JPH09244355A

JPH09244355A - 帯電装置、画像記録装置及びプロセスカートリッジ

Info

Publication number: JPH09244355A
Application number: JP8079622A
Authority: JP
Inventors: Yasunori Kono; 康則児野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-03-07
Filing date: 1996-03-07
Publication date: 1997-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】電荷注入接触帯電方式・ＡＣ印加方式の帯電
装置、該装置を使用した画像記録装置等について、帯電
均一性と、帯電不良の防止を両立させ、画像記録装置に
あっては高品位な画像記録を長期に渡り安定に維持させ
ること。【解決手段】被帯電体移動方向に沿って、少なくと
も、第１の帯電器２Ａと、それよりも被帯電体移動方向
下流側の第２の帯電器２Ｂを有し、印加交流電圧に起因
して発生する被帯電体表面の電位変動ΔＶに関して、第
１の帯電器２Ａにおける該電位変動ΔＶ１と、第２の帯
電器２Ｂにおける該電位変動ΔＶ２とが、ΔＶ１＞ΔＶ
２となるように両帯電器の帯電特性が設定されているこ
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、帯電装置、画像記
録装置及びプロセスカートリッジに関する。

【０００２】より詳しくは、電圧を印加した帯電器（接
触帯電部材）を被帯電体に接触させて被帯電体を帯電
（除電も含む）する接触帯電方式の帯電装置、該帯電装
置を用いた画像記録装置やプロセスカートリッジに関す
る。

【０００３】

【従来の技術】例えば、電子写真方式・静電記録方式等
の複写機・プリンタなど、電子写真感光体・静電記録誘
電体等の像担持体に該像担持体を帯電する工程を含む作
像プロセスを適用して画像形成を実行する画像記録装置
においては、被帯電体としての像担持体を一様に帯電処
理する手段機器として従来一般にコロナ帯電装置が利用
されていた。

【０００４】これは、コロナ帯電器を被帯電体に非接触
に対向配設し、高圧を印加したコロナ帯電器から発生す
るコロナシャワーに被帯電体面をさらすことで被帯電体
面を所定の極性・電位に帯電させるものである。

【０００５】近年は、コロナ帯電装置よりも低オゾン・
低電力等の利点を有することから、中・低速機種の画像
記録装置などには接触帯電装置（直接帯電装置）が実用
されるようになってきている。

【０００６】これは、被帯電体に、所定の電圧を印加し
た帯電器を当接させ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。接触帯電器は導電性の部材であ
り、弾性ローラ（ローラ帯電器）、ブレード（ブレード
帯電器）、磁気ブラシ（磁気ブラシ帯電器）、ファーブ
ラシ（ファーブラシ帯電器）等の形態のものが用いられ
る。

【０００７】磁気ブラシ帯電器は、給電電極を兼ねる回
転或は非回転の担持部材に磁気拘束して担持させた導電
性磁性粒子の磁気ブラシ部を有し、該磁気ブラシ部を被
帯電体に接触させ、担持部材に給電するものである。

【０００８】ファーブラシ帯電器は、給電電極を兼ねる
回転或は非回転の担持部材に担持させた導電性繊維のブ
ラシ部を有し、該導電性繊維ブラシ部を被帯電体に接触
させ、担持部材に給電するものである。

【０００９】磁気ブラシ帯電器やファーブラシ帯電器は
帯電、接触の安定性という点から好ましく用いられる。

【００１０】接触帯電には、放電現象による帯電が支配
的である系と、被帯電体面に対する電荷の直接注入（充
電）による帯電が支配的である系（電荷注入接触帯電方
式）がある。

【００１１】電荷注入接触帯電方式については例えば特
開平６−３９２１号公報に開示されている。これは上記
のような接触帯電器に電圧を印加し、表面に電荷注入層
を設けた、被帯電体としての感光体上のフロート電極に
該感光体面に接触させた接触帯電器から電荷を注入して
帯電を行なう方法である。具体的には、特開平６−３９
２１号公報では、電荷注入層として、感光体表面にアク
リル樹脂に導電フィラー（導電性粒子）であるアンチモ
ンドープで導電化したＳｎＯ₂ を分散したものを塗工し
て用いることが可能であるとの記述がある。

【００１２】このような電荷注入接触帯電方式は、放電
現象を用いないため、所望する感光体表面電位に等しい
直流電圧を接触帯電器に印加することで感光体を該所望
の表面電位に帯電可能であり、またオゾンの発生もな
い。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】接触帯電装置におい
て、接触帯電器に対する印加電圧は、直流電圧（ＤＣバ
イアス）のみとする「ＤＣ印加方式」と、ＤＣバイアス
と交流電圧（ＡＣバイアス）を重畳した振動電圧（時間
とともに電圧値が周期的に変化する電圧）を印加する
「ＡＣ印加方式」がある。

【００１４】ＤＣ印加方式の場合、接触帯電器の汚染や
変性、環境変動等に起因する抵抗上昇の影響が帯電不良
となって現れやすい。これに比べて、ＡＣ印加方式の場
合は、ＡＣバイアスを印加し高電位差を生むことで、高
抵抗化した接触帯電器であっても、帯電均一性・帯電安
定性がある。

【００１５】しかしながら、ＡＣ印加方式の場合も、Ａ
Ｃバイアスを印加したことに起因する被帯電体表面の細
かな電位ムラの帯電不良があり、被帯電体としての像担
持体の帯電を接触帯電方式・ＡＣ印加方式にした電子写
真装置等の画像記録装置においては、このＡＣバイアス
を印加したことに起因する細かな電位ムラによる「かぶ
り」（ＡＣかぶり）が出力画像に発生して記録画像の品
質を低下させることがある。

【００１６】「かぶり」とは、本来非画像部（白紙部）
であるはずのところが、わずかに現像され画像部との光
学的コントラストをそこなう画像不良である。

【００１７】電荷注入による接触帯電方式においては、
接触帯電器から被帯電体に直接電荷を注入し帯電を行な
うため、印加バイアスに対してリニアに被帯電体を帯電
することができる。従って、ＤＣバイアスのみでも帯電
可能であるが、画像記録装置にあっては繰り返し印字す
ることにより接触帯電器が徐々に汚染されていく等によ
り抵抗上昇して帯電不良による画像不良が発生する。Ａ
Ｃ印加方式にすることで、高抵抗化した接触帯電器であ
っても、より安定した帯電が可能となるが、その反面、
ＡＣバイアスを印加したときはＡＣバイアスに起因する
像担持体表面の細かな電位ムラを生じて画像ムラやかぶ
りを生じさ画像品質を低下させることがある。

【００１８】即ち、電荷注入接触帯電方式においては接
触帯電器電圧とほぼ等しい電位に被帯電体が帯電される
ため、ＡＣバイアスを重畳して迅速に安定して帯電を行
おうとすると微小な電位ムラを生じやすい。

【００１９】この電位ムラを生じないような帯電器構成
をとると、電荷注入能力が低く、画像記録装置にあって
は、帯電不良による、かぶりや帯電不良によるゴースト
画像が現れ画像品位を低下させる。

【００２０】本発明は、電荷注入接触帯電方式・ＡＣ印
加方式の帯電装置、該帯電装置を使用した画像記録装置
やプロセスカートリッジについて、接触帯電器にＡＣバ
イアスを印加したことに起因する被帯電体表面の細かな
電位ムラの抑制（帯電均一性）と、帯電不良の防止（帯
電安定性）を両立させること、画像記録装置やプロセス
カートリッジにあっては、該帯電均一性と帯電安定性の
両立により高品位な画像記録を長期に渡り安定に維持さ
せることを目的とする。

【００２１】

【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、帯電装置、画像記録装置及びプロセスカート
リッジである。

