JP3253280B2

JP3253280B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3253280B2
Application number: JP28938598A
Authority: JP
Inventors: 純平林; 晴美石山; 康則児野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1998-10-12
Publication date: 2002-02-04
Anticipated expiration: 2018-10-12
Also published as: JP2000035741A

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。より詳しくは、接触帯電方式
の帯電装置を備える画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、電子写真方式や静電記録
方式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）が使用されていた。

【０００３】コロナ帯電器は非接触型の帯電装置であ
り、例えば、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。

【０００４】近時は、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。

【０００５】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を接触させ、
この帯電部材（接触帯電部材・接触帯電器、以下、接触
帯電部材と記す）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。

【０００６】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。

【０００７】．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系である。

【０００８】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。

【０００９】．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。

【００１０】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。この注入帯電機
構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。

【００１１】しかし、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、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上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５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。

【００１７】従来の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
−１０００Ｖの直流電圧を印加するか、あるいは、−５
００Ｖ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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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、放電帯電機構によるも
のが主であり、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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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、注入帯電機構により十分
均一な帯電を行うにはそれでも接触性は不十分であり、
注入帯電機構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。

【００２７】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５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帯電機構
を用いて帯電を行っている。

【００２８】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。

【００２９】この磁気ブラシ帯電の場合はその帯電機構
は前記の注入帯電機構が支配的である。

【００３０】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、均一に注入帯電を可能にする。

【００３１】図５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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】Ｄ）クリーナレス（トナーリサイクルシス
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）に残存する転写残現像剤（トナー）はクリ
ーナ（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。そこでクリーナをなくし、
転写後の感光体上の転写残現像剤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クリーナレスの画像
形成装置も出現している。

【００３５】現像同時クリーニングとは、転写後に感光
体上に残留した現像剤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、転写残現像剤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。

【００３６】クリーナレスは上記のように転写残トナー
を専用のクリーナによって感光体面から除去するのでは
なく、帯電手段部を経由させて現像装置に至らせて再度
現像プロセスにて利用するものであるため、感光体の帯
電手段として接触帯電を用いた場合においては感光体と
接触帯電部材との接触部に絶縁性である現像剤が介在し
た状態で如何にして感光体を帯電するかが課題になって
いる。上記したローラ帯電やファーブラシ帯電において
は、感光体上の転写残トナーを拡散し非パターン化する
とともに、大きなバアイスを印加し放電による帯電を用
いることが多い。磁気ブラシ帯電においては接触帯電部
材として粉体を用いるため、その粉体である導電性磁性
粒子の磁気ブラシ部が感光体に柔軟に接触し感光体を帯
電できる利点があるが、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の脱落による
弊害が大きい。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】

【発明が解決しようとする課題】上述したような粉末や
導電粒子は帯電部材と被帯電体である像担持体とのニッ
プ部から離脱して像担持体に付着し、現像時に画像かぶ
りのような画像不良を生じることがあった。

【００４０】本発明の目的は、像担持体に導電粒子が付
着しても画像不良が生じない画像形成装置を提供するこ
とである。

【００４１】本発明の他の目的は、現像器で像担持体に
付着した導電粒子を回収するようにした画像形成装置を
提供することである。

【００４２】本発明の他の目的は、現像時に画像かぶり
が生じない画像形成装置を提供することである。

【００４３】本発明の他の目的は、帯電部材と像担持体
とのニップ部からいったん離脱した導電粒子を再使用可
能な画像形成装置を提供することである。

【００４４】本発明の他の目的は、オゾンレスで像担持
体と帯電部材にニップ部を通して注入帯電を行なう画像
形成装置を提供することである。

【００４５】

【課題を解決するための手段】本発明は、像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電装置であって、この装置
は、電圧が印加され、かつ前記像担持体とニップ部を形
成する帯電部材と、前記ニップ部に介在される非磁性の
導電粒子と、を備える帯電装置と、前記帯電装置による
帯電を用いて前記像担持体に形成された静電像を１成分
現像剤で現像する現像手段と、を有する画像形成装置に
おいて、前記現像手段内には前記導電粒子が収容され、
前記導電粒子は前記現像手段から前記像担持体へ供給さ
れることによって前記ニップ部へ搬送され、前記現像手
段は、前記現像剤を担持する現像剤担持体を備え、現像
作動時に前記現像剤担持体に担持された前記現像剤は、
前記像担持体に接触部で接触するとともに、前記接触部
において前記像担持体と前記現像剤担持体の移動方向は
同方向であり、前記像担持体の表面速度をＶｄ，前記現
像剤担持体の表面速度をＶｓとすると１．２＜Ｖｓ／Ｖ
ｄ＜２．５を満たすことを特徴とする画像形成装置であ
る。

