現象を用いているため、
先に述べたように帯電に必要とされる電圧は被帯電体表
面電位以上の値が必要とされ、微量のオゾンは発生す
る。
うな接触帯電装置においても、その本質的な帯電機構は
帯電部材から被帯電体への放電現象を用いているため、
先に述べたように帯電に必要とされる電圧は被帯電体表
面電位以上の値が必要とされ、微量のオゾンは発生す
る。
【００１３】また、帯電均一化のためにＡＣ帯電方式を
用いた場合には、ＡＣ電圧の電界による帯電部材と被帯
電体の振動騒音（ＡＣ帯電音）の発生、また放電による
被帯電体表面の劣化等が顕著になり新たな問題点となっ
ていた。
用いた場合には、ＡＣ電圧の電界による帯電部材と被帯
電体の振動騒音（ＡＣ帯電音）の発生、また放電による
被帯電体表面の劣化等が顕著になり新たな問題点となっ
ていた。
【００１４】このため、被帯電体への電荷の直接注入に
よる帯電が望まれていた。
よる帯電が望まれていた。
【００１５】帯電ローラ・帯電ブラシ・帯電磁気ブラシ
等の接触導電部材に電圧を印加し、被帯電体表面にある
トラップ準位に電荷を注入して接触注入帯電を行う方法
は、Ｊａｐａｎ Ｈａｒｄｃｏｐｙ ９２年論文集Ｐ２
８７の「導電性ローラを用いた接触帯電特性」等に記載
があるが、これらの方法は被帯電体としての暗所絶縁性
の感光体に対して電圧を印加した低抵抗の帯電部材で接
触帯電を行う方法であり、帯電部材の抵抗値が十分に低
く、更に帯電部材に導電性をもたせる材質（導電フィラ
ー等）が表面に十分に露出していることが条件になって
いた。
等の接触導電部材に電圧を印加し、被帯電体表面にある
トラップ準位に電荷を注入して接触注入帯電を行う方法
は、Ｊａｐａｎ Ｈａｒｄｃｏｐｙ ９２年論文集Ｐ２
８７の「導電性ローラを用いた接触帯電特性」等に記載
があるが、これらの方法は被帯電体としての暗所絶縁性
の感光体に対して電圧を印加した低抵抗の帯電部材で接
触帯電を行う方法であり、帯電部材の抵抗値が十分に低
く、更に帯電部材に導電性をもたせる材質（導電フィラ
ー等）が表面に十分に露出していることが条件になって
いた。
【００１６】一方、導電粒子を分散した保護膜を有する
感光体を導電微粒子を用いて帯電することは特開昭６１
−５７９５８号公報で知られている。
感光体を導電微粒子を用いて帯電することは特開昭６１
−５７９５８号公報で知られている。
【００１７】感光体への直接電荷注入帯電を行う場合に
は、従来のような放電を用いた帯電方式とは異なり、帯
電部材と感光体表面がオートミックに直接接触し、電荷
を授受することが必要となる。つまり、帯電部材と感光
体が密に接触して微視的な帯電し残しがないような構成
をとる必要がある。
は、従来のような放電を用いた帯電方式とは異なり、帯
電部材と感光体表面がオートミックに直接接触し、電荷
を授受することが必要となる。つまり、帯電部材と感光
体が密に接触して微視的な帯電し残しがないような構成
をとる必要がある。
【００１８】通常用いられる接触帯電方式では、帯電機
構が放電によるものであるため帯電部材と感光体表面の
間に少しくらいのギャップが生じても帯電はなされる。
しかし、直接電荷注入方式では両者が均一に接触するこ
とが必要となるため、帯電部材の構成、駆動条件を適当
な値に設定する必要があった。
構が放電によるものであるため帯電部材と感光体表面の
間に少しくらいのギャップが生じても帯電はなされる。
しかし、直接電荷注入方式では両者が均一に接触するこ
とが必要となるため、帯電部材の構成、駆動条件を適当
な値に設定する必要があった。
【００１９】
【発明の目的】本発明の目的は、帯電部材と被帯電体面
を均一に接触させる帯電装置、プロセスカートリッジ及
び画像形成装置を提供することである。
を均一に接触させる帯電装置、プロセスカートリッジ及
び画像形成装置を提供することである。
【００２０】本発明の他の目的は、被帯電体表面に帯電
し残された部分がないようにした帯電装置、プロセスカ
ートリッジ及び画像形成装置を提供することである。
し残された部分がないようにした帯電装置、プロセスカ
ートリッジ及び画像形成装置を提供することである。
【００２１】本発明の他の目的は、良好な帯電効率が得
られる帯電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装
置を提供することである。
られる帯電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装
置を提供することである。
【００２２】本発明の更なる目的及び特徴とするところ
は添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことに
より一層明らかになるだろう。
は添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことに
より一層明らかになるだろう。
【００２３】
【発明の構成】本発明は移動可能な被帯電体であって、
その表面が１×１０10〜１×１０14Ωｃｍの体積抵抗率
の電荷注入層を備える被帯電体と、上記被帯電体を帯電
する帯電部材であって、この帯電部材は電圧が印加さ
れ、上記被帯電体と接触する移動可能な帯電ブラシを備
える帯電部材と、を有し、上記被帯電体表面の移動速度
をＶK （ｍｍ／ｓｅｃ）、上記帯電ブラシ表面の移動速
度をＶB （ｍｍ／ｓｅｃ）、上記被帯電体の移動方向に
おける上記被帯電体と上記帯電ブラシとの接触幅をＮ
（ｍｍ）とすると、Ｎ・（ＶB −ＶK ）／ＶK ≧４を満
たすことを特徴とする。
その表面が１×１０10〜１×１０14Ωｃｍの体積抵抗率
の電荷注入層を備える被帯電体と、上記被帯電体を帯電
する帯電部材であって、この帯電部材は電圧が印加さ
れ、上記被帯電体と接触する移動可能な帯電ブラシを備
える帯電部材と、を有し、上記被帯電体表面の移動速度
をＶK （ｍｍ／ｓｅｃ）、上記帯電ブラシ表面の移動速
度をＶB （ｍｍ／ｓｅｃ）、上記被帯電体の移動方向に
おける上記被帯電体と上記帯電ブラシとの接触幅をＮ
（ｍｍ）とすると、Ｎ・（ＶB −ＶK ）／ＶK ≧４を満
たすことを特徴とする。
【００２４】また、本発明は、移動可能な被帯電体であ
って、この被帯電体の表面は１×１０10〜１×１０14Ω
ｃｍの体積抵抗率の電荷注入層を備える被帯電体と、上
記被帯電体を帯電する帯電部材であって、この帯電部材
は電圧が印加され、上記被帯電体と接触する移動可能な
導電粒子層を備える帯電部材と、を有し、上記被帯電体
表面の移動速度をＶK （ｍｍ／ｓｅｃ）、上記導電粒子
層表面の移動速度をＶB （ｍｍ／ｓｅｃ）、上記被帯電
体の移動方向における上記被帯電体と上記導電粒子層と
の接触幅をＮ（ｍｍ）とすると、Ｎ・（ＶB −ＶK ）／
ＶK ≧０．２を満たすことを特徴とする。
って、この被帯電体の表面は１×１０10〜１×１０14Ω
ｃｍの体積抵抗率の電荷注入層を備える被帯電体と、上
記被帯電体を帯電する帯電部材であって、この帯電部材
は電圧が印加され、上記被帯電体と接触する移動可能な
導電粒子層を備える帯電部材と、を有し、上記被帯電体
表面の移動速度をＶK （ｍｍ／ｓｅｃ）、上記導電粒子
層表面の移動速度をＶB （ｍｍ／ｓｅｃ）、上記被帯電
体の移動方向における上記被帯電体と上記導電粒子層と
の接触幅をＮ（ｍｍ）とすると、Ｎ・（ＶB −ＶK ）／
ＶK ≧０．２を満たすことを特徴とする。
【００２５】
（１）画像形成装置 図１は画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の
画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のレーザー
ビームプリンタである。
画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のレーザー
ビームプリンタである。
【００２６】１は像担持体としての回転ドラム型の電子
写真感光体である。本実施例は直径３０ｍｍのＯＰＣ感
光体であり、矢示の時計方向に１００ｍｍ／ｓｅｃのプ
ロセススピード（周速度）をもって回転駆動される。
写真感光体である。本実施例は直径３０ｍｍのＯＰＣ感
光体であり、矢示の時計方向に１００ｍｍ／ｓｅｃのプ
ロセススピード（周速度）をもって回転駆動される。
【００２７】２は感光体１に当接させた接触帯電部材と
しての回転ブラシローラ（帯電ブラシ）であり、この回
転ブラシ２には帯電バイアス印加電源Ｓ１から−７００
ＶのＤＣ帯電バイアスが印加されていて、回転感光体１
の外周面がほぼ−６８０Ｖに一様に帯電処理される。
しての回転ブラシローラ（帯電ブラシ）であり、この回
転ブラシ２には帯電バイアス印加電源Ｓ１から−７００
ＶのＤＣ帯電バイアスが印加されていて、回転感光体１
の外周面がほぼ−６８０Ｖに一様に帯電処理される。
【００２８】この回転感光体１の帯電処理面に対してレ
ーザダイオード・ポリゴンミラー等を含む不図示のレー
ザービームスキャナから出力させる目的の画像情報の時
系列電気デジタル画素信号に対応して強度変調されたレ
ーザビームによる走査露光Ｌがなされ、回転感光体１の
周面に対して目的の画像情報に対応した静電潜像が形成
される。
ーザダイオード・ポリゴンミラー等を含む不図示のレー
ザービームスキャナから出力させる目的の画像情報の時
系列電気デジタル画素信号に対応して強度変調されたレ
ーザビームによる走査露光Ｌがなされ、回転感光体１の
周面に対して目的の画像情報に対応した静電潜像が形成
される。
【００２９】その静電潜像は磁性一成分絶縁ネガトナー
を用いた反転現像装置３によりトナー画像として反転現
像される。３ａはマグネットを内包する直径１６ｍｍの
非磁性現像スリーブであり、この現像スリーブに上記の
ネガトナーをコートし、感光体１表面との距離を３００
μｍに固定した状態で、感光体１と等速で回転させ、ス
リーブ３ａに現像バイアス電源Ｓ２より現像バイアス電
圧を印加する。電圧は−５００ＶのＤＣ電圧と、周波数
１８００Ｈｚ、ピーク間電圧１６００Ｖの矩形のＡＣ電
圧を重畳したものを用い、スリーブ３ａと感光体１の間
でジャンピング現像を行わせる。
