JPH10307457A - 帯電方法、帯電装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接触帯電装置において、被帯電体と帯電部材
の接触不足の問題を改善し、帯電均一性を向上させるこ
と、接触帯電部材の性能によらず、より帯電均一性に優
れ且つ長期に渡り安定した直接注入帯電を実現する、即
ち、低印加電圧でオゾンレスの直接注入帯電を簡易な構
成で実現すること、またこれにより、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。 【解決手段】 電圧が印加され、被帯電体１とニップ部
ｎを形成する可撓性の帯電部材２により被帯電体面を帯
電する帯電装置であり、帯電部材表面は被帯電体面に対
して速度差を持って移動し、少なくとも帯電部材１と被
帯電体２とのニップ部ｎに導電性を有する帯電促進粒子
ｍが１０² 個／ｍｍ² 以上存在した状態で被帯電体の帯
電が実行されること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被帯電体の帯電装置
に関する。より詳しくは、電圧が印加され、被帯電体と
ニップ部を形成する可撓性の帯電部材により被帯電体面
を帯電する接触帯電方式の帯電方法と帯電装置に関す
る。

【０００２】また、該帯電装置を像担持体の帯電処理手
段として備えた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（複写機・
プリンタ等）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（被
帯電体）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コ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、直接注入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９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９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像を用
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９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
して帯電ローラやファーブラシを用いた簡易な構成で直
接注入帯電をすることが難しく、画像形成装置にあって
は絶対的帯電不良による画像のかぶり（反転現像の場合
には白地部が現像される）や帯電ムラなどが生じる。

【００３８】接触帯電部材の被帯電体面との接触面に粉
末を塗布し、接触帯電部材が従動で、放電帯電機構を主
とする接触帯電装置構成では、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、オゾン生成物が蓄積することにより画像流れが
生じやすくなる。

【００３９】クリーナーレスの画像形成装置において
は、転写残トナーが帯電部において帯電不良を引き起こ
してしまう。

【００４０】接触帯電においては、被帯電体と帯電部材
との接触が十分におこなわれる必要が有るため、接触に
係わる次のような問題点があった。

【００４１】ａ）接触帯電部材としてファーブラシ（帯
電ブラシ）を用いた場合、帯電ブラシの毛先が図９に示
すように分かれ、被帯電体表面に接触できないところが
でき、被帯電体表面を均一に帯電することができない。
図９において、１は被帯電体（例えば感光体）、２は帯
電ブラシ、２ａは帯電ブラシの電極部、２ｂは導電性繊
維のファーブラシ部、Ｓ１は帯電バイアス印加電源であ
る。

【００４２】ｂ）接触帯電部材として磁気ブラシを用い
た場合、接触性を向上させるために帯電磁性粒子を小さ
くしていくと、磁性粒子が被帯電体表面に付着する欠点
があり、帯電磁性粒子を大きくして磁気拘束力を十分に
与えると、磁性粒子と被帯電体体の接触機会が少なくな
り注入帯電能力が低下する。

【００４３】ｃ）接触性を向上させるために補助的な導
電性磁性微粒子を帯電部材に混入させる方法も考案され
ているが、長期的に見て磁性微粒子が被帯電体に付着し
て消費され、帯電性が低下することが指摘されている。

【００４４】そこで本発明は、接触帯電において、被帯
電体と帯電部材の接触不足の問題を改善し、帯電均一性
を向上させることを目的とする。また接触帯電部材の性
能によらず、即ち接触帯電部材としてファーブラシや帯
電ローラ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注入帯電を実現
する、即ち、低印加電圧でオゾンレスの直接注入帯電を
簡易な構成で実現することを目的とする。

【００４５】またこれにより、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を目的とする。

【００４６】

【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、帯電方法、帯電装置及び画像形成装置であ
る。

【００４７】（１）電圧が印加され、被帯電体とニップ
部を形成する可撓性の帯電部材により被帯電体面を帯電
する帯電方法であり、帯電部材表面は被帯電体面に対し
て速度差を持って移動し、少なくとも帯電部材と被帯電
体とのニップ部に導電性を有する帯電促進粒子が１０²
個／ｍｍ² 以上存在した状態で被帯電体の帯電が実行さ
れることを特徴とする帯電方法。

【００４８】（２）前記帯電促進粒子の主な粒径は２０
ｎｍ〜５μｍの範囲であることを特徴とする（１）に記
載の帯電方法。

【００４９】（３）前記帯電促進粒子の粒子抵抗が１×
１０¹²（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする（１）
または（２）に記載の帯電装置。

【００５０】（４）前記帯電促進粒子の粒子抵抗が１×
１０¹⁰（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする（１）
または（２）に記載の帯電方法。

【００５１】（５）前記被帯電体の最表面層の体積抵抗
が１×１０¹⁴（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする
（１）から（４）の何れか１つに記載の帯電方法。