【００４６】また、別の本発明は、像担持体と、前記像
担持体を帯電する帯電装置であって、この装置は、電圧
が印加され、かつ前記像担持体とニップ部を形成する帯
電部材と、前記ニップ部に介在される非磁性の導電粒子
と、を備える帯電装置と、前記帯電装置による帯電を用
いて前記像担持体に形成された静電像をトナーとキャリ
アとを備える現像剤で現像する現像手段と、を有する画
像形成装置において、前記現像手段内には前記導電粒子
が収容され、前記導電粒子は前記現像手段から前記像担
持体へ供給されることによって前記ニップ部へ搬送さ
れ、前記現像手段は、前記現像剤を担持する現像剤担持
体を備え、現像作動時に前記現像剤担持体に担持された
前記現像剤は、前記像担持体に接触部で接触するととも
に、前記接触部において前記像担持体と前記現像剤担持
体の移動方向は同方向であり、前記像担持体の表面速度
をＶｄ，前記現像剤担持体の表面速度をＶｓとすると
１．２＜Ｖｓ／Ｖｄ＜３．０を満たすことを特徴とする
画像形成装置である。

【００４７】更に別の本発明は、像担持体と、前記像担
持体を帯電する帯電装置であって、この装置は、電圧が
印加され、かつ前記像担持体とニップ部を形成する帯電
部材と、前記ニップ部に介在される非磁性の導電粒子
と、を備える帯電装置と、前記帯電装置による帯電を用
いて前記像担持体に形成された静電像をトナーとキャリ
アとを備える現像剤で現像する現像手段と、を有する画
像形成装置において、前記現像手段内には前記導電粒子
が収容され、前記導電粒子は前記現像手段から前記像担
持体へ供給されることによって前記ニップ部へ搬送さ
れ、前記現像手段は、前記現像剤を担持する現像剤担持
体を備え、現像作動時に前現像剤担持体に担持された前
記現像剤は、前記像担持体に接触部で接触するととも
に、前記接触部において前記像担持体と前記現像剤担持
体の移動方向は逆方向であり、前記像担持体の表面速度
をＶｄ，前記現像剤担持体の表面速度をＶｓとすると
１．０＜Ｖｓ／Ｖｄ＜３．０を満たすことを特徴とする
画像形成装置である。

【００４８】

【発明の実施の形態】〈実施例１〉（図１）図１は本発明に従う画像形成装置の一例の概略構成模型
図である。

【００４９】本実施例の画像形成装置は、転写式電子写
真プロセス利用、接触帯電方式、反転現像方式、クリー
ナレス、プロセスカートリッジ式のレーザープリンタで
ある。

【００５０】そして、少なくとも接触帯電部材と像担持
体とのニップ部である帯電部には帯電を促進させるため
の導電性を有する帯電促進粒子を介在させて注入帯電を
実現させ、また現像手段を接触現像装置にしてある。

【００５１】また、帯電促進粒子を像担持体表面から現
像装置内に回収しやすくするために、現像剤を担持する
現像剤担持体と像担持体表面の間で周速差を持たせてあ
る。

【００５２】（１）本例プリンタの全体的な概略構成〔像担持体〕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。本実施例のプリンタは
反転現像方式を用いており、感光体１は負帯電極性の感
光体を用いている。本実施例の感光体１は直径３０ｍｍ
のＯＰＣ感光体であり、矢印の時計方向に９４ｍｍ／ｓ
ｅｃの周速度をもって回転駆動される。

【００５３】〔帯電〕２は感光体１に所定の押圧力を
もって当接させて配設した可撓性の接触帯電部材として
の導電性弾性ローラ（帯電ローラ）である。ａは感光体
１と帯電ローラ２とのニップ部である帯電部である。こ
の帯電ローラ２には予めその外周面に帯電促進粒子ｍを
コートして担持させてあり、帯電部ａには帯電促進粒子
ｍが存在している。

【００５４】帯電ローラ２は本実施例においては帯電部
ａにおいて感光体１の回転方向と逆方向（カウンター）
に１００％の周速で回転駆動され、感光体１面に対して
速度差を持って接触する。そしてこの帯電ローラ２に帯
電バイアス電源Ｓ１から所定の帯電バイアスが印加され
る。これにより感光体１の周面が注入帯電機構で所定の
極性・電位に一様に接触帯電処理される。本実施例では
帯電ローラ２には感光体１の外周面がほぼ−７００Ｖに
一様に帯電処理されるように、帯電バイアス電源Ｓ１か
ら帯電バイアスを印加する。

