JPH112939A

JPH112939A - 画像形成方法

Info

Publication number: JPH112939A
Application number: JP15680897A
Authority: JP
Inventors: Fumihiro Arataira; 文弘荒平; Shuichi Aida; 修一會田; Marekatsu Mizoe; 希克溝江; Yoshifumi Hano; 祥史杷野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-06-13
Filing date: 1997-06-13
Publication date: 1999-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、クリーナーレスシステムに
おいて、転写残トナーの影響をうけずに、長期の耐久に
わたって、良好な画像を形成する方法を提供することに
ある。【解決手段】本発明は、電子写真感光体に接触配置さ
れた帯電部材に電圧を印加することによって該感光体を
帯電させる帯電工程、潜像形成工程、得られた静電潜像
をトナーによって正規現像する現像工程及び得られたト
ナー画像を転写材に転写する転写工程を有し、転写工程
の後に感光体上に残余するトナーを現像工程により回収
する画像形成方法において、該帯電部材と該感光体が摺
擦されることによって該感光体に発生する電位の極性が
画像形成時に該感光体を帯電する電位の極性と同極性で
あり、かつ、該帯電部材とトナーが摺擦されることによ
って該トナーに発生する電荷の極性が画像形成時に該感
光体を帯電する電位の極性と逆極性であることを特徴と
する画像形成方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接触帯電部材、感
光体及びトナーを用いた画像形成装置に関し、例えば、
電荷注入層を有する感光体を接触帯電部材から電圧を印
加することにより帯電されることで、帯電を通過する転
写残余のトナーの帯電性を現像での補集に適したものに
制御することで、独立したクリーニング装置が不要なプ
リンター、複写機、ファクシミリ等の電子写真装置に適
用される。

【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た感光
体上を一様帯電させ、像露光によって電気的潜像を形成
し、ついで該潜像をトナーで現像を行って可視像とし、
必要に応じて紙などの転写材にトナー画像を転写した
後、熱・圧力などにより転写材上にトナー画像を定着し
て複写物又は印刷物を得るものである。また、転写材上
に転写されずに感光体上に残ったトナー粒子はクリーニ
ング工程により感光体上より除去される。

【０００３】このクリーニング工程については、従来ブ
レードクリーニング、ファーブラシクリーニング、ロー
ラークリーニング等が用いられていた。いずれの方法も
力学的に転写残余のトナーを掻き落とすか、またはせき
止めて廃トナー容器へと捕集されるものであった。よっ
て、このような部材が感光体表面に押し当てられること
に起因する問題が生じていた。例えば、部材を強く押し
当てることにより感光体を摩耗させ感光体が短命化する
ことが挙げられる。

【０００４】装置面からみると、かかるクリーニング装
置を具備するために装置が必然的に大きくなり装置のコ
ンパクト化を目指すときのネックになっていた。

【０００５】さらには、エコロジーの観点より、トナー
の有効活用と言う意味で廃トナーの生じないシステムが
望まれていた。

【０００６】そのようなクリーニング装置を不要にした
場合の電子写真方法による画像形成方法の１つとして現
像工程時に現像と転写されずに残った転写残トナーのク
リーニングを同時に行う方法、所謂クリーナーレスシス
テムという技術がある。

【０００７】また、感光体に接触して帯電を行う方法及
び、転写材を介して、感光体に当接して転写を行う、当
接転写においては、一般的にオゾン発生が少なくエコロ
ジーの観点からは望ましい構成である。転写部材は、転
写材の搬送部材も兼ね、装置の小型化が容易になるとい
う特徴を有する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、感光体に接触
して帯電、転写を行うため、上記のようなクリーナーレ
スシステムにおいては、転写残トナーがそのまま接触帯
電部材を直接に汚してしまい、そのために、初期画像は
問題ないものの、耐久によりすぐに感光体帯電不良によ
る画像汚れが発生してしまうという問題点があった。

【０００９】また、現像部におけるクリーニングが不十
分であると、転写部材および帯電部材は汚れやすく、感
光体帯電不良による画像汚れ、転写材の裏汚れ、また
は、転写率またライン部の中央部が転写されない転写中
抜けを生じる傾向があり、これがさらに画像劣化に拍車
をかけるという問題点があった。

【００１０】本発明の目的は、クリーナーレスシステム
において、転写残トナーの影響をうけずに、長期の耐久
にわたって、良好な画像を形成する方法を提供すること
にある。具体的には接触帯電部材に混入する転写残トナ
ーの混入量を抑制することで、転写材トナーによる帯電
部材の汚染を防止し、また転写残トナーの極性を現像工
程時で保持するトナーの極性に揃えることで、転写残余
のトナーの現像工程での回収性を高めた画像形成方法を
提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、電子写
真感光体に接触配置された帯電部材に電圧を印加するこ
とによって該感光体を帯電させる帯電工程、帯電した感
光体を露光することにより該感光体上に静電潜像を形成
する潜像形成工程、得られた静電潜像をトナーによって
正規現像する現像工程、及び得られたトナー画像を転写
材に転写する転写工程を有し、転写工程の後に感光体上
に残余するトナーを現像工程により回収する画像形成方
法において、該帯電部材と該感光体が摺擦されることに
よって該感光体に発生する電位の極性が画像形成時に該
感光体を帯電する電位の極性と同極性であり、かつ、該
帯電部材とトナーが摺擦されることによって該トナーに
発生する電荷の極性が画像形成時に該感光体を帯電する
電位の極性と逆極性であることを特徴とする画像形成方
法である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。

【００１３】先ず、現像同時クリーニング方法、即ちク
リーナレス画像形成方法の原理を説明する。

【００１４】その原理は、電子写真各工程における感光
体上のトナーの帯電極性及び帯電量を制御することと正
規現像方法を用いるということである。

【００１５】例を挙げて説明すると、マイナス帯電性の
感光体及びプラス帯電性のトナーを用いた正規現像の場
合、その転写工程において、マイナス極性の転写部材に
よって可視化されたトナー像を転写材に転写することに
なるが、転写材の種類（厚み、抵抗、誘電率等の違い）
と画像面積等の関係により、転写残余のトナーの帯電極
性がマイナスからプラスまで変動する。しかし、感光体
表面と共に転写残余のトナーまでもが、転写工程におい
てマイナス極性に振れていたとしても、マイナス帯電性
の感光体を帯電する際のマイナス極性印加の帯電部材に
より、一様にプラス側へ帯電極性を揃えなければならな
い。プラス側に揃え、現像方法として正規現像を用いた
場合、トナーの現像されるべき暗部電位部にはプラスに
帯電された転写残余のトナーがそのまま残り、トナーの
現像されるべきでない明部電位には、現像電界の関係上
トナー担持体に転写残余のトナーは引き寄せられ、明部
電位をもつ感光体上にトナーは残留しない。

【００１６】このように転写残余のトナーの帯電極性を
現像工程でのトナーが保持する電荷の極性と同極性にす
ることにより、現像同時クリーニング（クリーナレス）
画像形成方法が成立する。

