JPH09230674A - 帯電装置及び電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、環境変動によらず帯電特性
の変化が少なく、良好に注入帯電を行うことができる帯
電装置及び電子写真装置を提供することにある。 【解決手段】 本発明は、導電性支持体上に感光層を有
する電子写真感光体、及び磁性粒子からなり、該電子写
真感光体に接触配置され、電圧を印加されることにより
該電子写真感光体を帯電する帯電部材を有する帯電装置
において、該電子写真感光体の導電性支持体から最も離
れた層が１０⁸Ω・ｃｍ〜１０¹⁵Ω・ｃｍの体積抵抗率
を有し、該磁性粒子が、粒子中に含まれる水分量の最大
値Ｈと最小値Ｌの割合Ｈ／Ｌが１以上４未満であるよう
な吸湿特性を有することを特徴とする帯電装置、及び該
電子写真感光体、帯電部材、露光手段、現像手段及び転
写手段を有する電子写真装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯電装置及び電子
写真装置に関し、詳しくは、特定の物性を有する磁性粒
子を用いた帯電装置及び電子写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真法としては多数の方法が
知られているが、一般には光導電性物質を利用し、帯電
手段及び画像露光手段により感光体上に静電気的潜像を
形成し、次いで該潜像をトナ−で現像を行って可視像
（トナ−画像）とし、紙等の転写材にトナ−画像を転写
した後、熱・圧力等により転写材上にトナ−画像を定着
して複写物を得るものである。この際、転写材上に転写
されずに感光体上に残ったトナ−粒子はクリ−ニング工
程により感光体上より除去される。

【０００３】近年、電子写真感光体の光導電性物質とし
て種々の有機光導電性物質が開発され、特に電荷発生層
と電荷輸送層を積層した機能分離型のものが実用化さ
れ、複写機やプリンタ−やファクシミリ等に搭載されて
いる。このような電子写真装置での帯電手段としては、
コロナ放電を利用した手段が用いられていたが、多量の
オゾンを発生することからフィルタ−を具備する必要が
あり、装置の大型化またはランニングコストの上昇等の
問題があった。

【０００４】このような問題点を解決するための技術と
して、ロ−ラ−またはブレ−ド等の帯電部材を感光体表
面に当接させることにより、その接触部分近傍に狭い空
間を形成し所謂パッシェンの法則で解釈できるような放
電を形成することによりオゾン発生を極力抑えた帯電方
法が開発され、この中でも特に帯電部材として帯電ロ−
ラを用いたロ−ラ帯電方式が、帯電の安定性という点か
ら好ましく用いられている。この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、あるしきい値電
圧以上の電圧を印加することにより帯電が開始される。

【０００５】例えば感光層の厚さが約２５μｍの有機光
導電性物質を含有する感光体に対して帯電ロ−ラを当接
させた場合には、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。以後こ
のしきい値電圧を帯電開始電圧Ｖｔｈと定義する。つま
り、感光体表面電位Ｖｄを得るためには帯電ロ−ラには
Ｖｄ＋Ｖｔｈという必要とされる以上の直流電圧が必要
となる。

【０００６】このため、更なる帯電の均一化を図るため
に特開昭６３−１４９６６９号公報に開示されるよう
に、所望のＶｄに相当する直流電圧に２×Ｖｔｈ以上の
ピ−ク間電圧を持つ交流電圧を重畳した電圧を帯電ロ−
ラに印加するＤＣ＋ＡＣ帯電方式が用いられる。これは
交流による電位のならし効果を目的としたものであり、
被帯電体の電位は交流電圧の中央であるＶｄに収束し、
環境等の外乱には影響されにくい。

【０００７】しかしながら、このような帯電方法におい
ても、その本質的な帯電機構は、帯電部材から感光体へ
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感光体表面電位以上の値が必要とさ
れる。また、交流電圧の電界に起因する帯電部材と感光
体の振動、騒音（以下交流帯電音）の発生、また放電に
よる感光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。

【０００８】一方、特開昭６１−５７９５８号公報に開
示されるように、導電性保護膜を有する感光体を、導電
性微粒子を用いて帯電する画像形成方法がある。この公
報には、感光体として１０⁷〜１０¹³Ωｃｍの抵抗を有
する半導電性保護膜を有する感光体を用い、この感光体
を１０¹⁰Ωｃｍ以下の抵抗を有する導電性微粒子を用い
て帯電することにより、感光層中に電荷を注入すること
なく、感光体をムラなく均一に帯電することができ、良
好な画像再現を行うことができる旨記載されている。こ
の方法によれば、交流帯電における問題であった振動、
騒音等は防止できるが帯電効率は悪く、また転写残トナ
−を帯電部材である導電性微粒子がかきとること等によ
って帯電部材にトナ−が付着し、その結果、帯電特性の
変化が起こる。

【０００９】このため、感光体への電荷の直接注入によ
る帯電が望まれていた。

【００１０】帯電ロ−ラ、帯電繊維ブラシ、帯電磁気ブ
ラシ等の接触帯電部材に電圧を印加し、感光体表面にあ
るトラップ準位に電荷を注入する注入帯電を行う方法
は、Ｊａｐａｎ Ｈａｒｄｃｏｐｙ９２年論文集Ｐ２８
７の「導電性ロ−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、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注入帯電を行う
方法であり、帯電部材の抵抗値が十分に低く、更に帯電
部材に導電性を持たせる材質（導電フィラ−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。このた
め、前記の文献においても帯電部材としてはアルミ箔
や、高湿環境下で十分抵抗値が下がったイオン導電性の
帯電部材が好ましいとされている。本発明者等の検討に
よれば感光体に対して十分な電荷注入が可能な帯電部材
の抵抗値は１×１０³Ωｃｍ以下であり、これ以上では
印加電圧と帯電電位の間に差が生じ始め帯電電位の収束
性に問題が生じることが分かっている。

【００１１】しかしながら、このような抵抗値の低い帯
電部材を実際に使用すると、感光体表面に生じた傷、ピ
ンホ−ル等に対して注入帯電部材から過大なリ−ク電流
が流れ込み、周辺の帯電不良や、ピンホ−ルの拡大、帯
電部材の通電破壊が生じ易い。

【００１２】これを防止するためには帯電部材の抵抗値
を１×１０⁴Ωｃｍ程度以上にする必要があるが、この
抵抗値の帯電部材では先に述べたように感光体への電荷
注入性が低下し、帯電が行われないという矛盾が生じて
しまう。

【００１３】更に、帯電部材の抵抗値は、使用される環
境によって変化し易い。抵抗値が変化すると被帯電体へ
の電荷の注入性が変わり、その結果、帯電特性が変化し
てしまう。そこで、印加電圧や現像バイアス等を制御す
る必要があるが、その場合、温湿度センサ−や制御手段
等を装着しなければならず、コストが上昇してしまう。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、環境
変動による帯電特性の変化の少なく、良好に注入帯電を
行うことができる帯電装置及び電子写真装置を提供する
ことである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、導電性
支持体上に感光層を有する電子写真感光体、及び磁性粒
子からなり、該電子写真感光体に接触配置され、電圧を
印加されることにより該電子写真感光体を帯電する帯電
部材を有する帯電装置において、該電子写真感光体の導
電性支持体から最も離れた層が１０⁸Ω・ｃｍ〜１０¹⁵
Ω・ｃｍの体積抵抗率を有し、該磁性粒子が、粒子中に
含まれる水分量の最大値Ｈと最小値Ｌの割合Ｈ／Ｌが１
以上４未満であるような吸湿特性を有することを特徴と
する帯電装置である。

【００１６】また、本発明は上述の電子写真感光体、上
述の帯電部材、露光手段、現像手段及び転写手段を有す
る電子写真装置である。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明においては、１≦Ｈ／Ｌ＜
２．４であることが好ましい。

【００１８】Ｈ／Ｌの値が４以上であると磁性粒子の体
積抵抗率、特に低電圧を印加したときの体積抵抗率の差
が１０倍以上になってしまい、環境によって帯電特性が
著しく異なってしまう。

【００１９】なお、本発明における水分量の最大値と
は、絶対湿度で０．０３ｇＨ₂Ｏ／ｇｄｒｙ ａｉｒの
環境（温度３２℃、相対湿度８５％に相当）において磁
性粒子が有する水分量のことであり、水分量の最小値と
は、絶対湿度で０．００５ｇＨ₂Ｏ／ｇ ｄｒｙ ａｉ
ｒの環境（温度１５℃、相対湿度１０％に相当）におい
て磁性粒子が有する水分量のことである。