を用いた反転現像装置３によりトナー画像として反転現
像される。３ａはマグネットを内包する直径１６ｍｍの
非磁性現像スリーブであり、この現像スリーブに上記の
ネガトナーをコートし、感光体１表面との距離を３００
μｍに固定した状態で、感光体１と等速で回転させ、ス
リーブ３ａに現像バイアス電源Ｓ２より現像バイアス電
圧を印加する。電圧は−５００ＶのＤＣ電圧と、周波数
１８００Ｈｚ、ピーク間電圧１６００Ｖの矩形のＡＣ電
圧を重畳したものを用い、スリーブ３ａと感光体１の間
でジャンピング現像を行わせる。
【００３０】一方、不図示の給紙部から記録材としての
転写材Ｐが給送されて、回転感光体１と、これに所定の
押圧力で当接させた接触転写手段としての、中抵抗の転
写ローラ４との圧接ニップ部（転写部）Ｔに所定のタイ
ミングにて導入される。転写ローラ４には転写バイアス
印加電源Ｓ３から所定の転写バイアス電圧が印加され
る。
転写材Ｐが給送されて、回転感光体１と、これに所定の
押圧力で当接させた接触転写手段としての、中抵抗の転
写ローラ４との圧接ニップ部（転写部）Ｔに所定のタイ
ミングにて導入される。転写ローラ４には転写バイアス
印加電源Ｓ３から所定の転写バイアス電圧が印加され
る。
【００３１】本実施例ではローラ抵抗値が５×１０8 Ω
の転写ローラ４を用い、＋２０００ＶのＤＣ電圧を印加
して転写を行った。
の転写ローラ４を用い、＋２０００ＶのＤＣ電圧を印加
して転写を行った。
【００３２】転写部Ｔに導入された転写材Ｐはこの転写
部Ｔを挟持搬送されて、その表面側に転写感光体１の表
面に形成担持されているトナー画像が順次に静電力と押
圧力にて転写されていく。
部Ｔを挟持搬送されて、その表面側に転写感光体１の表
面に形成担持されているトナー画像が順次に静電力と押
圧力にて転写されていく。
【００３３】トナー画像の転写を受けた転写材Ｐは感光
体１の面から分離されて熱定着方式等の定着装置５へ導
入されてトナー画像の定着を受け、画像形成物（プリン
ト、コピー）として装置外へ排出される。
体１の面から分離されて熱定着方式等の定着装置５へ導
入されてトナー画像の定着を受け、画像形成物（プリン
ト、コピー）として装置外へ排出される。
【００３４】また、転写材Ｐに対するトナー画像転写後
の感光体面はクリーニング装置６により残留トナー等の
付着汚染物の除去を受けて清掃され繰り返して作像に供
される。
の感光体面はクリーニング装置６により残留トナー等の
付着汚染物の除去を受けて清掃され繰り返して作像に供
される。
【００３５】本実施例の画像形成装置は、感光体１・接
触帯電部材２・現像装置３・クリーニング装置６の４つ
のプロセス機器をカートリッジ２０に包含させて画像形
成装置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。
触帯電部材２・現像装置３・クリーニング装置６の４つ
のプロセス機器をカートリッジ２０に包含させて画像形
成装置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。
【００３６】（２）感光体１ 本実施例における被帯電体としての電子写真感光体１は
負帯電のＯＰＣ感光体であり、直径３０ｍｍの接地され
た導電性のアルミニウム製のドラム基体上に下記の第１
〜第５の５層の機能層を下からか順に設けたものであ
る。
負帯電のＯＰＣ感光体であり、直径３０ｍｍの接地され
た導電性のアルミニウム製のドラム基体上に下記の第１
〜第５の５層の機能層を下からか順に設けたものであ
る。
【００３７】第１層は下引き層であり、アルミニウムド
ラム基体の欠陥等をならすため、またレーザ露光の反射
によるモアレの発生を防止するために設けらている厚さ
約２０μｍの導電層である。
ラム基体の欠陥等をならすため、またレーザ露光の反射
によるモアレの発生を防止するために設けらている厚さ
約２０μｍの導電層である。
【００３８】第２層は正電荷注入防止層であり、アルミ
基体から注入された正電荷が感光体表面に帯電された負
電荷を打ち消すのを防止する役割を果たし、アミラン樹
脂とメトキシメチル化ナイロンによって１０6 Ωｃｍの
程度に抵抗調整された厚さ約１μｍの中抵抗層である。
基体から注入された正電荷が感光体表面に帯電された負
電荷を打ち消すのを防止する役割を果たし、アミラン樹
脂とメトキシメチル化ナイロンによって１０6 Ωｃｍの
程度に抵抗調整された厚さ約１μｍの中抵抗層である。
【００３９】第３層は電荷発生層であり、ジスアゾ系の
顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層であり、レ
ーザ露光を受けることによって正負の電荷対を発生す
る。
顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層であり、レ
ーザ露光を受けることによって正負の電荷対を発生す
る。
【００４０】第４層は電荷輸送層であり、ポリカーボネ
ート樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、ｐ型半導
体である。従って、感光体表面に帯電された負電荷はこ
の層を移動することはできず、電荷発生層で発生した正
電荷のみを感光体表面に輸送することができる。
ート樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、ｐ型半導
体である。従って、感光体表面に帯電された負電荷はこ
の層を移動することはできず、電荷発生層で発生した正
電荷のみを感光体表面に輸送することができる。
【００４１】第５層は本発明の特徴である電荷注入層で
あり、バインダーとしての光硬化性のアクリル樹脂にＳ
ｎＯ2 超微粒子を分散した材料の塗工層である。具体的
には、アクリル樹脂に光透過性の導電フィラーであるア
ンチモンをドーピングして低抵抗化（導電化）した粒径
約０．０３μｍのＳｎＯ2 粒子を樹脂に対して７０重量
パーセント分散した材料の塗工層である。
あり、バインダーとしての光硬化性のアクリル樹脂にＳ
ｎＯ2 超微粒子を分散した材料の塗工層である。具体的
には、アクリル樹脂に光透過性の導電フィラーであるア
ンチモンをドーピングして低抵抗化（導電化）した粒径
約０．０３μｍのＳｎＯ2 粒子を樹脂に対して７０重量
パーセント分散した材料の塗工層である。
【００４２】十分な帯電性と画像流れをおこさない条件
を満足するために電荷注入層の抵抗値は１×１０10〜１
×１０14Ωｃｍであるのが良く、このためにＳｎＯ2 の
添加量はバインダーに対して２〜１００重量パーセント
の範囲に納まっていることが好ましい。
を満足するために電荷注入層の抵抗値は１×１０10〜１
×１０14Ωｃｍであるのが良く、このためにＳｎＯ2 の
添加量はバインダーに対して２〜１００重量パーセント
の範囲に納まっていることが好ましい。
【００４３】このようにして調合した塗工液をディッピ
ング塗工法、スプレー塗工法、ロールコート塗工法、ビ
ームコート塗工法等の適当な塗工法にて厚さ約３μｍに
塗工して電荷注入層とした。
ング塗工法、スプレー塗工法、ロールコート塗工法、ビ
ームコート塗工法等の適当な塗工法にて厚さ約３μｍに
塗工して電荷注入層とした。
【００４４】電荷注入層のバインダーは電荷輸送層のバ
インダーと同じとすることも可能であるが、この場合に
は電荷注入層の塗工時に電荷輸送層の塗工面を乱してし
まう可能性があるため、コート法を特に選択する必要が
ある。
インダーと同じとすることも可能であるが、この場合に
は電荷注入層の塗工時に電荷輸送層の塗工面を乱してし
まう可能性があるため、コート法を特に選択する必要が
ある。
【００４５】こりによって感光体表面の抵抗は、電荷輸
送層単体の場合１×１０15Ωｃｍだったのに比べ、１×
１０11Ωｃｍにまで低下した。
送層単体の場合１×１０15Ωｃｍだったのに比べ、１×
１０11Ωｃｍにまで低下した。
【００４６】（３）接触帯電部材２ 本実施例における接触帯電部材としての帯電ブラシ２
は、ユニチカ（株）製の導電性レーヨン繊維ＲＥＣ−Ｃ
をパイル地にしたテープを直径６ｍｍの金属製の芯金２
ａにスパイラル状に巻き付けて外径１４ｍｍのロールブ
ラシとしたもので、毛の外径３０μｍ、植毛密度１６０
本／ｍｍ2 で、ブラシの抵抗値は１×１０5 Ωである
（金属製の直径３０ｍｍのドラムにニップ幅３ｍｍで当
接させ、１００Ｖの電圧を印加したときに流れる電流値
から換算したもの）。
は、ユニチカ（株）製の導電性レーヨン繊維ＲＥＣ−Ｃ
をパイル地にしたテープを直径６ｍｍの金属製の芯金２
ａにスパイラル状に巻き付けて外径１４ｍｍのロールブ
ラシとしたもので、毛の外径３０μｍ、植毛密度１６０
本／ｍｍ2 で、ブラシの抵抗値は１×１０5 Ωである
（金属製の直径３０ｍｍのドラムにニップ幅３ｍｍで当
接させ、１００Ｖの電圧を印加したときに流れる電流値
から換算したもの）。
【００４７】この抵抗値の帯電ブラシ２を用いることに
よって、感光体１上にピンホール等の欠陥が生じた場合
にも、この部分に過大なリーク電流が流れ込むことを防
止することか可能である。
よって、感光体１上にピンホール等の欠陥が生じた場合
にも、この部分に過大なリーク電流が流れ込むことを防
止することか可能である。
【００４８】（４）帯電原理 本実施例は、中抵抗の接触帯電部材２で、中抵抗の表面
抵抗を持つ、被帯電体としての感光体表面に電荷注入を
行うものであるが、本実施例は感光体表面材質のもつト
ラップ電位に電荷を注入するものではなく、電荷注入層
の導電粒子に電荷を充電して帯電を行う原理である。
抵抗を持つ、被帯電体としての感光体表面に電荷注入を
行うものであるが、本実施例は感光体表面材質のもつト
ラップ電位に電荷を注入するものではなく、電荷注入層
の導電粒子に電荷を充電して帯電を行う原理である。
【００４９】具体的には、図２Ａの帯電ブラシ部分の拡
大図と、図２Ｂの等価モデルに示すように、感光体１の
電荷輸送層１１を誘電体、アルミ基体１０と電荷注入層
１２内の導電粒子１２ａとを両電極板とする微小なコン
デンサーに、接触帯電部材２で電荷を充電する理論に基
づくものである。