【００５２】（６）前記帯電促進粒子を供給する手段を
持つことを特徴とする（１）から（５）の何れか１つに
記載の帯電方法。

【００５３】（７）前記帯電部材が、導電性繊維のファ
ーブラシ部を有し、該ファーブラシ部を被帯電体に接触
させたファーブラシ接触帯電部材であることを特徴とす
る（１）から（６）の何れか１つに記載の帯電方法。

【００５４】（８）前記帯電部材が、磁性粒子を磁気拘
束させた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接触帯電部材であることを特
徴とする（１）から（６）の何れか１つに記載の帯電方
法。

【００５５】（９）電圧が印加され、被帯電体とニップ
部を形成する可撓性の帯電部材により被帯電体面を帯電
する帯電装置であり、帯電部材表面は被帯電体面に対し
て速度差を持って移動し、少なくとも帯電部材と被帯電
体とのニップ部に導電性を有する帯電促進粒子が１０²
個／ｍｍ² 以上存在した状態で被帯電体の帯電が実行さ
れることを特徴とする帯電装置。

【００５６】（１０）前記帯電促進粒子の主な粒径は２
０ｎｍ〜５μｍの範囲であることを特徴とする（９）に
記載の帯電装置。

【００５７】（１１）前記帯電促進粒子の粒子抵抗が１
×１０¹²（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする
（９）または（１０）に記載の帯電装置。

【００５８】（１２）前記帯電促進粒子の粒子抵抗が１
×１０¹⁰（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする
（９）または（１０）に記載の帯電装置。

【００５９】（１３）前記被帯電体の最表面層の体積抵
抗が１×１０¹⁴（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とす
る（９）から（１２）の何れか１つに記載の帯電装置。

【００６０】（１４）前記帯電促進粒子を供給する手段
を持つことを特徴とする（９）から（１３）の何れか１
つに記載の帯電装置。

【００６１】（１５）前記帯電部材が、導電性繊維のフ
ァーブラシ部を有し、該ファーブラシ部を被帯電体に接
触させたファーブラシ接触帯電部材であることを特徴と
する（９）から（１５）の何れか１つに記載の帯電装
置。

【００６２】（１６）前記帯電部材が、磁性粒子を磁気
拘束させた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接触帯電部材であることを
特徴とする（９）から（１５）の何れか１つに記載の帯
電装置。

【００６３】（１７）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
画像形成装置であり、前記像担持体を帯電する工程手段
が（９）から（１６）の何れか１つに記載の帯電装置で
あることを特徴とする画像形成装置。

【００６４】（１８）像担持体と、該像担持体を帯電す
る帯電手段と、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と、その静電潜像をトナーによっ
て可視化する現像手段と、そのトナー像を記録媒体に転
写する転写手段を有し、前記現像手段がトナー像を記録
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、像担持体は繰り返して作
像に供する画像形成装置であり、前記像担持体を帯電す
る帯電手段が（９）から（１６）の何れか１つに記載の
帯電装置であることを特徴とする画像形成装置。

【００６５】（１９）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（１７）または（１８）に記載の画像形成装
置。

【００６６】（２０）前記帯電促進粒子は像露光波長帯
域において光吸収の影響が少ないことを特徴とする（１
９）に記載の画像形成装置。

【００６７】（２１）前記像担持体は感光体であり、該
感光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（１７）から（２０）の何れか１つに記載の画像形成
装置。

【００６８】〈作 用〉即ち本発明は、被帯電体と可撓
性の接触帯電部材とのニップ部に導電性を有する帯電促
進粒子を１０² 個／ｍｍ² 以上の密度で存在させた状態
で、かつ帯電部材は被帯電体に速度差を持たせて移動さ
せて被帯電体の接触帯電を行なわせる。

【００６９】帯電促進粒子の存在により被帯電体と接触
帯電部材とのニップ部において接触帯電部材は被帯電体
と速度差をもって接触できると同時に、帯電促進粒子を
介して密に被帯電体に接触して、つまり接触帯電部材と
被帯電体のニップ部に存在する帯電促進粒子が被帯電体
表面を隙間なく摺擦することで被帯電体に電荷を直接注
入できるのである。

【００７０】即ち接触帯電部材による被帯電体の帯電は
帯電促進粒子の存在により、帯電部材の接触不足の問題
が改善され、帯電均一性が飛躍的に向上することにな
り、直接注入帯電が支配的となる。帯電均一性は帯電促
進粒子の存在密度によりほぼ決まるため、帯電部材の性
能によらず常に均一な帯電が可能となった。

【００７１】従って、従来のファーブラシ帯電やローラ
帯電等では得られなかった高い帯電効率が得られ、印加
した電圧とほぼ同等の電位を被帯電体に与えることがで
きる。