【００５５】この帯電ローラ２、帯電促進粒子ｍ、注入
帯電等については別項で詳述する。

【００５６】〔露光〕そして感光体１の帯電処理面に
対して、レーザーダイオードやポリゴンミラー等を含む
不図示のレーザービームスキャナから出力されるレーザ
ービームによる走査露光Ｌがなされる。レーザービーム
スキャナから出力されるレーザービームは目的の画像情
報の時系列電気デジタル画素信号に対応して強度変調さ
れたものであり、このレーザービームによる走査露光Ｌ
にて回転感光体１の外周面に目的の画像情報に対応した
静電潜像が形成される。

【００５７】本実施例では反転現像を用いており、回転
感光体１の外周面のレーザービームによる走査露光Ｌに
おいて、露光部がトナーが付着すべき部分であり、非露
光部がトナーが付着すべきでない部分である。

【００５８】〔現像〕３は現像装置であり、感光体１
の外周面に形成された上記の静電潜像はこの現像装置３
により露光部に現像剤（トナー）が付着して現像剤像
（トナー像）として反転現像される。

【００５９】本例の現像装置３は現像剤３１として負帯
電性の平均粒径７μｍの非磁性１成分絶縁現像剤を用い
た接触現像装置である。

【００６０】３２は現像剤担持搬送部材としての直径１
６ｍｍの弾性現像ローラ（現像弾性スリーブ）であり、
この現像ローラ３２に上記の現像剤３１をコートし、感
光体１表面との接触ニップ幅を２ｍｍに固定した状態
で、感光体１との接触部（現像部位）ｂにおいて感光体
１と同方向に１８０％の周速で回転させ、現像ローラ３
２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。

【００６１】現像装置内の現像剤３１は弾性ブレード３
４との摺擦により摩擦帯電し、電荷を持つ。現像ローラ
３２への現像剤３１の供給は供給ローラ３３により行な
う。供給ローラ３３は現像ローラ３２に対して接触部で
逆方向（カウンター方向）に９０％の周速で回転してい
る。

【００６２】現像ローラ３２に印加する現像バイアス電
圧は、−４２０ＶのＤＣ電圧を用い、現像ローラ３２と
感光体１の間で現像を行なわせる。

【００６３】〔転写〕４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
写部ｃを形成させてある。この転写部ｃに不図示の給紙
部から所定のタイミングで被記録体としての転写材Ｐが
給紙され、かつ転写ローラ４に転写バイアス電源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側の現像剤像が転写部ｃに給紙された転写材Ｐの面に
順次に転写されていく。

【００６４】本実施例で使用の転写ローラ４は、芯金４
１に中抵抗弾性層４２を形成した、ローラ抵抗値５×１
０⁸ Ωのものであり、＋３０００ＶのＤＣ電圧を芯金４
１に印加して転写を行なった。転写部ｃに導入された転
写材Ｐはこの転写部ｃ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現像剤像が順
次に静電気力と押圧力にて転写されていく。

【００６５】〔定着〕５は熱定着方式等の定着装置で
ある。転写部ｃに給紙されて感光体１側の現像剤像の転
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５に導入され、現像剤像の定着を受けて画
像形成物（プリント、コピー）として装置外へ排出され
る。

【００６６】〔カートリッジ〕本実施例のプリンタは、
感光体１、帯電ローラ２、現像装置３の３つのプロセス
機器をカートリッジケースに包含させてプリンタ本体に
対して一括して着脱自在のカートリッジＣとしてある。
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い。

【００６７】（２）帯電ローラ２本実施例における可撓性の接触帯電部材としての帯電ロ
ーラ２は芯金２１上にゴムあるいは発泡体の中抵抗層２
２を形成することにより作成される。

【００６８】中抵抗層２２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２１の上にローラ状
に形成した。その後、表面を研磨した。

【００６９】ここで、接触帯電部材である帯電ローラ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低
耐圧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 〜１０
⁷ Ωの抵抗が望ましい。

【００７０】帯電ローラ２の表面は帯電促進粒子ｍを保
持できるようミクロな凹凸があるものが望ましい。従っ
て表面は発泡体であるのが良い。

【００７１】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ａ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。