【００２２】（１）直流電圧と交流電圧を重畳した電圧
が印加され、被帯電体に接触して該被帯電体を帯電する
帯電器を有する帯電装置において、被帯電体移動方向に
沿って、少なくとも、第１の帯電器と、それよりも被帯
電体移動方向下流側の第２の帯電器を有し、該第１と第
２の両帯電器についてそれぞれ一方極性の直流電圧を印
加したときの直流電圧と被帯電体電位の関係がおよそ比
例関係にある帯電特性を有し、帯電器の時定数をτ（ｓ
ｅｃ）、印加する交流電圧の周波数をｆ（Ｈｚ）、交流
電圧の実効電圧をＶ_AC（Ｖ）、とするとき、

【００２３】

【数５】で算定される、印加交流電圧に起因して発生する被帯電
体表面の電位変動ΔＶに関して、第１の帯電器における
該電位変動ΔＶ１と、第２の帯電器における該電位変動
ΔＶ２とが、ΔＶ１＞ΔＶ２となるように第１と第２の
両帯電器の帯電特性が設定されていることを特徴とする
帯電装置。

【００２４】（２）直流電圧と交流電圧を重畳した電圧
が印加され、被帯電体に接触して該被帯電体を帯電する
帯電器を有する帯電装置において、帯電器は、被帯電体
移動方向に沿って、少なくとも、第１の給電部材による
第１の帯電部と、それよりも被帯電体移動方向下流側の
第２の給電部材による第２の帯電部を有し、該第１と第
２の両帯電部についてそれぞれ一方極性の直流電圧を印
加したときの直流電圧と被帯電体電位の関係がおよそ比
例関係にある帯電特性を有し、帯電部の時定数をτ（ｓ
ｅｃ）、給電部材に印加する交流電圧の周波数をｆ（Ｈ
ｚ）、交流電圧の実効電圧をＶ_AC（Ｖ）、とするとき、

【００２５】

【数６】で算定される、印加交流電圧に起因して発生する被帯電
体表面の電位変動ΔＶに関して、第１の帯電部における
該電位変動ΔＶ１と、第２の帯電部における該電位変動
ΔＶ２とが、ΔＶ１＞ΔＶ２となるように第１と第２の
両帯電部の帯電特性が設定されていることを特徴とする
帯電装置。

【００２６】（３）帯電器は、担持部材に磁気拘束して
担持させた導電磁性粒子の磁気ブラシ部を有し、該磁気
ブラシ部を被帯電体に接触させた磁気ブラシ帯電器であ
ることを特徴とする（１）または（２）に記載の帯電装
置。

【００２７】（４）帯電器は、導電性繊維のブラシ部を
有し、該導電性繊維ブラシ部を被帯電体に接触させたフ
ァーブラシ帯電器であることを特徴とする（１）または
（２）に記載の帯電装置。

【００２８】（５）被帯電体が表面抵抗１０⁹ 〜１０¹⁴
Ω／ｃｍの低抵抗層を有することを特徴とする（１）な
いし（４）のいずれか１つに記載の帯電装置。

【００２９】（６）被帯電体が絶縁性材料に導電性粒子
を分散した表面層を有することを特徴とする（１）ない
し（５）のいずれか１つに記載の帯電装置。

【００３０】（７）導電性粒子がＳｎＯ₂ であることを
特徴とする（６）に記載の帯電装置。

【００３１】（８）被帯電体が画像記録装置における像
担持体であることを特徴とする（１）ないし（７）の何
れか１つに記載の帯電装置。

【００３２】（９）像担持体に該像担持体を帯電する工
程を有する作像プロセスを適用して画像形成を実行する
画像記録装置において、像担持体の帯電工程手段が、直
流電圧と交流電圧を重畳した電圧が印加され、像担持体
に接触して該像担持体を帯電する帯電器を有する帯電装
置であり、像担持体移動方向に沿って、少なくとも、第
１の帯電器と、それよりも像担持体移動方向下流側の第
２の帯電器を有し、該第１と第２の両帯電器についてそ
れぞれ一方極性の直流電圧を印加したときの直流電圧と
像担持体電位の関係がおよそ比例関係にある帯電特性を
有し、帯電器の時定数をτ（ｓｅｃ）、印加する交流電
圧の周波数をｆ（Ｈｚ）、交流電圧の実効電圧をＶ
_AC（Ｖ）、とするとき、

【００３３】

【数７】で算定される、印加交流電圧に起因して発生する像担持
体表面の電位変動ΔＶに関して、第１の帯電器における
該電位変動ΔＶ１と、第２の帯電器における該電位変動
ΔＶ２とが、ΔＶ１＞ΔＶ２となるように第１と第２の
両帯電器の帯電特性が設定されていることを特徴とする
画像記録装置。

【００３４】（１０）像担持体に該像担持体を帯電する
工程を有する作像プロセスを適用して画像形成を実行す
る画像記録装置において、像担持体の帯電工程手段が、
直流電圧と交流電圧を重畳した電圧が印加され、像担持
体に接触して該像担持体を帯電する帯電器を有する帯電
装置において、帯電器は、像担持体移動方向に沿って、
少なくとも、第１の給電部材による第１の帯電部と、そ
れよりも像担持体移動方向下流側の第２の給電部材によ
る第２の帯電部を有し、該第１と第２の両帯電部につい
てそれぞれ一方極性の直流電圧を印加したときの直流電
圧と像担持体電位の関係がおよそ比例関係にある帯電特
性を有し、帯電部の時定数をτ（ｓｅｃ）、給電部材に
印加する交流電圧の周波数をｆ（Ｈｚ）、交流電圧の実
効電圧をＶ_AC（Ｖ）、とするとき、

【００３５】

【数８】で算定される、印加交流電圧に起因して発生する像担持
体表面の電位変動ΔＶに関して、第１の帯電部における
該電位変動ΔＶ１と、第２の帯電部における該電位変動
ΔＶ２とが、ΔＶ１＞ΔＶ２となるように第１と第２の
両帯電部の帯電特性が設定されていることを特徴とする
画像記録装置。

【００３６】（１１）像担持体が光導電性であり、この
像担持体に、該像担持体を帯電する工程、その帯電面に
露光により静電潜像を形成する工程、該静電潜像を帯電
したトナーにより可視化する工程を有する作像プロセス
で画像形成が実行されることを特徴とする（９）または
（１０）に記載の画像記録装置。

【００３７】（１２）帯電器は、担持部材に磁気拘束し
て担持させた導電磁性粒子の磁気ブラシ部を有し、該磁
気ブラシ部を像担持体に接触させた磁気ブラシ帯電器で
あることを特徴とする（９）ないし（１１）のいずれか
１つに記載の画像記録装置。

【００３８】（１３）帯電器は、導電性繊維のブラシ部
を有し、該導電性繊維ブラシ部を像担持体に接触させた
ファーブラシ帯電器であることを特徴とする（９）ない
し（１１）のいずれか１つに記載の画像記録装置。

【００３９】（１４）像担持体が表面抵抗１０⁹ 〜１０
¹⁴Ω／ｃｍの低抵抗層を有することを特徴とする（９）
ないし（１３）のいずれか１つに記載の画像記録装置。

【００４０】（１５）像担持体が絶縁性材料に導電性粒
子を分散した表面層を有することを特徴とする（９）な
いし（１４）のいずれか１つに記載の画像記録装置。

【００４１】（１６）導電性粒子がＳｎＯ₂ であること
を特徴とする（１５）に記載の画像記録装置。

【００４２】（１７）少なくとも、像担持体と、（１）
ないし（８）の何れか１つに記載の帯電装置の少なくと
も帯電器を包含して画像記録装置本体に対して着脱され
ることを特徴とするプロセスカートリッジ。

【００４３】〈作用〉１）本発明は、電荷注入接触帯電方式の帯電系が抵抗と
コンデンサの時定数を有する帯電特性を持つことを利用
し、ＡＣ印加方式において印加ＡＣバイアスが被帯電体
表面に与える電位変動（電位振れ巾）ΔＶ、つまり印加
ＡＣバイアスに起因する被帯電体表面の細かな電位ムラ
を、実質的に悪影響しない一定量以下に抑えながら、し
かも帯電性を向上させるものである。