【００７２】かくして、接触帯電部材として比較的に構
成が簡単なファーブラシ等を用いた場合でも、該接触帯
電部材に対する帯電に必要な印加バイアスは被帯電体に
必要な電位相当の電圧で十分であり、放電現象を用いな
い安定かつ安全な帯電方式を実現することができる。

【００７３】つまり、接触帯電装置において、接触帯電
部材として帯電ローラ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
注入帯電を実現する、即ち、低印加電圧でオゾンレスの
直接注入帯電を簡易な構成で実現することができる。

【００７４】またこれにより、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。

【００７５】導電粒子である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。

【００７６】導電粒子である帯電促進粒子の抵抗値が１
×１０¹² （Ω・ｃｍ）以下で、より好ましくは１×１
０¹⁰（Ω・ｃｍ）以下であることにより、直接注入帯電
において均一でかつ安定した帯電が可能となる。

【００７７】導電粒子である帯電促進粒子の粒径が２０
ｎｍ〜５μｍの範囲であることにより、画像形成装置に
おいて露光を阻害しない良好な画像が得られる装置を提
供できる。

【００７８】被帯電体の最表面層の体積抵抗が１×１０
¹⁴（Ω・ｃｍ）以下であること、さらに被帯電体が電子
写真感光体であり、該電子写真感光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。

【００７９】

【発明の実施の形態】

〈実施形態例１〉（図１〜図５） 図１は本発明に従う接触帯電装置を具備した画像形成装
置の一例の概略構成模型図である。本例の画像形成装置
は、転写方式電子写真プロセス利用、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。

【００８０】（１）本例プリンタの全体的概略構成 １は像担持体（被帯電体）としての回転ドラム型の電子
写真感光体である。本例は直径３０ｍｍの負帯電のＯＰ
Ｃ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。

【００８１】２は感光体１に当接させた可撓性の接触帯
電部材としてのロール状の帯電ブラシ（ファーブラシ帯
電器）であり、感光体１と３ｍｍ幅の帯電ニップ部ｎを
形成して接し、帯電ニップ部ｎにおいて感光体１の移動
方向と逆方向に移動する矢示の時計方向に５００ｒｐｍ
で回転駆動される。即ち接触帯電部材としての帯電ブラ
シ２は感光体１に周速差を持って接触し感光体１を摺擦
する。そして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て、回転感光体１の
外周面がほぼ−６８０Ｖに一様に直接帯電される。

【００８２】この回転感光体１の帯電面に対してレーザ
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２から出力される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
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。

【００８３】その静電潜像は本例の場合は磁性一成分絶
縁トナー（ネガトナー）ｔを用いた反転現像装置４によ
りトナー像として現像される。

【００８４】４ａはマグネット４ｂを内包させた、現像
剤担持搬送部材として直径１６ｍｍの非磁性現像スリー
ブである。この現像スリーブ４ａは感光体１に対して３
００μｍの離間距離をあけて対向配設し、感光体１との
対向部である現像部（現像領域部）ａにて感光体１の回
転方向と順方向に感光体１と等速で回転させた。

【００８５】この回転現像スリーブ４ａに規制ブレード
４ｃで現像剤（トナー）ｔが薄層にコートされる。現像
剤は規制ブレード４ｃで回転現像スリーブ４ａに対する
層厚が規制され、また電荷付与される。回転現像スリー
ブ４ａにコートされた現像剤はスリーブ４ａの回転によ
り、感光体１とスリーブ４ａの対向部である現像部ａに
搬送される。またスリーブ４ａ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、−５００ＶのＤＣ電圧と、周波数１８００Ｈ
ｚ、ピーク間電圧１６００Ｖの矩形のＡＣ電圧を重畳し
たものを用い、現像スリーブ４ａと感光体１の間で１成
分ジャンピング現像を行なわせた。

【００８６】現像剤（トナー）ｔは、公知の結着樹脂、
磁性体粒子、電荷制御剤を混合し、混練、粉砕、分級の
各行程を経て作成されたものである。本例において、ト
ナーｔの重量平均粒径（Ｄ４）は７μｍである。

【００８７】一方、不図示の給紙部から記録媒体として
の転写材Ｐが供給されて、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５との圧接ニップ部（転写部）ｂに所定のタ
イミングにて導入される。転写ローラ５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。本例では転写ローラ５として抵抗値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。

【００８８】転写部ｂに導入された転写材Ｐはこの転写
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
押し圧力にて転写されていく。

【００８９】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６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。

【００９０】また転写材Ｐに対するトナー画像転写後の
感光体１面はクリーニング装置７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。

