JPH10307458A

JPH10307458A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH10307458A
Application number: JP10073532A
Authority: JP
Inventors: Yasunori Kono; 康則児野; Harumi Ishiyama; 晴美石山; Jun Hirabayashi; 純平林; Yukio Nagase; 幸雄永瀬
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-03-05
Filing date: 1998-03-05
Publication date: 1998-11-17

Abstract

(57)【要約】【課題】像担持体１を接触帯電で帯電し、その帯電面
に静電潜像を形成して画像形成を実行する画像形成装置
において、接触帯電部材２として帯電ローラやファーブ
ラシ等の簡易な部材を用いて、しかも該接触帯電部材２
のトナーによる汚染にかかわらず、低印加電圧でオゾン
レスの直接帯電を長期に渡り安定に維持させて実現する
こと、また特に高精細な画像形成を実現すること。【解決手段】像担持体１を帯電する帯電手段が、電圧
が印加され、像担持体とニップ部ｎを形成する可撓性の
帯電部材２であり、帯電部材表面は像担持体面に対して
速度差をもって移動し、少なくとも帯電部材と像担持体
とのニップ部に導電性を有する帯電促進粒子３が介在
し、該帯電促進粒子の粒径は静電潜像の構成画素サイズ
以下であること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機やプリンタ等
の画像形成装置に関する。

【０００２】より詳しくは、像担持体を帯電し、その帯
電面に静電潜像を形成して画像形成を実行する画像形成
装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来、例えば、電子写真装置や静電記録
装置等の画像形成装置において、電子写真感光体・静電
記録誘電体等の像担持体を所要の極性・電位に一様に帯
電処理（除電処理も含む）する帯電装置としてはコロナ
帯電器（コロナ放電器）がよく使用されていた。

【０００４】コロナ帯電器は非接触型の帯電装置であ
り、ワイヤ電極等の放電電極と該放電電極を囲むシール
ド電極を備え、放電開口部を被帯電体である像担持体に
対向させて非接触に配設し、放電電極とシールド電極に
高圧を印加することにより生じる放電電流（コロナシャ
ワー）に像担持体面をさらすことで像担持体面を所定に
帯電させるものである。

【０００５】近時は、中低速機種の画像形成装置にあっ
ては、像担持体等の被帯電体の帯電装置として、コロナ
帯電器に比べて低オゾン・低電力等の利点があることか
ら接触帯電装置が多く提案され、また実用化されてい
る。

【０００６】接触帯電装置は、像担持体等の被帯電体
に、ローラ型（帯電ローラ）、ファーブラシ型、磁気ブ
ラシ型、ブレード型等の導電性の帯電部材（接触帯電部
材・接触帯電器）を接触させ、この接触帯電部材に所定
の帯電バイアスを印加して被帯電体面を所定の極性・電
位に帯電させるものである。

【０００７】接触帯電の帯電機構（帯電のメカニズム、
帯電原理）には、放電帯電機構と直接注入帯電機構
の２種類の帯電機構が混在しており、どちらが支配的で
あるかにより各々の特性が現れる。

【０００８】．放電帯電機構接触帯電部材と被帯電体との微小間隙に生じる放電現象
により被帯電体表面が帯電する機構である。

【０００９】放電帯電機構は接触帯電部材と被帯電体に
一定の放電しきい値を有するため、帯電電位より大きな
電圧を接触帯電部材に印加する必要がある。また、コロ
ナ帯電器に比べれば発生量は格段に少ないけれども放電
生成物を生じることが原理的に避けられないため、オゾ
ンなど活性イオンによる弊害は避けられない。

【００１０】．直接注入帯電機構接触帯電部材から被帯電体に直接に電荷が注入されるこ
とで被帯電体表面が帯電する系である。直接帯電、ある
いは注入帯電、あるいは電荷注入帯電とも称される。よ
り詳しくは、中抵抗の接触帯電部材が被帯電体表面に接
触して、放電現象を介さずにつまり放電を基本的に用い
ないで被帯電体表面に直接電荷注入を行うものである。
よって、接触帯電部材への印加電圧が放電閾値以下の印
加電圧であっても、被帯電体を印加電圧相当の電位に帯
電することができる。

【００１１】この帯電系はイオンの発生を伴わないため
放電生成物による弊害は生じない。しかし、直接注入帯
電であるため、接触帯電部材の被帯電体への接触性が帯
電性に大きく効いてくる。そこで接触帯電部材はより密
に構成し、また被帯電体との速度差を多く持ち、より高
い頻度で被帯電体に接触する構成をとる必要がある。

【００１２】Ａ）ローラ帯電接触帯電装置は、接触帯電部材として導電ローラ（帯電
ローラ）を用いたローラ帯電方式が帯電の安定性という
点で好ましく、広く用いられている。

【００１３】このローラ帯電はその帯電機構は前記の
放電帯電機構が支配的である。

【００１４】帯電ローラは、導電あるいは中抵抗のゴム
材あるいは発泡体を用いて作成される。さらにこれらを
積層して所望の特性を得たものもある。

【００１５】帯電ローラは被帯電体（以下、感光体と記
す）との一定の接触状態を得るために弾性を持たせてい
るが、そのため摩擦抵抗が大きく、多くの場合、感光体
に従動あるいは若干の速度差をもって駆動される。従っ
て、直接帯電しようとしても、絶対的帯電能力の低下や
接触性の不足やローラ状のムラや感光体の付着物による
帯電ムラは避けられないため、従来のローラ帯電ではそ
の帯電機構は放電帯電機構が支配的である。

【００１６】図４は接触帯電における帯電効率例を表わ
したグラフである。横軸に接触帯電部材に印加したバイ
アス、縦軸にはその時得られた感光体帯電電位を表わす
ものである。ローラ帯電の場合の帯電特性はＡで表わさ
れる。即ち凡そ−５００Ｖの放電閾値を過ぎてから帯電
が始まる。従って、−５００Ｖに帯電する場合は−１０
００Ｖの直流電圧を印加するか、あるいは、−５００Ｖ
直流の帯電電圧に加えて、放電閾値以上の電位差を常に
持つようにピーク間電圧１２００Ｖの交流電圧を印加し
て感光体電位を帯電電位に収束させる方法が一般的であ
る。

【００１７】より具体的に説明すると、厚さ２５μｍの
ＯＰＣ感光体に対して帯電ローラを加圧当接させた場合
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。この閾値電圧を帯
電開始電圧Ｖｔｈと定義する。

【００１８】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帯電
を行なう方法を「ＤＣ帯電方式」と称する。

【００１９】しかし、ＤＣ帯電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、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。

【００２０】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成分を重畳した電圧を接触帯電
部材に印加する「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Ｖ
ｄに収束し、環境等の外乱には影響されることはない。

【００２１】ところが、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、接触帯電部材から感光
体への放電現象を用いているため、先に述べたように接
触帯電部材に印加する電圧は感光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。

【００２２】また、帯電均一化のためにＡＣ帯電を行な
った場合にはさらなるオゾンの発生、ＡＣ電圧の電界に
よる接触帯電部材と感光体の振動騒音（ＡＣ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。