【００１７】また、転写残トナーは帯電部材に直接に接
触するために帯電部材が汚染しやすく、特に転写残トナ
ーの帯電部材表面、内部の蓄積により、帯電部材が汚染
され帯電不良が発生する。従って接触帯電部材は転写材
トナーの帯電を画像形成時に該感光体上に載せる電位の
極性と逆極性にし、さらにその極性を揃えたトナーを感
光体上に戻し、帯電器内に蓄積しないようにしなければ
ならない。

【００１８】本発明において重要なのは、この転写残余
のトナーの帯電を接触帯電部材によって画像形成時に該
感光体上に載せる電位の極性と逆極性に揃え、さらにそ
のトナーを感光体上に戻す工程であり、転写残余のトナ
ーの帯電制御が十分にできずに、そのまま帯電器を通過
してしまうと、転写残トナーによる遮光により、感光体
一周分の長さが転写材の進行方向長さよりも短い場合、
転写残トナーが感光体上に存在する状態で帯電露光現像
をしなければならないため、転写残トナーの存在する感
光体表面部での電位が充分落ちきらず現像コントラスト
が不十分になるため正規現像については周囲よりも濃度
が低い、ネガゴーストとして画像上に現れ、あるいは、
現像時に転写残トナーのクリーニング効果が不十分であ
るために、転写残トナーの存在する感光体表面上に、ト
ナーが現像されるため周囲よりも濃度が高く、ポジゴー
ストが発生する。また、帯電器で画像パターンを散らし
ても現像工程で回収できないためにカブリ画像という画
像不良が発生してしまう。

【００１９】上記のような画像不良を防止するために
は、感光体との接触性を十分に保持でき、転写残トナー
と十分な摺擦を行うことが可能であり、また様々なトナ
ーに対して、容易に摩擦帯電極性を被覆する樹脂を選択
することで、制御可能であるという点から、接触帯電部
材の形態は磁性粒子が好ましく、また印加電圧は画像形
成時には交流重畳電圧を、非画像形成時には画像形成時
と同極性の直流電圧を印加するのが好ましい。

【００２０】交流成分としては、注入帯電方法の場合、
装置のプロセススピードにもよるが１００Ｈｚ〜１０ｋ
Ｈｚ程度の周波数で、印加交流成分のピークピーク間電
圧は１０００Ｖ程度以下が好ましい。１０００Ｖを越え
ると、印加電圧に対して感光体電位が得られてしまうの
で、潜像面が電位的に波打ち、かぶりや濃度うすを生じ
ることがある。

【００２１】放電を用いる帯電方法の場合は交流成分と
しては、装置のプロセススピードにもよるが１００Ｈｚ
〜１０ｋＨｚ程度の周波数で、印加交流成分のピークピ
ーク間電圧は１０００Ｖ程度以上で、放電開始電圧の２
倍以上が好ましい。印加する交流成分の波形はサイン
波、矩形波、鋸波等が使用できる。

【００２２】転写残余のトナーと帯電部材の接触確率の
点から、帯電部材の表面形状が面状のもの（ゴムローラ
ー等）よりもブラシ状のものの方が接触表面積の点で有
利であり、その分、転写残トナーの極性を揃えやすく、
またゴムローラ等の場合は、帯電部材に転写残トナーを
一旦、帯電部材に取り込むことが不可能であるため、転
写残トナーの極性を揃えるのが困難な為、帯電部材とし
てはブラシ状のものが好ましい。

【００２３】磁性粒子を使用した磁気ブラシを帯電部材
として用い、交流重畳電圧を印加すると、転写残トナー
は、印加電圧の振動電界の効果により一旦、磁気ブラシ
中に取り込まれやすくなり、取り込まれることによっ
て、上記のようなゴースト画像の発生が防止できる。

【００２４】さらに、帯電器内に一旦、取り込まれるこ
とによって、転写残トナーが磁性粒子と十分に摺擦する
ことが可能になり、転写残トナーの極性を感光体に載せ
る帯電電位と逆極性に十分に揃えることが可能になる。

【００２５】しかしながら、交流電圧を印加し続けれ
ば、帯電器内に転写残トナーが蓄積され、徐々に帯電器
が汚染され、帯電不良に伴う画像不良が生じる。従って
非画像形成時（前回転時、後回転時、転写紙間時等）に
は帯電器内で帯電極性を揃えたトナーを感光体上に吐き
出させ、現像工程部で回収を行わせ、帯電器内に転写残
トナーの混入を抑制しなければならない。

【００２６】しかしながら、非画像形成時に交流電圧を
オフにし、直流電圧のみの印加に切り替えても、正規現
像の場合、画像形成時に感光体に載せる電位極性と現像
時でトナーが保持する帯電極性が逆であるため、帯電器
と、転写残トナーが混入して感光体への帯電がやや悪化
した感光体表面帯電電位との間の電位差、帯電器よりも
感光体の電位が低い場合、帯電器と感光体との電界の関
係で、帯電部材に混入したトナーを感光体上に吐き出し
にくく、帯電器に蓄積されやすい。

【００２７】そのために、帯電部材と該感光体が摺擦さ
れることによって該感光体に発生する電位の極性が画像
形成時に該感光体上に帯電する電位の極性と同極性であ
れば、転写残トナーが混入し、やや帯電性が悪化した帯
電部材による感光体の表面電位を、該帯電部材と該感光
体が摺擦されることによって該感光体に発生する電位の
極性が画像形成時に該感光体を帯電する電位の極性と同
極性である帯電部材と感光体との組み合わせを用いるこ
とにより、そのオフセット電位分、感光体上の表面電位
が補われ、高くなり、帯電部材に印加される電圧値の絶
対値よりも感光体上の表面電位の絶対値が高くなり、両
者の電界強度の関係から、帯電部材に混入した転写残ト
ナーが感光体上に吐き出しやすくなり、それだけ帯電部
材の劣化が抑制される効果がある。

【００２８】帯電器内の混入トナーを感光体へ吐き出さ
せるのは、非画像形成時（前回転時、後回転時、転写紙
間等）が好ましく、帯電器内に混入した転写残トナーを
感光体へ吐き出させる印加電圧に変更することが好まし
い。

【００２９】帯電器内に混入したトナーが吐き出されや
すい印加電圧としては画像形成時に印加している交流成
分の電圧値のピークピーク間電圧を小さくする、あるい
はピークピーク間電圧を同じにして、波形を変更して交
流実効値を下げる方法などがあり、より好ましくは直流
電圧成分のみの印加とした方が好ましい。

【００３０】つまり画像形成時は交流電圧を印加し、転
写残トナーを帯電器内に一旦取り込み、磁気ブラシと転
写残トナーを十分に摺擦させることにより、転写残トナ
ーの帯電極性を現像工程時にトナーが保持している電荷
の極性を揃え、非画像形成時には交流電圧を止めて、帯
電部材への印加直流電圧を感光体表面帯電電位との間
に、帯電部材と感光体との摩擦帯電、オフセット電位に
よる電位差を設け、印加電圧の絶対値よりも感光体上の
電位の絶対値よりも高くし、その電位差によって帯電部
材内に混入した転写残トナーを感光体上に戻すことによ
って、帯電器内に混入トナーが蓄積することなく、長期
の使用においても良好な帯電が行え、良好が画像形成が
可能になるようになる。