【００２０】上記のような吸湿特性を得るためには、磁
性粒子は、該磁性粒子の表面が親水基である加水分解基
と疎水基である有機基とを含有する化合物により被覆さ
れていることが好ましい。このような化合物で被覆する
ことにより、磁性粒子表面と親水基が化学的に結合し、
有機質の極薄い被膜を形成することができ、その有機質
の被膜によって高湿環境下における磁性粒子表面の水分
の吸着を抑制することが可能になり、それだけ環境によ
る水分量の変化も少なく、磁性粒子の抵抗値変化も少な
いことから、環境変化による帯電特性の変化も抑制でき
る。

【００２１】上記のような親水基である加水分解基と疎
水基である有機基とを有する化合物としては、チタネー
ト系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、
及びシラン系カップリング剤であることが好ましい。具
体的には、味の素（株）製のＫＲＴＴＳ、ＫＲ４６Ｂ、
ＫＲ５５、ＫＲ４１Ｂ、ＫＲ３８Ｓ、ＫＲ１３８Ｓ、Ｋ
Ｒ２３８Ｓ、３３８Ｘ、ＫＲ４４、ＫＲ９ＳＡ（チタネ
−ト系カップリング剤）、ＡＬ−Ｍ、ＦＡ−２１、ＦＡ
−２３、ＦＣ−２（アルミニウム系カップリング剤）や
東レ・ダウコ−ニング（株）製のＳＨ６０２、ＳＺ６０
２、ＳＨ６０２６、ＳＺ６０３０、ＳＺ６０３２、ＳＨ
６０４０、ＳＺ６０５０、ＳＨ６０６２、ＳＺ６０７
０、ＳＺ６０７５、ＳＨ６０７６、ＳＺ６０７９、ＳＺ
６０８３、ＳＺ６３００、ＡＹ４３−０２１、ＰＲＸ１
１、ＰＲＸ１９、ＰＲＸ２４（シラン系カップリング
剤）等が用いられる。

【００２２】上記化合物を磁性粒子表面に被覆する方法
としては、磁性粒子に上記化合物を適量添加し、加温
下、高速撹拌により被覆する方法（乾式法）や上記化合
物を溶媒に溶解させ、その中に磁性粒子を添加し、撹拌
して磁性粒子を取り出し、加熱乾燥により溶媒を除去す
る方法（湿式法）や磁性粒子と上記化合物を同時に添加
する方法（インテグラルブレンド法）等が用いられる。

【００２３】上記のような化合物を用いると、磁性粒子
表面に分子レベルでの極薄い有機質の被膜を形成するこ
とができるので、磁性粒子表面への水分の吸着を抑制す
ることが可能になる。その結果、環境による磁性粒子の
抵抗値の変化も少なくなる。また、分子レベルでの極薄
い被膜であるので、母体の磁性粒子の抵抗を殆ど阻害す
ることなく、帯電性も殆ど同じレベルで保てることが可
能である。

【００２４】また、別の方法として、該磁性粒子の表面
に導電性粒子を結着樹脂に分散した樹脂層、特に臨界表
面張力の小さい樹脂層を形成することが挙げられる。

【００２５】臨界表面張力の小さい樹脂としては、例え
ばポリオレフィン、フッ素樹脂、シリコ−ン樹脂等が挙
げられる。

【００２６】フッ素樹脂としては、例えばポリフッ化ビ
ニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロエチレ
ン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジ
フルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ
ヘキサフルオロエチレン等や、これらの樹脂モノマーと
他のモノマ−が共重合した溶媒可溶の共重合体等が挙げ
られる。

【００２７】また、シリコ−ン樹脂としては、例えば信
越シリコ−ン（株）製のＫＲ２７１、ＫＲ２８２、ＫＲ
３１１、ＫＲ２５５、ＫＲ１５５（スチレ−トシリコ−
ンワニス）、ＫＲ２１１、ＫＲ２１２、ＫＲ２１６、Ｋ
Ｒ２１３、ＫＲ２１７、ＫＲ９２１８（変性用シリコ−
ンワニス）、ＳＡ−４、ＫＲ２０６、ＫＲ５２０６（シ
リコ−ンアルキッドワニス）、ＥＳ１００１Ｎ、ＥＳ１
００２Ｔ、ＥＳ１００４（シリコ−ンエポキシワニ
ス）、ＫＲ９７０６（シリコ−ンアクリルワニス）、Ｋ
Ｒ５２０３、ＫＲ５２２１（シリコ−ンポリエステルワ
ニス）や東レシリコ−ン（株）製のＳＲ２１００、ＳＲ
２１０１、ＳＲ２１０７、ＳＲ２１１０、ＳＲ２１０
８、ＳＲ２１０９、ＳＲ２４００、ＳＲ２４１０、ＳＲ
２４１１、ＳＨ８０５、ＳＨ８０６Ａ、ＳＨ８４０等が
用いられる。

【００２８】また、導電性粒子としては、銅、ニッケ
ル、鉄、アルミニウム、金、銀等の金属あるいは酸化
鉄、フェライト、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化アンチモ
ン、酸化チタン等の金属酸化物更にはカ−ボンブラック
等の電子伝導性の導電粉が挙げられ、更にイオン導電剤
として、過塩素酸リチウム、４級アンモニウム塩等が挙
げられる。

【００２９】上記導電性粒子を分散させた樹脂を、磁性
粒子の表面に被覆する方法としては、以下の方法が挙げ
られる。まず、結着樹脂を溶媒に溶解し、その中に導電
性粒子を添加し、導電性粒子を分散させ、表面層用の溶
液を調製する。この溶液中に磁性粒子を浸漬させた後、
スプレ−ドライヤ−を用いて溶剤を揮発させて表面層を
形成させる方法や、あるいは一般的な流動床コ−ティン
グ装置中に磁性粒子を入れ流動床を形成させながら前記
表面層用溶液をスプレ−しつつ乾燥させ徐々に表面層を
形成させる方法等がある。

【００３０】しかしながら、上記の樹脂層を形成する場
合、樹脂のみをコ−トすると磁性粒子の抵抗が高くなっ
てしまい、電荷の注入性が悪化してしまう。従って、上
述したように樹脂中に導電性粒子を含有させなければな
らず、そのために樹脂中に導電性粒子を分散させる工程
を設けなければならず、また、磁性粒子にコ−トするコ
−ト量も加水分解性基と有機基とを含有する化合物を被
覆するより多量に必要なことから、製造面、コスト面か
らも、親水基である加水分解性基と疎水基である有機基
とを含有する化合物を被覆したほうが好ましい。

【００３１】また、本発明における帯電部材である磁性
粒子の体積抵抗率は、絶対湿度０．００５〜０．０３ｇ
Ｈ₂ Ｏ／ｇ ｄｒｙ ａｉｒ環境において１０⁴ Ωｃｍ
〜１０⁹ Ωｃｍであることが必要で、特には１０⁴ Ωｃ
ｍ〜１０⁷ Ωｃｍであることが好ましい。帯電部材の体
積抵抗率が１０⁴ Ωｃｍ未満では感光体上に生じたピン
ホ−ル等の欠陥に帯電電流が集中してしまい、帯電部材
及び感光体の通電破壊が生じ易くなる傾向があり、１０
⁹ Ωｃｍを超えると良好な電荷の注入が行われなくなる
傾向にあり、帯電不良を生じ易い。

【００３２】磁性粒子の体積抵抗率の測定は、図２に示
すセルを用いて測定した。即ち、セルＡに磁性粒子１７
を充填し、該磁性粒子に接するように電極１１及び１２
を配し、該電極間に電圧を印加し、その時流れる電流を
測定することにより求めた。その測定条件は、温度３２
℃、湿度８５％と温度１５℃、湿度１０％の２環境、充
填磁性粒子のセルとの接触面積Ｓ＝２ｃｍ² 、厚みｔ＝
１ｍｍ、上部電極の荷重２ｋｇ、印加電圧１０〜１００
Ｖの範囲である。なお、図２中、１１は主電極、１２は
上部電極、１３は絶縁物、１４は電流計、１５は電圧
計、１６は定電圧装置、１７は磁性粒子、１６はガイド
リングを示す。

【００３３】磁性粒子の平均粒径は５〜２００μｍが好
ましい。５μｍより小さいと、感光体への磁気ブラシの
付着が生じ易く、また、２００μｍより大きいと、スリ
−ブ上での磁気ブラシの穂立ちの密度を密にしにくく、
感光体への注入帯電性が悪くなる傾向にある。更に好ま
しくは１０〜１００μｍ、更には１０〜５０μｍが適当
である。

【００３４】なお、本発明においては、レ−ザ−回折式
粒度分布測定装置ＨＥＲＯＳ（日本電気（株）製）を用
いて、０．０５〜２００μｍの範囲を３２対数分割して
測定し、５０％平均粒径を以て平均粒径とする。