大図と、図２Ｂの等価モデルに示すように、感光体１の
電荷輸送層１１を誘電体、アルミ基体１０と電荷注入層
１２内の導電粒子１２ａとを両電極板とする微小なコン
デンサーに、接触帯電部材２で電荷を充電する理論に基
づくものである。
【００５０】この際、導電粒子１２ａは互いに電気的に
は独立であり、一種の微小なフロート電極を形成してい
る。このため、マクロ的には感光体表面は均一電位に充
電・帯電されているように見えるが、実際には微小な無
数の充電されたＳｎＯ2 粒子１２ａが感光体表面を覆っ
ているような状況となっている。
は独立であり、一種の微小なフロート電極を形成してい
る。このため、マクロ的には感光体表面は均一電位に充
電・帯電されているように見えるが、実際には微小な無
数の充電されたＳｎＯ2 粒子１２ａが感光体表面を覆っ
ているような状況となっている。
【００５１】このため、レーザによって画像露光を行っ
てもそれぞれのＳｎＯ2 粒子１２ａは電気的に独立なた
め、静電潜像を保持することが可能になる。
てもそれぞれのＳｎＯ2 粒子１２ａは電気的に独立なた
め、静電潜像を保持することが可能になる。
【００５２】従って、本実施例では従来の通常感光体表
面に少ないながらも存在していたトラップ準位をＳｎＯ
2 粒子で代用したものであり、このために電荷注入性・
電荷保持性が向上したものである。
面に少ないながらも存在していたトラップ準位をＳｎＯ
2 粒子で代用したものであり、このために電荷注入性・
電荷保持性が向上したものである。
【００５３】従来の感光体で良好な電荷注入帯電を行い
たい場合には、少ないトラップ点に効率良く電荷注入を
しなければならないため帯電部材２の抵抗値は１×１０
3 Ω以下でならず、通常の感光体表面材質の抵抗値は１
×１０15ｃｍ程度である。
たい場合には、少ないトラップ点に効率良く電荷注入を
しなければならないため帯電部材２の抵抗値は１×１０
3 Ω以下でならず、通常の感光体表面材質の抵抗値は１
×１０15ｃｍ程度である。
【００５４】これに対して、電荷注入層１２を設けた場
合には感光体表面に電荷を保持できる領域が増加するた
め、もっと高い抵抗値の帯電部材２を用いても良好な帯
電が行える。
合には感光体表面に電荷を保持できる領域が増加するた
め、もっと高い抵抗値の帯電部材２を用いても良好な帯
電が行える。
【００５５】実際には電荷注入層１２の抵抗値が１×１
０10〜１×１０14Ωｃｍの範囲であれば１×１０7 Ωの
帯電部材でも印加電圧に対して帯電される感光体表面電
位が９０％以上であるような良好な効率で帯電が可能で
ある。
０10〜１×１０14Ωｃｍの範囲であれば１×１０7 Ωの
帯電部材でも印加電圧に対して帯電される感光体表面電
位が９０％以上であるような良好な効率で帯電が可能で
ある。
【００５６】一方、感光体表面にはピンホールが生じた
場合にリークを発生せずに感光体１、帯電部材２を破壊
しない、もしくは帯電部材２全体がリーク電流によって
電圧降下を起こすことによる帯電部材当接全体の帯電不
良を起こさないような帯電部材２の抵抗値は１×１０4
Ω以上であることが実験的に確かめられている。また帯
電部材としてのブラシが抜けたり、帯電部材としての導
電粒子が離れて、感光体に付着すると現像部において現
像不良が生じるという問題があり、この問題を生じない
ためにも帯電部材は１×１０4 Ω以上が良い。
場合にリークを発生せずに感光体１、帯電部材２を破壊
しない、もしくは帯電部材２全体がリーク電流によって
電圧降下を起こすことによる帯電部材当接全体の帯電不
良を起こさないような帯電部材２の抵抗値は１×１０4
Ω以上であることが実験的に確かめられている。また帯
電部材としてのブラシが抜けたり、帯電部材としての導
電粒子が離れて、感光体に付着すると現像部において現
像不良が生じるという問題があり、この問題を生じない
ためにも帯電部材は１×１０4 Ω以上が良い。
【００５７】実際に表１に具体的な例を示すが、本発明
者による実験の結果１×１０4 〜１×１０7 Ωの抵抗値
を持つ接触帯電部材２で１×１０10〜１×１０14Ωｃｍ
の抵抗値の電荷注入層１２を持つ感光体１を帯電するこ
とにより、良好な電荷注入性、対ピンホール性を満足す
る帯電システムを構成できることがわかる。
者による実験の結果１×１０4 〜１×１０7 Ωの抵抗値
を持つ接触帯電部材２で１×１０10〜１×１０14Ωｃｍ
の抵抗値の電荷注入層１２を持つ感光体１を帯電するこ
とにより、良好な電荷注入性、対ピンホール性を満足す
る帯電システムを構成できることがわかる。
【００５８】
【表１】
【００５９】なお、「リーク」とは、帯電されるが感光
体上にピンホールが生じた場合にリークしてしまうこと
を表す。また「画像流れ」とは感光体の抵抗が所定値よ
り低いことにより感光体への電荷保持性が悪くなり感光
体の電位が所定電位とならないものである。
体上にピンホールが生じた場合にリークしてしまうこと
を表す。また「画像流れ」とは感光体の抵抗が所定値よ
り低いことにより感光体への電荷保持性が悪くなり感光
体の電位が所定電位とならないものである。
【００６０】本実施例においては前述したように−７０
０Ｖの直流電圧を印加した帯電ブラシ２を感光体１に対
して当接し回転させることによって帯電を行う。
０Ｖの直流電圧を印加した帯電ブラシ２を感光体１に対
して当接し回転させることによって帯電を行う。
【００６１】先に述べたように帯電は、帯電ブラシ２か
ら感光体１表面のＳｎＯ2 粒子１２ａへの電荷注入によ
って行われるため、感光体全面をくまなく帯電ブラシ２
が接触しなくてはならない。このため、帯電ブラシ２の
接触ニップ幅Ｎ（感光体の移動方向における幅）を２ｍ
ｍとして、帯電ブラシ２の回転数を変化させた場合の帯
電効率について測定を行った結果を図３に示す。
ら感光体１表面のＳｎＯ2 粒子１２ａへの電荷注入によ
って行われるため、感光体全面をくまなく帯電ブラシ２
が接触しなくてはならない。このため、帯電ブラシ２の
接触ニップ幅Ｎ（感光体の移動方向における幅）を２ｍ
ｍとして、帯電ブラシ２の回転数を変化させた場合の帯
電効率について測定を行った結果を図３に示す。
【００６２】ここでは、感光体表面電位を一旦ＯＶにま
で落し、帯電ブラシ２のニップＮを感光体１が１回通過
することによって帯電できる電位を表している。
で落し、帯電ブラシ２のニップＮを感光体１が１回通過
することによって帯電できる電位を表している。
【００６３】ここで、感光体１の周速をＶK （ｍｍ／ｓ
ｅｃ）、帯電ブラシ２の周速をＶB（ｍｍ／ｓｅｃ）、
帯電ブラシ２と感光体１によって形成されるニップ幅を
Ｎ（ｍｍ）と定義した時の周速比を （ＶK −ＶB ）／ＶK とすると、帯電効率は周速比に依存し、帯電ブラシ２を
感光体１に対して接触部で逆方向に等速で回転させるＶ
B ＝−ＶK の時、つまり周速比を２以上とすることで、
十分な電位収束性を持たせることができることがわかっ
た。このことから、この条件で実験を行うこととした。
ｅｃ）、帯電ブラシ２の周速をＶB（ｍｍ／ｓｅｃ）、
帯電ブラシ２と感光体１によって形成されるニップ幅を
Ｎ（ｍｍ）と定義した時の周速比を （ＶK −ＶB ）／ＶK とすると、帯電効率は周速比に依存し、帯電ブラシ２を
感光体１に対して接触部で逆方向に等速で回転させるＶ
B ＝−ＶK の時、つまり周速比を２以上とすることで、
十分な電位収束性を持たせることができることがわかっ
た。このことから、この条件で実験を行うこととした。
【００６４】これは周速比を持たせることで帯電時間を
確保する、また、感光体１と帯電ブラシ２が接触する機
会を増すためのものであり、帯電ニップ幅Ｎを更に大き
くとれば周速比を小さくしても良好な帯電を行うことも
可能である。
確保する、また、感光体１と帯電ブラシ２が接触する機
会を増すためのものであり、帯電ニップ幅Ｎを更に大き
くとれば周速比を小さくしても良好な帯電を行うことも
可能である。
【００６５】従って、帯電ニップ幅Ｎと周速比を乗じた
値 Ｎ・（ＶB −ＶK ）／ＶK は帯電効率と密接な関係を持ち、この値が４（ｍｍ）以
上であれば印加電圧に対して帯電電位が９０％以上であ
るような良好な帯電効率が得られることがわかった。
値 Ｎ・（ＶB −ＶK ）／ＶK は帯電効率と密接な関係を持ち、この値が４（ｍｍ）以
上であれば印加電圧に対して帯電電位が９０％以上であ
るような良好な帯電効率が得られることがわかった。
【００６６】実際に帯電ニップ幅Ｎを２ｍｍ、３ｍｍと
して実験を行ったところ、帯電ニップ幅Ｎ＝２ｍｍの時
に周速比が２以上でなければ９０％の効率で帯電できな
かったものが、帯電ニップ幅Ｎ＝３ｍｍでは周速比が
１．３であっても同様の帯電を行うことができるように
なった。
して実験を行ったところ、帯電ニップ幅Ｎ＝２ｍｍの時
に周速比が２以上でなければ９０％の効率で帯電できな
かったものが、帯電ニップ幅Ｎ＝３ｍｍでは周速比が
１．３であっても同様の帯電を行うことができるように
なった。
【００６７】また、図３からわかるように周速比が０の
時は最も帯電が行われにくい点となっている。これは、
感光体１と接触帯電部材２が接触できる機会が周速比０
の時が最も小さくなるためであり、効率良く電荷注入帯
電を行うには接触帯電部材２と感光体１の間に周速比を
持たせることが必要である。
時は最も帯電が行われにくい点となっている。これは、
感光体１と接触帯電部材２が接触できる機会が周速比０
の時が最も小さくなるためであり、効率良く電荷注入帯
電を行うには接触帯電部材２と感光体１の間に周速比を
持たせることが必要である。
【００６８】このような状態では図４に示すように、帯
電ブラシ２への印加電圧と感光体１の表面電位はほぼ線
形に推移し、従来の帯電ローラを用いた場合のような放
電閾値の存在は認められず、電荷注入が行われているこ
とがわかる。
電ブラシ２への印加電圧と感光体１の表面電位はほぼ線
形に推移し、従来の帯電ローラを用いた場合のような放
電閾値の存在は認められず、電荷注入が行われているこ
とがわかる。
【００６９】一方、図４から従来の通常の感光体ドラム
を用いた場合には電荷注入は起こりにくく、放電閾値が
存在していることがわかり、更に図３から従来の感光体