【００３１】帯電部材と該感光体が摺擦されることによ
り発生する感光体表面上の電位、オフセット電位Ｖｓ
（Ｖ）の絶対値は１〜５０Ｖの範囲が好ましく、より好
ましくは５〜４５Ｖ、さらに好ましくは１０〜４０Ｖの
範囲である。

【００３２】１Ｖに満たないと、転写残トナー吐き出し
時に感光体表面電位と帯電部材との間の電位差が小さ
く、吐き出し効果が現れにくく、好ましくなく、５０Ｖ
を超えると画像形成時に感光体上に電位が過剰に載りや
すく、潜像形成で像露光を当てても、電位が十分に落ち
きらず、画像濃度薄といった問題や、反転かぶりによる
画像不良が発生しやすくなるので好ましくない。

【００３３】帯電部材と使用されるトナーとの摩擦帯電
において、トナーのトリボ値は、その絶対値が１〜９０
ｍＣ／ｋｇの範囲が好ましく、より好ましくは５〜８０
ｍＣ／ｋｇ、さらに好ましくは１０〜４０ｍＣ／ｋｇの
範囲である。

【００３４】９０ｍＣ／ｋｇ以上であると、帯電部材と
トナーとの鏡映力が強くなるため、帯電部材からトナー
が離れにくくなり、帯電部材と感光体との電位差による
電界力でも吐き出しが困難になるので好ましくなく、１
以下では、帯電部材と感光体との電位差による電界の影
響をうけにくく、吐き出し時に感光体の方向へトナーが
移動しにくく、吐き出しが困難になるため好ましくな
い。

【００３５】トリボの測定方法は後述する。

【００３６】さらに感光体上に吐き出されたトナーを現
像工程で回収するためには、正規現像の場合、吐き出さ
れたトナー上の現像部での感光体の電位の絶対値Ｑ１よ
り現像部に印加されるＤＣ電圧の絶対値Ｑ２が大きいほ
うが、それだけ現像部への引っ張る電界が強くなり、回
収されやすくなるので好ましい。Ｑ１＞Ｑ２だと現像部
で回収されにくく、せっかく吐き出したトナーが、再
度、帯電部材に取り込まれ部材の劣化が促進され、ま
た、転写部材も汚れやすくなるので好ましくない。

【００３７】Ｑ１＜Ｑ２の関係になるようにするには、
感光体上の電位を低くすればよく、そのために非画像形
成時に潜像形成工程部で、全面露光を行い、感光体上の
電位を低くすることで、非画像形成時も現像部に印加さ
れる印加バイアスを画像形成時と変更することなく、良
好な転写残トナーの回収が行われるようになる。

【００３８】また、一次帯電前には前露光手段を用いた
ほうが好ましい。正規現像の場合、転写の極性の関係
で、一次帯電前の感光体上の電位の絶対値が帯電電位の
絶対値よりも高く、感光体上の電位が不均一な場合があ
り、その場合一次帯電部で感光体上の電位を均一に均す
ことが困難であるため、前露光手段を用いて、感光体上
の電位を一旦０Ｖ付近に下げ、感光体上の電位を均一に
均した後、帯電を行うと良好な帯電電位が得られるの
で、前露光手段を用いた方が好ましい。

【００３９】接触帯電部材としてファーブラシを用いた
ローラ、ベルト形態でも同様のことが言える。

【００４０】現像手段としては、特に選ばないが、クリ
ーニング手段を有しない画像形成装置の場合、現像剤と
感光体が接触するような構成が好ましく、例えば、接触
２成分現像方法、接触１成分現像方法等が好適な現像方
法として挙げられる。現像剤と転写残トナーが感光体上
にて接触している場合、静電気的力に摺擦力が加わり、
効果的に転写残トナーを現像手段にて回収できる傾向に
あるからである。

【００４１】本発明において、電荷を感光体に直接注入
させることにより帯電を行う方法のためには、電荷注入
層を有した感光体を用いなければならない。

【００４２】特に非画像形成時にＤＣ電圧のみを印加し
た場合、放電による感光体上の電位が印加電圧まで帯電
されず、オフセット電位では感光体の電位を補えず、帯
電器内に混入した転写残トナーの吐き出しが行われず、
また磁性粒子を帯電部材として用いた場合、それだけ帯
電部材と、感光体との間で電位差が大きくなり、帯電部
材である磁性粒子も感光体上に漏れてしまいやすい傾向
にあるので、注入帯電方法を用いたほうが好ましい。

【００４３】さらに、正規現像方法の場合、帯電器に取
り込まれた転写残トナーの極性を、帯電部材に印加され
る電圧の極性と逆極性に制御しなければならず、放電に
よる帯電であると、帯電部材に印加される電圧の影響で
トナーの極性が印加電圧の極性に制御されてしまいやす
いため好ましくなく、また、トナーの極性を制御する手
段としては帯電部材との摩擦帯電しかなく、より多くの
帯電部材と転写残トナーとが接触しやすい形態として、
帯電部材にはブラシの形態が好ましく、より好ましくは
磁性粒子を用いた磁気ブラシの形態が好ましい。

【００４４】従って、上述のことより、放電を用いて帯
電を行う感光体を用いた場合は、帯電器内の混入トナー
を感光体上に吐き出させる場合の、帯電部材への印加電
圧としては、画像形成時に印加する極性と同極性で、電
圧値の絶対値としては帯電部材と感光体が摺擦されるこ
とによる摩擦帯電電位の絶対値よりも小さい値であるこ
とが好ましい。

【００４５】従来の感光ドラムで、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の抵抗値は１×
１０³ Ω以下でなければならず、通常の感光ドラム表面
材質の抵抗値は１×１０¹⁵Ωｃｍを超えるのに対して、
電荷注入層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
を用いても良好な帯電が行なえる。実際には、電荷注入
層の抵抗値が１×１０⁸ 〜１×１０¹⁵Ωｃｍ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。

【００４６】従って、本発明に係わる感光体としては、
良好な電荷注入帯電性が得られる表面に電荷注入層を有
する電子写真感光体であることが重要である。と同時
に、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、感光体表面の電荷注入層の体積抵抗値は１×
１０⁸ 〜１×１０¹⁵Ωｃｍの範囲である感光体を用いる
必要がある。好ましくは画像流れ等の点から、体積抵抗
値が１×１０¹¹Ωｃｍ〜１×１０¹⁴Ωｃｍ、さらに体積
抵抗値の環境変動等も考慮すると、体積抵抗値が１×１
０¹²Ωｃｍ〜１×１０¹⁴Ωｃｍのものを用いるのが望ま
しい。１×１０¹⁰Ωｃｍ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、１×１０
¹⁵Ωｃｍを越えると帯電部材からの帯電電荷を十分注
入、保持できず、帯電不良を生じる傾向にある。このよ
うな機能層を感光体表面に設けることによって、帯電部
材から注入された帯電電荷を保持する役割を果たし、更
に光露光時にこの電荷を感光体基体に逃す役割を果た
し、残留電位を低減させる。