【００３５】また、磁性粒子の比表面積は０．５ｍ²／
ｇ以下であることが好ましい。特に好ましくは０．１６
ｍ²／ｇ以下である。磁性粒子の比表面積が０．５ｍ²／
ｇを越えると比表面積が大きいために、高湿環境下では
磁性粒子表面に吸着する水分量が多くなり、逆に低湿環
境下では水分量が減少するために、高湿環境下で多く吸
着した水分量だけ、環境による水分量の変化が大きく、
その分、磁性粒子の抵抗の変化も大きいために、環境に
よって帯電特性が著しく異なってしまう。

【００３６】なお、本発明における比表面積は、ＢＥＴ
多点法に従って比表面積測定機（オートソーブ１、Ｑｕ
ａｎｔａｃｈｒｏｍｅ Ｃｏ．製）を用いて測定され
る。

【００３７】本発明においては、磁性粒子を磁気によっ
て穂立ちさせることにより形成した磁気ブラシ（帯電部
材）を感光体に接触配置するために、磁性粒子の材質と
しては例えば鉄、ニッケル、コバルト等の強磁性を示す
元素を含む合金あるいは化合物、また酸化処理、還元処
理等を行って抵抗値を調整した、例えば組成調整したフ
ェライト、水素還元処理したＺｎ−Ｃｕフェライト等が
用いられる。フェライトの抵抗値を上述のような範囲内
に収めるには、金属の組成を調整すればよく、一般に２
価の鉄以外の金属が増すと抵抗は下がり、急激な抵抗低
下を起こし易くなる。

【００３８】また、磁気ブラシを保持する保持部材（ス
リーブ）と感光体との間隙は０．２〜２ｍｍの範囲が好
ましい。０．２ｍｍより小さいと磁性粒子がその間隙を
通りにくくなり、スムースに保持部材上を磁性粒子が搬
送されずに帯電不良が生じたり、ニップ部に磁性粒子が
過剰にたまり、感光体への付着が生じ易くなり、２ｍｍ
を越えると感光体と磁性粒子のニップ幅を広く形成しに
くいので好ましくない。更に好ましくは０．２〜１ｍ
ｍ、更には０．３〜０．７ｍｍか好ましい。

【００３９】本発明においては、帯電性の更なる向上及
びピンホールリークの防止といった点から、帯電部材の
動的抵抗測定方法によって測定される体積抵抗率が１０
⁴Ωｃｍ〜１０¹⁰Ωｃｍであることが好ましい。

【００４０】上記動的抵抗測定方法は、以下の通りであ
る。帯電部材に印加する印加電圧をＶ（Ｖ）、該感光体
と該接触帯電部材のニップ部に突入する（ニップ部から
見て感光体移動方向の上流側）際の感光体上の電位Ｖ_D
（Ｖ）、帯電部材の電圧印加部分と該感光体との距離を
ｄ（ｃｍ）とし（Ｖ−Ｖ_D）／ｄの絶対値とＶ／ｄの絶
対値のどちらか大きい方の値を電界Ｅ（Ｖ／ｃｍ）と
し、２０〜Ｅ（Ｖ／ｃｍ）の印加電界範囲における体積
抵抗率を次のようにして測定する。

【００４１】本実施例における体積抵抗率の測定方法
は、図３に示すような装置を用いて測定した。即ち、導
電性支持体であるアルミニウムドラム１９と０．５ｍｍ
の間隙２０を有した帯電部材２１の保持部材であるマグ
ネット２２内包スリ−ブ２３に帯電部材２１をアルミニ
ウムドラム１９とのニップ２４が５ｍｍになるように装
着させ、実際に画像形成を行う際の回転速度、回転方向
で帯電部材２１及びアルミニウムドラム１９を回転さ
せ、帯電部材に電源２５から直流電圧を印加し、その系
に流れた電流を電流計２６で測定することにより抵抗を
求め、更に間隙２０とニップ２４及び帯電部材２１とア
ルミニウムドラム１９とが接触している幅より体積抵抗
率を算出した。

【００４２】帯電部材の抵抗値は、一般的に、帯電部材
に印加される印加電界によって変動し、特に高い印加電
界では抵抗が低く、低い印加電界では抵抗が高くなると
いう挙動を示し、印加電界の依存姓が認められる。

【００４３】該感光体に電荷を注入することにより帯電
を行う場合において、該感光体と帯電部材のニップ部
に、該感光体を帯電をさせる面が突入（帯電部材から見
て上流側）した場合、突入前の感光体の帯電電位と帯電
部材に印加される電圧の電圧差は大きく、そのために帯
電部材にかかる印加電界は高くなる。しかし、感光体が
ニップ部を通過することにより、感光体に電荷が注入さ
れ、ニップ部内において帯電が徐々に行われることによ
り、感光体上の電位が、帯電部材に印加される印加電圧
に徐々に近付き、電圧印加部分に印加される印加電圧と
感光体上との電位の差が小さく、０Ｖの方向に近付くた
め、それだけ、帯電部材にかかる印加電界は小さくな
る。即ち、感光体を帯電させる工程において帯電部材に
かかる印加電界が帯電部材のニップ部の上流側と下流側
では異なり、上流側では帯電部材にかかる印加電界は高
く、下流側では低いということになる。

【００４４】従って、帯電工程を行う前に前露光等の電
荷を除去する工程を経た場合は、帯電部材のニップ部に
突入する際の感光体上の電位はほぼ０Ｖであるため、上
流側の印加電界は、ほぼ帯電部材に印加される印加電圧
によって決定されるが、そのような電荷を除去する工程
を経ない場合は、帯電と転写の印加電圧、極性により、
即ち、転写後の感光体上の電位と、帯電部材に印加され
る印加電圧によって決定される。

【００４５】即ち、感光体上に電荷を注入して帯電を行
う場合においては、帯電部材の体積抵抗率が、ある一点
の印加電界において、１０⁴Ωｃｍ〜１０¹⁰Ωｃｍの範
囲であっても、例えば帯電部材に印加される印加電圧の
３０％の印加電圧によって形成される印加電界０．３×
Ｖ／ｄ（Ｖ／ｃｍ）以下の範囲で１０¹⁰Ωｃｍを越える
抵抗率になってしまうと、帯電部材のニップ部の下流側
での注入による帯電が著しく低下してしまい、印加電圧
の７０％迄の帯電は良好であるが、残り３０％は電荷の
注入性が悪化し、電荷を感光体上に注入しにくくなり、
所望の電位迄帯電できず、帯電不良になってしまう。即
ち、より低電界印加時の抵抗率が感光体への電荷の注入
性、感光体への帯電性には大きな影響を及ぼすというこ
とである。

【００４６】従って、動的抵抗測定方法によって測定さ
れる帯電部材の体積抵抗率が１０¹⁰Ωｃｍ以下であるこ
とが、ほぼ感光体上に印加電圧と同等の電位を得ること
ができるので好ましい。

【００４７】一方、帯電部材に印加される印加電圧によ
って形成される印加電界で帯電部材の体積抵抗率が１０
⁴Ωｃｍに満たなくなってしまうと感光体表面に存在す
る傷、ピンホ−ル等に対して帯電部材から過大なリ−ク
電流が流れ込み、周辺の帯電不良やピンホ−ルの拡大、
帯電部材の通電破壊が生じ易くなる。傷やピンホ−ルが
存在する箇所において感光体の導電層（導電性支持体）
が表面に露出している場合、帯電部材にかかる最大印加
電界は帯電部材に印加される印加電圧により決定され
る。即ち、帯電部材の体積抵抗率をある一点の印加電界
において１０⁴Ωｃｍ以上としても、帯電不良、耐圧性
が悪いという結果になってしまうことがある。

【００４８】また、帯電部材と感光体とのニップ幅を広
くすればする程帯電部材と感光体との接触面積が増し、
接触時間も増すことから、感光体表面への電荷注入は良
好に行われ、帯電が良好に行われる。しかし、ニップ幅
を狭くしても十分な電荷注入性を得るためには、帯電部
材の、体積抵抗率の最大値Ｒ１と最小値Ｒ２の割合Ｒ１
／Ｒ２は、前記印加電界の範囲内において、１０００以
下であることが好ましい。ニップ内で急激に抵抗が変化
すると、感光体への電荷の注入性が追随せず、十分な帯
電が行われる前に帯電部材がニップ部を通過してしまう
場合があるためである。

【００４９】更に、該磁性粒子に含まれる水分量を乾燥
空気１ｇ当りに含まれる水分量で表される絶対温度０．
００５〜０．０３ｇＨ₂Ｏ／ｇ ｄｒｙ ａｉｒ環境に
おいて、０．１重量％以下にすることで特に高圧電界に
おける抵抗低下を防止できる。水分量が０．１重量％以
上であると、高圧電界印加における抵抗値が１０⁴Ω・
ｃｍ以下になってしまい、感光体表面にピンホ−ルが生
じた場合に、そこに電流が集中してしまうことによるリ
−ク画像が防止できない。