ドラムでは電位収束性に劣ることが明らかである。
を用いた場合には電荷注入は起こりにくく、放電閾値が
存在していることがわかり、更に図３から従来の感光体
ドラムでは電位収束性に劣ることが明らかである。
【００７０】このようにして、帯電ブラシ２への−７０
０Ｖの電圧印加で感光体はほぼ−６８０Ｖにまで帯電を
受ける。
０Ｖの電圧印加で感光体はほぼ−６８０Ｖにまで帯電を
受ける。
【００７１】（５）転写手段４ 従来一般的に用いられてきたコロナ帯電器による転写手
段では、感光体に形成される潜像の帯電極性と転写部材
に印加される転写電圧とが逆極性である反転現象を行っ
た場合の感光体への転写プラスメモリー（一次帯電は負
である）は比較的軽微であったが、近年低オゾンなどの
観点から実用化されてきた転写ローラ等の接触転写手段
４を用いた場合、接触転写部材４から感光体１へは直接
放電が行われるため、プラスメモリーが発生しやすい。
段では、感光体に形成される潜像の帯電極性と転写部材
に印加される転写電圧とが逆極性である反転現象を行っ
た場合の感光体への転写プラスメモリー（一次帯電は負
である）は比較的軽微であったが、近年低オゾンなどの
観点から実用化されてきた転写ローラ等の接触転写手段
４を用いた場合、接触転写部材４から感光体１へは直接
放電が行われるため、プラスメモリーが発生しやすい。
【００７２】更に、これと一次帯電のための従来の接触
帯電部材を組み合わせた場合、接触帯電装置は従来のコ
ロナ帯電装置に比べて帯電領域が狭いためプラスメモリ
ーによる部分的な帯電不良が避けられず、転写ローラの
抵抗値を最適化する、転写バイアス等の複雑な制御を行
う等の必要性が生じていた。
帯電部材を組み合わせた場合、接触帯電装置は従来のコ
ロナ帯電装置に比べて帯電領域が狭いためプラスメモリ
ーによる部分的な帯電不良が避けられず、転写ローラの
抵抗値を最適化する、転写バイアス等の複雑な制御を行
う等の必要性が生じていた。
【００７３】プラスメモリーの発生するメカニズムは以
下のように考えられる。まず、転写帯電器によって帯電
されたプラス電荷が感光体内部に移動し、感光体の導電
基体にぬけられずに電荷輸送層内部に滞留してしまう。
そして次の一次帯電時に感光体表面を一様に負に帯電し
ても、感光体内部に滞留していたプラス電荷が表面に再
度移動してきて、表面の負電荷を打ち消してしまうため
に部分的な帯電不良が生じてしまうものである。
下のように考えられる。まず、転写帯電器によって帯電
されたプラス電荷が感光体内部に移動し、感光体の導電
基体にぬけられずに電荷輸送層内部に滞留してしまう。
そして次の一次帯電時に感光体表面を一様に負に帯電し
ても、感光体内部に滞留していたプラス電荷が表面に再
度移動してきて、表面の負電荷を打ち消してしまうため
に部分的な帯電不良が生じてしまうものである。
【００７４】しかしながら、本実施例のように電荷注入
層１２を表面に持つ感光体１を使用した場合には、プラ
スメモリーが発生しにくい。これは、転写帯電器から受
けたプラスメモリーが感光体内部に移動せず、電荷注入
層に保持されるため、一次帯電時にすみやかにプラス電
荷がキャンセルされて、均一な負帯電が可能になるため
である。
層１２を表面に持つ感光体１を使用した場合には、プラ
スメモリーが発生しにくい。これは、転写帯電器から受
けたプラスメモリーが感光体内部に移動せず、電荷注入
層に保持されるため、一次帯電時にすみやかにプラス電
荷がキャンセルされて、均一な負帯電が可能になるため
である。
【００７５】この効果は、帯電部材２の抵抗値が高い、
帯電領域が狭い等で帯電能が低い場合に顕著であり、転
写ローラ４を用いた場合に特に電荷注入層を設ける効果
が大きい。
帯電領域が狭い等で帯電能が低い場合に顕著であり、転
写ローラ４を用いた場合に特に電荷注入層を設ける効果
が大きい。
【００７６】従って、転写ローラ４のような接触転写部
材を設けた電子写真装置の場合には、プラスメモリーを
防止する意味でも先に述べたように帯電部材２の抵抗値
は１×１０4 〜１×１０7 Ωの範囲に納まっていること
が望ましく、１×１０7 Ω以上の抵抗値の帯電部材２を
設けた場合にはプラスメモリーによる部分的な帯電不良
が顕著になる。
材を設けた電子写真装置の場合には、プラスメモリーを
防止する意味でも先に述べたように帯電部材２の抵抗値
は１×１０4 〜１×１０7 Ωの範囲に納まっていること
が望ましく、１×１０7 Ω以上の抵抗値の帯電部材２を
設けた場合にはプラスメモリーによる部分的な帯電不良
が顕著になる。
【００７７】次に帯電部材としてのブラシのすきま距離
の適正な範囲を詳細に説明する。
の適正な範囲を詳細に説明する。
【００７８】次に、感光体への直接電荷注入帯電を行な
う場合には、先に述べたように、帯電部材から感光体表
面のＳｎＯ2粒子へ電荷を注入するため帯電部材と感光
体表面がオーミックに直接接触することが必要となる。
つまり、帯電部材と感光体が密に接触して微視的な帯電
しのこしがないような構成をとる必要がある。
う場合には、先に述べたように、帯電部材から感光体表
面のＳｎＯ2粒子へ電荷を注入するため帯電部材と感光
体表面がオーミックに直接接触することが必要となる。
つまり、帯電部材と感光体が密に接触して微視的な帯電
しのこしがないような構成をとる必要がある。
【００７９】帯電部材と感光体との微視的な接触を確保
するためには、両者の接触ニップを広くする、帯電部材
と感光体の間に周速差を持たせて、感光体の任意の一点
を帯電部材がより摺擦するようにする、帯電部材にファ
ーブラシを用いる場合にはブラシを構成する毛の密度を
高くする、磁気ブラシを用いる場合には磁性粒子の粒子
径を小さくする等の手段を用いることが有効であるが、
これらの作用は全て帯電部材表面でのブラシの毛、もし
くは磁性粒子間の距離があるために、このすきまによっ
て感光体と接触できなかった領域を補うための手段であ
る。
するためには、両者の接触ニップを広くする、帯電部材
と感光体の間に周速差を持たせて、感光体の任意の一点
を帯電部材がより摺擦するようにする、帯電部材にファ
ーブラシを用いる場合にはブラシを構成する毛の密度を
高くする、磁気ブラシを用いる場合には磁性粒子の粒子
径を小さくする等の手段を用いることが有効であるが、
これらの作用は全て帯電部材表面でのブラシの毛、もし
くは磁性粒子間の距離があるために、このすきまによっ
て感光体と接触できなかった領域を補うための手段であ
る。
【００８０】ここで、帯電部材としてファーブラシを用
いた場合のすきまについて模式的に考えてみる。図５に
示すように感光体表面の１ｍｍ四方の領域を考えた場
合、植毛密度Ｒ（本／ｍｍ2）で毛の断面直径Ｄのファ
ーブラシが感光体に当接したときブラシ間の間隔は
いた場合のすきまについて模式的に考えてみる。図５に
示すように感光体表面の１ｍｍ四方の領域を考えた場
合、植毛密度Ｒ（本／ｍｍ2）で毛の断面直径Ｄのファ
ーブラシが感光体に当接したときブラシ間の間隔は
【００８１】
【外４】 と表される。実際には毛の先端はもっとランダムに配
列、当接していると考えられるが、ニップ内全体のすき
まの平均を考える上では無理のないモデルと考えられ
る。
列、当接していると考えられるが、ニップ内全体のすき
まの平均を考える上では無理のないモデルと考えられ
る。
【００８２】このすきまではブラシが感光体と接触でき
ないため、帯電ニップを通過する間にブラシの他の毛が
ここを通過しなければならない。
ないため、帯電ニップを通過する間にブラシの他の毛が
ここを通過しなければならない。
【００８３】このためには、感光体と接触帯電部材のニ
ップ幅を十分に保つ、お互いの間に周速差を持たせて実
質的な帯電ニップを稼ぎ、ブラシのすきまを帯電すると
いう手法をとることができる。
ップ幅を十分に保つ、お互いの間に周速差を持たせて実
質的な帯電ニップを稼ぎ、ブラシのすきまを帯電すると
いう手法をとることができる。
【００８４】感光体上の任意の一点を考えた時、これが
帯電ニップを通過する間に周速差を持たせた帯電部材と
接触できる距離Ｌはニップ幅をＮ、感光体周速をＶk、
帯電部材の周速をＶbとするとＬ＝Ｎ・（Ｖb−Ｖk）／
Ｖkと表すことができる。これは、帯電部材の外周上の
Ｌ＝Ｎ・（Ｖb−Ｖk）／Ｖkの長さの部分で感光体上の
任意の一点を摺擦することを意味し、この値が大きけれ
ば帯電部材と感光体上の任意の一点が接触する確率が高
くなることを意味している。
帯電ニップを通過する間に周速差を持たせた帯電部材と
接触できる距離Ｌはニップ幅をＮ、感光体周速をＶk、
帯電部材の周速をＶbとするとＬ＝Ｎ・（Ｖb−Ｖk）／
Ｖkと表すことができる。これは、帯電部材の外周上の
Ｌ＝Ｎ・（Ｖb−Ｖk）／Ｖkの長さの部分で感光体上の
任意の一点を摺擦することを意味し、この値が大きけれ
ば帯電部材と感光体上の任意の一点が接触する確率が高
くなることを意味している。
【００８５】実際に周速比である（Ｖb−Ｖk）／Ｖkと
感光体の帯電電位の関係を図３に示すが、周速比を大き
くすることで感光体上の帯電される領域が増加し、マク
ロにみた感光体の表面電位の収束性が向上していること
が判る。
感光体の帯電電位の関係を図３に示すが、周速比を大き
くすることで感光体上の帯電される領域が増加し、マク
ロにみた感光体の表面電位の収束性が向上していること
が判る。
【００８６】以上の結果から、ブラシ先端のすきまの大
きい疎な帯電部材を用いる場合は、すきまを埋めるため
Ｌを大きくしなければならず、密な帯電部材を用いる場
合にはＬが小さくても構わないことがわかる。
きい疎な帯電部材を用いる場合は、すきまを埋めるため
Ｌを大きくしなければならず、密な帯電部材を用いる場
合にはＬが小さくても構わないことがわかる。
【００８７】具体的には、相対的に疎なファーブラシと
密な磁気ブラシを比較した場合には同じ周速比を保って
いても磁気ブラシの方が均一な帯電を行なうことが可能
である。
密な磁気ブラシを比較した場合には同じ周速比を保って
いても磁気ブラシの方が均一な帯電を行なうことが可能
である。
【００８８】例を上げると、毛の太さ３０μｍ、埴毛密
度１６０本／ｍｍ2 のファーブラシでは周速比が２００