【００４７】このように本発明では、ピンホールリーク
や帯電部材の感光体への付着を防止するために中抵抗の
帯電部材を用いながら、感光体への電荷注入帯電効率を
向上させる手段として、感光体への電荷注入を助けるた
めの電荷注入層を感光体表面に設ける構成とする。

【００４８】電荷注入層としては、絶縁性のバインダー
に光透過性でかつ導電性の粒子を適量分散させて中抵抗
とした材料で構成するもの、絶縁性のバインダーに光透
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等が考えられるが、これらで
構成された電荷注入層がいずれも１０⁸ 〜１０¹⁵Ωｃｍ
程度の抵抗を持つことが特徴である。

【００４９】以上のような構成をとることによって、従
来は帯電部材が１×１０³ Ωｃｍの抵抗値以下でなけれ
ば起きなかった電荷注入による帯電と、逆に１×１０⁴
Ωｃｍ以上でないと防止することができなかったピンホ
ールリークの防止を両立することができる。

【００５０】また本発明は、従来では低抵抗の帯電部材
を用いないと生じなかった電荷注入による良好な帯電性
と、低抵抗の帯電部材では防止することのできなかった
感光体上のピンホールによるリークという特性を同時に
満足し、十分な電位収束性を得るために、電荷注入層を
有した感光体に接触して、注入により帯電を行う帯電部
材の抵抗値が、帯電部材に印加する印加電圧をＶ
（Ｖ）、該感光体と該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）際の該感
光体上の電位ＶＤ（Ｖ）、帯電部材の電圧印加部分と該
感光体との距離をｄ（ｃｍ）としたような電子写真帯電
装置であるとき、該帯電部材の、帯電部材を導体の回転
体の基体に接触させた動的抵抗測定方法における、（Ｖ
−ＶＤ）／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／ｃ
ｍ）の印加電界範囲中において、体積抵抗値が、１０¹⁴
Ωｃｍ〜１０¹⁰Ωｃｍの範囲中にある帯電部材を用いる
ことが好ましい。

【００５１】磁性粒子の体積抵抗値の動的抵抗測定装置
の概略図を図３に示す。

【００５２】即ち、導電性基体であるアルミニウムドラ
ム３２と０．５ｍｍの間隙３４を有した磁性粒子保持部
材であるマグネット内包スリーブ３１に磁性粒子３７を
アルミニウムドラムとのニップ３３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、感光体を回転させ、帯電部材に直流電
圧を印加し、その系に流れた電流を測定することにより
抵抗を求め、さらに間隙３４とニップ３３及び磁性粒子
とアルミニウムドラムとの接触している幅より体積抵抗
を算出する。図中、３５は電流計、３６は電源である。

【００５３】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、印加電界の依存性が認められる。

【００５４】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れる面が突入（帯電部材からみ
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
に徐々に近づき、電圧印加部分に印加される印加電圧と
感光体上との電位との差が小さく、差が０Ｖの方向に近
づくため、それだけ帯電部材にかかる印加電界は小さく
なる。つまり、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。

【００５５】従って、帯電工程を行う前に前露光などの
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がほぼ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
を設けない場合は、帯電と転写の印加電圧、極性によ
り、つまり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。

【００５６】つまり感光体上に電荷を注入して帯電を行
う場合においては、帯電部材の抵抗値が、ある１点の印
加電界において、１０⁴ Ωｃｍ〜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を超える抵抗
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
％まで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ずらくなり、所望
の電位まで帯電出来ず、帯電不良になってしまう。つま
り、より低電界印加時の抵抗値が感光体への電荷の注入
性には大きな影響を及ぼすということである。

【００５７】従って、帯電部材の、動的抵抗測定法法に
よって測定される体積抵抗値が、１０⁴ Ωｃｍ〜１０¹⁰
Ωｃｍ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。

【００５８】しかしながら本発明の現像同時クリーニン
グ（クリーナレス）画像形成方法では、感光体上の電位
と接触帯電部材の電位（印加電位）にある程度以上（本
発明者らの知見によれば概ね５０Ｖ以上）の電位差を生
じると、帯電部材中で正規の帯電極性に制御された転写
残余のトナーが、画像形成中に帯電部材から徐々に漏れ
出すため、像露光の遮光によるネガメモリが発生しない
範囲内に電位差を留める必要がある。

【００５９】一方、帯電部材に印加される印加電圧にお
ける印加電界で１０⁴ Ωｃｍ以下になってしまうと感光
体表面に生じたキズ、ピンホール等に対して接触帯電部
材から過大なリーク電流が流れ込み、周辺の帯電不良
や、ピンホールの拡大、帯電部材の通電破壊が生じる。
感光体上のキズやピンホール部は感光体の導電層（金属
基体）が表面に露出していることから感光体上の電位は
０Ｖであり、従って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。

【００６０】つまり、帯電部材の抵抗値をある１点の印
加電界において１０⁴ Ωｃｍ〜１０¹⁰Ωｃｍの範囲に制
御しても、帯電不良、耐圧性が悪いという結果になって
しまう。

【００６１】従って、該感光体を帯電させるために、帯
電部材にかかる最大電界、つまり帯電部材ニップ部の上
流側における感光体電位と帯電部材に印加される印加電
圧の電圧差によって決定される印加電界か、前露光工程
を設置あるいは感光体上に傷等によりピンホールが存在
する場合の帯電部材に印加される印加電圧により決定さ
れる印加電界のどちらか大きい方の印加電界Ｅ（Ｖ／ｃ
ｍ）とした時、２０〜Ｅ（Ｖ／ｃｍ）の印加電界範囲中
において、抵抗値が１０⁴ Ωｃｍ〜１０¹⁰Ωｃｍの範囲
になければならないのである。

【００６２】また、帯電部材と感光体とのニップ幅を広
くすればするほど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、帯電
部材の抵抗値は、その印加電界の範囲内において、印加
電界による抵抗値の最大Ｒ１と最小Ｒ２とした時、Ｒ１
／Ｒ２≦１０００の範囲内である事が好ましい。帯電ニ
ップ内で行われる工程において、急激に抵抗が変化する
ことで、感光体への電荷の注入が追随せず、ニップ部を
通過してしまい、十分な帯電が行われない場合があるた
めである。

【００６３】本発明においては、上述したように接触帯
電部材の感光体との摩擦帯電極性が感光体の帯電極性と
逆であり、帯電部材のトナーとの摩擦帯電極性が画像形
成時にのせる感光体上の電位の極性と同じであることが
好ましい。

【００６４】本発明者らの知見によれば、電荷注入によ
る帯電工程における感光体の帯電電位は、その注入性に
接触帯電部材の感光体との摩擦帯電が加算されたものと
なり、特に直流電圧のみを印加で感光体を帯電させた場
合に顕著に現れる。接触帯電部材の感光体との摩擦帯電
極性が感光体の帯電極性と逆であると、非画像形成時に
画像形成時と同じ極性の直流電圧のみを印加すると、感
光体電位が摩擦帯電分だけ低下し、その電界差で帯電部
材中で十分に帯電部材とトナーが摺擦され、転写残トナ
ーの電荷が十分に現像工程時の電荷と同極性になってい
る混入トナーの感光体上への吐き出しが十分に行われ、
帯電器内の転写残トナーの蓄積を防止することが可能に
なり、その分、長期にわたって良好な帯電が行われるよ
うになる。