【００７２】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。

【００７３】帯電ローラ２は被帯電体としての感光ドラ
ム１に対して弾性に抗して所定の押圧力で圧接させて配
設し、本実施例では幅数ｍｍの帯電部ａを形成させてあ
る。

【００７４】帯電ローラ２の抵抗値は以下のように測定
した。プリンタの感光体１をアルミニウム製のドラムと
入れ替える。その後に、アルミニウム製ドラムと帯電ロ
ーラ２の芯金２１間に１００Ｖの電圧をかけ、その時に
流れる電流値を測定することにより、帯電ローラ２の抵
抗値を求めた。このようにして求めた本例で使用の帯電
ローラ２の抵抗値は５×１０⁶ Ωであった。本抵抗測定
は温度２５℃、湿度３０％の環境下で行なった。

【００７５】（３）帯電促進粒子ｍ本実施例では、帯電ローラ２の外周面に塗布する導電粒
子である帯電促進粒子ｍとして、比抵抗が１０⁷ Ω・ｃ
ｍ、平均粒径２．５μｍの導電性酸化亜鉛粒子を用い
た。

【００７６】帯電促進粒子は、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。

【００７７】粒径は粒子が凝集体を構成している場合
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。

【００７８】帯電促進粒子ｍの抵抗値が１０¹²Ω・ｃｍ
より大きいと帯電性が損なわれた。そのため、抵抗値が
１０¹²Ω・ｃｍ以下であるのが良く、さらに好ましくは
１０¹⁰Ω・ｃｍ以下であるのが良い。本実施例では１×
１０⁷ Ω・ｃｍのものを用いた。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２．２６ｃ
ｍ² の円筒内に約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
抵抗値を計測し、その後正規化して比抵抗を算出した。

【００７９】帯電促進粒子ｍは潜像露光時に妨げになら
ないよう、白色または透明に近いことが望ましく、よっ
て非磁性であることが好ましい。さらに、帯電促進粒子
が感光体上から記録材Ｐに一部転写されてしまうことを
考えるとカラー記録では無色、あるいは白色のものが望
ましい。また、粒径も現像剤３１の粒径に対して、１／
２以下程度でないと画像露光を遮ることがあった。その
ため帯電促進粒子ｍの粒径は現像剤３１の粒径の１／２
よりも小さいことが望ましい。粒径の下限値としては、
粒子として安定に得られるものとして１０ｎｍが限界と
考えられる。

【００８０】帯電促進粒子ｍの材料としては、本実施例
では酸化亜鉛を用いたが、これに限るものではなく、そ
の他アルミナなど他の金属酸化物の導電性無機粒子や有
機物との混合物、あるいは、これらに表面処理を施した
ものなど各種導電粒子が使用可能である。

【００８１】（４）注入帯電．像担持体である感光体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部ａに帯電促進粒子ｍ
を介在させることで、該粒子ｍの滑剤効果により、摩擦
抵抗が大きくてそのままでは感光体１に対して速度差を
持たせて接触させることが困難であった帯電ローラであ
っても、それを感光体１面に対して無理なく容易に効果
的に速度差を持たせて接触させた状態にすることが可能
となると共に、該帯電ローラ２が該粒子ｍを介して感光
体１面に密に接触してより高い頻度で感光体１面に接触
する構成となる。

【００８２】帯電ローラ２と感光体１との間に十分な速
度差を設けることにより、帯電ローラ２と感光体１のニ
ップ部において帯電促進粒子ｍ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、帯
電ローラ２と感光体１のニップ部である帯電部ａに存在
する帯電促進粒子ｍ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ようになり、帯
電ローラ２による感光体１の接触帯電は帯電促進粒子ｍ
の介存により注入帯電機構が支配的となる。

【００８３】速度差を設ける構成としては、帯電ローラ
２を回転駆動して感光ドラム１と速度差を設けることに
なる。好ましくは帯電部ａに持ち運ばれる感光体１上の
転写残現像剤を帯電ローラ２に一時的に回収し均すため
に、帯電ローラ２を回転駆動し、さらに、その回転方向
は感光体１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、逆方向回転で感光体１
上の転写残現像剤を一旦引離し帯電を行なうことにより
優位に注入帯電を行なうことが可能である。帯電ローラ
にトナーが付着すると帯電ローラへの印加電圧とドラム
１の帯電電位との差が大きくなってくる。この差によっ
てローラからドラムへトナーを戻す電界が形成される。