【００２３】Ｂ）ファーブラシ帯電ファーブラシ帯電は、接触帯電部材として導電性繊維の
ブラシ部を有する部材（ファーブラシ帯電器）を用い、
その導電性繊維ブラシ部を被帯電体としての感光体に接
触させ、所定の帯電バイアスを印加して感光体面を所定
の極性・電位に帯電させるものである。

【００２４】このファーブラシ帯電もその帯電機構は前
記の放電帯電機構が支配的である。

【００２５】ファーブラシ帯電器は固定タイプとロール
タイプが実用化されている。中抵抗の繊維を基布に折り
込みパイル状に形成したものを電極に接着したものが固
定タイプで、ロールタイプはパイルを芯金に巻き付けて
形成する。繊維密度としては１００本／ｍｍ² 程度のも
のが比較的容易に得られるが、直接注入帯電により十分
均一な帯電を行うにはそれでも接触性は不十分であり、
直接注入帯電により十分均一な帯電を行うには感光体に
対し機械構成としては困難なほどに速度差を持たせる必
要があり、現実的ではない。

【００２６】このファーブラシ帯電の直流電圧印加時の
帯電特性は図４のＢに示される特性をとる。従って、フ
ァーブラシ帯電の場合も、固定タイプ、ロールタイプど
ちらも多くは、高い帯電バイアスを印加し放電現象を用
いて帯電を行っている。

【００２７】Ｃ）磁気ブラシ帯電磁気ブラシ帯電は、接触帯電部材として導電性磁性粒子
をマグネットロール等で磁気拘束してブラシ状に形成し
た磁気ブラシ部を有する部材（磁気ブラシ帯電器）を用
い、その磁気ブラシ部を被帯電体としての感光体に接触
させ、所定の帯電バイアスを印加して感光体面を所定の
極性・電位に帯電させるものである。

【００２８】この磁気ブラシ帯電の場合はその帯電機構
は前記の直接注入帯電機構が支配的である。

【００２９】磁気ブラシ部を構成させる導電性磁性粒子
として粒径５〜５０μｍのものを用い、感光体と十分速
度差を設けることで、均一に直接注入帯電を可能にす
る。

【００３０】図４の帯電特性グラフのＣにあるように、
印加バイアスとほぼ比例した帯電電位を得ることが可能
になる。

【００３１】しかしながら、機器構成が複雑であるこ
と、磁気ブラシ部を構成している導電性磁性粒子が脱落
して感光体に付着する等他の弊害もある。

【００３２】特開平６−３９２１号公報等には感光体表
面にあるトラップ準位または電荷注入層の導電粒子等の
電荷保持部材に電荷を注入して接触注入帯電を行なう方
法が提案されている。放電現象を用いないため、帯電に
必要とされる電圧は所望する感光体表面電位分のみであ
り、オゾンの発生もない。さらに、ＡＣ電圧を印加しな
いので、帯電音の発生もなく、ローラ帯電方式と比べる
と、オゾンレス、低電力の優れた帯電方式である。

【００３３】Ｄ）トナーリサイクルプロセス（クリーナ
ーレスシステム）転写方式の画像形成装置においては、転写後の感光体
（像担持体）に残存する転写残トナーはクリーナー（ク
リーニング装置）によって感光体面から除去されて廃ト
ナーとなるが、この廃トナーは環境保護の面からも出な
いことが望ましい。そこでクリーナーをなくし、転写後
の感光体上の転写残トナーは現像装置によって「現像同
時クリーニング」で感光体上から除去し現像装置に回収
・再用する装置構成にしたトナーリサイクルプロセスの
画像形成装置も出現している。

【００３４】現像同時クリーニングとは、転写後に感光
体上に残留したトナーを次工程以降の現像時、即ち引き
続き感光体を帯電し、露光して潜像を形成し、該潜像の
現像時にかぶり取りバイアス（現像装置に印加する直流
電圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電
位差Ｖback）によって回収する方法である。この方法に
よれば、転写残トナーは現像装置に回収されて次工程以
後に再用されるため、廃トナーをなくし、メンテナンス
に手を煩わせることも少なくすることができる。またク
リーナーレスであることでスペース面での利点も大き
く、画像形成装置を大幅に小型化できるようになる。

【００３５】Ｅ）接触帯電部材に対する粉末塗布接触帯電装置について、帯電ムラを防止し安定した均一
帯電を行なうために、接触帯電部材に被帯電体面との接
触面に粉末を塗布する構成が特公平７−９９４４２号公
報に開示されているが、接触帯電部材（帯電ローラ）が
被帯電体（感光体）に従動回転（速度差駆動なし）であ
り、スコロトロン等のコロナ帯電器と比べるとオゾン生
成物の発生は格段に少なくなっているものの、帯電原理
は前述のローラ帯電の場合と同様に以前として放電帯電
機構を主としている。特に、より安定した帯電均一性を
得るためにはＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳した電圧を印加
するために、放電によるオゾン生成物の発生はより多く
なってしまう。よって、長期に装置を使用した場合や、
クリーナーレスの画像形成装置を長期に使用した場合に
おいて、オゾン生成物による画像流れ等の弊害が現れや
すい。

【００３６】また、特開平５−１５０５３９号公報に
は、接触帯電を用いた画像形成方法において、長時間画
像形成を繰り返すうちにトナー粒子やシリカ微粒子が帯
電手段の表面に付着することによる帯電阻害を防止する
ために、現像剤中に、少なくとも顕画粒子と、顕画粒子
より小さい平均粒径を有する導電性粒子を含有すること
が開示されている。しかし、この接触帯電は放電帯電機
構によるもので、直接注入帯電機構ではなく、放電帯電
による前述の問題がある。

【００３７】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の技術の項
に記載したように、接触帯電において、接触帯電部材と
して帯電ローラあるいはファーブラシを用いた簡易な構
成では直接注入帯電を行なうには該接触帯電部材の表面
が粗くて被帯電体としての像担持体との密な接触が確保
されず、直接注入帯電は不可能であった。そのため接触
性の不足が原因で生じる帯電不良による画質低下が生じ
る。

【００３８】そのため、像担持体を接触帯電で帯電し、
その帯電面に静電潜像を形成して画像形成を実行する画
像形成装置においては、接触帯電部材として帯電ローラ
やファーブラシ等の簡易な部材を用いた場合でも、より
帯電均一性に優れ且つ長期に渡り安定した直接帯電を実
現すること、即ち、低印加電圧でオゾンレスの注入帯電
を簡易な構成で実現することが期待されている。

【００３９】またトナーリサイクルプロセスの画像形成
装置において、像担持体の帯電手段として接触帯電装置
を採用した場合においては、転写後の像担持体面に残存
の転写残トナーを除去するクリーナーを用いないため、
転写後の像担持体面に残存の転写残トナーが像担持体と
接触帯電部材の接触部である帯電部に像担持体面の移動
でそのまま持ち運ばれて接触帯電部材がトナーで汚染さ
れるために接触帯電部材から像担持体への電荷の直接注
入が阻害されることも直接帯電を不可能にしている。ま
た帯電不良が生じると更に接触帯電器へのトナー混入が
増加し帯電不良を激化させる。

【００４０】そこで本発明は、像担持体を接触帯電で帯
電し、その帯電面に静電潜像を形成して画像形成を実行
する画像形成方法及び装置において、接触帯電部材とし
て帯電ローラやファーブラシ等の簡易な部材を用いて、
しかも該接触帯電部材のトナーによる汚染にかかわら
ず、低印加電圧でオゾンレスの直接注入帯電を長期に渡
り安定に維持させて実現すること、また特に高精細な画
像形成を実現することを目的とする。