【００６５】また、帯電部材と感光体を十分に接触させ
る事によって帯電性も向上し、また帯電器内に混入した
トナーを感光体上に吐き出させる機会も増すことから、
帯電部材は感光体に対して収速差をもって移動させるこ
とが好ましい。

【００６６】帯電部材に用いられる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やすく、また２００μ
ｍより大きいと、スリーブ上での磁気ブラシの穂立ちの
密度を密にできず、感光体への注入帯電性が悪くなる傾
向にある。さらに好ましくは１０〜１００μｍ、さらに
は１０〜５０μｍが適当である。

【００６７】なお全体の平均粒径は、レーザー回折式粒
度分布測定装置ＨＥＲＯＳ（日本電子製）を用いて、
０．０５μｍ〜２００μｍの範囲を３２対数分割して測
定し、５０％平均粒径をもって平均粒径とした。

【００６８】また、磁性粒子を保持する保持部材と感光
体との間隙は０．２〜２ｍｍの範囲が好ましい。０．２
ｍｍより小さいと磁性粒子がその間隙を通りにくくな
り、スムーズに保持部材上を磁性粒子が搬送されずに帯
電不良や、ニップ部に磁性粒子が過剰に溜り、感光体へ
の付着が生じやすくなり、２ｍｍを超えると感光体と磁
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。さらに好ましくは０．２〜１ｍｍ、さらには０．３
〜０．７ｍｍが好ましい。

【００６９】本発明に係わる磁性粒子としては、磁気に
よって穂立ちさせて、この磁気ブラシを感光体に接触さ
せて帯電させるために、この材質としては例えば鉄、コ
バルト、ニッケルなど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、還元処理などを行って抵
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フェライトなどが用いられる。フ
ェライトの抵抗値を上述のような印加電界以下の範囲に
おいて上述のような範囲内に収めるには、金属の組成を
調整することにより達成され、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やす
くなる。

【００７０】本発明に用いられる該磁性粒子は、上記の
ような摩擦帯電極性を示すために、表面層を有した形態
が好ましい。表面層の形態は、該磁性粒子の表面を蒸着
膜や、導電性樹脂膜、導電性顔料分散樹脂膜等でコート
したものである。この表面層は必ずしも該磁性粒子を完
全に被覆する必要は無く、本発明の効果が得られる範囲
で該磁性粒子が露出していても良い。つまり表面層が不
連続に形成されていても良い。

【００７１】また、摩擦帯電極性を容易に制御できると
いう観点から各種樹脂に抵抗調整のために導電性顔料を
添加した樹脂被膜が好ましく、さらに生産性、コスト等
の観点からも導電性顔料分散樹脂膜をコートするのが好
ましい。

【００７２】さらに、抵抗値の電界依存性を抑制すると
いう観点から、高抵抗の結着樹脂に電子伝導性の導電性
顔料を分散した樹脂膜をコートするのが好ましい。

【００７３】当然のことながら、コート後の磁性粒子の
抵抗は、上述の範囲に収める必要があり、さらに高電界
側での急激な抵抗低下、また感光体上の傷の大きさ、深
さによるリーク画像発生の許容範囲を広くするという観
点から、母体の磁性粒子の抵抗も上述の範囲に収まって
いることが好ましい。

【００７４】磁性粒子の被覆用に用いられる結着樹脂と
しては、スチレン、クロルスチレン等のスチレン類；エ
チレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のモノ
オレフィン；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香
酸ビニル、酢酸ビニル等のビニルエステル；アクリル酸
メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリ
ル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニ
ル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタク
リル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン
脂肪族モノカルボン酸エステルビニルメチルエーテル、
ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニ
ルエーテル；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケト
ン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類の
単独重合体あるいは共重合体などが挙げられ、特に代表
的な結着樹脂としては、導電性微粒子の分散性やコート
層としての成膜性、生産性という点などから、ポリスチ
レン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレ
ン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン
共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエ
チレン、ポリプロピレンが挙げられる。更にポリカーボ
ネート、フェノール樹脂、ポリエステル、ポリウレタ
ン、エポキシ樹脂、ポリオレフィン、フッ素樹脂、シリ
コーン樹脂、ポリアミド等が挙げられる。

【００７５】例えば、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、ポリクロロトリフロオロエチレン、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プロピレンなどと、他のモノマ
ーが共重合した溶媒可溶の共重合体が挙げられる。

【００７６】また、シリコーン樹脂としては、例えば信
越シリコーン社製ＫＲ２７１、ＫＲ２８２、ＫＲ３１
１、ＫＲ２５５、ＫＲ１５５（ストレートシリコーンワ
ニス）、ＫＲ２１１、ＫＲ２１２、ＫＲ２１６、ＫＲ２
１３、ＫＲ２１７、ＫＲ９２１８（変性用シリコーンワ
ニス）、ＳＡ−４、ＫＲ２０６、ＫＲ５２０６（シリコ
ーンアルキッドワニス）、ＥＳ１００１、ＥＳ１００１
Ｎ、ＥＳ１００２Ｔ、ＥＳ１００４（シリコーンエポキ
シワニス）、ＫＲ９７０６（シリコーンアクリルワニ
ス）、ＫＲ５２０３、ＫＲ５２２１（シリコーンポリエ
ステルワニス）や東レシリコーン社製のＳＲ２１００、
ＳＲ２１０１、ＳＲ２１０７、ＳＲ２１１０、ＳＲ２１
０８、ＳＲ２１０９、ＳＲ２４００、ＳＲ２４１０、Ｓ
Ｒ２４１１、ＳＨ８０５、ＳＨ８０６Ａ、ＳＨ８４０等
が用いられる。

【００７７】該磁性粒子のトナーや感光体に対する摩擦
帯電極性を制御するために上記樹脂等から適宜、結着樹
脂を選択すればよい。

【００７８】また、抵抗調整のために導電性顔料を分散
させた樹脂被膜を形成させてもよい。

【００７９】本発明に係わる導電性微粒子としては、
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ーボンブ
ラック等の電子伝導性の導電粉が挙げられ、さらにイオ
ン導電剤として、過塩素酸リチウム、４級アンモニウム
塩などが挙げられる。

【００８０】当然の事ながら、最終的な樹脂被膜層の形
態において、磁性粒子のトナーや感光体への帯電極性を
制御しなければならない。

【００８１】また、容易に電極性を摩擦帯電極性を制御
するという点からは磁性粒子表面を親水性と疎水基を有
する化合物であるカップリング剤で表面を被覆してもよ
い。カップリング剤の場合、極薄い被膜（分子レベル
で）を磁性粒子表面に形成するので、磁性粒子の抵抗値
に与える影響が少なく、磁性粒子であるコアの抵抗さえ
調整すれば、被覆層への抵抗調整の処理は行わなくても
構わない。

【００８２】カップリング剤としてはチタネート系、ア
ルミニウム系、シラン系カップリング剤等が挙げられ、
トナーのトリボ、感光体への摩擦帯電極性を制御するた
めに、アミノ基などの様々な官能基を導入してもよい。

