JPH08227204A - 帯電部材及び帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 帯電ブラシ間の電気的接触を軽減することに
より均一帯電を行なう。 【構成】 帯電部材のブラシ部材が基体２ｂと電気的に
接続された導電性芯部材２ｃと、この導電性芯部材に被
覆され導電性芯部材２ｃよりも体積抵抗率の大きい被覆
層２ｄと、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被帯電体を帯電処理
（除電処理も含む）する帯電部材及び帯電装置に関す
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
に関する。

【０００２】上記帯電装置は、好ましくは像担持体に電
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
をする行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・静電記録方式などの複写機・プ
リンタなどの画像形成装置に適用される。

【０００３】

【背景技術】従来、電子写真方式や静電記録方式の画像
形成装置に於て、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。

【０００４】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
電を行なう方式の装置が実用化されてきている。

【０００５】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なう方
法は、Ｊａｐａｎ Ｈａｒｄｃｏｐｙ ９２年論文集Ｐ
２８７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
接触帯電を行なう方法であり、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。

【０００６】特に接触注入帯電を行なう場合帯電部材と
被帯電体との接触機会が多いことが望ましいので帯電部
材の形状は、ローラ状よりもブラシ状の方が望ましい。

【０００７】ブラシ状帯電部材は、一般的にブラシ密度
が大きい方が帯電均一性が良好となるが、密度が大きい
ためにブラシ１本、１本の接触により、かえって微小な
帯電が行なわれにくく、帯電が不均一になることがあっ
た。

【０００８】

【発明の目的】本発明の目的は、帯電ブラシ間の電気的
接触を軽減することである。

【０００９】本発明の他の目的は、帯電ブラシによって
均一帯電を行なうことである。

【００１０】

【発明の構成】本発明は、基体とブラシ部材と、を有
し、電圧が印加され、被帯電体を帯電する帯電部材にお
いて、前記ブラシ部材は、前記基体と電気的に接続され
た導電性芯部材と、この導電性芯部材に被覆され前記導
電性芯部材よりも体積抵抗率の大きい被覆層と、を備え
ることを特徴とする帯電部材、またはこの帯電部材で像
担持体を帯電する帯電装置を提供することである。

【００１１】

【実施例】

（第１の実施例）（図１） （１）画像形成装置例 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。

【００１２】１は像担持体として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。

【００１３】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
転帯電ブラシ２の電極２ａには帯電バイアス印加電源Ｓ
１から−１２００ＶのＤＣ帯電バイアスが印加されてい
て、放電によって感光体１の外周面がほぼ−６８０Ｖに
一様に帯電処理される。

【００１４】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
ザビームスキャナから出力され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。

【００１５】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なわせる。

【００１６】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。

【００１７】本実施例ではローラ抵抗値５×１０⁸ Ωの
転写ローラ４を用い、＋２０００ＶのＤＣ電圧を印加し
て転写を行なった。

【００１８】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力と押
圧力にて転写されていく。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。なおこのプロセスカートリッジ
は、少なくとも感光体１と帯電部材２とを備えれば良
い。

【００２２】（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のアルミニ
ウム製のドラム基体上に下記の第１〜第４の４層の機能
層を下から順に設けたものである。

【００２３】第１層は下引き層であり、アルミニウムド
ラム基体（以下、アルミ基体と記す）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
するために設けられている厚さ約２０μｍの導電層であ
る。

【００２４】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程
度に抵抗調整された厚さ約１μｍの中抵抗層である。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】（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、図１（ｂ）のように、芯部材としての内針２ｃの直
径が７８〜８０ミクロンで体積抵抗率が１０⁷ Ωｃｍ以
下の導電性ナイロン製に厚さ１〜２ミクロンで体積抵抗
率が１０¹⁰Ωｃｍ以上からなる抵抗被膜２ｄを設け、外
径約８０ミクロンで長さ１ｍｍの二重構造からなる導電
繊維を厚さ１ｍｍ、体積抵抗値１０⁴ Ωｃｍの導電性ポ
リカーボネート製の基体２ｂに静電的に植毛したシート
を、巻き付け外径１４ｍｍのロールブラシとしたもの
で、１平方インチあたり約５万フィラメントの密度とし
たものである。被膜２ｄの体積抵抗率は、内針２ｃの体
積抵抗率よりも大きく設定される。