【００４４】２）即ち、上記本発明において、

【００４５】

【数９】は、電荷注入接触帯電方式・ＡＣ印加方式で被帯電体を
帯電処理した場合のＡＣバイアスに起因して定常的に発
生する被帯電体表面の電位振れ巾ΔＶ（Ｖ）、つまり印
加ＡＣバイアスに起因する被帯電体表面の細かな電位ム
ラを意味する。

【００４６】この電位振れ巾（電位ムラ）ΔＶが小さい
程ＡＣバイアスによるかぶりは低下するが、同時に帯電
安定性は低下し、被帯電体の繰り返し帯電（印字）を行
ったときには、帯電不良を生じやすくなる。

【００４７】そこで本発明においては、被帯電体（像担
持体）移動方向に沿って、少なくとも、第１の帯電器
と、それよりも被帯電体移動方向下流側の第２の帯電器
を具備させ、第１の帯電器における該電位振れ巾ΔＶ１
と、第２の帯電器における該電位振れ巾ΔＶ２とが、Δ
Ｖ１＞ΔＶ２となるように第１と第２の両帯電器の帯電
特性を設定して、あるいは、帯電器に、被帯電体移動方
向に沿って、少なくとも、第１の給電部材による第１の
帯電部と、それよりも被帯電体移動方向下流側の第２の
給電部材による第２の帯電部を具備させ、第１の帯電部
における該電位振れ巾ΔＶ１と、第２の帯電部における
該電位振れ巾ΔＶ２とが、ΔＶ１＞ΔＶ２となるように
第１と第２の両帯電部の帯電特性を設定して、第２の帯
電器（第２の帯電部）よりも被帯電体移動方向上流側で
ある第１の帯電器（第１の帯電部）での被帯電体の帯電
は帯電性能を優先させて被帯電体電位を瞬時に上げるが
高い電位振れ巾ΔＶ１を生じる構成をとり、この第１の
帯電器よりも被帯電体移動方向下流側である第２の帯電
器での被帯電体の帯電はＡＣバイアスを印加したことに
起因する細かな電位ムラを被帯電体上に実質的に残さな
いよう十分低い電位振れ巾ΔＶ２（１００Ｖ以下が望ま
しい）となる状態で帯電する２重帯電の構成にする。

【００４８】第１と第２の帯電器（帯電部）における電
位振れ巾ΔＶ１，ΔＶ２は、第１と第２の帯電器それぞ
れにおいて印加ＡＣバイアスの実効電圧Ｖ_ACの倍数、周
波数ｆ、時定数τを調整することにより所望に調整でき
る。

【００４９】これにより、電荷注入接触帯電方式・ＡＣ
印加方式の帯電装置、該帯電装置を使用した画像記録装
置やプロセスカートリッジについて、接触帯電器にＡＣ
バイアスを印加したことに起因する被帯電体表面の細か
な電位ムラの抑制（帯電均一性）と、帯電不良の防止
（帯電安定性）を両立させることができて、画像記録装
置やプロセスカートリッジにあっては、該帯電均一性と
帯電安定性の両立により高品位な画像記録を長期に渡り
安定に維持させることができる。

【００５０】３）また接触帯電器は特に磁気ブラシ帯電
器を使用することにより、かぶりがなく、帯電均一性に
も優れた帯電を行うことができ、優れた画像記録を可能
にする。接触帯電であっても、放電現象による帯電が支
配的である系においては、接触帯電器と被帯電体の電位
差は最小放電開始電圧（常温常圧において３２５Ｖ）以
下には成りえないため本発明の構成をとる効果はない
が、被帯電体面に対する電荷の直接注入（充電）による
帯電が支配的である系においては、接触帯電器に印加し
たＤＣバイアスとほぼ等しい電位に被帯電体が帯電され
るため、ＡＣバイアスを重畳し、迅速に安定して帯電を
行おうとすると、前述したように微小な帯電ムラを生じ
やすい。本発明は、このような電荷注入による帯電方式
において、ＡＣバイアスを印加するときに非常に有効な
構成を提供するものである。これは接触帯電器が磁気ブ
ラシ帯電器のみでなく、ファーブラシ帯電器やローラ帯
電器等の形態の部材であっても被帯電体が印加ＤＣバイ
アスとほぼ等しく帯電される帯電装置において共通して
有効である。ただ、磁気ブラシ帯電器のように、より均
一に細かく被帯電体に接触できる部材の方が、接触によ
る帯電ムラも少なく、本発明の構成を取ることでＡＣバ
イアスによるムラも少なく、より優れた帯電を実現可能
である。

【００５１】

【発明の実施の形態】

〈実施形態例１〉（図１〜図８）（１）画像記録装置例の概略（図１）図１は本発明に従う画像記録装置例の概略構成図であ
る。本例の画像記録装置は、転写式電子写真方式・プロ
セスカートリッジ着脱方式のレーザービームプリンタで
ある。

【００５２】１は像担持体（被帯電体）としての回転ド
ラム型の電子写真感光体であり、中心支軸を中心に矢示
の時計方向ａに所定の周速度（プロセススピード）、本
例では１００ｍｍ／ｓｅｃをもって回転駆動される。本
例の感光体は表面に電荷注入層を設けたＯＰＣ感光体
（有機感光体）である。これについては（３）項で詳述
する。

【００５３】２Ａ・２Ｂは該感光体１に対する第１の接
触帯電器と、これよりも感光体回転方向下流側の第２の
接触帯電器であり、本例の第１及び第２の帯電器２Ａ・
２Ｂはそれぞれ矢示の時計方向ｂに回転駆動されるスリ
ーブ回転タイプの磁気ブラシ帯電器である。これについ
ては（４）項で詳述する。

【００５４】この第１と第２の磁気ブラシ帯電器２Ａ・
２Ｂにそれぞれ帯電バイアス印加電源Ｓ１・Ｓ２から帯
電バイアスとして所定の直流バイアスと交流バイアスの
重畳電圧が印加され（ＡＣ印加方式）、回転感光体表面
が所定の極性・電位に電荷注入方式で接触帯電処理され
る。本例においてはほぼ−７００Ｖに帯電処理される。

【００５５】その回転感光体１の帯電処理面に対して露
光器としてのレーザースキャナ７によりレーザービーム
走査露光Ｌがなされて目的の画像情報に対応した静電潜
像が形成される。レーザースキャナ７は目的の画像情報
の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレ
ーザー光Ｌを出力する。７ａはレーザースキャナ７から
の出力レーザー光Ｌを回転感光体１の画像露光部に偏向
するミラーである。

【００５６】その回転感光体面の静電潜像が現像器３に
よりトナー画像として現像される。本例の場合は反転現
像器であり、静電潜像の露光明部にトナーが付着して潜
像の現像がなされる。３ａは回転現像スリーブ、３ｂは
該現像スリーブ内に挿入配設したマグネットローラ、Ｓ
３は現像スリーブ３ａに対する現像バイアス印加電源で
ある。現像スリーブ３ａは感光体１の表面と０．３ｍｍ
隔てて対向しており、矢示の反時計方向に回転駆動され
てその周面に負に摩擦帯電されたトナーが薄層として塗
布されて感光体との対向部（現像部）へ搬送される。現
像スリーブ３ａには現像バイアス印加電源Ｓ３により、
本例の場合は、−５００ＶのＤＣ電圧と、周波数２．０
ＫＨｚ、ピーク間電圧１．６ｋＶのＡＣ電圧を重畳した
現像バイアスを印加することで、感光体１の静電潜像の
露光明部に現像スリーブ３ａ側のトナーが電界により選
択的に付着して静電潜像のトナー現像がなされる。