【００８３】本発明に係わる感光体としては、支持体よ
り最も離れた層に、先に述べたように、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体積抵抗値
が１×１０⁸ Ωｃｍ〜１×１０¹⁵Ωｃｍの範囲である電
荷注入層を設けた感光体が用いなければならない。望ま
しくは画像流れ等の点から、体積抵抗値が１×１０¹¹Ω
ｃｍ〜１×１０¹⁴Ωｃｍ、さらに体積抵抗値の環境変動
等も考慮すると、体積抵抗値が１×１０¹²Ωｃｍ〜１×
１０¹⁴Ωｃｍのものを用いるのが望ましい。１×１０¹⁰
Ωｃｍ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
電不良を生じる傾向にある。このような機能層を感光体
表面に設けることによって、帯電部材から注入された帯
電電荷を保持する役割を果たし、更に光露光時にこの電
荷を感光体基体に逃す役割を果たし、残留電位を低減さ
せる。また、本発明に係わる帯電部材と感光体を用いる
ことでこのような構成をとることによって、帯電開始電
圧Ｖｈが小さく、感光体帯電電位を帯電部材に印加する
電圧のほとんど９０％以上までに帯電させることが可能
になった。例えば、本発明の帯電部材に絶対値で１００
〜２０００Ｖの直流電圧を印加した時、本発明の電荷注
入層を有する電子写真感光体の帯電電位を印加電圧の８
０％以上、さらには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以下ではほと
んど０Ｖであり、６４０Ｖ以上では印加電圧から６４０
Ｖを引いた値の帯電電位程度しか得られなかった。

【００８４】ここで電荷注入層の体積抵抗値の測定方法
は、表面に導電膜を蒸着させたポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）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（ヒューレットパッカード社製４１
４０ＢｐＡＭＡＴＥＲ）にて、２３℃、６５％の環境
で１００Ｖの電圧を印加して測定するというものであ
る。

【００８５】この電荷注入層は金属蒸着膜などの無機の
層、あるいは導電性微粒子を結着樹脂中に分散させた導
電粉樹脂分散層などによって構成され、蒸着膜は蒸着、
導電粉樹脂分散膜はディッピング塗工法、スプレー塗工
法、ロールコート塗工法、及びビーム塗工法等の適当な
塗工法にて塗工することによって形成される。また、絶
縁性のバインダー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１００質量部に対して２〜２５０質量部、
より好ましくは２〜１９０重量部であることが好まし
い。２質量部以下の場合には、所望の体積抵抗値を得に
くくなり、また２５０質量部以上の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やすくなり、感光
体の寿命が短くなる傾向になるからであり、また抵抗が
低くなってしまい、潜像電位が流れる事による画像不良
を生じやすくなるからである。

【００８６】また電荷注入層のバインダーは下層のバイ
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。

【００８７】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
感光体と注入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、またクリーナ
ーレスシステムのため帯電部材への転写残トナーの混入
を極力少なくするという点からも転写効率の向上のため
にである。特に滑材粒子として臨界表面張力の低いフッ
素系樹脂、シリコーン系樹脂、またはポリオレフィン系
樹脂を用いるのがより望ましい。さらに好ましくは４フ
ッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）が用いられる。この場
合、滑材粒子の添加量は、バインダー１００質量部に対
して２〜５０質量部、望ましくは５〜４０質量部が好ま
しい。２質量部以下で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質量部以
上では、画像の分解能、感光体の感度が大きく低下して
しまうからである。

【００８８】本発明における電荷注入層の膜厚は０．１
〜１０μｍである事が好ましく、特には１〜７μｍであ
る事が好ましい。

【００８９】以下に本発明に使用される部材についての
トナー摩擦帯電量、感光体のオフセット電位について示
す。

【００９０】現像剤については平均粒径が５０μｍの表
面がシリコーン樹脂で被覆されたＣｕ−Ｚｎフェライト
キャリアとそのキャリアに対してポジ帯電性の非磁性ト
ナーからなる現像剤を用い、２成分現像法とした。トナ
ーとキャリアは重量比で５：１００の比率で混合した。

【００９１】上記のようなポジ帯電性となるような非磁
性トナーを３種類（Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ）準備した。

【００９２】帯電部材である磁性粒子については、樹脂
被覆前のコアキャリアとして、平均粒径が２５μｍであ
るＣｕ−Ｚｎフェライトキャリア（Ｆｅ₂ Ｏ₃ ／ＣｕＯ
／ＺｎＯのそれぞれの金属酸化物のモル比が２．１：
１：１）を用意し、それぞれ異なる３種類の樹脂により
導電性顔料分散等で抵抗を調整した樹脂被覆キャリア３
種類（Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ）を準備した。それぞれの動的
抵抗の抵抗値を図４に示す。抵抗測定は２３℃、相対湿
度６０％環境下で行った。

【００９３】また、帯電部材であるファーブラシについ
ては繊維径１０μｍ、植毛密度２５万本／ｉｎｃｈ² の
抵抗を調整した導電性樹脂繊維からなるファーブラシ
（Ｂａ）を準備した。ファーブラシの動的抵抗の抵抗値
を図４に示す。抵抗測定は２３℃、相対湿度６０％環境
下で行った。

【００９４】感光体としては、結着樹脂違いで抵抗値を
８．４×１０¹²Ωｃｍに導電性微粒子を分散させて調整
した電荷注入層を有したマイナス帯電性の感光体を２種
類（Ｄａ，Ｄｂ）の感光体を準備した。

【００９５】以下の表１に、それぞれの組み合わせによ
る帯電部材である磁性粒子のトナー摩擦帯電量、感光体
のオフセット電位の極性についてまとめる。

【００９６】また、ファーブラシのトナーに対する摩擦
帯電極性は、ファーブラシに使用した導電性樹脂をペレ
ット状に成形し細かく粉砕して粒径３０μｍ程度の粉末
状にして、摩擦帯電極性を測定した。

【００９７】測定方法は以下の通りである。

【００９８】（測定方法１）帯電部材である磁性粒子の
トナーに対する摩擦帯電量の測定方法の測定装置概略図
を図２に示す。測定方法は２３℃、相対湿度６０％環境
下、測定する磁性粒子を０．０４ｋｇにトナーの０．０
２８ｋｇを加えた混合物２０を５０〜１００ｍｌ容量の
ポリエチレン製の瓶に入れ、上記の環境下に１晩放置
後、１５０回手振りで震とうする。次いで底に５００メ
ッシュのスクリーン２３のある金属製の測定容器に前記
混合物０．０００５ｋｇを入れ、金属製のふた２４をす
る。このときの測定容器２２全体の重量を測定し、Ｗ１
ｋｇとする。次に吸引機（測定容器２２と接する部分は
少なくとも絶縁体）を用いて、吸引口２７から吸引し、
風量調節弁２６を調節して真空計２５の圧力を２５０ｍ
ｍＡｑとする。この状態で３分間吸引を行い、現像剤を
吸引除去する。このときの電位計２９の電位をＶ（ボル
ト）とする。ここでは２８はコンデンサーであり、容量
をＣ（ｍＦ）とする。また吸引後の測定機全体の重量を
測定しＷ２ｋｇとする。この現像剤のトリボ値（ｍＣ／
ｋｇ）は通常以下の式の如く計算される。