【００８４】従って、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、図５の実線Ｃで示される
ように帯電ローラ２に印加した電圧とほぼ同等の帯電電
位を感光体１に与えることができる。かくして、接触帯
電部材として帯電ローラ２を用いた場合でも、該帯電ロ
ーラ２に対する帯電に必要な印加バイアスは感光体１に
必要な帯電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接触帯電方式ないし装置を実現す
ることができる。

【００８５】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ｍ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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】．専用のクリーナをもたないクリーナレ
スの画像形成装置にあっては、転写後の感光体１面に残
存の転写残現像剤は感光体１と帯電ローラ２のニップ部
である帯電部ａに感光体１面の移動でそのまま持ち運ば
れる。

【００９０】この場合、帯電ローラ２を感光体１に対し
て速度差をもって接触させることで、転写残現像剤のパ
ターンが攪乱されて崩され、中間調画像において、前回
の画像パターン部分がゴーストとなって現れることを防
止できる。

【００９１】．帯電部ａに持ち運ばれた転写残現像剤
は帯電ローラ２に付着・混入する。従来現像剤は絶縁体
であるため帯電ローラ２に対する転写残現像剤の付着・
混入は感光体１の帯電において帯電不良を生じさせる因
子である。

【００９２】しかしこの場合でも、帯電促進粒子ｍが感
光体１と帯電ローラ２とのニップ部である帯電部ａに介
在することにより、帯電ローラ２の感光体１への緻密な
接触性と接触抵抗を維持できるため、帯電ローラ２の転
写残現像剤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ることが
でき、均一な帯電性を与えることが出来る。

【００９３】．帯電ローラ２に付着・混入した転写残
現像剤は帯電ローラ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位ｂに至り、現像
装置３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）。

【００９４】この場合、帯電ローラ２に帯電促進粒子ｍ
が担持されていることで、帯電ローラ２とこれに付着・
混入する転写残現像剤の付着力が低減化されて帯電ロー
ラ２から感光体１上にへの現像剤の吐き出し効率が向上
する。

【００９５】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が存在した状態で
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。

【００９６】．また感光体１面に実質的に付着保持さ
れる帯電促進粒子ｍの存在により現像剤の感光体１側か
ら転写材Ｐ側への転写効率が向上する効果もえられる。

【００９７】（５）帯電促進粒子に起因する画像かぶり
の防止．前述したように接触帯電部材である帯電ローラ２と
像担持体である感光体１とのニップ部である帯電部ａに
帯電促進粒子ｍを介在させた系においては、帯電促進粒
子ｍが帯電部ａから離脱して感光体１面に付着して現像
部位ｂに持ち運ばれる。この持ち運ばれる、現像前の感
光体１上の帯電促進粒子ｍが電荷を帯びたものである
（例えば酸化亜鉛粒子の場合は正）と、その帯電促進粒
子ｍと感光体１間において帯電促進粒子ｍの周囲に電界
が形成される。そして現像時にこの帯電促進粒子ｍが感
光体１表面上に付着したままでいると、上記の電界によ
り、該帯電促進粒子ｍの周囲に現像剤が現像されてしま
う。即ち、該帯電促進粒子ｍの周囲の感光体１面部分に
現像剤が付着してしまうことがあった。そのため、白地
部（非画像部）の感光体１面部分に上記の電荷を持った
帯電促進粒子ｍが付着していると、白地部であるにもか
かわらず、その帯電促進粒子の周囲が現像剤で現像さ
れ、画像にかぶりが生じてしまう。

【００９８】本実施例においては、現像手段は接触現像
装置３としたことにより、上記の画像かぶりが生じにく
くなる。即ち、帯電部ａから離脱して現像部位ｂに持ち
運ばれた感光体１上の付着帯電促進粒子ｍは、現像部位
ｂにおいて感光体１に接触して作用する現像ローラ３２
上の現像剤による感光体１面の摺擦により現像装置３側
の現像剤３１内に移動して取り込まれて感光体１面から
離脱し、付着帯電促進粒子ｍが現像装置３側の現像剤３
１内に移動して離脱した後の感光体１面が現像剤で現像
される。

【００９９】特に、現像スリーブと感光体表面の間で周
速差を持たせることにより、摺擦をむらなく行うことが
可能であり、帯電促進粒子の現像装置内への回収をむら
なく行うことができる。