％の場合接触ニップを２ｍｍ確保しないと十分な帯電を
行なうことができないが、粒径３０μｍの磁性粒子を用
いた磁気ブラシでは同じ周速比２００％でも約１．１ｍ
ｍのニップで十分である。
度１６０本／ｍｍ2 のファーブラシでは周速比が２００
％の場合接触ニップを２ｍｍ確保しないと十分な帯電を
行なうことができないが、粒径３０μｍの磁性粒子を用
いた磁気ブラシでは同じ周速比２００％でも約１．１ｍ
ｍのニップで十分である。
【００８９】これは、図６に示すようにニップ内での帯
電部材のすきまが磁性粒子の方が小さいため、より狭い
ニツプ幅でも均一帯電を行なうことができるためであ
る。
電部材のすきまが磁性粒子の方が小さいため、より狭い
ニツプ幅でも均一帯電を行なうことができるためであ
る。
【００９０】すきまが小さければＬが小さくとも十分均
一な帯電を行なうことが可能であるし、ブラシ間のすき
まが大きい粗なブラシを使用する時にはＬを十分大きく
とってこれを補う必要がある。
一な帯電を行なうことが可能であるし、ブラシ間のすき
まが大きい粗なブラシを使用する時にはＬを十分大きく
とってこれを補う必要がある。
【００９１】これらを検証するためにまず、毛の太さ、
密度の異なるファーブラシを用いて十分均一な帯電が行
なえる条件を検討した。
密度の異なるファーブラシを用いて十分均一な帯電が行
なえる条件を検討した。
【００９２】実験を行なったブラシの外径、プロセスス
ピード、印加電圧等の条件は第１の実施例で示したもの
と同じであり、使用したブラシは抵抗値１×１０5 Ωの
導電性レーヨンで同一とし、毛の直径が５、３０、５
０、２５０μｍ、植毛密度が１６、１６０、３１０、７
７５本／ｍｍ2 のものを用いた。この各々の組み合せの
ブラシに対して、ニップ幅２ｍｍを一定として均一帯電
に必要な最小の周速比を実験で求めた。これを表２に示
す。
ピード、印加電圧等の条件は第１の実施例で示したもの
と同じであり、使用したブラシは抵抗値１×１０5 Ωの
導電性レーヨンで同一とし、毛の直径が５、３０、５
０、２５０μｍ、植毛密度が１６、１６０、３１０、７
７５本／ｍｍ2 のものを用いた。この各々の組み合せの
ブラシに対して、ニップ幅２ｍｍを一定として均一帯電
に必要な最小の周速比を実験で求めた。これを表２に示
す。
【００９３】
【表２】
【００９４】更に、上記ブラシ密度とブラシ太さより計
算されるブラシ間のすきま距離について計算を行なっ
た。先に述べた計算よりすきまの距離を
算されるブラシ間のすきま距離について計算を行なっ
た。先に述べた計算よりすきまの距離を
【００９５】
【外５】 とし、各組み合せでのＪの値と、均一帯電に必要な周速
比をグラフにしたところ図７の（ａ）に示される斜線部
の結果となった。また、上記において接触ニップ幅を４
ｍｍとして同様の実験を行ないグラフとしたところ、表
３のような結果となり、Ｊの値と周速比のグラフは図７
の（ｂ）の斜線部のようになった。
比をグラフにしたところ図７の（ａ）に示される斜線部
の結果となった。また、上記において接触ニップ幅を４
ｍｍとして同様の実験を行ないグラフとしたところ、表
３のような結果となり、Ｊの値と周速比のグラフは図７
の（ｂ）の斜線部のようになった。
【００９６】
【表３】
【００９７】これらの結果から、接触ニップ幅、収束
比、ブラシ間距離の間には密接な関係がありｋ・Ｊ＜Ｎ
・（Ｖb−Ｖk）／Ｖkなる関係を満足することで十分均
一な帯電を行なうことが可能であることがわかった。た
だしＪ、Ｎの単位は（ｍｍ）である。
比、ブラシ間距離の間には密接な関係がありｋ・Ｊ＜Ｎ
・（Ｖb−Ｖk）／Ｖkなる関係を満足することで十分均
一な帯電を行なうことが可能であることがわかった。た
だしＪ、Ｎの単位は（ｍｍ）である。
【００９８】ここでｋは定数であり、すきまなく均一帯
電するための条件を決定する値であり、今回の実験から
ｋ＝８０とすることでブラシ密度、毛の太さにかかわら
ず帯電部材の駆動条件を決定することができるようにな
った。
電するための条件を決定する値であり、今回の実験から
ｋ＝８０とすることでブラシ密度、毛の太さにかかわら
ず帯電部材の駆動条件を決定することができるようにな
った。
【００９９】なお、ブラシの毛の断面の直径は５〜２５
０μｍ、植毛密度は１０〜８０本／ｍｍ2 であるのが望
ましい。
０μｍ、植毛密度は１０〜８０本／ｍｍ2 であるのが望
ましい。
【０１００】以上のような構成の本実施例のプリンタで
画像出力を行なったところ、どのような環境下において
も良好な画像を出力することができた。この時、帯電部
材２に印加する電圧は帯電電位に相当する−７００Ｖの
みであり、従来の接触帯電装置のように放電を励起する
ための余分な電圧を印加する必要がなくなった。
画像出力を行なったところ、どのような環境下において
も良好な画像を出力することができた。この時、帯電部
材２に印加する電圧は帯電電位に相当する−７００Ｖの
みであり、従来の接触帯電装置のように放電を励起する
ための余分な電圧を印加する必要がなくなった。
【０１０１】また、このことから従来放電に起因して発
生していたオゾンの発生、感光体表面の劣化を完全にな
くすことが可能になった。
生していたオゾンの発生、感光体表面の劣化を完全にな
くすことが可能になった。
【０１０２】（第２の実施例）本実施例では、帯電部材
２として導電磁気ブラシを用いることを特徴としてい
る。
２として導電磁気ブラシを用いることを特徴としてい
る。
【０１０３】前記第１の実施例で述べたように、被帯電
体面に低抵抗の粒子１２ａを用いた電荷注入層１２を形
成具備させ、十分な帯電時間をとれば、どのような被帯
電体１に対しても電荷注入帯電は可能である。
体面に低抵抗の粒子１２ａを用いた電荷注入層１２を形
成具備させ、十分な帯電時間をとれば、どのような被帯
電体１に対しても電荷注入帯電は可能である。
【０１０４】しかし、印加電圧に対して十分な収束性
（１回の帯電ニップ通過で帯電される電位が印加電圧の
９０％以上であるような収束性）を持たせるためには磁
気ブラシ粒子抵抗を低くすることが必須条件であるが、
このような低抵抗の磁気ブラシ粒子を用いて帯電を行っ
た場合には、感光体１上のピンホールでリークを発生す
るばかりでなく、磁気ブラシ粒子が感光体の潜像に付着
してしまうという弊害を生じる。
（１回の帯電ニップ通過で帯電される電位が印加電圧の
９０％以上であるような収束性）を持たせるためには磁
気ブラシ粒子抵抗を低くすることが必須条件であるが、
このような低抵抗の磁気ブラシ粒子を用いて帯電を行っ
た場合には、感光体１上のピンホールでリークを発生す
るばかりでなく、磁気ブラシ粒子が感光体の潜像に付着
してしまうという弊害を生じる。
【０１０５】これは、導電トナーの現像と同じ現象であ
り、帯電を行なう際に磁気ブラシの導電粒子の穂を介し
て電荷が先端の粒子に注入され、クーロン力によって磁
気ブラシ粒子が穂から離れて潜像上に付着してしまうも
のである。
り、帯電を行なう際に磁気ブラシの導電粒子の穂を介し
て電荷が先端の粒子に注入され、クーロン力によって磁
気ブラシ粒子が穂から離れて潜像上に付着してしまうも
のである。
【０１０６】このようにして感光体に付着した磁気ブラ
シ低抵抗粒子は現像部において現像装置内に混入して現
像不良を生じる、また転写部においてその部分の転写不
良を生じる等の問題を引き起こすことがあり、これを防
ぐためにも磁気ブラシ粒子の抵抗値を高くする必要性が
生じていた。
シ低抵抗粒子は現像部において現像装置内に混入して現
像不良を生じる、また転写部においてその部分の転写不
良を生じる等の問題を引き起こすことがあり、これを防
ぐためにも磁気ブラシ粒子の抵抗値を高くする必要性が
生じていた。
【０１０７】本発明者の検討では、１×１０4 Ω、好ま
しくは３×１０4 Ω以上の抵抗値の磁気ブラシ粒子を用
いた磁気ブラシを用いることによって、この問題を低減
できることがわかっている。
しくは３×１０4 Ω以上の抵抗値の磁気ブラシ粒子を用
いた磁気ブラシを用いることによって、この問題を低減
できることがわかっている。
【０１０８】従って、本実施例では、良好な帯電性と、
対ピンホールリーク、磁気ブラシ導電粒子付着の軽減を
両立させるために、３×１０4 Ω〜１×１０7 Ωの抵抗
値の導電磁気ブラシを用いて電荷注入層１２を持つ感光
体１を帯電することを特徴とする。
対ピンホールリーク、磁気ブラシ導電粒子付着の軽減を
両立させるために、３×１０4 Ω〜１×１０7 Ωの抵抗
値の導電磁気ブラシを用いて電荷注入層１２を持つ感光
体１を帯電することを特徴とする。
【０１０９】具体的には、第１の実施例の電子写真方式
のプリンタにおいて、接触帯電部材としての帯電ブラシ
２を図８に示すように導電磁気ブラシ７に変更して実験
を行なった。
のプリンタにおいて、接触帯電部材としての帯電ブラシ
２を図８に示すように導電磁気ブラシ７に変更して実験
を行なった。
【０１１０】導電磁気ブラシは非磁性の導電スリーブ７
Ｃ、これに内包されるマグネットロール７ｂ、スリーブ
上の磁性導電粒子７ｄによって構成され、マグネットロ
ールは固定、スリーブ表面が感光ドラムの周速方向と逆
に移動するように回転される。
Ｃ、これに内包されるマグネットロール７ｂ、スリーブ
上の磁性導電粒子７ｄによって構成され、マグネットロ
ールは固定、スリーブ表面が感光ドラムの周速方向と逆
に移動するように回転される。
【０１１１】磁気性導電粒子７ｄの抵抗値は、上記の構
成の磁気ブラシに対してアルミドラムを当接させ、１０
０ＶのＤＣ電圧を印加した時の抵抗値で定義してある。
成の磁気ブラシに対してアルミドラムを当接させ、１０
０ＶのＤＣ電圧を印加した時の抵抗値で定義してある。
【０１１２】磁性導電粒子は、 ・樹脂とマグネタイト等の磁性粉体を混練して粒子に成
型したもの、もしくはこれに抵抗値調節のために導電カ
ーボン等を混ぜたもの、 ・燒結したマグネタイト、フェライト、もしくはこれら
を還元処理して抵抗値を調節したもの、 ・またはこれらの磁性粒子をメッキ処理して抵抗値を適
当な値にしたもの等が使用可能であるが、本実施例で
は、以下に述べるような樹脂キャリアを用いた。