【００２８】なお基体２ｂは、ＳＵＳやアルミニウムか
らなる電極２ａ上に支持される。ブラシの抵抗値は約１
×１０⁷ Ωである。（この抵抗値は、金属製の直径３０
ｍｍ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で
ある。）この二重構造の帯電ブラシを用いることによっ
て、感光体表面のトラップ電位に電荷を注入することで
放電により感光体１の帯電を行うことが出来る。また、
二重構造の帯電ブラシとしたことで、ブラシ間の電気的
接触を実用上無くすことが出来るため、均一な帯電が可
能となる。ここで内針２ｃは、直径５〜８０μｍ、体積
抵抗率が１０⁷ Ωｃｍ以下であり、被膜２ｄは、厚さ１
〜４０μｍ、体積抵抗率が１０¹⁰Ωｃｍ以上であり、基
体２ｂは、体積抵抗率が１０⁴ 〜１０⁷ Ωｃｍであるこ
とが望ましい。

【００２９】本実施例では、１平方インチあたり約５万
フィラメントを備えた帯電ブラシとすることで、３００
ｄｐｉ（１平方インチあたり３００ドットの画素密度）
での帯電には、ほぼ実用上満足できる帯電が可能であ
る。

【００３０】尚、本実施例に於いては、前述したように
−１２００Ｖの直流電圧を電極２ａに印加した帯電ブラ
シを感光体１に対して当接し回転させることによって帯
電を行う。

【００３１】先に述べた様に帯電は、帯電ブラシ２から
感光体１表面のトラップ電位に電荷注入させることで行
うため、感光体全面をくまなく帯電ブラシ２が接触した
方が、より均一な帯電を行うことが出来る。

【００３２】本実施例の場合は、帯電ブラシ２と感光体
１との間の放電閾値の存在は認められる。

【００３３】（第２の実施例）本実施例は図２（ａ）
（ｂ）に示すように第１の実施例に対して、内針２ｃの
直径が５乃至２０μｍで、体積抵抗率が１０⁴ 〜１０⁷
Ωｃｍであり、外層２ｄは厚さ１〜１０μｍで体積抵抗
率が１０¹⁰〜１０¹⁶Ωｃｍであり、ブラシを植毛してい
る基体２ｂの抵抗値が１０⁴ 〜１０⁷ Ωｃｍであり、被
帯電体はその表面に１×１０¹⁰〜１×１０¹⁴Ωｃｍの抵
抗値をもつ材質で構成された電荷注入層を有することを
特徴としている。なお基体２ｂ、内針２ｃ、外層２ｄを
含む帯電ブラシの基体構成は実施例１と同じである。

【００３４】本実施例では、感光体の表層以外の実施例
１と同様の機能を有する部材に関しては同一の記号を付
し、簡略化のために、同じ説明は省略する。

【００３５】（１）画像形成装置例 実施例１と同様の画像形成装置を用いて行ったが、本実
施例に於いては回転ブラシ２′の電極２ａには帯電バイ
アス印加電源Ｓ１から−７００ＶのＤＣ帯電バイアスが
印加されていることが特徴的である。このとき、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。即ち、ブラシ２′への印加電圧と感光体１の帯電電
位は、ほぼ同じである。

【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
機能層を下から順に設けたものである。感光層１１は、
以下の第１層から第４層の４層からなっている。

【００３７】第１層は下引き層であり、アルミニウムド
ラム基体１０（以下、アルミ基体と記す）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れている厚さ約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。

【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。

【００４１】第５層は本実施例の特徴である電荷注入層
１２であり、バインダーとしての光硬化性のアクリル樹
脂にＳｎＯ₂ 超微粒子１２ａ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】実際には先に述べたように、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電荷注入
層の抵抗値は１×１０¹⁰〜１×１０¹⁴Ωｃｍである必要
があり、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。