【００４１】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする画像形成装置である。

【００４２】（１）像担持体を帯電し、その帯電面に静
電潜像を形成して画像形成を実行する画像形成装置にお
いて、前記像担持体を帯電する帯電手段が電圧が印加さ
れ、像担持体とニップ部を形成する可撓性の帯電部材で
あり、帯電部材表面は像担持体面に対して速度差をもっ
て移動し、少なくとも帯電部材と像担持体とのニップ部
に導電性を有する帯電促進粒子が介在し、前記帯電促進
粒子の粒径は静電潜像の構成画素サイズ以下であること
を特徴とする画像形成装置。

【００４３】（２）前記帯電促進粒子の抵抗値が１×１
０¹²（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする（１）に
記載の画像形成装置。

【００４４】（３）前記帯電促進粒子の抵抗値が１×１
０¹⁰（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする（１）に
記載の画像形成装置。

【００４５】（４）前記帯電促進粒子の粒径は静電潜像
をトナー画像として可視化するトナーの粒径以下である
ことを特徴とする（１）から（３）の何れか１つに記載
の画像形成装置。

【００４６】（５）前記帯電促進粒子の粒径は０．１μ
ｍより大きいことを特徴とする（１）から（４）の何れ
か１つに記載の画像形成装置。

【００４７】（６）前記像担持体の帯電面に画像露光し
て静電潜像を形成させる場合の露光光に対する帯電促進
粒子の透過率が３０％以上であることを特徴とする
（１）から（５）の何れか１つに記載の画像形成装置。

【００４８】（７）前記帯電部材と前記像担持体は互い
に逆方向に移動することを特徴とする（１）から（６）
の何れか１つに記載の画像形成装置。

【００４９】（８）前記帯電部材は弾性導電ローラであ
ることを特徴とする（１）から（７）の何れか１つに記
載の画像形成装置。

【００５０】（９）前記帯電部材は導電性繊維から構成
されるブラシであることを特徴とする（１）から（７）
の何れか１つに記載の画像形成装置。

【００５１】（１０）前記像担持体の最表面層の体積抵
抗が１×１０⁹ （Ω・ｃｍ）以上１×１０¹⁴（Ω・ｃ
ｍ）以下であることを特徴とする（１）から（９）の何
れか１つに記載の画像形成装置。

【００５２】（１１）像担持体の帯電面に画像情報書き
込み手段により静電潜像が形成され、その静電潜像が現
像手段で帯電したトナーによりトナー画像として可視化
され、そのトナー画像が記録媒体に転写されて画像形成
が実行されることを特徴とする（１）から（１０）の何
れか１つに記載の画像形成装置。

【００５３】（１２）像担持体の帯電面に静電潜像を形
成する画像情報書き込み手段が像露光手段であることを
特徴とする（１１）に記載の画像形成装置。

【００５４】（１３）前記現像手段がトナー画像を記録
媒体に転写した後に像担持体上に残留したトナーを回収
するクリーニング手段を兼ねていることを特徴とする
（１１）または（１２）に記載の画像形成装置。

【００５５】〈作用〉ａ）前述したように従来のローラ帯電の場合は帯電ロー
ラが被帯電体に対して従動回転であり、その帯電機構は
主に放電現象を利用した放電帯電機構が支配的である。

【００５６】本発明で目的とする直接注入帯電は接触帯
電部材が接触した被帯電体部分に電荷が直接移動するこ
とをその帯電機構とするから、ローラ帯電により直接注
入帯電を行なわせるには接触帯電部材としての帯電ロー
ラが十分に被帯電体表面に接触する必要があり、従動回
転では不十分である。

【００５７】帯電ローラを十分に被帯電体表面に接触さ
せるためには先に述べた磁気ブラシ帯電器と同様に被帯
電体に帯電ローラを速度差を持たせて回転させる必要が
ある。しかしながら、弾性体より構成される接触帯電部
材は該接触帯電部材と被帯電体との間の摩擦力が大きい
ために、被帯電体に速度差を持たせて回転させるするこ
とができなかった。また無理に回転すると、接触帯電部
材や被帯電体の表面が削れてしまうという問題があっ
た。

【００５８】そこで本発明においては、前記のように少
なくとも帯電部材と像担持体とのニップ部に導電性を有
する帯電促進粒子を介在させる。これにより、該帯電促
進粒子による潤滑効果（摩擦低減効果）により効果的に
像担持体と接触帯電部材とのニップ部において摩擦を減
らせ、接触帯電部材のトルクを減らせ、接触帯電部材は
像担持体と速度差をもって移動できると同時に、接触帯
電部材にトナーが付着・混入した場合でも接触帯電部材
は帯電促進粒子を介して密に均一に像担持体に接触して
緻密な接触性と接触抵抗を維持できるため、つまり接触
帯電部材と像担持体のニップ部に存在する帯電促進粒子
が像担持体表面を隙間なく摺擦することで、像担持体に
電荷を直接注入できる、放電現象を用いない安定かつ安
全な直接注入帯電が支配的となり、従来のローラ帯電等
では得られなかった高い帯電効率が得られ、接触帯電部
材に印加した電圧とほぼ同等の電位を像担持体に与える
ことができる。

【００５９】接触帯電部材と像担持体との間に速度差を
設けることにより、接触帯電部材と像担持体のニップ部
において帯電促進粒子が像担持体に接触する機会を格段
に増加させ、高い接触性を得ることができ、容易に直接
帯電を可能にする。

【００６０】速度差を設ける構成としては、接触帯電部
材を回転駆動して像担持体と該接触帯電部材に速度差を
設けることになる。トナーリサイクルプロセスの画像形
成装置にあっては好ましくは帯電部に持ち運ばれる像担
持体上の転写残トナーを接触帯電部材に一時的に回収し
均すために、接触帯電部材を回転駆動し、さらに、その
回転方向は像担持体表面の移動方向とは逆方向に回転す
るように構成することが望ましい。即ち、逆方向回転で
像担持体上の転写残トナーを一旦引離し帯電を行なうこ
とにより優位に直接注入帯電を行なうことが可能であ
る。

【００６１】帯電部材を像担持体表面の移動方向と同じ
方向に移動させて速度差をもたせることも可能である
が、注入帯電の帯電性は像担持体の周速と帯電部材の周
速の比に依存するため、逆方向と同じ周速比を得るには
順方向では帯電部材の回転数が逆方向の時に比べて大き
くなるので、帯電部材を逆方向に移動させる方が回転数
の点で有利である。ここで記述した周速比は周速比（％）＝（帯電部材周速−像担持体周速）／像担
持体周速×１００である（帯電部材周速はニップ部において帯電部材表面
が像担持体表面と同じ方向に移動するとき正の値であ
る）。

【００６２】かくして、接触帯電方式の画像形成装置に
いおいて、接触帯電部材として帯電ローラやファーブラ
シ等の簡易な部材を用いて、しかも該接触帯電部材のト
ナーによる汚染にかかわらず、低印加電圧でオゾンレス
の直接注入帯電を長期に渡り安定に維持させることがで
き、均一な帯電性を与えることが出来、オゾン生成物に
よる障害、帯電不良による障害等のない、簡易な構成、
低コストな画像形成装置を得ることができる。