【００９１】８は感光体１面に対する帯電促進粒子塗布
装置であり、クリーニング装置７と帯電ブラシ２との間
位置において感光体１面に所定量の帯電促進粒子（帯電
補助粒子）ｍを塗布する。この装置８により感光体１面
に塗布された帯電促進粒子ｍは感光体１の回転に伴い感
光体１と接触帯電部材としての帯電ブラシ２とのニップ
部である帯電部ｎに持ち運ばれて帯電部ｎに帯電促進粒
子ｍが存在した状態で帯電ブラシ２による感光体１の接
触帯電処理がなされる。

【００９２】本例のプリンタは、感光体１、帯電ブラシ
２、現像装置４、クリーニング装置７、帯電促進粒子塗
布装置８の５つのプロセス機器をカートリッジＰＣに包
含させてプリンタ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。プロセスカートリッジ
化するプロセス機器の組み合わせ等は上記に限られるも
のではなく任意である。９・９はプロセスカートリッジ
ＰＣの着脱案内・保持部材である。なお、本発明のおい
て画像形成装置はカートリッジ方式の装置に限られるも
のではない。

【００９３】（２）感光体１ 本例の負帯電のＯＰＣ感光体１は、図２に層構成模型図
を示したように、φ３０ｍｍのアルミニウム製のドラム
基体（アルミ基体）１１上に下記の第１〜第４の４層の
機能層１２〜１５を下から順に設けたものである。

【００９４】第１層１２；下引き層であり、アルミニウ
ムドラム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。

【００９５】第２層１３；正電荷注入防止層であり、ア
ルミ基体１１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。

【００９６】第３層１４；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
生させる。

【００９７】第４層１５；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。

【００９８】（３）帯電ブラシ２ 本例で用いた接触帯電部材としての可撓性部材である帯
電ブラシ２はロール状のものである。

【００９９】これは、ユニチカ（株）製の導電製レーヨ
ン繊維ＲＥＣ−Ｂをパイル地にしたテープ２ｂを直径６
ｍｍの金属製の芯金２ａにスパイラル状に巻き付けて外
径１４ｍｍのロールブラシとしたもので、３００デニー
ル／５０フィラメント、１平方ミリメートル当り１５５
本の密度で、ブラシの抵抗値は印加電圧１〜１０００Ｖ
において１×１０⁵ Ωである（金属製の直径φ３０ｍｍ
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）。

【０１００】帯電ブラシ２の抵抗値は、感光体１上にピ
ンホール等の欠落が生じた場合にも、この部分に過大な
リーク電流が流れ込んで帯電ニップが帯電不良になる画
像不良を防止するために１０⁴ Ω以上であり、感光体表
面に十分に電荷注入させるために１０⁷ Ω以下である必
要がある。

【０１０１】また、帯電ブラシの材質としては、ユニチ
カ（株）製のＲＥＣ−Ｂ以外にも、ＲＥＣ−Ｃ、ＲＥＣ
−Ｍ１、ＲＥＣ−Ｍ１０、さらに東レ（株）製のＳＡ−
７、日本蚕毛（株）製のサンダーロン、カネボウ製のベ
ルトロン、クラレ（株）製のクラカーボ、レーヨンにカ
ーボンを分散したもの、三菱レーヨン（株）製のローバ
ル等が考えられるが、環境安定性の点でユニチカ（株）
製のＲＥＣ−Ｂ、ＲＥＣ−Ｃ、ＲＥＣ−Ｍ１、ＲＥＣ−
Ｍ１０が望ましい。

【０１０２】本例では、帯電ブラシ２が感光体表面の移
動方向と逆方向に移動するように、回転数５００ｒｐｍ
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、帯電ブラシ２と感光体１の帯電ニップ部ｎの太さ、
ブラシの毛の密度、感光体の表面抵抗、プロセススピー
ド（感光体周速）等の条件が変れば、最適な帯電ブラシ
の回転数も変化する。

【０１０３】また、感光体表面の移動方向と同じ方向に
移動することも可能であるが、直接注入帯電の帯電性は
感光体１の周速と帯電ブラシ２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ブラ
シ２の回転数が逆方向の時に比べて大きくなるので、帯
電ブラシ２を逆方向に移動させる方が回転数の点で有利
である。

【０１０４】ここで記述した周速比は 周速比（％）＝（帯電ブラシ周速−感光体周速）／感光
体周速×１００ である（帯電ブラシ周速はニップ部において帯電部材表
面が感光体表面と同じ方向に移動するとき正の値であ
る）。

【０１０５】（４）帯電促進粒子ｍと直接注入帯電 直接注入帯電は、中抵抗の接触帯電部材で、放電現象を
介さずに感光体表面に直接電荷注入を行なうものであ
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、被帯電体としての感光体を印加
電圧相当の電位に帯電することが出来る。この場合の印
加ＤＣ電圧と感光体表面電位の関係を図３に示す。

【０１０６】しかしながら、感光体の表面と帯電部材と
の接触が十分におこなわれる必要が有るため、既に説明
したように接触帯電部材として帯電ブラシを用いた場
合、帯電ブラシの毛先が図９に示すように分かれ感光体
表面に接触できないところができ、感光体表面を均一に
帯電することができないという問題点があった。