【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。

【００４５】これ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。

【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、内針２ｃの直径が５〜２０μｍで体積抵抗率が１０
⁴ 〜１０⁷ Ωｃｍの導電性ナイロン製に厚さ１〜１０μ
ｍで体積抵抗率が１０¹⁰〜１０¹⁶Ωｃｍ以上からなる抵
抗被膜２ｄを設け、外径約５〜２０μｍで長さ１ｍｍの
二重構造からなる導電繊維を厚さ１ｍｍ、体積抵抗値１
０⁴ Ωｃｍの導電性ポリカーボネート製の基体２ｂに静
電的に植毛したシートを、巻き付け外径１４ｍｍのロー
ルブラシとしたもので、１平方インチあたり約５〜６万
フィラメントの密度としたものである。なお基体２ｂ
は、電極２ａの上に支持される。

【００４７】ブラシ抵抗値は１×１０⁷ 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）この二重構造の帯電ブラシ２′を用いる
ことによって、感光体１上にピンホールなどの欠陥が生
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が可能である。

【００４８】また基体２ｂの体積抵抗率は、リークを防
止するために１０⁴ Ωｃｍ以上が好ましく、帯電効率を
良くするため１０⁷ Ωｃｍ以下が好ましい。

【００４９】また、二重構造の帯電ブラシとしたこと
で、ブラシ間の電気的接触を実用上無くすことが出来る
ため、均一な帯電が可能となる。

【００５０】本実施例では、１平方インチあたり約５万
〜６万フィラメントを備えた帯電ブラシとすることで、
３００ｄｐｉ（１平方インチあたり３００ドットの画素
密度）はもとより、６００ｄｐｉでの帯電も良好な画像
を得ることが出来る。

【００５１】（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
層の導電粒子に電荷を充電して帯電を行なう原理であ
る。

【００５２】具体的には、図２の（ａ）の帯電ブラシ部
分の拡大図と、（ｂ）の等価回路に示すように、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。

【００５３】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。

【００５４】このため、レーザによって画像露光を行な
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。

【００５５】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。

【００５６】従来の感光体で良好な電荷注入帯電を行な
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１×１
０³Ω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。

【００５７】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
帯電が行なえる。

【００５８】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。

【００５９】一方、感光体表面にピンホールが生じた場
合にリークを発生して感光体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
圧降下を起こし帯電部材当接部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。

【００６０】実際に表１に具体的な例を示すが、この表
より本発明では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
帯電システム構成できることがわかる。

【００６１】

【表１】

【００６２】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
を表わす。

【００６３】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なう。

【００６４】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
よって行なわれるため、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を２ｍｍ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な
った結果を図３に示す。

【００６５】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に量を表わしてい
る。

【００６６】ここで、感光体１の周速をＶ_K 、帯電ブラ
シ２′の周速をＶ_B 、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と定義した時の周速比を （Ｖ_K −Ｖ_B ）／Ｖ_K 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に対してカウンター方向に等速で回転させるＶ
_B ＝−Ｖ_K 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なうこととし
た。

【００６７】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なうこ
とも可能である。

【００６８】従って、帯電ニップ幅Ｎと周速比を乗じた
値 Ｎ・（Ｖ_B −Ｖ_K ）／Ｖ_K 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。

【００６９】実際に帯電ニップ幅Ｎを２ｍｍ、３ｍｍと
して実験を行なったところ、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なうことができるよう
になった。

【００７０】また、図３からわかるように周速比が０の
時は最も帯電が行な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
入帯電を行な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。

【００７１】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、電荷注入が行なわれてい
ることがわかる。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】（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、反転現象を行なった場合の感光体への転写プラ
スメモリー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
接放電が行なわれるため、プラスメモリーが発生しやす
い。

【００７５】更に、これと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なう等の必要性が
生じていた。

【００７６】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。

【００７７】しかしながら、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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】（第３の実施例）本実施例は、実施例１、
実施例２の帯電ブラシ間に、体積抵抗率１０¹⁰Ωｃｍ以
上からなる材料でブラシを固定したことを特徴としたも
のである。