【００６３】ｂ）帯電促進粒子の粒径は静電潜像の構成
画素サイズ以下とすることにより、帯電促進部材が帯電
部材から脱落し露光部に及ぶ時露光を妨げることなく高
精細な画像記録を実現する。

【００６４】加えて、該帯電促進粒子の粒径はトナー粒
径以下とすることで、現像時にトナーの現像を阻害す
る、あるいは現像バイアスが帯電促進粒子を介してリー
クすることを防止し画像の欠陥をなくすことができる。

【００６５】さらに、帯電促進粒子の粒径は０．１μｍ
より大きく設定することにより、像担持体に帯電促進粒
子が埋め込まれ露光光を遮光する弊害も解決し優れた画
像記録を実現する。

【００６６】また、加えて露光光に対する該帯電促進粒
子の透過率が３０％以上である粒子を用いることで適切
な露光量を確保し優れた画像記録を実現可能である。

【００６７】ｃ）帯電促進粒子の抵抗値を１×１０
¹²（Ω・ｃｍ）以下に、更に好ましくは１０¹⁰（Ω・ｃ
ｍ）以下にすることにより、接触帯電部材と像担持体の
間に帯電促進粒子が介在しても、帯電性が低下すること
なく、かつ、接触帯電部材と像担持体との摩擦力が小さ
くなり、接触帯電部材のトルクを減らせ、可撓性接触帯
電部材が均一に像担持体に接触することが出来、均一で
かつ安定した注入帯電性を簡易な手段構成で得ることが
できる。

【００６８】帯電促進粒子を供給する手段を持つことに
より、装置を長期に使用した場合においても帯電を安定
して行なうことが出来る。

【００６９】像担持体の最表面層の体積抵抗が１×１０
⁹ （Ω・ｃｍ）以上１×１０¹⁴（Ω・ｃｍ）以下である
ことにより、プロセススピードの速い装置においても、
十分な帯電性を与えることが出来る。

【００７０】

【発明の実施の形態】

〈実施形態例１〉（図１・図２）図１は本発明に従う画像形成装置例の概略構成模型図で
ある。

【００７１】本例の画像形成装置は、転写式電子写真プ
ロセス利用、直接注入帯電方式、トナーリサイクルプロ
セス（クリーナーレスシステム）の経済性に優れたレー
ザープリンタ（記録装置）である。

【００７２】（１）本例プリンタの全体的な概略構成１は像担持体としての、φ３０ｍｍの回転ドラム型のＯ
ＰＣ感光体（ネガ感光体）であり、矢印の時計方向に５
０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって
回転駆動される。

【００７３】２は感光体１に対する接触帯電部材として
の弾性帯電ローラである。４はこの帯電ローラに導電性
を有する帯電促進粒子３を供給塗布する部材である。こ
の帯電ローラ２・帯電促進粒子３・粒子供給塗布部材４
・直接注入帯電原理等については後述する。

【００７４】帯電ローラ２は弾性に抗して感光体１に所
定のニップ幅をもって接触させて配設してある。ｎがそ
の接触ニップ部（帯電ニップ部）である。この帯電ロー
ラ２は帯電ニップ部ｎにおいて感光体１の移動方向と逆
方向の矢印の時計方向に８０ｒｐｍで回転駆動される。
またこの帯電ローラ２には帯電バイアス印加電源Ｓ１か
ら−７００ＶのＤＣ帯電バイアス電圧が印加されて、回
転感光体１の外周面が直接注入帯電方式にて、帯電ロー
ラ２に印加した帯電バイアスとほぼ同じ−６８０Ｖに一
様に帯電される。

【００７５】５はレーザーダイオード・ポリゴンミラー
等を含むレーザービームスキャナ（露光器）である。こ
のレーザービームスキャナは目的の画像情報の時系列電
気ディジタル画素信号に対応して強度変調されたレーザ
ー光を出力し、該レーザー光で上記回転感光体１の一様
帯電面を走査露光Ｌする。この走査露光Ｌにより回転感
光体１の面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成
される。

【００７６】６は現像装置である。回転感光体１面の静
電潜像はこの現像装置によりトナー画像として現像され
る。本例の現像装置は磁性一成分絶縁トナー（ネガトナ
ー）を用いた反転現像装置である。６ａはマグネットロ
ール６ｂを内包させた、現像剤担持搬送部材として非磁
性回転現像スリーブであり、この回転現像スリーブ６ａ
に規制ブレード６ｃで現像剤６ｄが薄層にコートされ
る。現像剤６ｄのトナーは規制ブレード６ｃで回転現像
スリーブ６ａに対する層厚が規制され、また電荷が付与
される。回転現像スリーブ６ａにコートされた現像剤は
スリーブ６ａの回転により、感光体１とスリーブ６ａの
対向部である現像部（現像領域部）ａに搬送される。ま
たスリーブ６ａには現像バイアス印加電源Ｓ２より現像
バイアス電圧が印加される。現像バイアス電圧は、−５
００Ｖ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
た。これにより、感光体１側の静電潜像がトナーで現像
される。

【００７７】７は接触転写手段としての中抵抗の転写ロ
ーラであり、感光体１に所定に圧接させて転写ニップ部
ｂを形成させてある。この転写ニップ部ｂに不図示の給
紙部から所定のタイミングで記録媒体としての転写材Ｐ
が給紙され、かつ転写ローラ７に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ことで、
感光体１側のトナー像が転写ニップ部ｂに給紙された転
写材Ｐの面に順次に転写されていく。本例ではローラ抵
抗値は５×１０⁸ Ωのものを用い、＋２０００ＶのＤＣ
電圧を印加して転写を行なった。即ち、転写ニップ部ｂ
に導入された転写材Ｐはこの転写ニップ部ｂを挟持搬送
されて、その表面側に回転感光体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気力と押圧力にて転写
されていく。

【００７８】８は熱定着方式等の定着装置である。転写
ニップ部ｂに給紙されて感光体１側のトナー像の転写を
受けた転写材Ｐは回転感光体１の面から分離されてこの
定着装置８に導入され、トナー像の定着を受けて画像形
成物（プリント、コピー）ととして装置外へ排出され
る。

【００７９】本例のプリンタはクリーナーレスであり、
転写材Ｐに対するトナー像転写後の回転感光体１面に残
留の転写残トナーはクリーナーで除去されることなく、
感光体１の回転にともない帯電部ｎを経由して現像部ａ
に至り、現像装置６において現像同時クリーニング（回
収）される（トナーリサイクルプロセス）。

【００８０】（２）帯電ローラ２・帯電促進粒子３・粒
子供給塗布部材４図２は図１のプリンタの帯電ローラ２部分の拡大模型図
である。本例における接触帯電装置は、弾性体より構成
される帯電ローラ２に帯電促進粒子３を塗布することに
よって感光体１と帯電ローラ２間の摩擦を小さくし、ま
た速度差を持たせてることで、帯電ローラ２が均一に感
光体１表面に接触できるようにしたものである。