【０１０７】そこで本例では図１に示すように被帯電体
としての感光体１の表面に帯電促進粒子ｍを塗布する装
置８を設け、感光体表面に帯電促進粒子ｍを１０² 個／
ｍｍ² 以上塗布することで、上記の接触不良の問題を解
決することが可能になった。帯電促進粒子塗布装置８
は、粉体粒子を塗布する一般的な手段、例えば塗布ロー
ラー８ａ上に一度均一に塗布した後、感光体上に接触ま
たは電界で飛翔させること等により塗布する構成を用い
ることができる。

【０１０８】図４に帯電促進粒子ｍが感光体上に存在し
たときに、帯電部材（この場合はファーブラシの先端
部）の接触機会を改善しているモデル図を示す。

【０１０９】この帯電促進粒子ｍをどれぐらいの密度で
感光体１上に塗布することで均一帯電性の効果が得られ
るかを、人間の視覚特性を考慮した考察と、それに基づ
く実験より求めた値が本発明の帯電促進粒子塗布密度範
囲である。

【０１１０】即ち、レーザービームプリンタの記録解像
度は近年３００ｄｐｉから６００ｄｐｉと高解像度化が
進んでいるが、帯電時は少なくともこの記録解像度より
は均一な接触帯電が必要なことは言うまでもない。

【０１１１】また人間の目の視覚特性に関して、図５の
特性グラフのように、空間周波数が１０（ｃｙｃｌｅｓ
／ｍｍ）以上では、画像上の識別諧調数が限りなく１に
近づいていく、すなわち濃度ムラを識別できなくなる。

【０１１２】この特性を積極的に利用すると、感光体１
上に帯電促進粒子ｍを付着させた場合、少なくとも感光
体１上で１０（ｃｙｃｌｅｓ／ｍｍ）以上の密度で帯電
促進粒子ｍを存在させ、この粒子ｍを基に直接注入帯電
を行えば良いことになる。

【０１１３】たとえ粒子ｍの存在しないところに帯電不
良が発生したとしても、その帯電不良によって発生する
画像上の濃度ムラは、人間の視覚特性を越えた空間周波
数領域に発生するため、画像上なんら問題は無いことに
なる。

【０１１４】表１に帯電促進粒子ｍの塗布密度を変えた
ときに、画像上に濃度ムラとしての帯電不良が認知され
るかどうかの結果を示す。

【０１１５】

【表１】 帯電促進粒子ｍの塗布密度は、光学あるいは電子顕微鏡
による観察から、感光体上の塗布密度を測定した。

【０１１６】表１から分かるように、帯電促進粒子ｍを
わずかにでも塗布すれば（例えば１０個／ｍｍ² ）、帯
電ムラ発生の抑制に効果が認められるが、画像上の濃度
ムラが人間にとって許容可能かどうかと言う点において
はまだ不十分である。

【０１１７】ところがその塗布量を１０² 個／ｍｍ² 以
上すると、画像の客観評価において急激に好ましい結果
が得られるようになる。

【０１１８】さらに塗布量を１０³ 個／ｍｍ² 以上増加
させていくことにより、帯電不良に起因する画像上の問
題点は皆無となる。

【０１１９】直接注入帯電方式による帯電では、放電帯
電方式とは根本的に異なり、帯電部材が感光体に確実に
接触する事で帯電が行われている訳であるが、たとえ帯
電促進粒子ｍが感光体１上に塗布したとしても、接触で
きない部分は必ず存在する。ところが本発明の人間の視
覚特性を積極的に利用した帯電促進粒子塗布を行うこと
で、実用上この問題点を解決することが可能となった。

【０１２０】また、粒子ｍの塗布量の上限値は、粒子ｍ
が感光体１上に１層均一に塗布されるまでであり、それ
以上塗布されても効果が向上するわけではなく逆に、露
光光源を遮ったり、散乱させたりという弊害が生じる。

【０１２１】塗布密度上限値は粒子ｍの粒径によっても
変わってくるために、一概にはいえないが、強いて記述
するならば、粒子ｍが感光体１上に１層均一に塗布され
る量が上限である。

【０１２２】帯電促進粒子の量は、５×１０⁵ 個／ｍｍ
² 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。

【０１２３】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。該介在量は帯電部材（ブラシ）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、ここでは帯電ニップ部ｎに到達する直前の感光体表
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体１及び帯電部材２の
回転を停止し、感光体１及び帯電部材２の表面をビデオ
マイクロスコープ（ＯＬＹＭＰＵＳ製ＯＶＭ１０００
Ｎ）及びデジタルスチルレコーダ（ＤＥＬＴＩＳ製ＳＲ
−３１００）で撮影した。帯電部材２については、帯電
部材２を感光体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１
０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。