【００５７】回転感光体１面のトナー画像は感光体１と
転写器４との対向部である転写部Ｔにおいて、該転写部
Ｔに不図示の給紙機構部から所定のタイミングで給紙さ
れた記録材（転写材）Ｐに対して転写される。転写器４
は本例の場合は感光体に当接させた転写ローラであり、
この転写ローラ４に転写バイアス印加電源Ｓ４からトナ
ーの帯電極性とは逆極性の所定電圧の転写バイアスが印
加されて、転写部Ｔに導入された記録材Ｐの表面側に感
光体１面側のトナー画像が静電的に転写される。

【００５８】転写部Ｔを通ってトナー画像の転写を受け
た記録材Ｐは回転感光体面から分離されて定着器５に導
入され、トナー画像の定着処理を受けてプリントとして
出力される。

【００５９】また記録材分離後の回転感光体の面はクリ
ーニング器６により転写残りトナー等の付着残留物の除
去を受けて清浄面化され、繰り返して作像に供される。

【００６０】（２）プロセスカートリッジ１０１０はプリンタ本体内の所定の部位に対して着脱自在に
装着されるプロセスカートリッジである。本例のもの
は、像担持体としての感光体１と、接触帯電部材として
の第１及び第２の磁気ブラシ帯電器２Ａ・２Ｂと、現像
器３と、クリーニング器６の４つのプロセス機器を所定
の相互配置関係をもって一体的にカートリッジ筐体内に
組み付けてプロセスカートリッジ１０としてある。

【００６１】このプロセスカートリッジ１０をプリンタ
本体内の所定の部位に対して装着することで、該プロセ
スカートリッジ１０とプリンタ本体側とが機械的・電気
的に所定に結合状態になり、プリンタが画像形成動作可
能状態になる。８・８はプロセスカートリッジ１０の着
脱ガイド部材兼保持部材である。

【００６２】（３）感光体１（図２）本例で使用の感光体１は前述したように、表面に電荷注
入層を設けたＯＰＣ感光体（有機感光体）である。

【００６３】図２は該感光体１の層構成模型図である。
１１はアルミニウム製のドラム基体（Ａｌドラム基体）
であり、その上に、下引き層１２、正電荷注入防止層１
３、電荷発生層１４、電荷輸送層１５を順次に重ねて塗
工することで一般的なＯＰＣ感光体層を形成し、更にそ
の上に電荷注入層１６を塗布して形成具備させたもので
ある。

【００６４】本例における電荷注入層１６は、光硬化型
のアクリル樹脂に、導電性粒子としてのＳｎＯ₂ 超微粒
子１６ａ（径が約０．０３μｍ）、４フッ化エチレン樹
脂（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。電
荷注入層１６の抵抗値としては１×１０⁹ 〜１×１０¹⁴
（Ω・ｃｍ）の範囲が適当である。

【００６５】感光体層はＣｄＳや、Ｓｉ，Ｓｅなど無機
物半導体を用いることもできる。

【００６６】（４）第１と第２の磁気ブラシ帯電器２Ａ
・２Ｂ（図３・図４）図３は第１と第２の磁気ブラシ帯電器２Ａ・２Ｂ部分の
構成模型図である。この両磁気ブラシ帯電器２Ａ・２Ｂ
は何れも同様構成のスリーブ回転タイプの磁気ブラシ帯
電器である。

【００６７】即ち、何れも、固定支持させたマグネット
ローラ２ａと、このマグネットローラ２ａの外回りに同
心に回転自由に外嵌させた、表面の平均粗さＲａ１．２
μｍの非磁性の導電性帯電スリーブ２ｂと、この帯電ス
リーブ２ｂの外周面に帯電スリーブ内部のマグネットロ
ーラ２ａの磁力により吸着保持させて形成させた導電性
磁性粒子の磁気ブラシ層２ｃからなる。

【００６８】マグネットローラ２ａは帯電スリーブ表面
上で半径方向の磁束密度のピークが６００Ｇを発生する
磁極を４極有するものを使用し、感光体１側に一つの磁
極が向くようにマグネットローラ２ａを固定支持させ
た。

【００６９】磁気ブラシ層２ｃを構成させる導電性磁性
粒子は、所定の抵抗値、形状及び磁気特性を有する必要
がある。例えば、平均粒径が３０μｍ、体積抵抗のオー
ダが１×１０⁶ （Ωｃｍ）のフェライト粒子であり、飽
和磁化が６０（Ａ・ｍ² ／ｋｇ）のものを使用した。

【００７０】導電性磁性粒子の抵抗測定は、底面積２２
８ｍｍ² の筒状の容器に導電性磁性粒子を２ｇ充填して
１５Ｋｇで加圧し、上下から１００Ｖの電圧を印加して
この系に流れる電流から算出し正規化したもので定義し
た。

【００７１】導電性磁性粒子としては、フェライト、マ
グネタイトなど磁性金属粒子や、またこれらの磁性粒子
を樹脂で決着したものも使用可能である。抵抗値は１×
１０⁴ 〜１×１０⁷ Ωｃｍのものが適当である。粒径に
ついては５〜５０μｍが適性であった。また、複数の磁
性粒子を混合し用いることで帯電性の向上も図ることが
可能である。本発明において、帯電ニップの構成、導電
性磁性粒子の抵抗、流刑は磁気ブラシを構成したとき
に、帯電器全体として後述するある一定の条件を満足す
るように適切な特性をもつ必要がある。

【００７２】導電性磁性粒子の平均粒径は、水平方向最
大弦長で示し、測定法は顕微鏡法により、粒子３００個
以上をランダムに選び、その径を実測して算術平均をと
ることによって算出した。

【００７３】導電性磁性粒子の磁気特性測定には理研電
子株式会社の直流磁化Ｂ−Ｈ特性自動記録装置ＢＨＨ−
５０を用いることができる。この際、直径（内径）６．
５ｍｍ、高さ１０ｍｍの円柱状の容器に導電性磁性粒子
を荷重約２ｇ重程度で充填し、容器内で粒子が動かない
ようにしてそのＢ−Ｈカーブから飽和磁化を測定する。

【００７４】而して、上記の第１と第２の磁気ブラシ帯
電器２Ａ・２Ｂをそれぞれ、感光体１と略並行にして、
帯電スリーブ２ｂの表面と感光体１の表面との離間距離
が０．５ｍｍになるように長手方向の端部をスペーサ部
材（不図示）を介して感光体の端部表面に当接して配設
することで、磁気ブラシ層２ｃを感光体１面に所定幅の
帯電部（帯電ニップ部）ｎ１・ｎ２を形成させて接触さ
せてある。

【００７５】第１と第２の磁気ブラシ帯電器２Ａ・２Ｂ
の帯電スリーブ２ｂはそれぞれ帯電部ｎ１・ｎ２におい
て感光体１の回転方向ａとは逆方向である矢示の時計方
向ｂに感光体１の回転周速度１００ｍｍ／ｓｅｃと同じ
周速度で回転駆動され、これに伴い磁気ブラシ層２ｃも
同方向に回転して感光体１面を摺擦する。

【００７６】そして帯電時に、第１の磁気ブラシ帯電器
２Ａの帯電スリーブ２ｂに対して帯電バイアス印加電源
Ｓ１からＤＣバイアス； −７００ＶＡＣバイアス；実効電圧１０００Ｖ、周波数１００
０Ｈｚ、矩形波の重畳電圧が印加されることで、磁気ブラシ層２ｃの導
電性磁性粒子を通して帯電部ｎ１において感光体１の電
荷注入層１６に電荷が注入（充電）され、感光体表面は
この第１の磁気ブラシ帯電器２Ａに対する上記印加帯電
バイアスのＤＣバイアスとほぼ同電位に帯電される。

【００７７】また、第２の磁気ブラシ帯電器２Ｂの帯電
スリーブ２ｂに対して帯電バイアス印加電源Ｓ２からＤＣバイアス； −７００ＶＡＣバイアス；実効電圧５００Ｖ、周波数１０００
Ｈｚ、矩形波の重畳電圧が印加されることで、磁気ブラシ層２ｃの導
電性磁性粒子を通して帯電部ｎ２において感光体１の電
荷注入層１６に電荷が注入（充電）され、感光体表面は
この第２の磁気ブラシ帯電器２Ｂに対する上記印加帯電
バイアスのＤＣバイアスとほぼ同電位に帯電される。