【００８１】ａ）帯電ローラ２帯電ローラ２は芯金２ａ上に可撓性部材であるゴムある
いは発泡体の中抵抗層２ｂを形成することにより作成さ
れる。中抵抗層２ｂは樹脂（例えばウレタン）、導電性
粒子（例えばカーボンブラック）、硫化剤、発泡剤等に
より処方され、芯金２ａの上にローラ状に形成した。そ
の後必要に応じて表面を研磨して直径１２ｍｍ、長手長
さ２５０ｍｍの導電性弾性ローラである帯電ローラ２を
作成した。

【００８２】本例の帯電ローラ２のローラ抵抗を測定し
たところ１００ｋΩであった。ローラ抵抗は、帯電ロー
ラ２の芯金２ａに総圧１ｋｇの加重がかかるようφ３０
ｍｍのアルミドラムに帯電ローラ２を圧着した状態で、
芯金２ａとアルミドラムとの間に１００Ｖを印加し、計
測した。

【００８３】ここで、導電性弾性ローラである帯電ロー
ラ２は電極として機能することが重要である。つまり、
弾性を持たせて被帯電体との十分な接触状態を得ると同
時に、移動する被帯電体を充電するに十分低い抵抗を有
する必要がある。一方では被帯電体にピンホールなどの
欠陥部位が存在した場合に電圧のリークを防止する必要
がある。被帯電体として電子写真用感光体を用いた場
合、十分な帯電性と耐リークを得るには１０⁴ 〜１０⁷
Ωの抵抗が望ましい。

【００８４】帯電ローラ２の硬度は、硬度が低すぎると
形状が安定しないために被帯電体との接触性が悪くな
り、高すぎると被帯電体との間に帯電ニップ部を確保で
きないだけでなく、被帯電体表面へのミクロな接触性が
悪くなるので、アスカーＣ硬度で２５度から５０度が好
ましい範囲である。

【００８５】帯電ローラ２の材質としては、弾性発泡体
に限定するものでは無く、弾性体の材料として、ＥＰＤ
Ｍ、ウレタン、ＮＢＲ、シリコーンゴムや、ＩＲ等に抵
抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電
性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたも
のがあげられる。また、特に導電性物質を分散せずに、
イオン導電性の材料を用いて抵抗調整をすることも可能
である。

【００８６】本例では、放電を用いず直接電荷注入によ
って帯電を行っているために、帯電ローラ２と感光体１
との接触状態を緻密にする必要がある。そこで、帯電ロ
ーラ２が感光体１表面の移動方向と逆方向に移動するよ
うに（カウンター回転）、回転数８０ｒｐｍで回転駆動
しているが、回転数はこれに限るものではなく、帯電ロ
ーラ２と感光体１の帯電ニップ部ｎの太さ、プロセスス
ピード（感光体回転周速）等の条件が変れば、最適な帯
電ローラの回転数も変化する。

【００８７】ｂ）帯電促進粒子３本例では、比抵抗が１０⁶ Ω・ｃｍ、二次凝集体を含め
た平均粒径０．１〜１０μｍの導電性酸化亜鉛粒子を帯
電促進粒子（帯電補助粒子）３として用いた。

【００８８】帯電促進粒子３の材料としては、他の金属
酸化物などの導電性無機粒子や有機物との混合物など各
種導電粒子が使用可能である。

【００８９】帯電促進粒子３の抵抗は、高すぎる場合に
は、帯電時の電荷注入性を阻害するために帯電不良とな
るので、１０¹²（Ω・ｃｍ）以下が必要であり、１０¹⁰
Ω・ｃｍ以下が好ましい範囲である。より好ましくは１
０⁸ Ω・ｃｍ以下である。

【００９０】抵抗測定は、錠剤法により測定し正規化し
て求めた。即ち、底面積２．２６ｃｍ² の円筒内に凡そ
０．５ｇの粉体試料を入れ上下電極に１５ｋｇの加圧を
行うと同時に１００Ｖの電圧を印加し抵抗値を計測、そ
の後正規化して比抵抗を算出した。

【００９１】粒径は良好な帯電均一性を得るために５０
μｍ以下が望ましい。粒径の下限値は粒子が安定して得
られるものとして１０ｎｍが限界である。

【００９２】本発明において、粒子が凝集体として構成
されている場合の粒径は、その凝集体としての平均粒径
として定義した。

【００９３】粒径の測定には、光学あるいは電子顕微鏡
による観察から、１００個以上抽出し、水平方向最大弦
長をもって体積粒度分布を算出し、その５０％平均粒径
をもって決定した。

【００９４】以上述べたように帯電促進粒子３は、一次
粒子の状態で存在するばかりでなく二次粒子の凝集した
状態で存在することもなんら問題はない。どのような凝
集状態であれ、凝集体として帯電促進粒子としての機能
が実現できればその形態は重要ではない。

【００９５】本発明において、帯電促進粒子の粒径は、
粒子が脱落したときに生じる画像劣化と深く関係してい
る。本例の構成である反転現像系について述べる。具体
的な画像劣化は、画像部に生じる欠陥である。原因とし
ては次の二点がある。

【００９６】一点目は接触帯電部材２から脱落した粒子
は静電潜像を記録する時の露光光を遮光し静電潜像の欠
陥を生じるのである。ここで、帯電促進粒子の粒径は構
成画素サイズより小さいことが好ましい。例えば６００
ｄｐｉのレーザービームスキャナなどで走査記録したと
きに潜像の欠陥を生じないためには、６００ｄｐｉの画
像サイズ４２μｍ以下の帯電促進粒子を用いることが適
切である。

【００９７】更に、二点目は、現像時に粒子により生じ
る欠陥である。帯電促進粒子を用いる帯電においては、
粒子が直接トナーの現像を阻害したり、帯電促進粒子の
抵抗が低いため現像バイアスが粒子を通じてリークし現
像が阻害され画像に欠陥が生じる。ここで帯電促進粒子
の粒径をトナー粒径より小さくすることでリークを防止
し画像不良を防止することが可能になった。

【００９８】以上の点から、帯電促進粒子は、画素サイ
ズ以下であることが好ましく、さらに好ましくはトナー
粒径以下とすることが望ましい。

【００９９】一方、帯電促進粒子径が０．０１μｍ以下
の場合は、感光体１の微小な凹凸に埋め込まれることが
ある。粒子３が感光体一面に埋め込まれる場合にも露光
光を阻害し、静電潜像の欠陥を生じる。従って、粒径が
細かい粒子ほど、帯電において感光体に対する接触性は
向上するが、上記のような点から粒子径は０．１μｍ以
上の導電性粒子が好ましい。

【０１００】更に、粒子３は光透過性に優れたものが望
ましい。感光体上を被う帯電促進粒子は粒径が上記範囲
であっても光吸収あるいは光反射を生じ感光体への所望
の露光量が得られないことがある。従って、露光光に対
する透過率について３０％以上が望ましい。粒子の光透
過性については以下の手順で測定した。片面に接着層を
有する透明のフィルムの帯電促進粒子を一層分固定した
状態で透過率を測定する。光はシートの鉛直方向から照
射しフィルム背面に透過した光を集光し光量を測定し
た。フィルムのみと粒子を付着したときの光量から正味
の光量として粒子の透過率を算出した。本例の記録装置
では、露光光波長は６００〜８００ｎｍの光源を用いて
いるので、この波長域における透過率を測定した。実際
にはＸ−Ｒｉｔｅ社製３１０Ｔ透過型濃度計を用い、赤
色光における透過率を測定した。