【００５０】本発明に用いられる感光体としては、支持
体より最も離れた層に、十分な帯電性と画像流れを起こ
さない条件を満足するために体積抵抗率が１×１０⁸ Ω
・ｃｍ〜１×１０¹⁵Ω・ｃｍの範囲である電荷注入層を
設けた感光体を用いなければならない。画像流れ等の点
から、体積抵抗率が１×１０¹¹Ω・ｃｍ〜１×１０¹⁴Ω
・ｃｍであることが好ましく、更に体積抵抗率の環境変
動等も考慮すると、体積抵抗率が１×１０¹²Ω・ｃｍ〜
１×１０¹⁴Ω・ｃｍであることが好ましい。１×１０⁸
Ω・ｃｍ未満では高湿環境で帯電電荷が表面方向に保持
されないため画像流れを生じ、１×１０¹⁵Ωｃｍを超え
ると帯電部材からの帯電電荷を十分注入、保持できず、
帯電不良を生じる。このような機能層は、帯電部材から
注入された帯電電荷を保持する役割を果し、更に光露光
時にこの電荷を感光体基体に逃がす役割を果し、残留電
位を低減させる。

【００５１】また、本発明の帯電部材と感光体を用いる
ことによって、帯電開始電圧Ｖｔｈが小さく、感光体帯
電電位を帯電部材に印加する電圧の殆ど９０％以上まで
に帯電させることが可能になった。例えば、本発明にお
ける帯電部材に絶対値で１００〜２０００Ｖの直流電圧
を印加した時、本発明における表面層を有する電子写真
感光体の帯電電位を印加電圧の８０％以上、更には９０
％以上にすることができる。これに対し、従来の放電を
利用した帯電によって得られる感光体の帯電電位は、印
加電圧が６４０Ｖ以下では殆ど０Ｖであり、６４０Ｖを
越えると印加電圧から６４０Ｖを引いた値の帯電電位程
度しか得られなかった。

【００５２】本発明におけるように、効率よく電荷を注
入させ保持する層を電荷注入層と称する。

【００５３】電荷注入層の体積抵抗率の測定方法は、表
面に白金を蒸着させたポリエチレンテレフタレ−ト（Ｐ
ＥＴ）フィルム上に電荷注入層を作成し、これを体積抵
抗測定装置（ヒュ−レットパッカ−ド社製４１４０Ｂ
ｐＡＭＡＴＥＲ）にて、２３℃、６５％の環境で１００
Ｖの電圧を印加して測定するというものである。

【００５４】この電荷注入層は金属蒸着膜等の無機の層
あるいは導電性微粒子を結着樹脂中に分散させた導電粉
樹脂分散層等によって構成され、蒸着膜は蒸着、導電粉
樹脂分散膜はディッピング塗工法、スプレ−塗工法、ロ
−ル塗工法及びビ−ム塗工法にて塗工することによって
形成される。また、絶縁性のバインダ−に光透過性の高
いイオン導電性を持つ樹脂を混合もしくは共重合させて
構成するもの、または中抵抗で光導電性のある樹脂単体
で構成するものでもよい。導電性微粒子分散膜の場合、
導電性微粒子の添加量は結着樹脂に対して２〜２５０質
量％、より好ましくは２〜１９０質量％であることが好
ましい。２質量％より少ない場合には、所望の体積抵抗
率は得にくくなり、また、２５０質量％より多い場合に
は、膜強度が低下してしまい電荷注入層が削りとられ易
くなり、感光体の寿命が短くなる傾向になり、また、抵
抗が低くなってしまい、潜像電位が流れることによる画
像不良を生じ易くなる。

【００５５】電荷注入層の結着樹脂は下層の樹脂と同じ
に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、被覆方法を特に選択する必要がある。

【００５６】また、本発明においては、電荷注入層が滑
材粒子を含有することが好ましい。その理由は、帯電時
に感光体と帯電部材の摩擦が低減されるために帯電ニッ
プが拡大し、帯電特性が向上するためである。特に滑材
粒子として臨界表面張力の低いフッ素系樹脂、シリコ−
ン系樹脂またはポリオレフィン系樹脂を用いるのがより
好ましい。更に好ましくは四フッ化エチレン樹脂（ＰＴ
ＦＥ）が用いられる。この場合、滑材粒子の添加量は、
結着樹脂に対して２〜５０質量％であることが好まし
く、特には５〜４０質量％であることが好ましい。２質
量％より少ない場合には、滑材粉末の量が十分ではない
ために、帯電特性の向上が十分でなく、また５０質量％
より多い場合には、画像の分解能、感光体の感度が大き
く低下してしまうことがある。

【００５７】本発明における電荷注入層の膜厚は０．１
〜１０μｍであることが好ましく、特には１〜７μｍで
あることが好ましい。

【００５８】以下に本発明に使用される部材の構成、材
質、製造方法等を例示する。

【００５９】感光体製造例１ 感光体は負帯電用の有機光導電性物質を用いた感光体
（以下ＯＰＣ感光体）であり、φ３０ｍｍのアルミニウ
ム製のシリンダ−上に機能層を５層設ける。

【００６０】第１層は導電層であり、アルミニウムシリ
ンダ−の欠陥等をならすため、またレ−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れている厚さ
約２０μｍの導電性粒子分散樹脂層である。

【００６１】第２層は正電荷注入防止層（下引き層）で
あり、アルミニウム支持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
を果し、６−６６−６１０−１２−ナイロン樹脂とメト
キシメチル化ナイロンによって１０⁶ Ωｃｍ程度に抵抗
調整された厚さ約１μｍの中抵抗層である。

【００６２】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
−ザ露光を受けることによって正負の電荷対を発生す
る。

【００６３】第４層は電荷輸送層であり、ポリカ−ボネ
−ト樹脂にヒドラゾンを分散した厚さ約２５μｍの層で
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。

【００６４】第５層は電荷注入層であり、光硬化性のア
クリル樹脂にＳｎＯ₂ 超微粒子、更に接触帯電部材と感
光体との接触時間を増加させて、均一な帯電を行うため
に粒径約０．２５μｍの四フッ化エチレン樹脂粒子を分
散したものである。具体的には、アンチモンをド−ピン
グし、低抵抗化した粒径約０．０３μｍのＳｎＯ₂ 粒子
を樹脂に対して１００質量％、更に四フッ化エチレン樹
脂粒子を２０質量％、分散剤を１．２質量％分散したも
のである。このようにして調製した塗工液をスプレ−塗
工法にて厚さ約２．５μｍに塗工して電荷注入層とし
た。

【００６５】これによって感光体表面層の体積抵抗率
は、電荷輸送層単体の場合１×１０¹⁵Ω・ｃｍであった
のに比べ、２×１０¹³Ω・ｃｍにまで低下した。

【００６６】感光体製造例２ アンチモンをド−ピングし、低抵抗化した粒径約０．０
３μｍのＳｎＯ₂ 粒子を樹脂に対して１６７質量％分散
した以外は、感光体製造例１と同様にして感光体を作成
した。これによって感光体表面層の体積抵抗率は、５×
１０¹²Ω・ｃｍにまで低下した。

【００６７】感光体製造例３ アンチモンをド−ピングし、低抵抗化した粒径約０．０
３μｍのＳｎＯ₂ 粒子を樹脂に対して３００質量％分散
した以外は、感光体製造例１と同様にして感光体を作成
した。これによって、感光体表面層の体積抵抗率は、２
×１０⁷ Ω・ｃｍにまで低下した。

【００６８】帯電部材製造例１ 磁性粒子として、平均粒径２５μｍ、比表面積０．１２
ｍ² ／ｇのＺｎ−Ｃｕフェライトを、上記磁性粒子１０
０重量部に対して０．０５重量部のチタネ−ト系カップ
リング剤ＫＲ ＴＴＳ（味の素（株）製）をメチルエチ
ルケトン溶媒に溶解した溶液中に添加し、撹拌すること
によって磁性粒子の表面に有機質の被膜を形成した。加
熱、撹拌しながら溶媒を除去した。得られた磁性粒子の
比表面積を測定したところ、母体の比表面積と殆ど変わ
らなかった。

【００６９】帯電部材製造例２ Ｚｎ−Ｃｕフェライトの磁性粒子表面に被覆する化合物
をアルミニウム系カップリング剤ＡＬ−Ｍ（味の素
（株）製）とした以外は帯電部材製造例１と同様にして
磁性粒子を処理した。得られた磁性粒子の比表面積を測
定したところ、母体の比表面積と殆ど変わらなかった。

【００７０】帯電部材製造例３ Ｚｎ−Ｃｕフェライトの磁性粒子表面に被覆する化合物
の量を０．５重量部とした以外は帯電部材製造例２と同
様にして磁性粒子を処理した。得られた磁性粒子の比表
面積を測定したところ、母体の比表面積と殆ど変わらな
かった。