【００７８】即ち、回転感光体１は第１の磁気ブラシ帯
電器２Ａによる帯電に次いで第２の磁気ブラシ帯電器２
Ｂによる帯電の２重の帯電処理を受ける。

【００７９】この場合、後述するように、第１の磁気ブ
ラシ帯電器２Ａによる感光体１の帯電は、帯電性能を優
先して高い電位振れ巾ΔＶ１を生じるように、次の第２
の磁気ブラシ帯電器２Ｂによる感光体１の帯電は、第１
の磁気ブラシ帯電器２Ａによる帯電で生じたＡＣバイア
スによる電位ムラを抑えるよう低い電位振れ巾ΔＶ１で
帯電するように、第１と第２の磁気ブラシ帯電器２Ａ・
２Ｂのそれぞれに印加する帯電バイアスを上記のように
設定してある。

【００８０】図４の（ａ）は第１または第２の磁気ブラ
シ帯電器２Ａ・２Ｂの帯電回路系の構成模型図、（ｂ）
はその等価回路図である。

【００８１】電荷注入帯電は、中抵抗の接触帯電部材で
中抵抗の表面抵抗を持つ被帯電体（感光体）表面に電荷
注入を行なうものであり、本例においては感光体表面材
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１６の導電性粒子（ＳｎＯ₂ ）１６ａに電荷
を充電して帯電を行なう方式であり、図４の（ｂ）の等
価回路のように、電荷輸送層１５を誘電体とし、アルミ
ニウムドラム基体１１と、電荷注入層１６内の導電性粒
子１６ａを両電極板とする微小なコンデンサーに対し
て、接触帯電部材２Ａ（２Ｂ）で電荷を充電する理論に
基づくものである。この際、導電性粒子１６ａ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導電性粒子であるＳｎＯ₂ 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、レーザー光によって画像露光Ｌを行なっても、露光
暗部ではそれぞれのＳｎＯ₂粒子１６ａ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。

【００８２】（５）帯電特性（図５〜図８）電荷注入による帯電方式において、被帯電体としての感
光体１の帯電特性は、接触帯電器２に直流電圧を印加し
たときの感光体電位の上昇する過程を観測することによ
り把握することができる。

【００８３】実際の帯電過程を等価回路に当てはめて考
えると、図４の（ａ）における電源Ｓ１（Ｓ２）−磁気
ブラシ帯電器２Ａ（２Ｂ）−感光体１の帯電系は、図４
の（ｂ）の等価回路のように、感光体１はコンデンサと
して、磁気ブラシ帯電器２Ａ（２Ｂ）は抵抗として表さ
れ、帯電はこのコンデンサと抵抗の直列回路に従い充電
が行なわれると考えることができる。

【００８４】そこで、接触帯電器としての磁気ブラシ帯
電器２を介して被帯電体としての感光体１に印加する直
流電圧をＶ（Ｖ）、時定数をτ（ｓｅｃ）、印加後経過
時間をｔ（ｓｅｃ）とするとき、感光体１の充電電圧Ｖ
ｄ（Ｖ）は以下の式で表される。

【００８５】Ｖｄ＝Ｖ（１−ｅｘｐ（−ｔ／τ））・・・・・・（１）式または、ｌｎ｜Ｖ−Ｖｄ｜＝−ｔ／τ＋ｌｎＶ・・・・・・（２）式（２）式からｌｎ｜Ｖ−Ｖｄ｜とｔの関係において直線
関係が得られることが予想できる。

【００８６】図５の（ａ）は、磁気ブラシ帯電器２のス
リーブ２ｂに直流電圧のみを印加し感光体１を複数回連
続して回転したときの感光体表面の電位が上昇していく
経過を示している。周回を重ねる毎に表面電位が増加し
ていくことが確認できる。

【００８７】感光体１の帯電は磁気ブラシ帯電器２に接
触している間のみ断続的に行われるため、時間に対し帯
電現象を捕らえるためには正味の帯電時間を計算する必
要がある。図５の（ｂ）は磁気ブラシ帯電器２と感光体
１との接触部である帯電ニップ部内通過時間ｔnip （ｓ
ｅｃ）を感光体周回ごとに累積することによりバイアス
印加からの帯電時間を求めた。

【００８８】帯電ニップ部通過時間ｔnip は感光体１の
周速度Ｖｐｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）と正味の帯電ニップ部巾
Ｌnip （ｍｍ）から、ｔnip ＝Ｌnip ／Ｖｐｓで求めら
れる。

【００８９】また、帯電ニップ部巾Ｌnip 巾に関して、
磁気ブラシ帯電器２の磁気ブラシ層２ｃと感光体１の接
触は周方向について不均一であるため、正味の帯電に寄
与する帯電ニップ部巾は見かけ接触しているニップ巾よ
り狭い。

【００９０】そこで、本発明においては、正味のニップ
巾は、感光体１表面と磁気ブラシ帯電器２Ａ（２Ｂ）の
スリーブ２ｂ間の抵抗分布から正確に求める。方法とし
ては感光体１上にニップに対し充分小さな電極を取り付
け、その電極とスリーブ２ｂ間の抵抗値を測定する。電
極は長手方向長さ５０ｍｍ、周方向巾０．５ｍｍ、厚さ
０．１μｍとし、真空蒸着法により形成した。電極は長
手方向と平行になるよう配慮し調整した。抵抗分布の測
定は、スリーブ２ｂ、感光体１共に回転した状態で、感
光体１上に形成した電極とスリーブ２ｂ間に３００Ｖの
電圧を印加し、この系の抵抗を時系列に測定し、感光体
周速から周方向位置を計算し、ニップ内の抵抗分布を求
めた。本例では、この抵抗分布の半値巾をニップの実効
的巾と定義した。正味のニップ巾は２〜５ｍｍの値であ
った。

【００９１】そうして求められた帯電ニップ部通過時間
を感光体の周回毎累積することで帯電時間をもとめ、図
５の（ｂ）における縦軸は印加バイアスと感光体表面電
位の差の絶対値の自然対数、つまり（２）式の左辺ｌｎ
｜Ｖ−Ｖｄ｜を計算し、プロットした。図５の（ｂ）の
グラフよりほぼ直線関係が得られているので、帯電の過
程が前述の等価回路に従い起きていることが確認でき
る。

【００９２】図５の（ｂ）の関係から、第１及び第２の
磁気ブラシ帯電器２Ａ・２Ｂにおける充電過程の時定数
τを求めることができる。こうして求められた時定数τ
は後述するかぶり除去と帯電性維持のための構成を設定
するために重要な値である。

【００９３】前述の通り、電荷注入による帯電方式にお
いてＤＣ＋ＡＣの重畳バイアスを用いる場合はＡＣバイ
アスによる電位ムラが生じ画像中にかぶりが生じる。更
に帯電性の維持と両立しないという問題がある。接触帯
電器である磁気ブラシ帯電器２Ａ・２Ｂに印加したバイ
アスに等しい電位に感光体１を帯電できるため、ＡＣバ
イアスのムラを感光体１に与えやすい構成になってい
る。実際その周期が画像記録上充分小さい場合において
も、微小な帯電ムラを生じているためかぶりとなって現
れると考えられる。

【００９４】本発明では電荷注入による帯電方式が前述
の抵抗とコンデンサの時定数を有する帯電特性を持つこ
とを利用し、感光体表面に与える電位変動を一定量以下
に抑えながら、帯電性を向上できる構成をとる。

【００９５】前述の等価回路において、定常的に発生す
る電圧の変動分ΔＶ（感光体表面の電位振れ巾）は以下
の式（３）で表わされる。

【００９６】

【数１０】ここで、Ｖ_AC（Ｖ）は印加ＡＣバイアスの実効電圧を、
ｆ（Ｈｚ）は印加ＡＣバイアスの周波数を、τ（ｓｅ
ｃ）は前述の方法で求められる帯電装置の時定数を示
す。