【０１２４】さらに、本発明で使用する帯電部材この例
ではファーブラシは、もちろん極力ブラシ密度の高い物
を使用することが好ましいが、本例で用いたブラシ密度
程度の物を用いれば十分である。なぜならば、前述した
ように直接注入帯電の帯電ポイントを決定しているの
は、主には帯電部材では無く帯電促進粒子ｍの塗布密度
に依存しているため、帯電部材の選択の範囲はかなり余
裕が有る等の効果がある。

【０１２５】また使用する帯電促進粒子ｍ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。

【０１２６】また、以下のような粒径や特性のものを使
用することが好ましい。

【０１２７】本例では、帯電促進粒子ｍとして比抵抗が
１０⁶ Ω・ｃｍ、二次凝集体を含めた平均粒径３μｍの
導電性酸化亜鉛粒子を用いたが、粒子ｍ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。

【０１２８】粒子抵抗は粒子を介した電荷の授受を行う
ため比抵抗としては１０¹²Ω・ｃｍ以下が望ましく、さ
らには、１０¹⁰ Ω・ｃｍ以下がより望ましい。抵抗測
定は、錠剤法により測定し正規化して求めた。低面積
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。

【０１２９】また、粒径は良好な帯電均一性を得るため
に５０μｍ以下において効果が現れるが、人の視覚特性
を考慮すると、約５μｍ以下の細かい粒子を用いること
で、帯電時に発生する帯電不良部分の画像への影響を、
視覚的に認識されにくい状態が得られる。

【０１３０】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。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
大弦長を盛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。

【０１３１】以上述べたように帯電促進粒子ｍ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く、重要なのはそ
の粒子密度である。

【０１３２】〈実施形態例２〉（図６） 図６は本例の画像形成装置の概略構成図である。本例の
画像形成装置は上述の実施形態例のプリンタ（図１）に
おいて、クリーニング装置７をなくしてクリーナーレス
システムとし、また帯電促進粒子塗布装置８をなくし、
その代わりに現像装置４の現像剤（トナー）ｔに帯電促
進粒子ｍを外添することで、現像装置４に感光体１に対
する帯電促進粒子供給・塗布手段兼ねさせたものであ
る。

【０１３３】トナーｔは公知の結着樹脂、磁性体粒子、
電荷制御剤を混合し、混練、粉砕、分級の各行程を経て
作成し、更に前述の帯電促進粒子ｍを外添剤としてトナ
ーに添加し作成されたものである。トナーｔの重量平均
粒径（Ｄ４）は７μｍであり、これに対し帯電促進粒子
ｍとしての導電性酸化亜鉛粒子の粒径は３μｍであっ
た。帯電促進粒子ｍの粒径を１０ｎｍ以上トナー粒径以
下に構成することで、トナーｔの流動化剤として機能さ
せることが可能になる。

【０１３４】トナーｔに対する帯電促進粒子ｍ配合量
は、一般には、トナー１００重量部に対して０．０１〜
２０重量部の範囲で設定される。

【０１３５】クリーナーレスシステムの場合は、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４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）。

【０１３６】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。

【０１３７】現像装置４の現像剤ｔに混入させた帯電促
進粒子ｍは、現像装置４による感光体１側の静電潜像の
トナー現像時にトナーとともに適当量が感光体１側に移
行する。

【０１３８】感光体１上のトナー画像は転写部ｂにおい
て転写バイアスの影響で記録媒体である転写材Ｐ側に引
かれて積極的に転移するが、感光体１上の帯電促進粒子
ｍは導電性であることで転写材Ｐ側には積極的には転移
せず、感光体１上に実質的に付着保持されて残留する。

【０１３９】そしてクリーニング装置はないので、転写
後の感光体１面に残存の転写残トナーおよび上記の残存
帯電促進粒子ｍは感光体１と接触帯電部材である帯電ブ
ラシ２のニップ部である帯電部ｎに感光体１面の移動で
そのまま持ち運ばれる。したがって、感光体１と帯電ブ
ラシ２とのニップ部ｎにこの帯電促進粒子ｍが存在した
状態で感光体１の接触帯電が行なわれる。

【０１４０】帯電部ｎを通過した転写残トナー及び帯電
促進粒子ｍ、また帯電ブラシ２に付着・混入した転写残
トナー及び帯電促進粒子ｍは帯電ブラシ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４において現像同時クリーニン
グ（回収）される。