【００８３】本実施例の帯電部材を図５に示す。

【００８４】図５において、直径６ｍｍの芯金２ａに実
施例１の図１（ｂ）と同じ基材２ｂ、内針２ｃと外層２
ｄを有する帯電ブラシを形成し、本実施例ではブラシ間
の固定部材２ｅとしてウレタンゴムを上記の抵抗値に調
整して、ほぼローラ状に形成したものである。

【００８５】更に、表面を研磨して、二重構造のブラシ
先端とローラ面が同一面になるようにしたものである。

【００８６】前記実施例１と同様の画像形成装置、感光
体を用いて、帯電性を確認したところ、実施例１と同様
の結果を得た。

【００８７】尚、本実施例では、ブラシ間を固定したた
めにブラシの倒れによる不均一帯電が軽減されることが
確認できた。

【００８８】また、本実施例の変形例として、実施例２
の帯電部材を用いて、１０¹⁰Ωｃｍ以上の低効率を持つ
ウレタン材料の固定部材２ｅで図５と同様の構成の帯電
部材を形成させ、実施例２と同様の画像形成装置を用い
て帯電性を評価した。

【００８９】実施態様に関しても、実施例２よりも均一
な帯電が行えた。

【００９０】尚、二重構造のブラシ間を固定する材料と
して、ウレタンを用いたが、たとえばＥＰＤＭを発砲さ
せたものを用いても、同様の効果を得ることが出来る。

【００９１】（第４の実施例）本実施例は、実施例３に
おいて、二重構造のブラシの先端を他の部分よりも内針
２ｃの直径以上は突き出ていることを特徴とした帯電部
材である。

【００９２】本実施例に用いた帯電部材の概略図を図６
に示す。

【００９３】本実施態様では、実施例１の帯電ブラシ間
に、固定部材２ｅとして体積抵抗率１０¹⁰Ωｃｍ以上か
らなる材料でブラシを固定したことを特徴としたもので
ある。

【００９４】図６において、直径６ｍｍの芯金２ａに実
施例１と同様に帯電ブラシを形成し、本実施例では固定
部材２ｅとしてウレタンゴムを上記の抵抗値に調整し
て、ほぼローラ状に形成したものである。

【００９５】本実施態様に用いた二重構造のブラシは、
内針２ｃは２０μｍであり、外層２ｄは１０μｍからな
るものを用いて行った。ブラシ先端は周囲より２０〜１
００ミクロンほど突出している。

【００９６】本実施例において、実施例１と同様の評価
を行ったところ、実施例３よりも良好な帯電性を得るこ
とが出来た。

【００９７】尚、実施例２と同様な二重構造のブラシを
用いても同様に実施例３よりも良好な結果を得た。

【００９８】（第５の実施例）本実施例は、実施例１、
実施例２の帯電ブラシをプレート状にしたものを、帯電
部材としたものである。

【００９９】本実施例の帯電部材の該略図を図７に示
す。

【０１００】図７において、実施例１のプレート状の帯
電部材１５は、金属製の支持部材（電極）１５０に、導
電性ポリカーボネート１５１の基体上に二重構造のブラ
シ１５２を静電植毛したものである。ブラシ１５２は、
図１（ｂ）の内針２ｃと外層２ｄとからなる。

【０１０１】本実施例では感光体１と順方向に当接して
おり、感光体とのニップ幅は３ｍｍになるよう、帯電部
材１５を支持している。尚、帯電部材の回転方向の長さ
Ｌは１０ｍｍである。

【０１０２】実施例１と同様の画像形成装置にて、画像
形成したところ、実施例１とほぼ同様の結果を得た。

【０１０３】本実施例のプレート上の帯電部材は、製造
的に見て、静電植毛を行い、カッティングし、支持部材
１５０に接着することで行えるため、安価に製造できる
と言う利点がある。