【０１００】従って、感光体１面に付着した帯電促進粒
子ｍの周囲に現像剤が現像されることがない。そのた
め、画像かぶりが生じにくい。

【０１０１】つまり、現像手段を接触現像装置３とし、
現像ニップで現像スリーブと感光体間に周速差を持たせ
ることで、現像時に、感光体１表面上に付着している帯
電促進粒子ｍを現像装置３内に一度回収した後に、感光
体１面の現像を行なうことができる。そのため、感光体
１に付着した帯電促進粒子ｍの周囲に現像剤が現像され
るということがない。このため、良好な帯電性と画質を
得ることが可能となる。

【０１０２】．比較例上述の画像かぶり防止効果について、本実施例のプリン
タにおいて現像装置３を非接触現像装置にした場合のプ
リンタ（比較例）と対比した。

【０１０３】比較例プリンタは現像装置３を非接触現像
装置にしたことのみが本実施例プリンタと異なる。

【０１０４】比較例プリンタで使用の非接触現像装置
は、現像剤担持搬送部材としての表面をカーボンコート
した金属製の現像スリーブを感光体１と５００μｍの距
離離間させて、感光体１と等速に１００％に回転させた
状態で、−４２０ＶのＤＣ電圧と、周波数１６００Ｈ
ｚ、ピーク間電圧１６００Ｖの矩形のＡＣ電圧を重畳し
た現像バイアス電圧を現像スリーブに印加し、感光体１
面の静電潜像を非接触現像する。

【０１０５】同条件で比較するために、帯電ローラ２に
帯電促進粒子ｍを過多に塗布し、帯電後の感光体１表面
上に帯電促進粒子ｍが付着するようにした状態で比較を
行った。そのため、通常よりも感光体１表面上の帯電促
進粒子ｍの量は多い状態である。

【０１０６】また、帯電促進粒子ｍの電荷を変化させる
ために、弾性ブレードを帯電ローラ２に接触させた場合
の測定も行った。現像通過前の感光体１表面上の帯電促
進粒子ｍの付着量はいずれの場合も５０個／ｍｍ²程度
にそろえた。また、帯電促進粒子ｍを付着させない場合
を画像かぶりの基準として用いた。

【０１０７】評価の基準として、ベタ白印字時の紙上の
画像かぶりを用いた。表１に、評価結果を示す。評価結
果で用いた記号は、 ◎：画像かぶりが全くみられない ○：画像かぶりがほとんどみられない △：画像かぶりが少しみられるを示す。

【０１０８】

【表１】

【０１０９】感光体１表面に帯電促進粒子ｍが付着して
いない場合には、本実施例プリンタ・比較例プリンタ共
に画像かぶりの悪化は見られない。

【０１１０】同様に、帯電促進粒子ｍの電荷量が少ない
場合にも、両者共に画像かぶりの悪化は見られない。

【０１１１】しかし、帯電促進粒子ｍの電荷量が大きい
場合、比較例プリンタの方は画像かぶりの悪化が見られ
る。それに対して、本実施例プリンタでは画像かぶりの
悪化は見られない。

【０１１２】比較例プリンタで生じている画像かぶりの
悪化は、現像部ｂにおいて感光体１表面上に付着してい
る帯電促進粒子ｍの周囲に電界が形成され、その周辺に
現像剤３１が現像されているのが原因と考えられる。そ
れに対して、本実施例プリンタでは感光体１表面に付着
している帯電促進粒子ｍを現像ニップにおいて摺擦し、
感光体１表面から移動するため、画像かぶりの悪化が生
じない。

【０１１３】本実施例の現像スリーブの感光体表面に対
する周速を変化させた場合には、周速が１２０％より大
きければ帯電促進粒子の回収において問題は生じず、画
像かぶりも生じなかったが、周速が１２０％以下であっ
た場合には帯電促進粒子の回収にむらができ、そのため
画像かぶりが生じた。

【０１１４】そのため、現像スリーブの感光体に対する
周速は１２０％以上であるのが良い。また、周速が２５
０％以上の場合には、現像剤の劣化や飛散が生じるた
め、２５０％以下であるのが良い。

【０１１５】したがって現像スリーブの表面の速度をＶ
ｓ、感光体表面の速度をＶｄとするならば、１．２＜Ｖｓ／Ｖｄ＜２．５が良く、この範囲ならば帯電促進粒子の回収をむらなく
行うことができ、画像かぶりが生じない。

【０１１６】（６）現像装置３から帯電部ａへの帯電促
進粒子ｍの自動供給感光体１と帯電ローラ２とのニップ部である帯電部ａに
予め十分量の帯電促進粒子ｍを介在させても、あるいは
帯電ローラ２に予め十分量の帯電促進粒子ｍを塗布して
おいても、装置の使用に伴い感光体１と帯電ローラ２と
のニップ部である帯電部ａから帯電促進粒子ｍが減少し
て、帯電性の低下が生じることがある。