【００９７】図５の（ｂ）において、直線の傾きから時
定数τを決定するが、実際の充電過程は完全に線形では
ない。この場合、ここで用いるＡＣバイアスの実効値の
電圧量と等しい量の電位差（印加ＤＣバイアスと表面電
位の差）のときの接線の傾きから時定数を求める必要が
ある。

【００９８】本発明者の検討の結果、このようにして求
められる感光体表面の電位振れ巾ΔＶとかぶりの相関が
得られた。図６はこの感光体表面の電位振れ巾ΔＶとか
ぶりの関係をグラフに表わしたものである。

【００９９】かぶりは、記録前の記録紙の反射率と記録
後の非画像部の反射率の差をとり、数値化して評価し
た。

【０１００】電位振れ巾ΔＶが小さい程ＡＣバイアスに
よるかぶりは低下するが、同時に帯電安定性は低下し、
繰り返し印字を行ったときは帯電不良を生じやすくな
る。

【０１０１】本例においては、第１の磁気ブラシ帯電器
２Ａによる感光体１の帯電は、帯電性能を優先して高い
電位振れ巾ΔＶ１を生じるように、次の第２の磁気ブラ
シ帯電器２Ｂによる感光体１の帯電は、第１の磁気ブラ
シ帯電器２Ａによる帯電で生じたＡＣバイアスによる電
位ムラを抑えるよう低い電位振れ巾ΔＶ１（１００Ｖ以
下が望ましい）で帯電するように、第１と第２の磁気ブ
ラシ帯電器２Ａ・２Ｂのそれぞれに印加する帯電バイア
スを設定した。

【０１０２】これにより、電荷注入接触帯電方式・ＡＣ
印加方式の帯電系について、接触帯電器にＡＣバイアス
を印加したことに起因する被帯電体表面の細かな電位ム
ラの抑制（帯電均一性）と、帯電不良の防止（帯電安定
性）を両立させることができて、画像記録装置やプロセ
スカートリッジにあっては、該帯電均一性と帯電安定性
の両立により高品位な画像記録を長期に渡り安定に維持
させることができる。

【０１０３】次に、比較例とともに本発明の優位性を説
明する。

【０１０４】表１は、比較例１・比較例２とともに実施
例１の時定数、ＡＣ電圧の実効電圧の倍数、周波数、そ
して（３）式から算出される感光体表面の電位振れ巾Δ
Ｖ、及び実際画像記録を行ったときのかぶりの数値をま
とめたものである。比較例１及び比較例２は磁気ブラシ
帯電器を１器だけにしたものである。

【０１０５】

【表１】比較例１；比較例１の条件においては、電位振れ巾ΔＶ
は１２４Ｖ（図７）になり、ＡＣかぶりが大きく画像不
良が生じている。しかし、印字耐久に対しては初期の帯
電電位を維持しており安定性としては満足している。

【０１０６】比較例２；比較例２の条件においては、Ｖ
_ACを５００Ｖに低下したため、電位振れ巾ΔＶは６２Ｖ
に減少し（図８）、かぶりも１．８％で良好である。し
かし、印字を続けるにつれて、帯電電位が減少し帯電不
良を生じていた。

【０１０７】比較例１・比較例２に示すように、ＡＣか
ぶりの防止（帯電均一性）と帯電安定性の両立は難しい
ことがわかる。

【０１０８】実施例１；第１の磁気ブラシ帯電器２Ａで
は電位振れ巾ΔＶ１が１２４Ｖであるため、帯電安定性
は優れているが、そのままではかぶりが問題になる。し
かしこの第１の磁気ブラシ帯電器２Ａの感光体下流側の
第２の磁気ブラシ帯電器２Ｂにより電位振れ巾ΔＶ２が
６２Ｖにまで改善されＡＣバイアスによるかぶりも１．
８％にまで減少し、優れた帯電系を構成することができ
た。

【０１０９】以上、本実施例においては、第１と第２の
磁気ブラシ帯電器２Ａ・２Ｂを具備させ、帯電系の時定
数と、印加するＡＣバイアスから計算される感光体表面
の電位振れ巾ΔＶについて、第１の磁気ブラシ帯電器２
ＡのΔＶ１を、該第１の磁気ブラシ帯電器２Ａよりも感
光体回転方向下流側の第２の磁気ブラシ帯電器２ＢのΔ
Ｖ２より小さく構成することにより、ＡＣバイアスによ
る画像劣化を生じることなく、帯電安定性に優れた画像
記録が可能である。

【０１１０】〈実施形態例２〉（図９・図１０）図９は本例のプリンタの概略構成図である。本例のプリ
ンタも上述実施形態例１のプリンタと同じく、感光体１
の帯電処理手段として第１と第２の２つの磁気ブラシ帯
電器２Ａ・２Ｂを配設してある。

【０１１１】ただし、第２の磁気ブラシ帯電器２Ｂにつ
いては、磁気ブラシ層２ｃを構成させる導電磁性粒子
を、平均粒径５０（μｍ）、体積比抵抗１×１０⁷ （Ω
・ｃｍ）のものに変更した。

【０１１２】また、第１の磁気ブラシ帯電器２Ａと第２
の磁気ブラシ帯電器２Ｂに対する帯電バイアス印加電源
Ｓは共通にして両者に同じＤＣ＋ＡＣの帯電バイアスＤＣバイアス； −７００ＶＡＣバイアス；実効電圧１０００Ｖ、周波数１００
０Ｈｚ、矩形波を印加した。２０は第１と第２の磁気ブラシ帯電器２Ａ
と２Ｂとの区画カバーである。その他の装置構成・条件
は実施形態例１と同じである。

【０１１３】即ち本例では、第２の磁気ブラシ帯電器２
Ｂについて、磁気ブラシ層２ｃを構成させる導電磁性粒
子を、第１の磁気ブラシ帯電器２Ａとは異ならせて、該
第２の磁気ブラシ帯電器２Ｂの帯電系の時定数を０．０
０８秒に設定し、ＡＣバイアスに対しかぶりを生じにく
い構成をとっている。

【０１１４】先の比較例１・２及び本実施例２の感光体
表面の電位振れ巾ΔＶの計算結果及び本実施例の結果を
まとめ以下の表２に表わす。

【０１１５】

【表２】比較例１・２いずれにおいても、かぶり防止と帯電安定
性が両立しないが、本実施例２では第１の磁気ブラシ帯
電器２Ａに対してこれよりも感光体回転方向下流側であ
る第２の磁気ブラシ２Ｂの帯電系の時定数を０．００８
と遅くすることで、第２の磁気ブラシ帯電器２Ｂの電位
振れ巾ΔＶを第１の磁気ブラシ帯電器２Ａの電位振れ巾
ΔＶ＝１２４Ｖより小さい６４Ｖに減少させかぶりを
１．８％と適切な範囲にまで減少することができた。

【０１１６】第１や第２の磁気ブラシ帯電器２Ａ・２Ｂ
の帯電系の時定数を調節するためには、電源−磁気ブラ
シ帯電器−感光体の帯電系の中で、この系の抵抗あるい
は静電容量を調節することにより同様の効果が得られ
る。

【０１１７】本実施例では、磁気ブラシ層２ｃを構成す
る導電磁性粒子の抵抗と粒径を調整したが、他にも、ス
リーブ２ｂと感光体１の間隔を調節する、あるいは感光
体容量を調節すること等により達成される。

【０１１８】導電磁性粒子の粒径も系全体の抵抗を左右
する。磁気ブラシ層２ｃを構成している導電磁性粒子と
感光体１の間には接触抵抗が存在し、小粒径の導電磁性
粒子ほど感光体１に密に接触できるため接触抵抗が小さ
い。