【０１０１】ｃ）粒子供給塗布部材４本例では、被帯電体である感光体１と接触帯電部材であ
る帯電ローラ２とのニップ部である帯電ニップ部ｎに帯
電促進粒子３を介在させるために、帯電ローラ２の面に
帯電促進粒子３を供給塗布する部材４を設けてある。該
部材４は規制ブレードであり、該規制ブレード４を帯電
ローラ２に当接し、帯電ローラ２と規制ブレード４との
間に帯電促進粒子３を貯留・保持する構成をとる。

【０１０２】そして帯電ローラ２の回転にともない一定
量の帯電促進粒子３が帯電ローラ２面に塗布されて帯電
ニップ部ｎに持ち運ばれて帯電ニップ部ｎに帯電促進粒
子３が均一に供給され、帯電ニップ部ｎに帯電促進粒子
３が介在した状態になる。

【０１０３】像担持体としての感光体１と接触帯電部材
としての帯電ローラ２との帯電ニップ部ｎにおける帯電
促進粒子の介在量は、少なすぎると、該粒子による潤滑
効果が十分に得られず、帯電ローラ２と感光体１との摩
擦が大きくて帯電ローラ２を感光体１に速度差を持って
回転駆動させることが困難である。つまり、駆動トルク
が過大となるし、無理に回転させると帯電ローラ２や感
光体１の表面が削れてしまう。更に該粒子による接触機
会増加の効果が得られないこともあり十分な帯電性能が
得られない。一方、該介在量が多過ぎると、帯電促進粒
子の帯電ローラ２からの脱落が著しく増加し作像上に悪
影響が出る。

【０１０４】実験によると該介在量は１０³個／ｍｍ²
以上が望ましい。１０³個／ｍｍ²より低いと十分な潤
滑効果と接触機会増加の効果が得られず帯電性能の低下
が生じる。

【０１０５】より望ましくは１０³〜５×１０⁵個／ｍ
ｍ²の該介在量が好ましい。５×１０⁵個／ｍｍ²を超
えると、該粒子の感光体１へ脱落が著しく増加し、粒子
自体の光透過性を問わず、感光体１への露光量不足が生
じる。５×１０⁵個／ｍｍ²以下では脱落する粒子量も
低く抑えられ該悪影響を改善できる。該介在量範囲にお
いて感光体１上に脱落した粒子の存在量を測ると１０²
〜１０⁵個／ｍｍ²であったことから、作像上弊害がな
い該存在量としては１０⁵個／ｍｍ²以下が望まれる。

【０１０６】該介在量及び感光体１上の該存在量の測定
方法について述べる。該介在量は帯電ローラ２と感光体
１の帯電ニップ部ｎを直接測ることが望ましいが、帯電
ローラ２に接触する前に感光体１上に存在した粒子の多
くは逆方向に移動しながら接触する帯電ローラ２に剥ぎ
取られることから、本発明では帯電ニップ部ｎに到達す
る直前の帯電ローラ２表面の粒子量をもって該介在量と
した。具体的には、帯電バイアスを印加しない状態で感
光ドラム１及び帯電ローラ２の回転を停止し、感光体１
及び帯電ローラ２の表面をビデオマイクロスコープ（Ｏ
ＬＹＭＰＵＳ製ＯＶＭ１０００Ｎ）及びデジタルスチル
レコーダ（ＤＥＬＴＩＳ製ＳＲ−３１００）で撮影し
た。帯電ローラ２については、帯電ローラ２を感光ドラ
ム１に当接するのと同じ条件でスライドガラスに当接
し、スライドガラスの背面からビデオマイクロスコープ
にて該接触面を１０００倍の対物レンズで１０箇所以上
撮影した。得られたデジタル画像から個々の粒子を領域
分離するため、ある閾値を持って２値化処理し、粒子の
存在する領域の数を所望の画像処理ソフトを用いて計測
した。また、感光体１上の該存在量についても感光体１
上を同様のビデオマイクロスコープにて撮影し同様の処
理を行い計測した。

【０１０７】該介在量の調整は、粒子供給塗布部材４の
当接を設定することにより行った。

【０１０８】ｄ）感光体１の帯電而して、少なくとも帯電部材としての帯電ローラ２と像
担持体としての感光体１との帯電ニップ部ｎに導電性を
有する帯電促進粒子３が介在することで、該帯電促進粒
子による潤滑効果（摩擦低減効果）により効果的に感光
体１と帯電ローラ２との帯電ニップ部ｎにおいて摩擦を
減らせ、帯電ローラ２のトルクを減らせ、帯電ローラ２
は感光体１と速度差をもって接触できると同時に、帯電
ローラ２にトナーが付着・混入した場合でも帯電ローラ
２は帯電促進粒子を介して密に均一に感光体１に接触し
て緻密な接触性と接触抵抗を維持できるため、つまり帯
電ローラ２と感光体１の相互接触面に存在する帯電促進
粒子が感光体１表面を隙間なく摺擦することで、感光体
１に電荷を直接注入できる、放電現象を用いない安定か
つ安全な直接注入帯電が支配的となり、従来のローラ帯
電等では得られなかった高い帯電効率が得られ、帯電ロ
ーラ２に印加した電圧とほぼ同等の電位を感光体１に与
えることができる。

【０１０９】帯電ローラ２と感光体１との間に速度差を
設けることにより、帯電ローラ２と感光体１の帯電ニッ
プ部ｎにおいて帯電促進粒子が感光体１に接触する機会
を格段に増加させ、高い接触性を得ることができ、容易
に直接帯電を可能にする。

【０１１０】また帯電ローラ２に付着・混入した転写残
トナーは帯電ローラ２から徐々に感光体１上に吐き出さ
れて感光体１面の移動とともに現像部ａに至り、現像装
置６において現像同時クリーニング（回収）される（ト
ナーリサイクルプロセス）。

【０１１１】現像同時クリーニングは前述したように、
転写後に感光体１上に残留したトナーを引き続く画像形
成工程の現像時、即ち引き続き感光体を帯電し、露光し
て潜像を形成し、その潜像の現像時において、現像装置
のかぶり取りバイアス、即ち現像装置に印加する直流電
圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位
差Ｖbackによって回収するものである。本実施例にお
けるプリンタのように反転現像の場合では、この現像同
時クリーニングは、感光体の暗部電位から現像スリーブ
にトナーを回収する電界と、現像スリーブから感光体の
明部電位へトナーを付着させる電界の作用でなされる。

【０１１２】かくして、接触帯電方式の画像形成装置に
いおいて、帯電ローラ２のような簡易な部材を用いて、
しかも該帯電ローラ２のトナーによる汚染にかかわら
ず、低印加電圧でオゾンレスの直接注入帯電を長期に渡
り安定に維持させることができ、均一な帯電性を与える
ことが出来、オゾン生成物による障害、帯電不良による
障害等のない、簡易な構成、低コストな画像形成装置を
得ることができる。

【０１１３】帯電促進粒子の粒径は静電潜像の構成画素
サイズ以下とすることにより、帯電促進部材が帯電部材
から脱落し露光部に及ぶ時露光を妨げることなく高精細
な画像記録を実現する。静電潜像の欠陥を減らし、白点
状に画像部が欠けるなどの画像劣化を低減することがで
きた。