【０１１７】本実施例においては、現像装置３内に現像
剤に加えて帯電促進粒子ｍを予め入れておき、現像装置
３内から感光体１表面に帯電促進粒子ｍを供給し、感光
体１表面を介して感光体１と帯電ローラ２とのニップ部
である帯電部ａや帯電ローラ２に帯電促進粒子ｍを供給
する。粒子ｍとしては、トナーの帯電極性と逆極性のプ
ラス帯電極性のＺｎＯ粒子を用いた。

【０１１８】即ち、帯電部ａから離脱して現像部位ｂに
持ち運ばれ、現像部位ｂにおいて現像装置３側の現像剤
３１内に移動して取り込まれた帯電促進粒子ｍは上記の
感光体１表面への帯電促進粒子ｍの供給用に再使用され
る。感光体１表面に付着している帯電促進粒子ｍを現像
装置３で一度回収した上で、再度感光体へ塗布するた
め、一定量の塗布を安定して行なうことが可能となる。
そのため、現像剤と帯電促進粒子の消費バランスが崩れ
ることがなく、良好な帯電性を長期にわたって確保する
ことができる。また、一旦感光体１表面から回収した帯
電促進粒子を再度用いることができるため、長期にわた
り帯電促進粒子を供給する事ができ、帯電部ａや帯電ロ
ーラ２から帯電促進粒子が減少し続けることがなく、良
好な帯電性を維持することが可能となる。

【０１１９】即ち、現像部位ｂにおいて感光体１面に供
給されて付着した、現像装置３内の現像剤３１に混入の
帯電促進粒子ｍは、感光体１面の移動に伴い転写部ｃを
経由して帯電部ａに持ち運ばれることで、帯電部ａや帯
電ローラ２に自動的に供給されて、良好な帯電性が維持
される。

【０１２０】感光体１上の現像剤像は転写部ｃにおいて
転写バイアスの影響で記録媒体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
ることで記録媒体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して感光体１面の移
動に伴い転写部ｃを経由して帯電部ａに持ち運ばれる。

【０１２１】本実施例のプリンタはクリーナレスである
ので、転写後の感光体１面の残留の転写残現像剤と帯電
促進粒子はそのまま帯電部ａに持ち運ばれる。

【０１２２】現像装置３内の現像剤３１に予め適当量の
帯電促進粒子ｍを外添させておくことが望ましい（例え
ば、現像剤（トナー）１００重量部に対して帯電促進粒
子０．０１〜２０重量部）。

【０１２３】〈実施例２〉（図２）図２に示す本実施例のプリンタは、上述した実施例１
（図１）のプリンタに、転写部ｃと帯電部ａとの間にお
いて転写後の感光体１面から転写残現像剤や紙粉等を除
去して感光体１面を清掃するクリーニング装置（クリー
ナ）７を具備させたものである。その他のプリンタ構成
は実施例１のプリンタと同様であるから再度の説明は省
略する。

【０１２４】本実施例におけるクリーニング装置７は、
感光体１の清掃を行うクリーニングブレード７１を用い
たクリーニング装置である。クリーニングブレード７１
はウレタンゴム製の弾性ブレードであり、これを感光体
１に押し当てることにより、転写後の感光体１面に残存
の転写残現像剤や紙粉の大部分が感光体１面から除去さ
れる。

【０１２５】したがって、クリーナレスのプリンタに比
べて帯電部ａへの転写残現像剤や紙粉の移行・混入・付
着が格段に少なくなり、より良好な帯電性と安定した画
質を得ることができる。

【０１２６】この場合、クリーニング装置７があって
も、転写後の感光体１面の残留の転写残現像剤や紙粉、
帯電促進粒子の内、帯電促進粒子は現像剤や紙粉に比べ
て粒径が小さいためクリーニング装置７をすり抜けやす
く、そのすり抜けで帯電部ａに持ち運ばれる。

【０１２７】したがって、クリーニング装置７があって
も、現像部位ｂにおいて感光体１面に供給されて付着し
た、現像装置３内の現像剤３１に混入の帯電促進粒子ｍ
は、感光体１面の移動に伴い転写部ｃを経由して帯電部
ａに持ち運ばれることで、帯電部ａや帯電ローラ２に自
動的に供給されて、良好な帯電性が維持される。