【００７１】帯電部材製造例４ ＫＲ ＴＴＳ０．０２５重量部をＡＬ−Ｍ０．０２５重
量部と混合して溶解させた溶液中に磁性粒子を添加した
以外は帯電部材製造例１と同様にして磁性粒子を処理し
た。得られた磁性粒子の比表面積を測定したところ、母
体の比表面積と殆ど変わらなかった。

【００７２】帯電部材製造例５ 熱硬化性のシリコ−ン樹脂にガラスビ−ズを用いたペイ
ントシェ−カ−でカ−ボンブラックを分散させた導電性
キシレン溶液（磁性粒子１００重量部に対してシリコ−
ン樹脂２重量部、カ−ボンブラック０．０２重量部）中
に磁性粒子を添加した以外は帯電部材製造例１と同様に
して磁性粒子を処理した。得られた磁性粒子の比表面積
を測定したところ、０．１ｍ² ／ｇであった。

【００７３】帯電部材製造例６ 帯電部材製造例１で用いた表面被覆処理を施していない
Ｚｎ−Ｃｕフェライトを磁性粒子として用いた。

【００７４】帯電部材製造例７ 平均粒径２６μｍ、比表面積０．０６ｍ² ／ｇの表面被
覆処理を施していないＺｎ−Ｃｕフェライトを磁性粒子
として用いた。

【００７５】帯電部材製造例８ 平均粒径５０μｍ、比表面積０．２４ｍ² ／ｇの表面被
覆処理を施していないＺｎ−Ｃｕフェライトを磁性粒子
として用いた。

【００７６】帯電部材製造例９ 平均粒径６μｍ、比表面積０．７７ｍ² ／ｇの表面被覆
処理を施していないＺｎ−Ｃｕフェライトを磁性粒子と
して用いた。

【００７７】帯電部材製造例１０ メチルエチルケトンとメタノ−ルの混合溶媒に溶解させ
た１５％のＮ−メトキシメチル化ナイロン（商品名トレ
ジン、帝国化学（株）製）溶液を、流動床型の塗布機
（スピロコ−タ−、岡田精工（株）製）を用いて帯電部
材製造例１で用いたＺｎ−Ｃｕフェライトの磁性粒子表
面に塗布した。得られた磁性粒子の比表面積を測定した
ところ、殆ど変化がなかった。

【００７８】実施例１ 前記感光体と接触帯電部材を用いて帯電を行う際の原理
について説明する。

【００７９】本発明においては、中抵抗の接触帯電部材
で、中抵抗の表面抵抗を持つ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持つトラ
ップ電位に電荷を注入するものではなく、電荷注入層の
導電性粒子に電荷を充電して帯電を行うものである。

【００８０】具体的には、アルミニウムシリンダーと電
荷注入層内の導電粒子を両電極板とする微小なコンデン
サ−に、帯電部材で電荷を充電するものである。この
際、導電性粒子は互いに電気的には独立であり、一種の
微小なフロ−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な電位に充電、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Ｓｎ
Ｏ₂ が感光体表面を覆っているような状況となってい
る。このため、レ−ザ−によって画像露光を行ってもそ
れぞれのＳｎＯ₂ 粒子は電気的に独立であるため、静電
潜像を保持することが可能になる。

【００８１】次に、本実施例で用いた電子写真方式のプ
リンタ−について図１を用いて説明する。プロセススピ
−ドは１００ｍｍ／ｓｅｃであり、感光体１は感光体製
造例１で製造されたものを用い、帯電部材２は、帯電部
材製造例１で製造された磁性粒子２ａからなり、これを
磁気ブラシとして穂立ちさせるための非磁性の表面をブ
ラスト処理したアルミニウム製の導電スリ−ブ３と、こ
れに内包されるマグネットロ−ル４を用い、該磁性粒子
保持スリ−ブと感光体との間隙は約５００μｍとし、上
記磁性粒子を感光体との間に幅約５ｍｍの帯電ニップを
形成させるようにスリ−ブ上にコ−トした。また、マグ
ネットロ−ルは固定、スリ−ブ表面が感光体表面の周速
に対して１倍の速さで逆方向に回転するようにし、感光
体と磁気ブラシが均一に接触するようにした。なお磁気
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退けられた場合、磁気
ブラシのニップが確保できなくなりやすく、帯電不良を
起こすことがある。このため、常に新しい磁気ブラシの
面を当てることが好ましいので、本実施例では１倍の速
さで逆方向に回転させるようにした帯電装置を用いて帯
電を行う。

【００８２】上記の構成で感光体表面電位を測定し、ま
た帯電部材を構成する磁性粒子の体積抵抗率と水分量を
３２℃／８５％（以下Ｈ／Ｈ）、１５℃／１０％（以下
Ｌ／Ｌ）の２環境下で、以下の評価項目に従って評価し
た。結果を表１に示す。

【００８３】評価１ 帯電部材を構成する磁性粒子を２つの環境下にそれぞれ
１週間放置し、それぞれの環境下で磁性粒子中に含まれ
る水分量をカ−ルフィッシャ−（ＡＱ−６，ＳＥ−２
４、平沼産業（株）製）を用いて測定し、Ｈ／Ｈの水分
量をＬ／Ｌの水分量で割った値を求めた。

【００８４】評価２ 帯電部材を構成する磁性粒子を２つの環境下にそれぞれ
１週間放置し、それぞれの環境下で体積抵抗率を測定
し、Ｌ／Ｌの抵抗率をＨ／Ｈの抵抗率で割った値を求め
た。抵抗値の測定はより帯電性に影響を与えると思われ
る低電界印加電圧を考慮し１０Ｖと１００Ｖの２つの電
圧で行った。抵抗率の測定は前記に示した方法（図２）
で測定した。

【００８５】評価３ 帯電部材に−７００Ｖの直流電圧を印加し、０Ｖであっ
た感光体の表面電位の立ち上がり（感光体１周目の電
位）を２つの環境で測定し、２つの環境での表面電位の
差を求めた。

【００８６】実施例２ 帯電部材の磁性粒子を帯電部材製造例２で製造した磁性
粒子に代えた以外は実施例１と同様とし、評価を行っ
た。

【００８７】実施例３ 帯電部材の磁性粒子を帯電部材製造例３で製造した磁性
粒子に代えた以外は実施例１と同様とし、評価を行っ
た。

【００８８】実施例４ 帯電部材の磁性粒子を帯電部材製造例４で製造した磁性
粒子に代えた以外は実施例１と同様とし、評価を行っ
た。

【００８９】実施例５ 帯電部材の磁性粒子を帯電部材製造例５で製造した磁性
粒子に代えた以外は実施例１と同様とし、評価を行っ
た。

【００９０】実施例６ 帯電部材の磁性粒子を帯電部材製造例６で製造した磁性
粒子に代えた以外は実施例１と同様とし、評価を行っ
た。

【００９１】実施例７ 帯電部材の磁性粒子を帯電部材製造例７で製造した磁性
粒子に代えた以外は実施例１と同様とし、評価を行っ
た。

【００９２】実施例８ 帯電部材の磁性粒子を帯電部材製造例８で製造した磁性
粒子に代えた以外は実施例１と同様とし、評価を行っ
た。

【００９３】実施例９ 帯電部材の磁性粒子を帯電部材製造例６で製造した磁性
粒子に、感光体を感光体製造例２で製造した感光体に代
えた以外は実施例１と同様とし、評価を行った。

【００９４】比較例１ 帯電部材の磁性粒子を帯電部材製造例９で製造した磁性
粒子に代えた以外は実施例１と同様とし、評価を行っ
た。

【００９５】比較例２ 帯電部材の磁性粒子を帯電部材製造例１０で製造した磁
性粒子に代えた以外は実施例１と同様とし、評価を行っ
た。この磁性粒子はＨ／Ｈ環境下では感光体上に傷が存
在した場合、リ−ク画像の発生を防止できなかった。

【００９６】比較例３ 帯電部材の磁性粒子を帯電部材製造例４で製造した磁性
粒子に、感光体を感光体製造例３で製造した感光体に代
えた以外は実施例１と同様とし、評価を行った。しか
し、感光体上の潜像電位が流れてしまい、正確な測定、
評価が行えなかった。

【００９７】

【表１】

【００９８】上述のように、帯電部材を構成する磁性粒
子中に含まれる水分量の環境による変化が少ないと、環
境による感光体上の表面電位の差も小さくなっているこ
とが分かり、それだけ、環境によらず同一のプロセス条
件で良好な画像が得られるということが分かった。ま
た、水分量の変化を小さくする方法として、該磁性粒子
の表面に親水基である加水分解性基と疎水基である有機
基とを含有する化合物を被覆することが特に有効である
ということが分かった。