型したもの、もしくはこれに抵抗値調節のために導電カ
ーボン等を混ぜたもの、 ・燒結したマグネタイト、フェライト、もしくはこれら
を還元処理して抵抗値を調節したもの、 ・またはこれらの磁性粒子をメッキ処理して抵抗値を適
当な値にしたもの等が使用可能であるが、本実施例で
は、以下に述べるような樹脂キャリアを用いた。
【０１１３】これは、ポリスチレン樹脂にマグネタイト
を１００重量部入れて混練、粉砕したもので、粒子径３
０μｍ、抵抗値は１×１０6 Ωである。この抵抗値はほ
ぼマグネタイト自身の持つ固有抵抗値であり、これ以上
抵抗値を上げる場合には、マグネタイトの混入量を減ら
す。また、下げたい場合にはカーボンブラックを粒子表
面に外添することで所望の抵抗値を得ることができる。
を１００重量部入れて混練、粉砕したもので、粒子径３
０μｍ、抵抗値は１×１０6 Ωである。この抵抗値はほ
ぼマグネタイト自身の持つ固有抵抗値であり、これ以上
抵抗値を上げる場合には、マグネタイトの混入量を減ら
す。また、下げたい場合にはカーボンブラックを粒子表
面に外添することで所望の抵抗値を得ることができる。
【０１１４】このような導電粒子をスリーブ状に厚さ１
ｍｍでコートして感光体との間に幅約２ｍｍの帯電ニッ
プＮを形成する。スリーブは感光体表面の周速に対して
１倍の早さで逆方向に摺擦するように回転されており、
感光体と磁気ブラシが均一に接触するようになってい
る。
ｍｍでコートして感光体との間に幅約２ｍｍの帯電ニッ
プＮを形成する。スリーブは感光体表面の周速に対して
１倍の早さで逆方向に摺擦するように回転されており、
感光体と磁気ブラシが均一に接触するようになってい
る。
【０１１５】磁気ブラシと感光体の間に周速差を設けな
い場合には、磁気ブラシ自体は物理的な復元力を持たな
いため、感光体のフレ、偏心等で磁気ブラシが押しのけ
られた場合、磁気ブラシのニップＮが確保できなくなっ
て帯電不良を起こしてしまう。このため、常に新しい磁
気ブラシの面を当てる必要が生じ、本実施例ではマージ
ンを見込んで１倍の早さで逆方向に回転させたが、磁気
ブラシは細かい粒子で感光体と接触しているため第１の
実施例で示した帯電ブラシ２と比較して実質的な帯電ニ
ップＮを大きくとれることもあり、実際には０．１程度
の周速比でも十分な帯電を行なうことが確認された。
い場合には、磁気ブラシ自体は物理的な復元力を持たな
いため、感光体のフレ、偏心等で磁気ブラシが押しのけ
られた場合、磁気ブラシのニップＮが確保できなくなっ
て帯電不良を起こしてしまう。このため、常に新しい磁
気ブラシの面を当てる必要が生じ、本実施例ではマージ
ンを見込んで１倍の早さで逆方向に回転させたが、磁気
ブラシは細かい粒子で感光体と接触しているため第１の
実施例で示した帯電ブラシ２と比較して実質的な帯電ニ
ップＮを大きくとれることもあり、実際には０．１程度
の周速比でも十分な帯電を行なうことが確認された。
【０１１６】つまり、粒子による磁気ブラシを用いた帯
電部材おいては前述の Ｎ・（ＶB −ＶK ）／ＶK が０．２（ｍｍ）以上であれば印加電圧に対して９０％
以上の効率をもって感光体を帯電することができる。な
お、ここで磁気ブラシの周速ＶB はスリーブ７Ｃの角速
度をω、磁気ブラシの回転中心から、磁気ブラシが接す
る感光体表面までの距離をｒとするとほぼＶB ＝ｒωで
ある。一方、磁気ブラシをスリーブ７Ｃを固定、スリー
ブ７Ｃ内のマグネット７ｂを回転させた場合にはマグネ
ット７ｂの角速度をω1 とするとＶB ＝ｒω1 である。
電部材おいては前述の Ｎ・（ＶB −ＶK ）／ＶK が０．２（ｍｍ）以上であれば印加電圧に対して９０％
以上の効率をもって感光体を帯電することができる。な
お、ここで磁気ブラシの周速ＶB はスリーブ７Ｃの角速
度をω、磁気ブラシの回転中心から、磁気ブラシが接す
る感光体表面までの距離をｒとするとほぼＶB ＝ｒωで
ある。一方、磁気ブラシをスリーブ７Ｃを固定、スリー
ブ７Ｃ内のマグネット７ｂを回転させた場合にはマグネ
ット７ｂの角速度をω1 とするとＶB ＝ｒω1 である。
【０１１７】更に帯電部材としての磁気ブラシのすきま
距離の適正な範囲を詳細に説明する。
距離の適正な範囲を詳細に説明する。
【０１１８】感光体に対して均一な帯電を行なうために
は１００×（ＶB −ＶK ）／ＶK は、１１０％以上であ
る必要がある。
は１００×（ＶB −ＶK ）／ＶK は、１１０％以上であ
る必要がある。
【０１１９】磁気ブラシの場合においても、磁気ブラシ
を構成する粒子は感光体表面ではほぼ最密充填されたよ
うな状態であるが、粒子の粒径が大きい場合には図６に
示すように粒子間距離が離れてしまうために接触点が間
隔が長くなってしまい、第１の実施例で示したファーブ
ラシ同様の感光体上に粒子が接触できないすきまが発生
してしまうという問題点が生じる。
を構成する粒子は感光体表面ではほぼ最密充填されたよ
うな状態であるが、粒子の粒径が大きい場合には図６に
示すように粒子間距離が離れてしまうために接触点が間
隔が長くなってしまい、第１の実施例で示したファーブ
ラシ同様の感光体上に粒子が接触できないすきまが発生
してしまうという問題点が生じる。
【０１２０】磁気ブラシの場合には、図６に示すよう
に、感光体表面では粒子が最密充填されたような状態に
なっている。実際には充填される状況はランダムであり
このように規則正しいとは限らないが、ニップ内全体の
すきまの平均を考える上では無理のないモデルと考えら
れる。
に、感光体表面では粒子が最密充填されたような状態に
なっている。実際には充填される状況はランダムであり
このように規則正しいとは限らないが、ニップ内全体の
すきまの平均を考える上では無理のないモデルと考えら
れる。
【０１２１】この状態で、粒子の中心同士の間隔は粒子
径Ｄ（ｍｍ）に等しい。しかし、実際には粒子と感光体
の接触領域は一点だけではなくある範囲を持っており、
粒子中心から粒子径の約１０％の半径を持つ領域ではト
ンネル電流等で帯電がなされると考えられる。従って、
粒子間のすきまの距離は０．９・Ｄと与えられる。
径Ｄ（ｍｍ）に等しい。しかし、実際には粒子と感光体
の接触領域は一点だけではなくある範囲を持っており、
粒子中心から粒子径の約１０％の半径を持つ領域ではト
ンネル電流等で帯電がなされると考えられる。従って、
粒子間のすきまの距離は０．９・Ｄと与えられる。
【０１２２】そこで、フェライト粒子を還元処理して体
積抵抗値１×１０5 Ωｃｍに調整した磁性粒子をふるい
によって分級し、それぞれの粒径について実験を行なっ
た。
積抵抗値１×１０5 Ωｃｍに調整した磁性粒子をふるい
によって分級し、それぞれの粒径について実験を行なっ
た。
【０１２３】実験に当っては磁気ブラシと感光体との接
触ニップ幅は２ｍｍに固定し、十分な帯電性を得ること
ができる感光体とブラシの周速比を実験によって求め
た。これを表４に示す。
触ニップ幅は２ｍｍに固定し、十分な帯電性を得ること
ができる感光体とブラシの周速比を実験によって求め
た。これを表４に示す。
【０１２４】
【表４】
【０１２５】このように、粒子径が小さいときは粒子間
の距離が狭いため周速比が小さくても十分均一な帯電を
行なうことができるが、粒子径が大きくなるにしたがっ
てすきまが大きくなり、この部分を残さず帯電するため
には磁気ブラシの周速比を大きくして感光体上の任意の
一点をブラシが摺擦できる機会を増やすか、もしくは接
触ニップ幅を大きくとらなければならない。上の表の関
係を式に表すとニップ幅をＮ（ｍｍ）、感光体周速をＶ
k、帯電部材の周速をＶb、粒子径をＤ、すきまの距離を
Ｊとして、Ｊ＝０．９Ｄであり、ｋ・Ｊ＜Ｎ・（Ｖb−
Ｖk）／Ｖkなる関係を満足すれば十分な帯電が行なわれ
ることが判り、磁気ブラシを用いた場合にもフアーブラ
シ同様ｋ＝８０であることが確認された。
の距離が狭いため周速比が小さくても十分均一な帯電を
行なうことができるが、粒子径が大きくなるにしたがっ
てすきまが大きくなり、この部分を残さず帯電するため
には磁気ブラシの周速比を大きくして感光体上の任意の
一点をブラシが摺擦できる機会を増やすか、もしくは接
触ニップ幅を大きくとらなければならない。上の表の関
係を式に表すとニップ幅をＮ（ｍｍ）、感光体周速をＶ
k、帯電部材の周速をＶb、粒子径をＤ、すきまの距離を
Ｊとして、Ｊ＝０．９Ｄであり、ｋ・Ｊ＜Ｎ・（Ｖb−
Ｖk）／Ｖkなる関係を満足すれば十分な帯電が行なわれ
ることが判り、磁気ブラシを用いた場合にもフアーブラ
シ同様ｋ＝８０であることが確認された。
【０１２６】このように、磁気ブラシを用いても８０・
Ｊ＜Ｎ・（Ｖb−Ｖk）／Ｖkなる条件で帯電部材を駆動
することで均一な直接電荷注入が行なえることが判っ
た。
Ｊ＜Ｎ・（Ｖb−Ｖk）／Ｖkなる条件で帯電部材を駆動
することで均一な直接電荷注入が行なえることが判っ
た。
【０１２７】なお磁性粒子の粒子径は１〜１００μｍと
するのが好ましい。
するのが好ましい。
【０１２８】このような帯電部材を用いて図１に示した
プリンタで画像評価を行なったところ、−７００ＶのＤ
Ｃ電圧をスリーブに印加して、感光体が帯電ニツプを１
回通過しただけで、始め０Ｖだった感光体表面電位が−
６８０Ｖにまで帯電され、良好な帯電性を得ることがで
きた。
プリンタで画像評価を行なったところ、−７００ＶのＤ
Ｃ電圧をスリーブに印加して、感光体が帯電ニツプを１
回通過しただけで、始め０Ｖだった感光体表面電位が−
６８０Ｖにまで帯電され、良好な帯電性を得ることがで
きた。
【０１２９】また、このとき感光体上にピンホールが生
じていてもリークは発生せず、また磁気ブラシを構成し
ている導電粒子が感光体上に付着することもなく、良好
な画像を出力することが成功した。
じていてもリークは発生せず、また磁気ブラシを構成し
ている導電粒子が感光体上に付着することもなく、良好
な画像を出力することが成功した。
【０１３０】（第３の実施例）本発明に使用する磁性粒
子の粒子径は、以下に示す平均粒径とする。
子の粒子径は、以下に示す平均粒径とする。
【０１３１】初めに磁性粒子の粒度分布の測定法は、以
下の通りである。
下の通りである。