【０１１４】加えて、該帯電促進粒子の粒径はトナー粒
径以下とすることで、現像時にトナーの現像を阻害す
る、あるいは現像バイアスが帯電促進粒子を介してリー
クすることを防止し画像の欠陥をなくすことができ、更
に優れた画像記録を可能にした。

【０１１５】さらに、帯電促進粒子の粒径は０．１μｍ
より大きく設定することにより、感光体１に帯電促進粒
子が埋め込まれ露光光を遮光する弊害も解決し均一性と
濃度再現性に優れた画像記録を実現する。

【０１１６】また、加えて露光光に対する該帯電促進粒
子の透過率が３０％以上である粒子を用いることで適切
な露光量を確保し、良好な濃度再現性、優れた画像記録
を実現可能である。

【０１１７】また、帯電促進粒子は露光の妨げにならな
いように非磁性であることが好ましい。

【０１１８】帯電促進粒子の抵抗値を１×１０¹²（Ω・
ｃｍ）以下にすることにより、帯電性能の向上と帯電ロ
ーラのトルク低減が図れ、更に、１０¹⁰（Ω・ｃｍ）以
下においては帯電ローラ２と感光体１の間に帯電促進粒
子が介在しても、帯電性が低下することなく、かつ、帯
電ローラ２と感光体１との摩擦力が小さくなり、帯電ロ
ーラ２のトルクを減らせ、弾性帯電ローラ２が均一に感
光体１に接触することが出来、均一でかつ安定した注入
帯電性を簡易な手段構成で得ることができる。

【０１１９】帯電促進粒子を供給する手段を持つことに
より、装置を長期に使用した場合においても帯電を安定
して行なうことが出来る。

【０１２０】（３）実施例と評価比較例とともに本発明の優位性を表１にまとめた。

【０１２１】

【表１】〔比較例〕比較例１においては帯電促進粒子３として粒
径５０μｍの導電性酸化亜鉛粒子を用い、比較例２にお
いては帯電促進粒子３として粒径０．０１μｍの導電性
酸化亜鉛粒子を用いて感光体１の帯電を行った。

【０１２２】〔実施例〕実施例１、２、３は帯電促進粒
子３として各々粒径１０μｍ、３μｍ、０．１μｍの導
電性酸化亜鉛粒子を用いて帯電を行った。３μｍの粒子
について透過率を測定したところ、３０％であった。

【０１２３】また、実施例４は帯電促進粒子３として粒
径０．１μｍのチタンブラック（ＴｉＯ）、透過率１２
％、比抵抗１０⁶ Ω・ｃｍを使用した。

【０１２４】画像評価は中間調画像を出力して、画像の
欠陥数から評価を行った。本記録装置は６００ｄｐｉレ
ーザービームスキャナを使用し画像記録を行った。本評
価において中間調画像とは、主走査方向の１ラインを記
録し、その後２ラインを非記録とする縞模様を意味し全
体として中間調の濃度を再現している。

【０１２５】本例では反転現像系で画像記録を行ってい
るので、画像露光が阻害された場合、現像時にリークが
生じた場合何れも、白地として画像に現れる。これら
の、欠陥部位の数を以下の基準で評価した。

【０１２６】×：中間調画像中に直径０．３ｍｍ以上の
白点が５０以上存在する。

【０１２７】○：中間調画像中に直径０．３ｍｍ以上の
白点が５〜５０存在する。

【０１２８】◎：中間調画像中に直径０．３ｍｍ以上の
白点が５以下である。

【０１２９】また、評価はＡ４紙を用い、１００枚（Ａ
４縦方向）の印字を行った後に行った。

【０１３０】〔評価〕表１から明らかなように、比較
例１では、帯電促進粒子３の粒径が大きいために潜像形
成時に障害を生じる、あるいは現像阻害により画像部の
欠陥が著しく存在している。

【０１３１】実施例１において、画像形成する潜像の画
素サイズ４２μｍ以下の１０μｍの帯電促進粒子を用い
ることにより画像欠陥は減少する。

【０１３２】更に実施例２では、トナー粒径７μｍより
小さい３μｍの帯電促進粒子を用いることにより、現像
における白点も減少し更に均一な中間調濃度を再現可能
である。しかし、粒径０．０１μの粒子を用いた場合
は、粒子が感光体の微小な凹凸に埋め込まれ、露光光遮
り中間調濃度が他より低下した。

【０１３３】以上の点を考慮すると、帯電促進粒子の粒
径は画像サイズ以下が望ましく、更にはトナーサイズ以
下とすることにより高精細な画像再現を可能にし、例え
ば、中間調濃度の均一性に優れた画像記録が可能にな
る。また、粒径の下限についていえば０．１μ以上が好
ましい。

【０１３４】更に実施例４では、画像部の欠陥は生じな
いが、粒子自体の光透過性が低いため露光量不足が生じ
濃度低下が若干見られた。

【０１３５】〈実施形態例２〉（図３）本例は前記実施形態例１の画像形成装置において、像担
持体である感光体１の表面抵抗を調整することで更に安
定して均一に帯電を行なうものである。

【０１３６】つまり、接触帯電部材に転写残トナーが混
入し感光体１との接触面積が低下した場合でも、帯電促
進粒子の介在と、感光体側の表面抵抗を潜像形成可能な
領域で低く設定することにより、一層効率良く電荷の授
受を行なうものである。

【０１３７】本例では感光体１の表面に電荷注入層を設
けて感光体表面の抵抗を調節している。図３は、本例で
使用した、表面に電荷注入層を設けた感光体１の層構成
模型図である。即ち該感光体１は、アルミドラム基体
（Ａｌドラム基体）１１上に下引き層１２、正電荷注入
防止層１３、電荷発生層１４、電荷輸送層１５の順に重
ねて塗工された一般的な有機感光体ドラムに電荷注入層
１６を塗布することにより、帯電性能を向上したもので
ある。

【０１３８】電荷注入層１６は、バインダーとしての光
硬化型のアクリル樹脂に、導電性粒子（導電フィラー）
としてのＳｎＯ₂ 超微粒子１６ａ（径が約０．０３μ
ｍ）、４フッ化エチレン樹脂（商品名テフロン）などの
滑剤、重合開始剤等を混合分散し、塗工後、光硬化法に
より膜形成したものである。

【０１３９】電荷注入層１６として重要な点は、表層の
抵抗にある。電荷の直接注入による帯電方式において
は、被帯電体側の抵抗を下げることでより効率良く電荷
の授受が行えるようになる。一方、感光体として用いる
場合には静電潜像を一定時間保持する必要があるため、
電荷注入層１６の体積抵抗値としては１×１０⁹ 〜１×
１０¹⁴（Ω・ｃｍ）の範囲が適当である。

【０１４０】また本構成のように電荷注入層１６を用い
ていない場合でも、例えば電荷輸送層１５が上記抵抗範
囲に或る場合は同等の効果が得られる。

【０１４１】さらに、表層の体積抵抗が約１０¹³Ωｃｍ
であるアモルファスシリコン感光体等を用いても同様な
効果が得られる。

【０１４２】〈その他〉１）可撓性の接触帯電部材としての帯電ローラ２は実施
形態例の帯電ローラに限られるものではない。

【０１４３】また接触帯電部材は帯電ローラの他に、フ
ァーブラシ、フェルト、布などの材質・形状のものも使
用可能である。また、これらを積層し、より適切な可撓
性と導電性を得ることも可能である。