【０１０４】（第６の実施例）本実施例は、現像剤の形
状係数ＳＦ−１が１５０以下である現像剤を用いること
を特徴としたものである。

【０１０５】使用した帯電部材及び画像形成装置は実施
例１と同様である。

【０１０６】本実施例における形状係数ＳＦ−１とは、
下記及び図８に示したものである。

【０１０７】すなわち、図８に示す様に、球状物質の形
状の丸さの割合を示す数値であり、球状物質を２次元平
面上に投影してできる楕円状図形の最大長ＭＸＬＮＧの
二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００π／４を乗じ
た時の値で表される。つまり形状係数ＳＦ１の次式、 ＳＦ１＝｛（ＭＸＬＮＧ）² ／ＡＲＥＡ｝×（１００π
／４） で定義されるものである。

【０１０８】本実施例では、使用した現像剤は一成分磁
性トナーを使用し、粉砕法で製造されたトナーを更に球
形化処理を行って上記の形状係数にしたものを用いた。
トナー粒径は体積平均径で６〜７ミクロンである。

【０１０９】また、トナーには外添剤として、シリカを
１．２％を球状化処理のあとに添加した。

【０１１０】本現像剤を用いた結果、帯電部材へのトナ
ーの付着は軽減され、耐久での帯電性能が向上した。そ
の結果を表２に示す。１０００枚、２００００枚、４０
０００枚とは、画像形成を行なった、Ａ４サイズの普通
紙の転写材の枚数である。

【０１１１】

【表２】

【０１１２】尚、ここで、〇は帯電性が均一である状態
を示し、△は帯電性が均一では無いものの、実用上問題
の無い範囲と考えられるもの。△×は実用上改善を必要
とするものである。

【０１１３】（第７の実施例）本実施例は、前記実施例
６における形状係数ＳＦ−１を１１０以下としたもので
あり、重合法で製造したトナーである。

【０１１４】本実施例で使用したトナーは磁性体を含ま
ない非磁性一成分現像剤である。

【０１１５】平均粒径は体積平均径で約６μｍである。

【０１１６】また、本実施例で用いた帯電部材、画像形
成装置は前記実施例６と同様である。

【０１１７】本実施例の結果を粉砕法トナーを用いた場
合の比較例と比較して表３にて説明する。２０００枚、
４００００枚、８００００枚とは、画像形成を行なっ
た、Ａ４サイズの普通紙の転写材の枚数である。

【０１１８】

【表３】

【０１１９】表３に示すように、形状係数ＳＦ−１が１
１０以下では耐久性能が一段と向上する。

【０１２０】尚、ここで表３の〇、△、△×は、前記実
施例と同様であり、×は改善の必要があることを示す。

【０１２１】尚、本実施例に於いては、使用したトナー
として非磁性現像剤を用いたが、磁性現像剤を用いても
同様である。

【０１２２】

【発明の効果】本発明によれば、ブラシ部材が導電性芯
部材と被服層とを備えることによりブラシ間の電気的接
触を軽減することにより、均一な帯電を行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の帯電部材の第１の実施例の説明図。