【０１３２】試料約１００ｇを０．１ｇの桁まで計り
とる。
とる。
【０１３３】篩は、１００Ｍｅｓｈから４００Ｍｅｓ
ｈの標準篩（以下篩という）を用い、上から１００、１
４５、２００、２５０、３５０、４００の大きさの順に
積み重ね底には受け皿を置き、試料は一番上の篩に入れ
てふたをする。
ｈの標準篩（以下篩という）を用い、上から１００、１
４５、２００、２５０、３５０、４００の大きさの順に
積み重ね底には受け皿を置き、試料は一番上の篩に入れ
てふたをする。
【０１３４】これを振動機によって水平旋回数毎分２
８５±６回、衝動回数毎分１５０±１０回で１５分間ふ
るう。
８５±６回、衝動回数毎分１５０±１０回で１５分間ふ
るう。
【０１３５】ふるった後、各篩及び受け皿内の鉄粉を
０．１ｇの桁まで計り取る。
０．１ｇの桁まで計り取る。
【０１３６】重量百分率で少数第２位まで算出し、Ｊ
ＩＳ−Ｚ８４０１によって少数第１位まで丸める。
ＩＳ−Ｚ８４０１によって少数第１位まで丸める。
【０１３７】ただし、篩の枠の寸法は篩面から上の内径
が２００ｍｍ、上面から篩面までの深さが４５ｍｍであ
ること。
が２００ｍｍ、上面から篩面までの深さが４５ｍｍであ
ること。
【０１３８】各部分の鉄粉の重量の総和は、始め取った
試料の質量の９９％以下であってはならないこと。
試料の質量の９９％以下であってはならないこと。
【０１３９】平均粒径は上述の粒度分布測定値より、下
式に従って求める。
式に従って求める。
【０１４０】平均粒径（μｍ）＝１／１００×｛（１０
０ＭＥＳＨ篩の残量）×１４０＋（１４５ＭＥＳＨ篩の
残量）×１２２＋（２００ＭＥＳＨ篩の残量）×９０＋
（２５０ＭＥＳＨ篩の残量）×６８＋（３５０ＭＥＳＨ
篩の残量）×５２＋（４００ＭＥＳＨ篩の残量）×３８
＋（全篩通過量）×１７｝ キャリアの５００メッシュ以下の量は５０ｇの試料量を
５００メッシュ標準ふるい上に乗せて下から吸引して重
量減少から算出する。
０ＭＥＳＨ篩の残量）×１４０＋（１４５ＭＥＳＨ篩の
残量）×１２２＋（２００ＭＥＳＨ篩の残量）×９０＋
（２５０ＭＥＳＨ篩の残量）×６８＋（３５０ＭＥＳＨ
篩の残量）×５２＋（４００ＭＥＳＨ篩の残量）×３８
＋（全篩通過量）×１７｝ キャリアの５００メッシュ以下の量は５０ｇの試料量を
５００メッシュ標準ふるい上に乗せて下から吸引して重
量減少から算出する。
【０１４１】本実施例では、感光体表面に設ける電荷注
入層１２としてイオン導電性を持つ中抵抗材質を用い、
この感光体を第１の実施例で用いた中抵抗帯電ブラシ２
で接触帯電を行なうことを特徴としている。
入層１２としてイオン導電性を持つ中抵抗材質を用い、
この感光体を第１の実施例で用いた中抵抗帯電ブラシ２
で接触帯電を行なうことを特徴としている。
【０１４２】電荷注入層１２としては、第１の実施例に
述べたような絶縁性のバインダーと導電性の粒子１２ａ
を用いた構成と、材質自体に中抵抗のものを用いるとい
う２つの手段が考えられるが、前者は導電性の粒子１２
ａに電荷（自由電子）を充電するという意味あいの電荷
注入層であり、本実施例の構成は、イオン導電性の中抵
抗材料を用い、これの持つトラップ準位に電荷を注入す
るものである。
述べたような絶縁性のバインダーと導電性の粒子１２ａ
を用いた構成と、材質自体に中抵抗のものを用いるとい
う２つの手段が考えられるが、前者は導電性の粒子１２
ａに電荷（自由電子）を充電するという意味あいの電荷
注入層であり、本実施例の構成は、イオン導電性の中抵
抗材料を用い、これの持つトラップ準位に電荷を注入す
るものである。
【０１４３】通常のＯＰＣ感光体表面材料は表面抵抗値
が１０15Ωｃｍ以上の抵抗値を持ち、表面付近に電荷を
保持できる部分が非常に少ない。従って、このような材
料に電荷注入を行なうためには十分抵抗値の低い帯電部
材２を用い、更に帯電時間を十分長く取り、深い順位に
まで電荷をトラップさせなければならない。
が１０15Ωｃｍ以上の抵抗値を持ち、表面付近に電荷を
保持できる部分が非常に少ない。従って、このような材
料に電荷注入を行なうためには十分抵抗値の低い帯電部
材２を用い、更に帯電時間を十分長く取り、深い順位に
まで電荷をトラップさせなければならない。
【０１４４】このため、本実施例のように中抵抗の帯電
部材２で良好な電荷注入を行なうには感光体表面層とし
て、浅いトラップ準位を持つような材料を用いることが
必要となる。
部材２で良好な電荷注入を行なうには感光体表面層とし
て、浅いトラップ準位を持つような材料を用いることが
必要となる。
【０１４５】そこで本実施例では、電荷注入層１２ａと
して絶縁性のアクリル樹脂とイオン導電性を持つメトキ
シメチル化ナイロンを混合したものを用いる。
して絶縁性のアクリル樹脂とイオン導電性を持つメトキ
シメチル化ナイロンを混合したものを用いる。
【０１４６】具体的には、 光硬化型のアクリル系モノマー １００部 メトキシメチル化ナイロン（商品名トレジンＥＦ−３
０） １０部 光開始剤 ５部 をルタノール溶媒中で混合し、これを通常の負帯電ＯＰ
Ｃ感光体の表面に膜厚３μｍで塗工し、紫外線硬化させ
たものを用いて電荷注入層１２とする。
０） １０部 光開始剤 ５部 をルタノール溶媒中で混合し、これを通常の負帯電ＯＰ
Ｃ感光体の表面に膜厚３μｍで塗工し、紫外線硬化させ
たものを用いて電荷注入層１２とする。
【０１４７】この結果、感光体表面材料に抵抗値は、通
常のＯＰＣ表面を形成する電荷輸送層の抵抗値１０15Ω
ｃｍ以上から１０11Ωｃｍにまで下降し、電荷注入性が
大幅に向上した。
常のＯＰＣ表面を形成する電荷輸送層の抵抗値１０15Ω
ｃｍ以上から１０11Ωｃｍにまで下降し、電荷注入性が
大幅に向上した。
【０１４８】これは、混合したメトキシメチル化ナイロ
ン内部に浅いトラップ準位ができたため、１０5 Ω程度
の接触帯電部材２でも十分電荷注入が行なえるようにな
ったためと考えられる。
ン内部に浅いトラップ準位ができたため、１０5 Ω程度
の接触帯電部材２でも十分電荷注入が行なえるようにな
ったためと考えられる。
【０１４９】このようにして作成した感光体１を用い
て、第１の実施例に示す電子写真方式のプリンタで画像
出力を行なったところ、画像流れ、感光体上のピンホー
ルリーク等は発生せず、帯電ブラシ２に−７００Ｖの電
圧を印加することによって帯電ニップＮを感光体１が一
回通過するだけで−６８０Ｖの帯電電位が得られるよう
になり、良好な帯電が行なえるようになった。
て、第１の実施例に示す電子写真方式のプリンタで画像
出力を行なったところ、画像流れ、感光体上のピンホー
ルリーク等は発生せず、帯電ブラシ２に−７００Ｖの電
圧を印加することによって帯電ニップＮを感光体１が一
回通過するだけで−６８０Ｖの帯電電位が得られるよう
になり、良好な帯電が行なえるようになった。
【０１５０】本実施例では、絶縁性の樹脂とイオン導電
性の樹脂を混合することによって電荷注入層１２を中抵
抗材料としたが、これは本発明の構成を限定するもので
はなく、 ・イオン導電性の樹脂単体を用いる ・絶縁性の樹脂の中に導電性を付与するような官能基を
導入する ・導電性のあるような基をグラフト結合させる ・または層の表面に導電性の物質をドーピングする 等の手法をとることが可能であり、これらの手段で感光
体表面に設ける電荷注入層１２の抵抗値を１×１０10〜
１×１０14Ωｃｍの範囲に調整することによって、中抵
抗の接触帯電部材２を用いても良好な電位収束性で帯電
を行なうことが可能になった。
性の樹脂を混合することによって電荷注入層１２を中抵
抗材料としたが、これは本発明の構成を限定するもので
はなく、 ・イオン導電性の樹脂単体を用いる ・絶縁性の樹脂の中に導電性を付与するような官能基を
導入する ・導電性のあるような基をグラフト結合させる ・または層の表面に導電性の物質をドーピングする 等の手法をとることが可能であり、これらの手段で感光
体表面に設ける電荷注入層１２の抵抗値を１×１０10〜
１×１０14Ωｃｍの範囲に調整することによって、中抵
抗の接触帯電部材２を用いても良好な電位収束性で帯電
を行なうことが可能になった。
【０１５１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば被帯電体
表面に帯電し残された部分がなく良好な帯電効率を得る
ことができる。
表面に帯電し残された部分がなく良好な帯電効率を得る
ことができる。
【図１】画像形成装置例の概略図。
【図２】図２Ａは接触帯電部材（帯電ブラシ）部分の拡
大図。図２Ｂは図２Ａの等価モデル図。
大図。図２Ｂは図２Ａの等価モデル図。
【図３】接触帯電部材の移動速度と帯電電位の収束性を
表すグラフ。
表すグラフ。
【図４】接触帯電部材に印加する電圧と帯電電位の関係
を表すグラフ。
を表すグラフ。
【図５】ブラシどうしの距離を示す断面図。
【図６】磁性導電粒子同士の距離を示す断面図。
【図７】ブラシ同士のすきま距離と、周速比と、のグラ
フ。
フ。
【図８】帯電部材として磁気ブラシを用いた場合の拡大
図。
図。
１ 被帯電体（像担持体） ２ 帯電部材 １０ ドラム基体 １１ 電荷輸送層 １２ 電荷注入層 １２ａ 導電性微粒子
Claims (29)
- 【請求項１】 移動可能な被帯電体であって、その表面
が１×１０10〜１×１０14Ωｃｍの体積抵抗率の電荷注
入層を備える被帯電体と、 上記被帯電体を帯電する帯電部材であって、この帯電部
材は電圧が印加され、上記被帯電体と接触する移動可能
な帯電ブラシを備える帯電部材と、 を有する帯電装置において、 上記被帯電体表面の移動速度をＶK （ｍｍ／ｓｅｃ）、
上記帯電ブラシ表面の移動速度をＶB （ｍｍ／ｓｅ
ｃ）、上記被帯電体の移動方向における上記被帯電体と
上記帯電ブラシとの接触幅をＮ（ｍｍ）とすると、 Ｎ・（ＶB −ＶK ）／ＶK ≧４を満たすことを特徴とす
る帯電装置。 - 【請求項２】 上記電荷注入層は、絶縁性バインダに導
電微粒子が分散されることを特徴とする請求項１の帯電
装置。 - 【請求項３】 上記帯電ブラシの植毛密度をＲ（本／ｍ
ｍ2 ）、上記帯電ブラシの毛の直径をＤ（ｍｍ）とする