【０１１９】本実施例２においては、粒子抵抗を高くし
た他に、粒径の大きな導電磁性粒子で磁気ブラシ層２ｃ
を構成したことにより、導電磁性粒子と感光体の接触抵
抗が増加し下流側の第２の磁気ブラシ帯電器２Ｂの帯電
系の時定数を遅くし、ＡＣかぶりを防止しながら、帯電
安定性をもたせた構成をとる。

【０１２０】〈実施形態例３〉（図１１）本例は１器の磁気ブラシ帯電器２で本発明の構成を実現
したもので、図１１のように、１器の磁気ブラシ帯電器
２の帯電ニップ部における、感光体回転方向上流側部分
（第１の帯電部）ｎ１と、下流側部分（第２の帯電部）
ｎ２にそれぞれ異なる帯電特性をもたせて帯電安定性と
ＡＣかぶり防止を両立させるものである。

【０１２１】即ち、磁気ブラシ帯電器２の帯電ニップ部
における、感光体回転方向上流側部分ｎ１のスリーブ２
ｂと感光体１電極（第１の給電部材）２７を設け、この
電極２７には第１の電圧印加手段Ｓ１でＤＣバイアス； −７００ＶＡＣバイアス；実効電圧７５０Ｖ、周波数１０００
Ｈｚの帯電バイアスを印加する。

【０１２２】また磁気ブラシ帯電器２のスリーブ（第２
の給電部材）２ｂには第２の電圧印加手段Ｓ２でＤＣバイアス； −７００ＶＡＣバイアス；実効電圧５００Ｖ、周波数１０００
Ｈｚの帯電バイアスを印加する。

【０１２３】２８は磁気ブラシ帯電器２を覆わせたカバ
ー部材である。

【０１２４】これにより、磁気ブラシ帯電器２の帯電ニ
ップ部における、感光体回転方向上流側部分ｎ１では電
極２７に印加した上記帯電バイアスにより感光体１の帯
電安定性を満足し、下流側部分ｎ２ではスリーブ２ｂに
印加した上記帯電バイアスにより上流側部分ｎ２で生じ
た電位ムラを低減する。

【０１２５】表３は、比較例１・２と本実施例３のバイ
アス条件、かぶり、帯電安定性の評価についてまとめた
ものである。

【０１２６】

【表３】比較例１と同２ではＡＣかぶり防止と帯電安定性を共に
満足することはできないが、本実施例３では、帯電ニッ
プ部上流に位置した電極２７による帯電の電位振れ巾Δ
Ｖ１より、下流に配置したスリーブ２ｂによる帯電の電
位振れ巾ΔＶ２を小さく設定することで、ＡＣかぶり防
止と帯電安定性を満足する。

【０１２７】また、本実施例３のような連続した帯電ニ
ップ部内で上流側ｎ１と下流側ｎ２各々の時定数を求め
る方法について補足する。電極２７あるいはスリーブ２
ｂによる時定数を求める時、給電を一方のみに行い、他
方をフロート状態にし帯電電位の上昇過程を前述の方法
により解析することで定義できる。また、帯電ニップ幅
については、前述のように、抵抗分布から上流側、下流
側の二つの抵抗ピークが求められるので各ピークに対し
半値幅を計算することにより定義できる。

【０１２８】本実施例３の構成は帯電器２は１器で済
み、第１及び第２・・の２器以上の帯電器を配設する場
合よりもスペース的に有利となる。

【０１２９】〈その他〉１）本発明の帯電装置は、実施形態例の画像記録装置に
おける像担持体の帯電処理に限らず、広く被帯電体の接
触帯電処理手段として有効であることはもちろんであ
る。

【０１３０】２）接触帯電器は実施形態例に示した磁気
ブラシ帯電器に限られず、ファーブラシ帯電器や導電性
ゴムや導電性スポンジを用いた帯電ローラ・帯電ブレー
ドなど他の接触帯電部材であってもよいし、回転しない
構成の帯電器であってもよい。

【０１３１】磁気ブラシ帯電器にしても、マグネットロ
ーラ２ａが回転するものや、マグネットローラ２ａの表
面を必要に応じて給電用電極として導電性処理してその
面に直接に導電性磁性粒子を磁気拘束させて磁気ブラシ
層２ｃを形成保持させ、マグネットローラを回転させる
構成のもの等にすることもできる。回転しないタイプの
磁気ブラシ帯電器とすることもできる。

【０１３２】３）第１と第２の接触帯電器２Ａ・２Ｂは
実施形態例のようにどちらも磁気ブラシ帯電器とする以
外にも、例えば、一方を磁気ブラシ帯電器、他方をファ
ーブラシ帯電器にする等、互いに異なるタイプの帯電器
にすることもできる。

【０１３３】また帯電器を被帯電体移動方向に３器以上
配設することもできる。

【０１３４】４）被帯電体は注入帯電方式の場合には表
面抵抗が１０⁹ 〜１０¹⁴Ω・ｃｍの層を持つことが望ま
しい。像担持体としては、実施形態例のＯＰＣ感光体上
にＳｎＯ₂ 等の導電性粒子を分散させた表層（電荷注入
層）をコーティングしたＯＣＬ感光体の他にも、α−Ｓ
ｉ（アモルファスシリコン、非晶質シリコン）の表層を
有する感光体など電荷注入帯電性を有するものを用いる
ことができる。

【０１３５】５）画像記録装置における像坦持体の帯電
面に対する情報書き込み手段としての画像露光手段は、
実施形態例で示した様なデジタル的な潜像を形成するレ
ーザ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。

【０１３６】また像担持体は静電記録誘電体などであっ
てもよい。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。

【０１３７】静電潜像の現像方式・手段は任意であり、
実施形態例の反転現像でなく、正規現像方式であっても
勿論よい。

【０１３８】６）また、転写方法としては、実施形態例
に示したローラ転写だけでなく、ブレード転写やその他
の接触転写帯電方式、更に転写ドラムや転写ベルトや中
間転写体などを用いて、単色画像形成ばかりでなく多重
転写等により多色、フルカラー画像を形成する画像記録
装置にも適応可能な事は言うまでもない。

【０１３９】７）接触帯電器に対する印加帯電バイアス
の交流バイアス成分の波形としては、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
てもよい。このように交流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。

【０１４０】８）プロセスカートリッジ１０は実施形態
例のものに限らず、任意の作像プロセス機器の組み合わ
せをもって構成することができる。

【０１４１】９）また、像担持体としての電子写真感光
体や静電記録誘電体を回動ベルト型にし、これに帯電・
潜像形成・現像の工程手段により所要の画像情報に対応
したトナー像を形成させ、そのトナー像形成部を閲読表
示部に位置させて画像表示させ、像担持体は繰り返して
表示画像の形成に使用する画像表示装置もある。本発明
の画像記録装置にはこのような画像表示装置も含む。

【０１４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
荷注入接触帯電方式・ＡＣ印加方式の帯電装置、該帯電
装置を使用した画像記録装置やプロセスカートリッジに
ついて、接触帯電器にＡＣバイアスを印加したことに起
因する被帯電体表面の細かな電位ムラの抑制（帯電均一
性）と、帯電不良の防止（帯電安定性）を両立させるこ
とができて、画像記録装置やプロセスカートリッジにあ
っては、該帯電均一性と帯電安定性の両立により高品位
な画像記録を長期に渡り安定に維持させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１における画像記録装置の構成略図