【００９９】 トナ−製造例 スチレンアクリル樹脂 １００質量部 アゾ染料の金属錯体 ２質量部 カ−ボンブラック ６質量部 低分子量プロピレン−エチレン共重合体 ４質量部 上記材料を乾式混合した後に、１３０℃に設定した２軸
混練押出機にて混練した。得られた混練物を冷却し、気
流式粉砕機により微粉砕した後に多分割分級機により分
級して粒度分布を調整された重量平均径５．２μｍのト
ナ−粒子を得、これに疎水性コロイダルシリカ微粒子
２．０ｗｔ％を外添してトナ−粒子を得た。 感光体製造例４ ＳｎＯ₂粒子を１６７質量％用いた以外は、感光体製造
例１と同様にして感光体を作成した。

【０１００】これによって感光体表面層の体積抵抗率は
電荷輸送層単体の場合１×１０¹⁵Ω・ｃｍであったのに
比べ、５×１０¹²Ω・ｃｍにまで低下した。

【０１０１】感光体製造例５ 四フッ化エチレン樹脂粒子と分散剤を分散しなかったこ
と以外は、感光体製造例４と同様にして感光体を作成し
た。この感光体表面層の体積抵抗率は、２×１０¹²Ω・
ｃｍであった。

【０１０２】感光体製造例６ アンチモンをド−ピングし、低抵抗化した粒径約０．０
３μｍのＳｎＯ₂粒子を樹脂に対して３００質量％分散
したものを加えた以外は、感光体製造例４と同様にして
感光体を作成した。これにより、感光体表面層の体積抵
抗率は、２×１０⁷Ω・ｃｍにまで低下した。

【０１０３】感光体製造例７ 鏡面加工を施したアルミニウムシリンダ−にグロ−放電
法を用いて、阻止層、光導電層及び表面層を順次形成し
た。

【０１０４】まず、反応室を約７．５×１０^-3Ｐａにし
た後、アルミニウムシリンダ−を２５０℃に保ちつつ、
ＳｉＨ₄、Ｂ₂Ｈ₆、ＮＯ及びＨ₂ガスを反応室に送り込む
一方、反応室よりガスを流失させ、３０Ｐａ程度の内圧
にした後にグロ−放電を生起させ、５μｍの阻止層を形
成した。

【０１０５】次に、阻止層の形成と同様な方法を用い、
ＳｉＨ₄及びＨ₂ガスを用い、５０Ｐａの内圧にした後
に、２０μｍの光導電層を形成し、更に、ＳｉＨ₄、Ｃ
Ｈ₄及びＨ₂ガスを用い、５５Ｐａの圧力下でグロ−放電
により膜厚０．５μｍのＳｉとＣからなる表面層を形成
し、アモルファスシリコン感光体を作成した。

【０１０６】帯電部材製造例１１ 平均粒径が２５μｍで、比表面積が０．１２ｍ²／ｇで
ある（Ｆｅ₂Ｏ₃）_2.3（ＣｕＯ）₁（ＺｎＯ）₁で表され
る組成のＺｎ−Ｃｕフェライトを磁性粒子として用い
た。この磁性粒子を用いた帯電部材の体積抵抗率の印加
電界依存性を２３℃、６５％の環境下で測定したとこ
ろ、図４に示すＡの挙動を示した。この体積抵抗率は前
述のアルミニウムドラムを用いた動的抵抗測定装置によ
り測定した。

【０１０７】帯電部材製造例１２ 帯電部材製造例１１の磁性粒子を、該磁性粒子１００質
量部に対してカ−ボンブラックを分散させた１質量部の
シリコ−ン樹脂をトルエン溶媒に溶解した溶液中に添加
し、撹拌することによって磁性粒子表面に導電性樹脂の
被膜を形成した。撹拌しながら加熱乾燥して溶媒を除去
した。得られた磁性粒子を用いた帯電部材の体積抵抗率
の印加電界依存性を上述の方法で測定したところ、図４
のＢの挙動を示した。なお、磁性粒子の平均粒径は０．
１０ｍ²／ｇであった。

【０１０８】帯電部材製造例１３ 帯電部材製造例１１のＺｎ−Ｃｕフェライトに酸化処理
を施した。得られた磁性粒子を用いた帯電部材の体積抵
抗率の印加電界依存性を上述の方法で行ったところ、図
４のＣの挙動を示した。なお、磁性粒子の平均粒径は
０．１３ｍ²／ｇであった。

【０１０９】帯電部材製造例１４ 帯電部材製造例１１のＺｎ−Ｃｕフェライトに酸化処理
を施した磁性粒子の表面にシリコ−ン樹脂にカ−ボンブ
ラック３％を分散させた導電性樹脂を被覆した。得られ
た磁性粒子を用いた帯電部材の体積抵抗率の印加電界依
存性を図４のＤの挙動を示した。なお、磁性粒子の比表
面積は、０．１０ｍ²／ｇであった。

【０１１０】帯電部材製造例１５ 平均粒径４５μｍを有する（Ｆｅ₂Ｏ₃）_2.4（ＭｎＯ）₁
（ＺｎＯ）_1.1で表される組成のＭｎ−Ｚｎフェライト
の磁性粒子の表面にシリコ−ン樹脂を被覆した。得られ
た磁性粒子を用いた帯電部材の体積抵抗率の印加電界依
存性を上述の方法で測定したところ、図４のＥの挙動を
示した。なお、磁性粒子の比表面積は、０．０９ｍ²／
ｇであった。

【０１１１】帯電部材製造例１６ 平均粒径が４５μｍで、比表面積が０．１４ｍ²／ｇで
ある（Ｆｅ₂Ｏ₃）_2.4（ＭｎＯ）₁（ＺｎＯ）_1.1で表さ
れる組成のＭｎ−Ｚｎフェライトを磁性粒子として用い
た。この磁性粒子を用いた帯電部材の体積抵抗率の印加
電界依存性を上述の方法で測定したところ、図４のＦの
挙動を示した。

【０１１２】帯電部材製造例１７ 帯電部材製造例１１のＺｎ−Ｃｕフェライトを、該磁性
粒子１００質量部に対して０．０５質量部のチタネ−ト
カップリング剤ＫＲＴＴＳ（味の素（株）製）をメチル
エチルケトン溶媒に溶解した溶液中に添加し、撹拌する
ことによって磁性粒子表面に有機質の被膜を形成した。
その後、撹拌しながら加熱乾燥を行い溶媒を除去した。
得られた磁性粒子の平均粒径を測定したところ、母体の
磁性粒子と殆ど変わらなかった。また、得られた磁性粒
子を用いた帯電部材の体積抵抗率の印加電界依存性を上
述の方法で測定したところ、図４のＧの挙動を示した。
なお、磁性粒子の比表面積は、０．１２ｍ²／ｇであっ
た。

【０１１３】帯電部材製造例１８ 帯電部材製造例１２の樹脂被覆のＺｎ−Ｃｕフェライト
を、該磁性粒子１００質量部に対して０．０５質量部の
チタネ−トカップリング剤ＫＲＴＴＳ（味の素（株）
製）をメチルエチルケトン溶媒に溶解した溶液中に添加
し、撹拌しながら溶媒を留去することによって、磁性粒
子表面に有機質の被膜を形成した。得られた磁性粒子の
平均粒径を測定したところ、母体の磁性粒子と殆ど変わ
らなかった。また、得られた磁性粒子を用いた帯電部材
の体積抵抗率の印加電界依存性を上述の方法で測定した
ところ、図４のＢの挙動を示した。なお、磁性粒子の比
表面積は、０．１０ｍ²／ｇであった。

【０１１４】帯電部材製造例１９ 帯電部材製造例１１のＺｎ−Ｃｕフェライトを用い、該
磁性粒子１００質量部に対してカ−ボンブラックを分散
させた１質量部のシリコ−ン樹脂と０．１質量部のフッ
素炭素鎖含有アルミニウム化合物であるＦＡ−２１（味
の素（株）製）をトルエン溶媒に溶解した溶液中に添加
し、撹拌することによって磁性粒子の表面にフッ素炭素
鎖含有アルミニウム化合物を含有する導電性樹脂の被膜
を形成した。撹拌しながら加熱乾燥を行い溶媒を除去し
た。得られた磁性粒子を用いた帯電部材の体積抵抗率の
印加電界依存性を上述の方法で測定したところ、図４の
Ｈの挙動を示した。なお、磁性粒子の比表面積は、０．
１０ｍ²／ｇであった。