【００９９】摩擦帯電量（ｍＣ／ｋｇ）＝ＣＶ／（Ｗ１−Ｗ２）

【０１００】但し、本発明に用いられる磁性粒子は粒径
が細かいので、５００メッシュのスクリーンでも相当量
メッシュを抜けてしまうため、メッシュを抜けた磁性粒
子についてはトナーの摩擦帯電量とキャンセルすると考
え、補正を含んだ以下の式の如く計算される。あらかじ
め秤量された磁性粒子の質量をＭ１、トナーの質量をＭ
２とし、この混合物のうちのＭ３を金属製の測定容器２
２に入れたとき摩擦帯電量（ｍＣ／ｋｇ）＝ＣＶ／（Ｍ３×Ｍ２／（Ｍ
１＋Ｍ２））である。

【０１０１】上記の如くトナーの摩擦帯電量を測定し
た。

【０１０２】（測定方法２）帯電部材である磁性粒子
の、感光体に対する摩擦帯電量（感光体のオフセット電
位）の測定方法は、２３℃、相対湿度６０％環境下で感
光体と、帯電部材である磁性粒子のみを装着し（転写
部、現像部除去）帯電部材と、感光体を耐久条件と同一
条件で回転させ、現像位置に電位計を配し、感光体のオ
フセット電位を測定した。

【０１０３】

【表１】

【０１０４】

【実施例】

（実施例１〜５）以下に本発明の実施例を具体的に示す
が、これらに限られるものではない。

【０１０５】本発明の電子写真装置の概略図を図１に示
す。

【０１０６】本発明の電子写真装置としてアナログ複写
機（キヤノン社製：ＮＰ６０３０）を用意した。該装置
の概略は、感光体の帯電手段として帯電ローラを備え、
現像手段として１成分ジャンピング現像方法を採用した
１成分現像器を備え、転写手段として転写ローラ、ブレ
ードクリーニング手段、帯電前露光手段を備える。ま
た、感光体、帯電器及び、クリーニング手段、感光体は
一体型のユニット（プロセスカートリッジ）となってい
る。プロセススピードは２００ｍｍ／ｓである。該装置
を以下のように改造を施し、クリーナーレスシステムの
画像形成装置とした。

【０１０７】２００ｍｍ／ｓであるプロセススピードを
１５０ｍｍ／ｓになるように改造を施し、現像部分を１
成分のジャンピング現像から、２成分現像剤を使用可能
にした改造を施しさらに、帯電部分にマグネットローラ
ーを内包したφ１６の導電性非磁性スリーブを配し、帯
電用磁気ブラシを形成する。さらに、クリーニングブレ
ードを取り除き、帯電前露光手段はそのままとし、マイ
ナス帯電性の感光体及びプラス帯電性のトナーを用いた
正規現像のクリーナーレスシステムの電子写真装置とし
た。

【０１０８】図１中、１０は現像剤、１１は磁気ブラシ
帯電器、１２は感光体、１３は露光光、１４は転写ロー
ラー、１５は磁気ブラシ、１６はマグネット内包導電性
非磁性スリーブ、１７は現像スリーブ、１８は現像装
置、１９は撹拌スクリューを示す。

【０１０９】帯電部分の導電性スリーブと感光体のギャ
ップは０．５ｍｍと設定した。また現像バイアスは−５
００Ｖの直流成分（画像形成時、非画像形成時ともに−
５００Ｖを印加）に１０００Ｖｐｐ／３ｋＨｚの矩形波
を重畳する。

【０１１０】（評価方法）上記の電子写真装置を用い、
２３℃、相対湿度６０％環境下でＡ４ベタ黒画像連続５
００枚の画出し耐久を行い、耐久後の磁性粒子を導電性
非磁性スリーブ上から採取し、熱天秤による分析から、
帯電部材に中に混入したトナー量を測定した。具体的に
は窒素雰囲気中での、温度１５０℃から８００℃までの
重量の減少分より混入量を測定した。耐久で使用した磁
性粒子、トナーの耐久前のそれぞれの重量減少量をＣ１
（ｗｔ％）、Ｔ１（ｗｔ％）とし、耐久後の帯電部材の
減少量をＣ２（ｗｔ％）としたとき、以下の計算式で混
入量を測定した。

【０１１１】混入量Ｘ（ｗｔ％）＝１００（Ｃ２−Ｃ１）／Ｔ１

【０１１２】耐久条件は帯電部材である磁性粒子を感光
体との間に幅約３ｍｍの帯電ニップが形成されるように
導電性非磁性スリーブ上に装着し、この状態において、
該帯電器を４５０ｍｍ／ｓの周速において１５０ｍｍ／
ｓの周速にて回転する感光体と対向に回転させ、帯電部
材の電圧を印加（ＤＣ電圧成分は−７００Ｖに画像形成
時、非画像形成時ともに固定）して耐久を行った。

【０１１３】画出し耐久に使用する帯電部材である磁性
粒子、トナー、感光体の組み合わせを、それぞれ表１の
組み合わせ１、２、４、５及び８とし、帯電部材に印加
する電圧を、画像形成時には交流成分として０．７ｋＶ
ｐｐ（ピーク間電圧）を重畳し、非画像形成時（例えば
紙間や前、後回転時）には交流線分をオフして−７００
Ｖの直流電圧のみ印加で耐久を行い、さらに非画像形成
時には露光部で感光体に全面露光して、耐久を行い、耐
久後の混入トナー量をチェックした。その結果を表２に
まとめる。

【０１１４】（比較例１〜４）画出し耐久に使用する帯
電部材である磁性粒子、トナー、感光体の組み合わせ
を、それぞれ表１の組み合わせ３、５、６及び９とし、
帯電部材に印加する電圧を、画像形成時には交流成分と
して０．７ｋＶｐｐを重畳し、非画像形成時（例えば紙
間や前、後回転時）には交流線分をオフして耐久を行
い、さらに非画像形成時には露光部で感光体に全面露光
して、耐久を行い、耐久後の混入トナー量をチェックし
た。その結果を表２にまとめる。

【０１１５】（実施例６及び７）画出し耐久に使用する
帯電部材である磁性粒子、トナー、感光体の組み合わせ
を、それぞれ表１の組み合わせ２及び５とし、帯電部材
に印加する電圧を、画像形成時、非画像形成時ともに交
流成分として０．７ｋＶｐｐを重畳して耐久を行い、耐
久後の混入トナー量をチェックした。その結果を表２に
まとめる。

【０１１６】（実施例８）画出し耐久に使用する帯電部
材である磁性粒子、トナー、感光体の組み合わせを、そ
れぞれ表１の組み合わせ５とし、帯電部材に印加する電
圧を、画像形成時には交流成分として０．７ｋＶｐｐを
重畳し、非画像形成時（例えば紙間や前、後回転時）に
は交流線分をオフして−３００Ｖの直流電圧のみ印加で
耐久を行い、耐久後の混入トナー量をチェックした。そ
の結果を表２にまとめる。