【０１４４】２）接触帯電部材２に対する帯電促進粒子
供給塗布手段４は実施形態例のものに限られるものでは
なく、その他、例えば、帯電促進粒子３を含ませた発泡
体あるいはファーブラシを接触帯電部材に当接させて配
設する手段構成とするなど任意である。接触帯電部材２
よりも像担持体移動方向上流側において像担持体に対し
て帯電促進粒子供給塗布手段４を配設してもよい。要
は、少なくとも帯電部材２と像担持体１との帯電ニップ
部ｎに導電性を有する帯電促進粒子３が供給され介在状
態になれば如何なる手段構成でもよい。

【０１４５】帯電促進粒子供給塗布手段４を接触帯電部
材側に具備させた構成は像担持体回りの装置を増やすこ
となく帯電促進粒子の供給塗布ができるので、装置の小
型化に有効である。

【０１４６】３）接触帯電部材２や現像スリーブ６ａに
対する印加帯電バイアスあるいは印加現像バイアスは直
流電圧に交番電圧（交流電圧）を重畳してもよい。

【０１４７】交番電圧の波形としては、正弦波、矩形
波、三角波等適宜使用可能である。また、直流電源を周
期的にオン／オフすることによって形成された矩形波で
あっても良い。このように交番電圧の波形としては周期
的にその電圧値が変化するようなバイアスが使用でき
る。

【０１４８】４）静電潜像形成のための画像露光手段と
しては、実施形態例の様にデジタル的な潜像を形成する
レーザー走査露光手段に限定されるものではなく、通常
のアナログ的な画像露光やＬＥＤなどの他の発光素子で
も構わないし、蛍光燈等の発光素子と液晶シャッター等
の組み合わせによるものなど、画像情報に対応した静電
潜像を形成できるものであるなら構わない。

【０１４９】像担持体は静電記録誘電体等であっても良
い。この場合は、該誘電体面を所定の極性・電位に一様
に一次帯電した後、除電針ヘッド、電子銃等の除電手段
で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込み形成す
る。

【０１５０】５）現像手段６は実施形態例では一成分磁
性トナーによる現像装置を例に説明したが現像装置構成
について特に限定するものではない。

【０１５１】６）像担持体からトナー画像の転写を受け
る記録媒体は転写ドラム等の中間転写体であってもよ
い。

【０１５２】７）画像形成装置は転写後の像担持体面か
ら転写残トナーを除去するクリーニング装置（クリーナ
ー）を具備させたものであってもよい。転写方式でな
く、直接方式の画像形成装置や、画像表示装置（ディス
プレイ装置）等であってもよい。

【０１５３】８）トナー粒度の測定方法の１例を述べ
る。測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−２
型（コールター社製）を用い、個数平均分布、体積平均
分布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＣＸ
−１パーソナルコンピュータ（キヤノン製）を接続し、
電解液は一級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶
液を調製する。

【０１５４】測定法としては、前記電解水溶液１００〜
１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくは、
アルキルベンゼンスルホン酸塩０．１〜５ｍｌ加え、更
に測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。

【０１５５】試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で
約１〜３分間分散処理を行い、前記コールターカウンタ
ーＴＡ−２型により、アパーチャーとして１００μアパ
ーチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定
して、体積平均分布を求める。これらの求めた体積平均
分布より体積平均粒径を得る。

【０１５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、像
担持体を接触帯電で帯電し、その帯電面に静電潜像を形
成して画像形成を実行する画像形成装置において、接触
帯電部材として帯電ローラやファーブラシ等の簡易な部
材を用いて、しかも該接触帯電部材のトナーによる汚染
にかかわらず、低印加電圧でオゾンレスの直接注入帯電
を長期に渡り安定に維持させて実現することができ、ま
た特に高精細な画像形成を実現することができるもの
で、初期の目的がよく達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１における画像形成装置の概略構成
図

【図２】帯電ローラ部分の拡大模型図

【図３】実施形態例２における、表面に電荷注入層を設
けた感光体の層構成模型図

【図４】帯電特性グラフ

【符号の説明】

１感光体（像担持体）２帯電ローラ（接触帯電部材）３帯電促進粒子４帯電促進粒子供給塗布部材５レーザービームスキャナ（露光器）６現像装置６ａ現像スリーブ６ｄ現像剤７転写ローラ８定着装置Ｐ転写材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者永瀬幸雄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

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体を帯電し、その帯電面に静電潜
像を形成して画像形成を実行する画像形成装置におい
て、前記像担持体を帯電する帯電手段が電圧が印加され、像
担持体とニップ部を形成する可撓性の帯電部材であり、帯電部材表面は像担持体面に対して速度差をもって移動
し、少なくとも帯電部材と像担持体とのニップ部に導電性を
有する帯電促進粒子が介在し、前記帯電促進粒子の粒径は静電潜像の構成画素サイズ以
下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記帯電促進粒子の抵抗値が１×１０¹²
（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項１に記
載の画像形成装置。
【請求項３】前記帯電促進粒子の抵抗値が１×１０¹⁰
（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項１に記
載の画像形成装置。
【請求項４】前記帯電促進粒子の粒径は静電潜像をト
ナー画像として可視化するトナーの粒径以下であること
を特徴とする請求項１から３の何れか１つに記載の画像
形成装置。
【請求項５】前記帯電促進粒子の粒径は０．１μｍよ
り大きいことを特徴とする請求項１から４の何れか１つ
に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記像担持体の帯電面に画像露光して静
電潜像を形成させる場合の露光光に対する帯電促進粒子
の透過率が３０％以上であることを特徴とする請求項１
から５の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項７】前記帯電部材と前記像担持体は互いに逆
方向に移動することを特徴とする請求項１から６の何れ
か１つに記載の画像形成装置。
【請求項８】前記帯電部材は弾性導電ローラであるこ
とを特徴とする請求項１から７の何れか１つに記載の画
像形成装置。
【請求項９】前記帯電部材は導電性繊維から構成され
るブラシであることを特徴とする請求項１から７の何れ
か１つに記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記像担持体の最表面層の体積抵抗が
１×１０⁹ （Ω・ｃｍ）以上１×１０¹⁴（Ω・ｃｍ）以
下であることを特徴とする請求項１から９の何れか１つ
に記載の画像形成装置。
【請求項１１】像担持体の帯電面に画像情報書き込み
手段により静電潜像が形成され、その静電潜像が現像手
段で帯電したトナーによりトナー画像として可視化さ
れ、そのトナー画像が記録媒体に転写されて画像形成が
実行されることを特徴とする請求項１から１０の何れか
１つに記載の画像形成装置。
【請求項１２】像担持体の帯電面に静電潜像を形成す
る画像情報書き込み手段が像露光手段であることを特徴
とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】前記現像手段がトナー画像を記録媒体
に転写した後に像担持体上に残留したトナーを回収する
クリーニング手段を兼ねていることを特徴とする請求項
１１または１２に記載の画像形成装置。