【０１４１】また、クリーナーレスシステムの画像形成
装置の場合は、装置が稼働されることで、現像装置４の
現像剤ｔに混入させてある帯電促進粒子ｍが現像部ａで
感光体１面に移行し該像担持面の移動により転写部ｂを
経て帯電部ｎに持ち運ばれて帯電部ｎに新しい粒子ｍが
逐次に供給され続けるため、帯電部ｎにおて帯電促進粒
子ｍが脱落等で減少したり、該粒子ｍが劣化するなどし
ても、帯電性の低下が生じることが防止されて良好な帯
電性が安定して維持される。感光体に塗布された帯電促
進粒子がクリーニング装置により除去されることが無く
なったために、感光体表面には常に十分な帯電促進粒子
ｍが存在することが可能となり、少量の促進粒子ｍをト
ナーｔに外添するだけで、帯電性を飛躍的に向上するこ
とが可能になった。

【０１４２】また、当然ながら転写残トナーも再利用さ
れることになり、トナーの有効利用が可能になる。

【０１４３】なお、印字初期においては帯電ブラシ２と
感光体１の接触部ｎには帯電促進粒子が供給されないの
で接触部ｎには適当量の帯電促進粒子を予め介在させて
おくを可とする。

【０１４４】〈実施形態例３〉（図７） 本例は実施形態例１、２において、被帯電体としての感
光体１として、表面層の抵抗制御を行なったものを用い
た。

【０１４５】本例では、被帯電体表面に電荷注入層を設
け、被帯電体表面の抵抗を調節することで更に安定して
均一に帯電を行う。

【０１４６】図７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は前述図２の層構成の感光体１、即ちアルミ基体１
１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１にさらに電荷注入層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。

【０１４７】感光体１の表面層である電荷注入層１６
は、バインダーとしての光硬化型のアクリル樹脂などの
硬化性樹脂に、導電性粒子（導電フィラー）として超微
粒導電電粒子であるＳｎＯ₂ 等を分散することにより抵
抗値を下げてある。

【０１４８】具体的には、アンチモンをドーピングし、
低抵抗化した粒径約０．０３ｕｍのＳｎＯ₂ 粒子を樹脂
に対して７０重量％分散した材料の塗工層である。

【０１４９】このようにして調合した塗工液をディッピ
ング塗工により、厚さ１μｍ塗工してある。そのため、
１×１０¹³Ω・ｃｍ程度の抵抗値となる。導電粒子を分
散しない場合には１×１０¹⁵Ω・ｃｍ程度であった。な
おこの測定は温度２５℃、湿度４０％の環境で測定し
た。

【０１５０】このような表面抵抗値の感光体を用いるこ
とにより、より良好な帯電性を得ることが出来る。

【０１５１】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。

【０１５２】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。

【０１５３】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。

【０１５４】表面層の抵抗制御を行なった感光体１を用
いることにより、静電潜像を維持するとともに、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、直接注入帯電を優位に実現することができる。

【０１５５】〈その他〉 １）被帯電体１や接触帯電部材２に対する帯電促進粒子
供給・塗布手段４は実施形態例に限られるものではな
く、その他、例えば、帯電促進粒子ｍを含ませた発泡体
あるいはファーブラシを被帯電体１や接触帯電部材２に
当接させて配設する手段構成とするなど任意である。

【０１５６】２）可撓性の接触帯電部材２はフェルト、
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、より適切な弾性と導電性を得ることも可
能である。帯電ローラであってもよい。

【０１５７】３）接触帯電部材２や現像スリーブ４ａ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。

【０１５８】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。

【０１５９】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。

【０１６０】感光体１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。

【０１６１】５）実施形態例では現像装置４は、磁性の
現像剤を用いた１成分非接触型現像装置であるが、２成
分現像剤や、非磁性の現像剤を用いる非接触型現像装置
でも構わない。１成分又は２成分の接触型現像装置であ
ってもよい。

【０１６２】６）感光体１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。

【０１６３】７）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。

【０１６４】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。

【０１６５】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。

【０１６６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、接
触帯電装置において、被帯電体と帯電部材の接触不足の
問題を改善し、帯電均一性を向上させることが可能とな
った。また接触帯電部材の性能によらず、即ち接触帯電
部材としてファーブラシや帯電ローラ等の簡易な部材を
用いた場合でも、より帯電均一性に優れ且つ長期に渡り
安定した直接注入帯電を実現する、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可
能となった。

【０１６７】またこれにより、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可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１の画像形成装置の概略構成図