【０１１７】（実施例９）画出し耐久に使用する帯電部
材である磁性粒子、トナー、感光体の組み合わせを、そ
れぞれ表１の組み合わせ５とし、帯電部材に印加する電
圧を、画像形成時には交流成分として０．７ｋＶｐｐを
重畳し、非画像形成時（例えば紙間や前、後回転時）に
は交流線分をオフして直流電圧のみ印加で耐久を行い、
さらに非画像形成時には現像工程部に印加するＤＣ電圧
成分を−８５０Ｖとして耐久を行い、耐久後の混入トナ
ー量をチェックした。その結果を表２にまとめる。

【０１１８】（実施例１０）画出し耐久に使用する帯電
部材、トナー、感光体の組み合わせを、それぞれ表１の
組み合わせ１０とし、帯電部材に印加する電圧を、画像
形成時には交流成分として０．７ｋＶｐｐを重畳し、非
画像形成時（例えば紙間や前、後回転時）には交流成分
をオフして−７００Ｖの直流電圧のみ印加で耐久を行
い、さらに非画像形成時には露光部で感光体に全面露光
として、耐久を行い、耐久後の混入トナー量をチェック
した。その結果を表２にまとめる。

【０１１９】また評価機械は帯電部分にマグネットロー
ラーを内包したφ１６の導電性非磁性スリーブを配した
帯電用磁気ブラシから、ファーブラシを用いた帯電部材
に、感光体とのニップが１ｃｍ幅となるように調節し、
装着し、評価方法は耐久前後のファーブラシ全体の重量
を測定し、耐久前の重量をＢ１、耐久後の重量をＢ２と
して以下の式より混入トナー量を算出した。

【０１２０】混入量Ｘ（ｗｔ％）＝１００×（Ｂ２−Ｂ１）／Ｂ１

【０１２１】（比較例５）画出し耐久に使用する帯電部
材、トナー、感光体の組み合わせを、それぞれ表１の組
み合わせ１１とした以外は、実施例１０と同様の評価を
行った。その結果を表２にまとめる。

【０１２２】

【表２】

【０１２３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、クリー
ナーレスシステムにより画出しを行っても、転写残トナ
ーが良好に現像工程で回収されるため、良好な画像が得
られ、また、帯電部材中への転写残トナーの混入が少な
くなるため、帯電部材の劣化が抑制され、従って長期に
わたって良好な帯電性、画像が得られる画像形成方法を
提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成方法を実施する画像形成装置
の概略構成を示す図である。

【図２】トナーの摩擦帯電量を測定する装置の概略構成
を示す図である。

【図３】本発明における帯電部材の体積抵抗値を測定す
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値と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)発明者杷野祥史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】電子写真感光体に接触配置された帯電部
材に電圧を印加することによって該感光体を帯電させる
帯電工程、帯電した感光体を露光することにより該感光
体上に静電潜像を形成する潜像形成工程、得られた静電
潜像をトナーによって正規現像する現像工程、及び得ら
れたトナー画像を転写材に転写する転写工程を有し、転
写工程の後に感光体上に残余するトナーを現像工程によ
り回収する画像形成方法において、該帯電部材と該感光体が摺擦されることによって該感光
体に発生する電位の極性が画像形成時に該感光体を帯電
する電位の極性と同極性であり、かつ、該帯電部材とト
ナーが摺擦されることによって該トナーに発生する電荷
の極性が画像形成時に該感光体を帯電する電位の極性と
逆極性であることを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】画像形成時には転写残トナーを該帯電部
材が保持し、非画像形成時に該帯電部材より感光体上に
トナーを移動させ、現像器に回収しトナーを再利用する
請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項３】非画像形成時に該帯電部材より感光体上
にトナーを移動させるために、該帯電部材に印加する電
圧を、画像形成時と、非画像形成時で変化させる請求項
２に記載の画像形成方法。
【請求項４】帯電部材に印加される電圧が、画像形成
時には直流電圧に交流電圧を重畳した電圧であり、非画
像形成時には直流電圧のみの印加である請求項３に記載
の画像形成方法。
【請求項５】非画像形成時の現像工程部での感光体上
の電位の絶対値Ｑ１と非画像形成時に現像工程部に印加
されるＤＣ電圧の絶対値Ｑ２が、Ｑ１＜Ｑ２の関係とな
るような印加電圧である請求項１乃至４のいずれかに記
載の画像形成方法。
【請求項６】非画像形成時に、感光体に全面露光を行
う請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項７】電子写真感光体が、該感光体の支持体よ
り最も離れて１×１０⁸ 〜１０¹⁵Ωｃｍの体積抵抗値を
有する電荷注入層を有する請求項１乃至６のいずれかに
記載の画像形成方法。
【請求項８】電荷注入層が、光透過性で絶縁性のバイ
ンダー及び導電性粒子を含有する請求項７に記載の画像
形成方法。
【請求項９】電荷注入層が含有する導電性粒子が、Ｓ
ｎＯ₂ を主成分とする請求項８に記載の画像形成方法。
【請求項１０】電荷注入層が潤滑性粉体を含有する請
求項７乃至９のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項１１】潤滑性粉体がフッ素系樹脂、シリコー
ン系樹脂またはポリオレフィン系樹脂である請求項１０
に記載の画像形成方法。
【請求項１２】帯電部材に印加する印加電圧をＶ、感
光体と該帯電部材のニップ部に突入する際の該感光体上
の電位をＶＤ、接触帯電部材の電圧印加部分と該感光体
との距離をｄとしたとき、該帯電部材の動的抵抗測定方
法による体積抵抗値が、（Ｖ−ＶＤ）／ｄの絶対値とＶ
／ｄの絶対値のどちらか大きい方の電界をＥ（Ｖ／ｃ
ｍ）としたときの２０〜Ｅ（Ｖ／ｃｍ）の印加電界範囲
中において、１０⁴ Ωｃｍ〜１０¹⁰Ωｃｍである請求項
１乃至１１のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項１３】帯電部材の体積抵抗値の最大値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に記載の画像形成方法。
【請求項１４】帯電部材が電子写真感光体に対して周
速差をもって移動する請求項１乃至１３のいずれかに記
載の画像形成方法。
【請求項１５】帯電部材が磁性粒子からなり、該磁性
粒子の平均粒径が５〜２００μｍである請求項１乃至１
４のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項１６】磁性粒子がコア粒子上に表面層を有す
る請求項１５に記載の画像形成方法。
【請求項１７】磁性粒子の表面層が導電性樹脂あるい
は導電性粒子及び結着樹脂を含有する請求項１６に記載
の画像形成方法。
【請求項１８】帯電部材がファーブラシを用いたロー
ラ、あるいはベルトである請求項１乃至１４のいずれか
に記載の画像形成方法。
【請求項１９】ファーブラシが導電性樹脂、あるいは
導電性粒子及び結着樹脂を含有する請求項１８に記載の
画像形成方法。
【請求項２０】転写工程が接触転写手段による請求項
１乃至１９のいずれかに記載の画像形成方法。