【図２】本発明の第２の実施例の説明図。

【図３】周速比とドラム電位との関係を示すグラフ。

【図４】印加ＤＣ電圧とドラム電位との関係を示すグラ
フ。

【図５】本発明の第３の実施例の説明図。

【図６】本発明の第４の実施例の説明図。

【図７】本発明の第５の実施例の説明図。

【図８】現像剤の形状係数ＳＦ−１を示す説明図。

【符号の説明】

１ 感光体 ２、２′ 帯電部材 ２ａ 電極 ２ｂ 基体 ２ｃ 内針 ２ｄ 被膜 １０ ドラム基体 １１ 感光層 １２ 電荷注入層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渋谷 卓史 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 (72)発明者 小酒 達 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 依田 寧雄 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 (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体とブラシ部材と、を有し、電圧が印
   加され、被帯電体を帯電する帯電部材において、 前記ブラシ部材は、前記基体と電気的に接続された導電
   性芯部材と、この導電性芯部材に被覆され前記導電性芯
   部材よりも体積抵抗率の大きい被覆層と、を備えること
   を特徴とする帯電部材。
2. 【請求項２】 前記導電性芯部材は、直径が５〜８０μ
   ｍ、体積抵抗率が１０⁷ Ωｃｍ以下であり、前記被覆層
   は、厚さ１〜４０μｍ、体積抵抗率が１０¹⁰Ωｃｍ以上
   であり、前記基体は、体積抵抗率が１０⁴ 〜１０⁷ Ωｃ
   ｍであることを特徴とする請求項１の帯電部材。
3. 【請求項３】 前記導電性芯部材は、直径が５〜２０μ
   ｍ、体積抵抗率が１０⁴ 〜１０7 Ωｃｍであり、前記被
   覆層は、厚さ１〜１０μｍ、体積抵抗率が１０¹⁰〜１０
   ¹⁶Ωｃｍであることを特徴とする請求項２の帯電部材。
4. 【請求項４】 前記帯電部材は、総抵抗値が１×１０⁴
   〜１×１０⁷ Ωであることを特徴とする請求項１乃至３
   の帯電部材。
5. 【請求項５】 前記帯電部材は、前記ブラシ部材どうし
   の間を固定する１０¹⁰Ωｃｍ以上の固定部材を備えるこ
   とを特徴とする請求項１乃至４の帯電部材。
6. 【請求項６】 前記ブラシ部材の先端は、前記帯電部材
   の他の部分よりも前記導電性芯部材の直径以上突き出し
   ていることを特徴とする請求項１乃至５の帯電部材。
7. 【請求項７】 基体と、像担持体に接触するブラシ部材
   と、を有し、電圧が印加され、像担持体を帯電する帯電
   部材を備える帯電装置において、 前記ブラシ部材は、前記基体と電気的に接続された導電
   性芯部材と、この導電性芯部材に被覆され前記導電性芯
   部材よりも体積抵抗率の大きい被覆層と、を備えること
   を特徴とする帯電装置。
8. 【請求項８】 前記導電性芯部材は、直径が５〜８０μ
   ｍ、体積抵抗率が１０⁷ Ωｃｍ以下であり、前記被覆層
   は、厚さ１〜４０μｍ、体積抵抗率が１０^１０Ωｃｍ以
   上であり、前記基体は、体積抵抗率が１０^４ 〜１０⁷
   Ωｃｍであることを特徴とする請求項７の帯電装置。
9. 【請求項９】 前記導電性芯部材は、直径が５〜２０μ
   ｍ、体積抵抗率が１０⁴ 〜１０7 Ωｃｍであり、前記被
   覆層は、厚さ１〜１０μｍ、体積抵抗率が１０¹⁰〜１０
   ¹⁶Ωｃｍであることを特徴とする請求項８の帯電装置。
10. 【請求項１０】 前記帯電部材は、総抵抗値が１×１０
    ⁴ 〜１×１０⁷ Ωであることを特徴とする請求項７乃至
    ９の帯電装置。
11. 【請求項１１】 前記像担持体は、その表面に１×１０
    ¹⁰〜１×１０¹⁴Ωｃｍの体積抵抗率の電荷注入層を備え
    ることを特徴とする請求項７乃至１０の帯電装置。
12. 【請求項１２】 前記電圧は、ＤＣ電圧であることを特
    徴とする請求項７乃至１１の帯電装置。
13. 【請求項１３】 前記帯電部材は、前記ブラシ部材どう
    しの間を固定する１０¹⁰Ωｃｍ以上の固定部材を備える
    ことを特徴とする請求項７乃至１２の帯電装置。
14. 【請求項１４】 前記ブラシ部材の先端は、前記帯電部
    材の他の部分よりも前記導電性芯部材の直径以上突き出
    していることを特徴とする請求項７乃至１３の帯電装
    置。
15. 【請求項１５】 前記帯電部材は、回転可能であること
    を特徴とする請求項７乃至１４の帯電装置。
16. 【請求項１６】 前記帯電部材は、プレート状であるこ
    とを特徴とする請求項７乃至１４の帯電装置。
17. 【請求項１７】 前記像担持体は、形状係数ＳＦ−１が
    １５０以下である現像剤によって現像されることを特徴
    とする請求項７乃至１６の帯電装置。
18. 【請求項１８】 前記現像剤の形状係数ＳＦ−１が１１
    ０以下であることを特徴とする請求項１７の帯電装置。