【図２】感光体の層構成模型図

【図３】直接注入帯電の帯電特性を示すグラフ

【図４】帯電促進粒子が存在する場合における帯電ブラ
シの感光体との接触状態のモデル図

【図５】人間の目の視覚特性を説明する図

【図６】実施形態例２の画像形成装置の概略構成図

【図７】実施形態例３の画像形成装置において用いた感
光体の層構成模型図

【図８】帯電ブラシの感光体との接触状態（ブラシの毛
先の分かれ部分がある状態）の模型図

【図９】ローラ帯電、ファーブラシ帯電、磁気ブラシ帯
電の各場合の帯電特性グラフ

【符号の説明】

１ 感光体（像担持体、被帯電体） ２ 帯電ブラシ（接触帯電部材） ２ａ 芯金 ２ｂ ブラシパイル ４ 現像装置 ８ 帯電促進粒子塗布装置 ｍ 帯電促進粒子 Ｐ 転写材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平林 純 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 (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧が印加され、被帯電体とニップ部を
   形成する可撓性の帯電部材により被帯電体面を帯電する
   帯電方法であり、 帯電部材表面は被帯電体面に対して速度差を持って移動
   し、 少なくとも帯電部材と被帯電体とのニップ部に導電性を
   有する帯電促進粒子が１０² 個／ｍｍ² 以上存在した状
   態で被帯電体の帯電が実行されることを特徴とする帯電
   方法。
2. 【請求項２】 前記帯電促進粒子の主な粒径は２０ｎｍ
   〜５μｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載
   の帯電方法。
3. 【請求項３】 前記帯電促進粒子の粒子抵抗が１×１０
   ¹²（Ω・ｃｍ）以下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。
4. 【請求項４】 前記帯電促進粒子の粒子抵抗が１×１０
   ¹⁰（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の帯電方法。
5. 【請求項５】 前記被帯電体の最表面層の体積抵抗が１
   ×１０¹⁴（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求
   項１から４の何れか１つに記載の帯電方法。
6. 【請求項６】 前記帯電促進粒子を供給する手段を持つ
   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
   帯電方法。
7. 【請求項７】 前記帯電部材が、導電性繊維のファーブ
   ラシ部を有し、該ファーブラシ部を被帯電体に接触させ
   たファーブラシ接触帯電部材であることを特徴とする請
   求項１から６の何れか１つに記載の帯電方法。
8. 【請求項８】 前記帯電部材が、磁性粒子を磁気拘束さ
   せた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接触帯電部材であることを特徴と
   する請求項１から６の何れか１つに記載の帯電方法。
9. 【請求項９】 電圧が印加され、被帯電体とニップ部を
   形成する可撓性の帯電部材により被帯電体面を帯電する
   帯電装置であり、 帯電部材表面は被帯電体面に対して速度差を持って移動
   し、 少なくとも帯電部材と被帯電体とのニップ部に導電性を
   有する帯電促進粒子が１０² 個／ｍｍ² 以上存在した状
   態で被帯電体の帯電が実行されることを特徴とする帯電
   装置。
10. 【請求項１０】 前記帯電促進粒子の主な粒径は２０ｎ
    ｍ〜５μｍの範囲であることを特徴とする請求項９に記
    載の帯電装置。
11. 【請求項１１】 前記帯電促進粒子の粒子抵抗が１×１
    ０¹²（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項９
    または１０に記載の帯電装置。
12. 【請求項１２】 前記帯電促進粒子の粒子抵抗が１×１
    ０¹⁰（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項９
    または１０に記載の帯電装置。
13. 【請求項１３】 前記被帯電体の最表面層の体積抵抗が
    １×１０¹⁴（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする請
    求項９から１２の何れか１つに記載の帯電装置。
14. 【請求項１４】 前記帯電促進粒子を供給する手段を持
    つことを特徴とする請求項９から１３の何れか１つに記
    載の帯電装置。
15. 【請求項１５】 前記帯電部材が、導電性繊維のファー
    ブラシ部を有し、該ファーブラシ部を被帯電体に接触さ
    せたファーブラシ接触帯電部材であることを特徴とする
    請求項９から１５の何れか１つに記載の帯電装置。
16. 【請求項１６】 前記帯電部材が、磁性粒子を磁気拘束
    させた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接触帯電部材であることを特徴
    とする請求項９から１５の何れか１つに記載の帯電装
    置。
17. 【請求項１７】 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
    形成装置であり、 前記像担持体を帯電する工程手段が請求項９から１６の
    何れか１つに記載の帯電装置であることを特徴とする画
    像形成装置。
18. 【請求項１８】 像担持体と、該像担持体を帯電する帯
    電手段と、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する画像
    情報書き込み手段と、その静電潜像をトナーによって可
    視化する現像手段と、そのトナー像を記録媒体に転写す
    る転写手段を有し、前記現像手段がトナー像を記録媒体
    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、像担持体は繰り返して作像に
    供する画像形成装置であり、 前記像担持体を帯電する帯電手段が請求項９から１６の
    何れか１つに記載の帯電装置であることを特徴とする画
    像形成装置。
19. 【請求項１９】 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１７または１８に記載の画像形成装置。
20. 【請求項２０】 前記帯電促進粒子は像露光波長帯域に
    おいて光吸収の影響が少ないことを特徴とする請求項１
    ９に記載の画像形成装置。
21. 【請求項２１】 前記像担持体は感光体であり、該感光
    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１７から２０の何れか１つに記載の画像形成装置。