【０１１５】帯電部材製造例２０ メチルエチルケトンとメタノ−ルの混合溶媒に溶解させ
た１５％のＮ−メトキシメチル化ナイロン（商品名トレ
ジン、帝国化学（株）製）溶液を流動床型の塗布機（ス
ピロコ−タ−、岡田精工（株）製）を用いて帯電部材製
造例１１のＺｎ−Ｃｕフェライトの磁性粒子表面に塗布
した。得られた磁性粒子を用いた帯電部材の体積抵抗率
の印加電界依存性を上述の方法で測定したところ、図４
のＩの挙動を示した。なお、磁性粒子の比表面積は、
０．１２ｍ²／ｇであった。

【０１１６】帯電部材製造例２１ 平均粒径を６μｍとした以外は帯電部材製造例１１のＺ
ｎ−Ｃｕフェライトと同様のフェライトを磁性粒子とし
て用いた。得られた磁性粒子を用いた帯電部材の体積抵
抗率の印加電界依存性を上述の方法で測定したところ、
図４のＪの挙動を示した。なお、磁性粒子の比表面積
は、０．７７ｍ²／ｇであった。

【０１１７】本実施例で用いた電子写真方式のプリンタ
−について図１によって説明する。プロセススピ−ドは
１００ｍｍ／ｓｅｃであり、感光体１は感光体製造例４
で作成した感光体を用い、帯電部材２は帯電部材製造例
１１で作成された磁性粒子２ａからなり、これを磁気ブ
ラシとして穂立ちさせるための非磁性の表面をブラスト
処理したアルミニウム製の導電スリ−ブ３と、これに内
包されるマグネットロ−ル４を用い、該磁性粒子保持ス
リ−ブと感光体との間隙は約５００μｍとし、該磁性粒
子を感光体との間に幅約５ｍｍの帯電ニップを形成させ
るようにスリ−ブ上にコ−トした。また、マグネットロ
−ルは固定、スリ−ブ表面が感光体表面の周速に対して
１倍の速さで逆方向に回転するようにし、感光体と磁気
ブラシが均一に接触するようにした。なお、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退けられた場合、磁気ブラシ
のニップが確保できなくなりやすく、帯電不良を起こす
ことがある。このため、常に新しい磁気ブラシの面を当
てることが好ましいので、本実施例では１倍の速さで逆
方向に回転させるようにした帯電装置を用いて帯電を行
う。

【０１１８】次に、露光部で画像露光を受ける。これは
例えば画像信号に従って強度変調を受けたレ−ザ−ダイ
オ−ドからレ−ザ−光５をポリゴンミラ−を用いて走査
することにより、感光体にレ−ザ−光を照射し静電潜像
を形成する。

【０１１９】次に、前記トナ−製造例で製造されたトナ
−を用いて反転現像を行う。トナ−担持体であるステン
レススリ−ブ６の回転周速は、感光体との接触部分にお
いて同方向であり、該感光体回転周速に対し１８０％と
なるように駆動する。

【０１２０】現像剤の量を制御するためにトナ−担持体
上に５００μｍのギャップを設けて非磁性のステンレス
製ブレ−ドを取り付けた。また、トナ−容器部を二分
し、現像スリ−ブ後方に現像剤を撹拌する部材及び現像
剤のトナ−／キャリア比率（トナ−濃度）を検知する部
材を設けた。更に、現像剤撹拌部の後方をトナ−ホッパ
−とし、容器部を二分する仕切りに検知されたトナ−濃
度信号に応じてトナ−を供給する部材を取り付けた。

【０１２１】これ等の画像形成プロセスに適合するよう
に電子写真装置に改造及びプロセス条件設定を行った。
転写部材については感光体に従動して回転するようにし
た。

【０１２２】現像剤はトナ−製造例で製造したトナ−を
用い、フェライトキャリアとトナ−を１００：５の比率
で混合した。電圧は−５５０Ｖの直流電圧と周波数３０
００Ｈｚ，ピ−ク間電圧２０００Ｖの矩形の交流電圧を
重畳したものを用い、スリ−ブと感光体の間で接触２成
分現像を行う。

【０１２３】このようにしてトナ−で顕現化された像
は、次に転写材８に転写される。転写手段としては中抵
抗の転写ロ−ラ−７を用いる。本実施例ではロ−ラ−抵
抗値は５×１０^８ Ωのものを用い、＋２５００Ｖの直
流電圧を印加して転写を行った。

【０１２４】転写材上にトナ−像を転写されたプリント
画像は、その後熱定着ロ−ラ−１０によって定着を受
け、機外に排出される。また、転写されなかったトナ−
はクリ−ニングブレ−ド９で感光体表面からかき落とさ
れ、次の画像形成に備えられる。

【０１２５】以上のような構成のプリンタ−を用い、実
施例１と同様の評価を行った（評価１及び２）。更に、
感光体の表面電位と画像の評価を２３℃、６５％の環境
下で、次の評価項目４〜８に従って行った。結果を表２
に示す。

【０１２６】評価４ 帯電部材に−７００Ｖの直流電圧を印加し、０Ｖであっ
た感光体の表面電位の立ち上がり（感光体１周目の電
位）を測定した。

【０１２７】評価５ 印加電圧が−７００Ｖのときに得られる画像を評価し
た。画像評価は、Ａ４縦画像において感光体一周分（本
実施例では約９４ｍｍ）がベタ黒（電位低）でもその直
後がベタ白（電位高）である画像をプリントし、得られ
た画像の帯電ゴ−ストを評価することで行った。帯電不
良が生じれば、ベタ黒直後に電位が十分に上がらず、反
転現像においてはかぶりとなって現れる。なお、今回の
系においては、帯電部材に突入する際の感光体上の表面
電位は約＋１０００Ｖであった。即ち、帯電部材に３４
０００Ｖ／ｃｍの電界がかかっていることになる。

【０１２８】かぶりの程度は次の評価項目に従って評価
した。かぶりは反射式濃度計（ＴＯＫＹＯ ＤＥＮＳＨ
ＯＫＵ ＣＯ．，ＬＴＤ社製、ＲＥＦＬＥＣＴＯＭＥＴ
ＥＲＭＯＤＥＬ ＴＣ−６ＤＳ）を用いて測定（プリン
ト後の白地部反射濃度最悪値をＤ_Ｓ、プリント前の用紙
の反射濃度平均値をＤ_ｒ、Ｄ_Ｓ−Ｄ_ｒをかぶり量とし
た）した。 ○：良好（３％未満）、△：実用下限（３〜５％）、
×：実用不可、帯電不良によるかぶり画像発生（５％を
超える）。

【０１２９】評価６ 電位が横方向に流れることによる画像流れの評価を文字
画像によって、次の評価項目に従って評価を行った（目
視）。 ○：優秀（画像流れ未発生）、×：実用不可（画像流れ
発生）

【０１３０】評価７ 感光体製造例１１で作成した感光体を使用し、感光体上
の感光層を１ｍｍ程度剥ぎ取りアルミ基層を露出させた
状態の欠陥感光体を用いて、−１ｋＶの直流電圧を印加
で画出しを行い、絶縁破壊による帯電不良に起因した画
像不良の程度を次の評価項目に従って評価した（目
視）。 ○：優秀（画像不良が感光体の欠陥部分にとどまってい
る）、△：実用下限（画像不良が感光体の欠陥部分から
３０ｍｍ程度の範囲のもの）、×：実用不可（画像不良
が画像全体に広がっているもの）

【０１３１】評価８ 耐久性の促進評価として帯電部材中にトナ−製造例で示
したトナ−粒子を１質量部添加して、帯電器に装着し、
３０分間の空回転を行い、空回転後、感光体製造例１で
作成した感光体を装着し、感光体と帯電器を回転させな
がら、直流電圧を印加することによって、キャリア中の
混入トナ−を感光体に移行させてキャリア中のトナ−を
除去した後、トナ−を除去した空回転後のキャリアを用
いて、感光体製造例１１で作成した感光体を用いて画出
しを行い、評価５と同様の評価項目に従って評価を行っ
た。

【０１３２】実施例１１ 帯電部材の磁性粒子を帯電部材製造例１２で製造した磁
性粒子に代えた他は、実施例１０と同様の評価を行っ
た。

【０１３３】実施例１２ 帯電部材の磁性粒子を帯電部材製造例１４で製造した磁
性粒子に代えた他は、実施例１０と同様の評価を行っ
た。

【０１３４】実施例１３ 感光体を感光体製造例５で作成した感光体に代えた他
は、実施例１０と同様の評価を行った。

【０１３５】実施例１４ 帯電部材の磁性粒子を帯電部材製造例１７で製造した磁
性粒子に代えた他は、実施例１０と同様の評価を行っ
た。

【０１３６】実施例１５ 帯電部材の磁性粒子を帯電部材製造例１８で製造した磁
性粒子に代えた他は、実施例１０と同様の評価を行っ
た。

【０１３７】実施例１６ 帯電部材の磁性粒子を帯電部材製造例１９で製造した磁
性粒子に代えた他は、実施例１０と同様の評価を行っ
た。

【０１３８】実施例１７ キヤノン（株）製複写機、ＮＰ６０６０を用意し、一次
帯電部分のみ改造し、次に説明する帯電部材を設置し
た。また、感光体は感光体製造例７を用いた接触帯電部
材は帯電部材製造例１１で製造された磁性粒子を用い、
これを保持するために、非磁性の導電スリ−ブとこれに
内包されるマグネットロ−ルによって構成され、該被覆
磁性粒子をスリ−ブ上に厚さ１ｍｍで被覆して感光体と
の間に幅約８ｍｍの帯電ニップを形成させるようにし
た。該磁性粒子保持スリ−ブと感光体との間隙は約５０
０μｍとした。また、マグネットロ−ルは固定、スリ−
ブ表面が感光体表面の周速に対して２倍の速さで逆方向
に摺擦するように回転させ、感光体と磁気ブラシが均一
に接触するように調整を行った。この複写機を用いて実
施例１０と同様な評価を行った。