【図２】感光体の層構成模型図

【図３】第１と第２の磁気ブラシ帯電器部分の構成模型
図

【図４】（ａ）は帯電回路系の模型図、（ｂ）はその等
価回路図

【図５】（ａ）は帯電時の感光体表面電位の経過を表わ
すグラフ、（ｂ）は帯電特性グラフ

【図６】ΔＶとかぶりの関係を表わすグラフ

【図７】比較例１の電位ムラ計算結果

【図８】比較例２の電位ムラ計算結果

【図９】実施形態例２における画像記録装置の構成略図

【図１０】実施例２の電位ムラ計算結果

【図１１】実施形態例３における磁気ブラシ帯電器の構
成略図

【符号の説明】１被帯電体としての像担持体（電子写真感光体）２Ａ・２Ｂ接触帯電部材としての第１及び第２の磁
気ブラシ帯電器２ａマグネットローラ２ｂ帯電スリーブ２ｃ磁気ブラシ層３現像器４転写器（転写ローラ）５定着器６クリーニング器７露光器（レーザービームスキャナ）１０プロセスカートリッジ２７電極（第１の給電部材）Ｓ１〜Ｓ４バイアス印加電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電圧と交流電圧を重畳した電圧が印
加され、被帯電体に接触して該被帯電体を帯電する帯電
器を有する帯電装置において、被帯電体移動方向に沿って、少なくとも、第１の帯電器
と、それよりも被帯電体移動方向下流側の第２の帯電器
を有し、該第１と第２の両帯電器についてそれぞれ一方極性の直
流電圧を印加したときの直流電圧と被帯電体電位の関係
がおよそ比例関係にある帯電特性を有し、帯電器の時定数をτ（ｓｅｃ）、印加する交流電圧の周波数をｆ（Ｈｚ）、交流電圧の実効電圧をＶ_AC（Ｖ）、とするとき、【数１】で算定される、印加交流電圧に起因して発生する被帯電
体表面の電位変動ΔＶに関して、第１の帯電器における
該電位変動ΔＶ１と、第２の帯電器における該電位変動
ΔＶ２とが、ΔＶ１＞ΔＶ２となるように第１と第２の
両帯電器の帯電特性が設定されていることを特徴とする
帯電装置。
【請求項２】直流電圧と交流電圧を重畳した電圧が印
加され、被帯電体に接触して該被帯電体を帯電する帯電
器を有する帯電装置において、帯電器は、被帯電体移動方向に沿って、少なくとも、第
１の給電部材による第１の帯電部と、それよりも被帯電
体移動方向下流側の第２の給電部材による第２の帯電部
を有し、該第１と第２の両帯電部についてそれぞれ一方極性の直
流電圧を印加したときの直流電圧と被帯電体電位の関係
がおよそ比例関係にある帯電特性を有し、帯電部の時定数をτ（ｓｅｃ）、給電部材に印加する交流電圧の周波数をｆ（Ｈｚ）、交流電圧の実効電圧をＶ_AC（Ｖ）、とするとき、【数２】で算定される、印加交流電圧に起因して発生する被帯電
体表面の電位変動ΔＶに関して、第１の帯電部における
該電位変動ΔＶ１と、第２の帯電部における該電位変動
ΔＶ２とが、ΔＶ１＞ΔＶ２となるように第１と第２の
両帯電部の帯電特性が設定されていることを特徴とする
帯電装置。
【請求項３】帯電器は、担持部材に磁気拘束して担持
させた導電磁性粒子の磁気ブラシ部を有し、該磁気ブラ
シ部を被帯電体に接触させた磁気ブラシ帯電器であるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の帯電装置。
【請求項４】帯電器は、導電性繊維のブラシ部を有
し、該導電性繊維ブラシ部を被帯電体に接触させたファ
ーブラシ帯電器であることを特徴とする請求項１または
２に記載の帯電装置。
【請求項５】被帯電体が表面抵抗１０⁹ 〜１０¹⁴Ω／
ｃｍの低抵抗層を有することを特徴とする請求項１ない
し４のいずれか１つに記載の帯電装置。
【請求項６】被帯電体が絶縁性材料に導電性粒子を分
散した表面層を有することを特徴とする請求項１ないし
５のいずれか１つに記載の帯電装置。
【請求項７】導電性粒子がＳｎＯ₂ であることを特徴
とする請求項６に記載の帯電装置。
【請求項８】被帯電体が画像記録装置における像担持
体であることを特徴とする請求項１ないし７の何れか１
つに記載の帯電装置。
【請求項９】像担持体に該像担持体を帯電する工程を
有する作像プロセスを適用して画像形成を実行する画像
記録装置において、像担持体の帯電工程手段が、直流電圧と交流電圧を重畳
した電圧が印加され、像担持体に接触して該像担持体を
帯電する帯電器を有する帯電装置であり、像担持体移動方向に沿って、少なくとも、第１の帯電器
と、それよりも像担持体移動方向下流側の第２の帯電器
を有し、該第１と第２の両帯電器についてそれぞれ一方極性の直
流電圧を印加したときの直流電圧と像担持体電位の関係
がおよそ比例関係にある帯電特性を有し、帯電器の時定数をτ（ｓｅｃ）、印加する交流電圧の周波数をｆ（Ｈｚ）、交流電圧の実効電圧をＶ_AC（Ｖ）、とするとき、【数３】で算定される、印加交流電圧に起因して発生する像担持
体表面の電位変動ΔＶに関して、第１の帯電器における
該電位変動ΔＶ１と、第２の帯電器における該電位変動
ΔＶ２とが、ΔＶ１＞ΔＶ２となるように第１と第２の
両帯電器の帯電特性が設定されていることを特徴とする
画像記録装置。
【請求項１０】像担持体に該像担持体を帯電する工程
を有する作像プロセスを適用して画像形成を実行する画
像記録装置において、像担持体の帯電工程手段が、直流電圧と交流電圧を重畳
した電圧が印加され、像担持体に接触して該像担持体を
帯電する帯電器を有する帯電装置において、帯電器は、像担持体移動方向に沿って、少なくとも、第
１の給電部材による第１の帯電部と、それよりも像担持
体移動方向下流側の第２の給電部材による第２の帯電部
を有し、該第１と第２の両帯電部についてそれぞれ一方極性の直
流電圧を印加したときの直流電圧と像担持体電位の関係
がおよそ比例関係にある帯電特性を有し、帯電部の時定数をτ（ｓｅｃ）、給電部材に印加する交流電圧の周波数をｆ（Ｈｚ）、交流電圧の実効電圧をＶ_AC（Ｖ）、とするとき、【数４】で算定される、印加交流電圧に起因して発生する像担持
体表面の電位変動ΔＶに関して、第１の帯電部における
該電位変動ΔＶ１と、第２の帯電部における該電位変動
ΔＶ２とが、ΔＶ１＞ΔＶ２となるように第１と第２の
両帯電部の帯電特性が設定されていることを特徴とする
画像記録装置。
【請求項１１】像担持体が光導電性であり、この像担
持体に、該像担持体を帯電する工程、その帯電面に露光
により静電潜像を形成する工程、該静電潜像を帯電した
トナーにより可視化する工程を有する作像プロセスで画
像形成が実行されることを特徴とする請求項９または１
０に記載の画像記録装置。
【請求項１２】帯電器は、担持部材に磁気拘束して担
持させた導電磁性粒子の磁気ブラシ部を有し、該磁気ブ
ラシ部を像担持体に接触させた磁気ブラシ帯電器である
ことを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか１つに
記載の画像記録装置。
【請求項１３】帯電器は、導電性繊維のブラシ部を有
し、該導電性繊維ブラシ部を像担持体に接触させたファ
ーブラシ帯電器であることを特徴とする請求項９ないし
１１のいずれか１つに記載の画像記録装置。
【請求項１４】像担持体が表面抵抗１０⁹ 〜１０¹⁴Ω
／ｃｍの低抵抗層を有することを特徴とする請求項９な
いし１３のいずれか１つに記載の画像記録装置。
【請求項１５】像担持体が絶縁性材料に導電性粒子を
分散した表面層を有することを特徴とする請求項９ない
し１４のいずれか１つに記載の画像記録装置。
【請求項１６】導電性粒子がＳｎＯ₂ であることを特
徴とする請求項１５に記載の画像記録装置。
【請求項１７】少なくとも、像担持体と、請求項１な
いし８の何れか１つに記載の帯電装置の少なくとも帯電
器を包含して画像記録装置本体に対して着脱されること
を特徴とするプロセスカートリッジ。