と 【外１】 を満たすことを特徴とする請求項１又は２の帯電装置。 - 【請求項４】 上記帯電部材の抵抗は、１×１０4 〜１
×１０7 Ωであることを特徴とする請求項１乃至３の帯
電装置。 - 【請求項５】 上記電圧はＤＣ電圧であることを特徴と
する請求項１乃至４の帯電装置。 - 【請求項６】 上記被帯電体は感光層を備え、上記導電
微粒子は光透過性であることを特徴とする請求項２の帯
電装置。 - 【請求項７】 上記導電微粒子はＳｎＯ2 を備えること
を特徴とする請求項２の帯電装置。 - 【請求項８】 １０≦Ｒ≦８００、０．００５≦Ｄ≦
０．２５０を満たすことを特徴とする請求項３の帯電装
置。 - 【請求項９】 移動可能な被帯電体であって、その表面
は画像を担持し、１×１０10〜１×１０14Ωｃｍの体積
抵抗率の電荷注入層を備える被帯電体と、 上記被帯電体を帯電する帯電部材であって、この帯電部
材は電圧が印加され、上記被帯電体と接触する移動可能
な帯電ブラシを備える帯電部材と、 を有し、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッ
ジにおいて、 上記被帯電体表面の移動速度をＶK （ｍｍ／ｓｅｃ）、
上記帯電ブラシ表面の移動速度をＶB （ｍｍ／ｓｅ
ｃ）、上記被帯電体の移動方向における上記被帯電体と
上記帯電ブラシとの接触幅をＮ（ｍｍ）とすると、 Ｎ・（ＶB −ＶK ）／ＶK ≧４を満たすことを特徴とす
るプロセスカトリッジ。 - 【請求項１０】 上記プロセスカートリッジは、上記被
帯電体をトナーで現像する現像器を有することを特徴と
する請求項９のプロセスカートリッジ。 - 【請求項１１】 上記帯電ブラシの植毛密度をＲ（本／
ｍｍ2 ）、上記帯電ブラシの毛の直径をＤ（ｍｍ）とす
ると 【外２】 を満たすことを特徴とする請求項９又は１０のプロセス
カートリッジ。 - 【請求項１２】 移動可能な被帯電体であって、その表
面は画像を担持し、１×１０10〜１×１０14Ωｃｍの体
積抵抗率の電荷注入層を備える被帯電体と、 上記被帯電体を帯電する帯電部材であって、この帯電部
材は電圧が印加され、上記被帯電体と接触する移動可能
な帯電ブラシを備える帯電部材と、 上記被帯電体上に画像を形成する像形成手段と、 を有する画像形成装置において、 上記被帯電体表面の移動速度をＶK （ｍｍ／ｓｅｃ）、
上記帯電ブラシ表面の移動速度をＶB （ｍｍ／ｓｅ
ｃ）、上記被帯電体の移動方向における上記被帯電体と
上記帯電ブラシとの接触幅をＮ（ｍｍ）とすると、 Ｎ・（ＶB −ＶK ）／ＶK ≧４を満たすことを特徴とす
る画像形成装置。 - 【請求項１３】 上記帯電ブラシの植毛密度をＲ（本／
ｍｍ2 ）、上記帯電ブラシの毛の直径をＤ（ｍｍ）とす
ると 【外３】 を満たすことを特徴とする請求項１２の画像形成装置。 - 【請求項１４】 上記被帯電体は、有機光導電層を有す
ることを特徴とする請求項１２又は１３の画像形成装
置。 - 【請求項１５】 移動可能な被帯電体であって、この被
帯電体の表面は、１×１０10〜１×１０14Ωｃｍの体積
抵抗率の電荷注入層を備える被帯電体と、 上記被帯電体を帯電する帯電部材であって、この帯電部
材は電圧が印加され、上記被帯電体と接触する移動可能
な導電粒子層を備える帯電部材と、 を有する帯電装置において、 上記被帯電体表面の移動速度をＶK （ｍｍ／ｓｅｃ）、
上記導電粒子層表面の移動速度をＶB （ｍｍ／ｓｅ
ｃ）、上記被帯電体の移動方向における上記被帯電体と
上記導電粒子層との接触幅をＮ（ｍｍ）とすると、 Ｎ・（ＶB −ＶK ）／ＶK ≧０．２を満たすことを特徴
とする帯電装置。 - 【請求項１６】 上記電荷注入層は、絶縁性バインダに
導電微粒子が分散されることを特徴とする請求項１５の
帯電装置。 - 【請求項１７】 上記導電粒子の粒子径をＤ（ｍｍ）と
すると、 ０．９×Ｄ×８０＜Ｎ・（ＶB −ＶK ）／ＶK を満たす
ことを特徴とする請求項１５乃至１６の帯電装置。 - 【請求項１８】 上記導電粒子は、磁性体であることを
特徴とする請求項１５乃至１７の帯電装置。 - 【請求項１９】 上記帯電部材の抵抗は、１×１０4 〜
１×１０7 Ωであることを特徴とする請求項１５乃至１
８の帯電装置。 - 【請求項２０】 上記電圧はＤＣ電圧であることを特徴
とする請求項１５乃至１９の帯電装置。 - 【請求項２１】 上記被帯電体は感光層を備え、上記導
電微粒子は光透過性であることを特徴とする請求項１６
の帯電装置。 - 【請求項２２】 上記導電微粒子はＳｎＯ2 を備えるこ
とを特徴とする請求項１６の帯電装置。 - 【請求項２３】 ０．００１≦Ｄ≦０．１を満たすこと
を特徴とする請求項１７の帯電装置。 - 【請求項２４】 移動可能な被帯電体であって、その表
面は画像を担持し、１×１０10〜１×１０14Ωｃｍの体
積抵抗率の電荷注入層を備える被帯電体と、 上記被帯電体を帯電する帯電部材であって、この帯電部
材は電圧が印加され、上記被帯電体と接触する移動可能
な導電粒子層を備える帯電部材と、 を有し、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッ
ジにおいて、 上記被帯電体表面の移動速度をＶK （ｍｍ／ｓｅｃ）、
上記導電粒子層表面の移動速度をＶB （ｍｍ／ｓｅ
ｃ）、上記被帯電体の移動方向における上記被帯電体と
上記導電粒子層との接触幅をＮ（ｍｍ）とすると、 Ｎ・（ＶB −ＶK ）／ＶK ≧０．２を満たすことを特徴
とするプロセスカートリッジ。 - 【請求項２５】 上記プロセスカートリッジは、上記被
帯電体をトナーで現像する現像器を有することを特徴と
する請求項２４のプロセスカートリッジ。 - 【請求項２６】 上記導電粒子の粒子径をＤ（ｍｍ）と
すると０．９×Ｄ×８０＜Ｎ・（ＶB −ＶK ）／ＶK を
満たすことを特徴とする請求項２４又は２５のプロセス
カートリッジ。 - 【請求項２７】 移動可能な被帯電体であって、その表
面は画像を担持し、１×１０10〜１×１０14Ωｃｍの体
積抵抗率の電荷注入層を備える被帯電体と、 上記被帯電体を帯電する帯電部材であって、この帯電部
材は電圧が印加され、上記被帯電体と接触する移動可能
な導電粒子層を備える帯電部材と、 上記被帯電体上に画像を形成する画像形成手段と、 を有する画像形成装置において、 上記被帯電体表面の移動速度をＶK （ｍｍ／ｓｅｃ）、
上記導電粒子層表面の移動速度をＶB （ｍｍ／ｓｅ
ｃ）、上記被帯電体の移動方向における上記被帯電体と
上記導電粒子層との接触幅をＮ（ｍｍ）とすると、 Ｎ・（ＶB −ＶK ）／ＶK ≧０．２を満たすことを特徴
とする画像形成装置。 - 【請求項２８】 上記導電粒子の粒子径をＤ（ｍｍ）と
すると０．９×Ｄ×８０＜Ｎ・（ＶB −ＶK ）／ＶK を
満たすことを特徴とする請求項２７の画像形成装置。 - 【請求項２９】 上記被帯電体は、有機光導電層を有す
ることを特徴とする請求項２７又は２８の画像形成装
置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02681194A JP3402727B2 (ja) | 1993-03-01 | 1994-02-24 | 帯電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
| EP94301454A EP0615177B1 (en) | 1993-03-01 | 1994-03-01 | Charging device, process cartridge and image forming apparatus |
| DE69418634T DE69418634T2 (de) | 1993-03-01 | 1994-03-01 | Aufladungsvorrichtung, Arbeitseinheit und Bilderzeugungsgerät |
| US08/559,180 US5606401A (en) | 1993-03-01 | 1995-11-13 | Charging device including movable charging brush contactable to member to be charged, and image forming apparatus using same |
| HK98115379A HK1014057A1 (en) | 1993-03-01 | 1998-12-24 | Charging device process cartridge and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-66150 | 1993-03-01 | ||
| JP6615093 | 1993-03-01 | ||
| JP02681194A JP3402727B2 (ja) | 1993-03-01 | 1994-02-24 | 帯電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH075748A true JPH075748A (ja) | 1995-01-10 |
| JP3402727B2 JP3402727B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=26364646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02681194A Expired - Lifetime JP3402727B2 (ja) | 1993-03-01 | 1994-02-24 | 帯電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5606401A (ja) |
| EP (1) | EP0615177B1 (ja) |
| JP (1) | JP3402727B2 (ja) |
| DE (1) | DE69418634T2 (ja) |
| HK (1) | HK1014057A1 (ja) |
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