【０１３９】ここで評価４の帯電部材に印加される直流
電圧は＋４５０Ｖとし、評価５の画像評価も上記の複写
機は正規現像法を用いているため、ベタ黒画像の評価を
行った（帯電不良はベタ黒上に白すじ、ポチとして現れ
る、○：良好（白すじ、ポチの発生なし）、×：実用不
可（帯電不良による白すじ、白ポチ画像発生））。ま
た、帯電部材にかかる最大印加電界は、帯電部前に前露
光を設置し、感光体上の表面電荷を除去しているので、
帯電部材に印加される印加電圧によって決定される。今
回の場合は９０００Ｖ／ｃｍということになる。評価８
も＋４５０Ｖ印加での評価を行った。

【０１４０】実施例１８ 帯電部材の磁性粒子を帯電部材製造例１５で製造した磁
性粒子に代えた他は、実施例１７と同様の評価を行っ
た。

【０１４１】実施例１９ 接触帯電部材の磁性粒子を帯電部材製造例１６で製造し
た磁性粒子に代えた他は、実施例１７と同様の評価を行
った。

【０１４２】比較例４ 感光体を感光体製造例６で製造した感光体に代えた他
は、実施例１０と同様の評価を行った。

【０１４３】実施例２０ 帯電部材の磁性粒子を帯電部材製造例１５で製造した磁
性粒子に代えた他は、実施例１０と同様の評価を行っ
た。

【０１４４】実施例２１ 帯電部材の磁性粒子を帯電部材製造例１３で製造した磁
性粒子に代えた他は、実施例１０と同様の評価を行っ
た。

【０１４５】比較例５ 帯電部材の磁性粒子を帯電部材製造例２０で製造した磁
性粒子に代えた他は、実施例１０と同様の評価を行っ
た。

【０１４６】比較例６ 帯電部材の磁性粒子を帯電部材製造例２１で製造した磁
性粒子に代えた他は、実施例１０と同様の評価を行っ
た。

【０１４７】

【表２】

【０１４８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、環境変
動によらず帯電特性の変化が少なく、良好に注入帯電を
行うことができる帯電装置及び電子写真装置を提供する
ことができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真帯電装置の構成の例を示す図
である。

【図２】本発明における磁性粒子の体積抵抗率を測定す
る装置の概略構成を示す断面図である。

【図３】本発明における帯電部材の体積抵抗率を測定す
る動的抵抗測定装置の構成を示す図である。

【図４】帯電部材の体積抵抗率を印加電界との関係を示
す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 溝江 希克 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 久木元 力 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】 導電性支持体上に感光層を有する電子写
   真感光体、及び磁性粒子からなり、該電子写真感光体に
   接触配置され、電圧を印加されることにより該電子写真
   感光体を帯電する帯電部材を有する帯電装置において、 該電子写真感光体の導電性支持体から最も離れた層が１
   ０⁸Ω・ｃｍ〜１０¹⁵Ω・ｃｍの体積抵抗率を有し、 該磁性粒子が、粒子中に含まれる水分量の最大値Ｈと最
   小値Ｌの割合Ｈ／Ｌが１以上４未満であるような吸湿特
   性を有することを特徴とする帯電装置。
2. 【請求項２】 Ｈ／Ｌが１以上２．４未満である請求項
   １記載の帯電装置。
3. 【請求項３】 磁性粒子が親水基と疎水基を有する化合
   物を含有する表面層を有する請求項１または２記載の帯
   電装置。
4. 【請求項４】 化合物がチタネート系カップリング剤、
   アルミニウム系カップリング剤及びシラン系カップリン
   グ剤からなる群より選ばれる少なくともひとつの化合物
   である請求項３記載の帯電装置。
5. 【請求項５】 磁性粒子が１０⁴Ω・ｃｍ〜１０⁹Ω・ｃ
   ｍの体積抵抗率を有する請求項１乃至４のいずれかに記
   載の帯電装置。
6. 【請求項６】 磁性粒子が５μｍ〜２００μｍの平均粒
   径を有する請求項１乃至５のいずれかに記載帯電装置。
7. 【請求項７】 磁性粒子が０．５ｍ²／ｇ以下の比表面
   積を有する請求項１乃至６のいずれかに記載の帯電装
   置。
8. 【請求項８】 帯電部材が１０⁴Ω・ｃｍ〜１０¹⁰Ω・
   ｃｍの動的抵抗測定方法によって測定される体積抵抗率
   を有する請求項１乃至７のいずれかに記載の帯電装置。
9. 【請求項９】 帯電部材が、体積抵抗率の最大値Ｒ１と
   最小値Ｒ２の割合Ｒ１／Ｒ２が１０００以下であるよう
   な抵抗特性を有する請求項１乃至８のいずれかに記載の
   帯電装置。
10. 【請求項１０】 電子写真感光体の導電性支持体から最
    も離れた層が導電性粒子及び結着樹脂を含有する請求項
    １乃至９のいずれかに記載の帯電装置。
11. 【請求項１１】 電子写真感光体の導電性支持体から最
    も離れた層が更に滑材粒子を含有する請求項１０記載の
    帯電装置。
12. 【請求項１２】 導電性支持体上に感光層を有する電子
    写真感光体、及び磁性粒子からなり、該電子写真感光体
    に接触配置され、電圧を印加されることにより該電子写
    真感光体を帯電する帯電部材、露光手段、現像手段及び
    転写手段を有する電子写真装置において、 該電子写真感光体の導電性支持体から最も離れた層が１
    ０⁸Ω・ｃｍ〜１０¹⁵Ω・ｃｍの体積抵抗率を有し、 該磁性粒子が、粒子中に含まれる水分量の最大値Ｈと最
    小値Ｌの割合Ｈ／Ｌが１以上４未満であるような吸湿特
    性を有することを特徴とする電子写真装置。
13. 【請求項１３】 Ｈ／Ｌが１以上２．４未満である請求
    項１２記載の電子写真装置。
14. 【請求項１４】 磁性粒子が親水基と疎水基を有する化
    合物を含有する表面層を有する請求項１２または１３記
    載の電子写真装置。
15. 【請求項１５】 化合物がチタネート系カップリング
    剤、アルミニウム系カップリング剤及びシラン系カップ
    リング剤からなる群より選ばれる少なくともひとつの化
    合物である請求項１４記載の電子写真装置。
16. 【請求項１６】 磁性粒子が１０⁴Ω・ｃｍ〜１０⁹Ω・
    ｃｍの体積抵抗率を有する請求項１２乃至１５のいずれ
    かに記載の電子写真装置。
17. 【請求項１７】 磁性粒子が５μｍ〜２００μｍの平均
    粒径を有する請求項１２乃至１６のいずれかに記載の電
    子写真装置。
18. 【請求項１８】 磁性粒子が０．５ｍ²／ｇ以下の比表
    面積を有する請求項１２乃至１７のいずれかに記載の電
    子写真装置。
19. 【請求項１９】 帯電部材が１０⁴Ω・ｃｍ〜１０¹⁰Ω
    ・ｃｍの動的抵抗測定方法によって測定される体積抵抗
    率を有する請求項１２乃至１８のいずれかに記載の電子
    写真装置。
20. 【請求項２０】 帯電部材が、体積抵抗率の最大値Ｒ１
    と最小値Ｒ２の割合Ｒ１／Ｒ２が１０００以下であるよ
    うな抵抗特性を有する請求項１２乃至１９のいずれかに
    記載の電子写真装置。
21. 【請求項２１】 電子写真感光体の導電性支持体から最
    も離れた層が導電性粒子及び結着樹脂を含有する請求項
    １２乃至２０のいずれかに記載の電子写真装置。
22. 【請求項２２】 電子写真感光体の導電性支持体から最
    も離れた層が更に滑材粒子を含有する請求項２１記載の
    電子写真装置。