【０１２８】また、帯電促進粒子ｍがクリーニングブレ
ード７１と感光体１表面の接触部に付着しているため、
クリーニングブレード７１が感光体１表面との摩擦でめ
くれたり、感光体１の回転速度むらが生じたりすること
がない。そのため、良好な画像を得ることが可能とな
る。

【０１２９】即ち、従来、クリーニングブレード７１に
よるクリーニング装置７を用いた場合に、感光体１表面
の滑り性が悪いと、クリーニングブレード７１がめくれ
たり、感光体１の回転速度にむらが生じることがあっ
た。本実施例では、帯電促進粒子ｍが感光体１表面に付
着し、クリーニングブレード７１と感光体１の間に存在
している。そのため、滑り性が高まり、クリーニングブ
レード７１が感光体１との摩擦によりめくれたり、感光
体１の回転速度むらが生じることがない。

【０１３０】同様に、現像剤３１に帯電促進粒子ｍを混
入させることにより、接触現像装置３と感光体１との間
の摩擦力が低下するため、現像ローラ３２と感光体１の
摺擦による相互の回転むらが生じない。それらのことに
より、回転速度むらによる画像むらが生じることもな
く、良好な画像を得ることが可能となる。

【０１３１】〈実施例３〉（図３）図３に示す本実施例のプリンタは、実施例１（図１）の
プリンタにおいて、現像装置３を２成分接触現像装置３
Ａに変更したものである。その他のプリンタ構成は実施
例１のプリンタと同様であるから再度の説明は省略す
る。

【０１３２】本実施例で用いた２成分接触現像装置３Ａ
は、トナー粒子と、粒径４０μｍのフェライトよりなる
キャリア粒子の混合よりなる２成分現像剤３５を用い、
該現像剤３５を現像剤担持搬送部材３６に磁気力によっ
て磁気ブラシ層３５ａとして保持させて現像部位ｂに搬
送し磁気ブラシ層３５ａを感光体１面に接触させて静電
潜像をトナー粒子により反転現像する２成分磁気ブラシ
接触現像方式の装置である。トナー粒子は実施例１にお
ける現像剤３１と同じ、負帯電性の平均粒径７μｍの非
磁性１成分絶縁現像剤である。トナー粒子とキャリア粒
子の混合比は、キャリア粒子に対してトナー粒子が重量
比で７％である。トナー粒子はキャリア粒子との摺擦に
より、摩擦帯電し、電荷を持つ。

【０１３３】３６は現像剤担持搬送部材としての直径１
６ｍｍの現像スリーブ、３７はこの現像スリーブ３６内
に固定配置した磁界発生手段としてのマグネット・ロー
ル、３８は現像スリーブ表面に現像剤の薄層３５ａを形
成するための現像剤層厚規制ブレードである。

【０１３４】現像スリーブ３６は感光体１に対して最接
近距離（離間距離）が約５００μｍになるように配置さ
れ、該現像スリーブ３６の外面に担持させた現像剤層３
５ａが感光体１面に約３ｍｍの接触ニップ幅で接触する
ように設定される。この現像剤層３５ａと感光体１の接
触ニップ部が現像部位ｂである。

【０１３５】現像スリーブ３６は固定配設のマグネット
・ロール３７の回りを、現像部位ｂにおいて感光体１の
回転方向と同方向に１５０％の周速で回転駆動される。
２成分現像剤３５は現像スリーブ３６の外面にマグネッ
ト・ロール３７の磁力により吸着されて現像剤３５の磁
気ブラシが形成される。その現像剤の磁気ブラシは現像
スリーブ３６の回転とともに搬送されブレード３８によ
り層厚規制を受けて所定厚みの現像剤層３５ａとして現
像部位ｂへ搬送されて感光体１面に接触し、引き続く現
像スリーブ３６の回転で再び現像容器内に戻し搬送され
る。

【０１３６】実施例１と同様に、現像スリーブが感光体
に対して周速差を持たない場合には帯電促進粒子を感光
体表面から現像装置内へむらなく回収することができな
い。そのため画像かぶりが生じた。本実施例の現像スリ
ーブの感光体表面に対する周速を変化させた場合、現像
スリーブを現像ニップにおいて感光体と同方向に回転す
る際には、周速が１２０％より大きければ帯電促進粒子
の回収はむらなく行うことができた。周速が３００％を
超えると現像キャリアの感光体表面への付着やトナー飛
散などが生じるため、現像スリーブ表面の速度をＶｓ、
感光体表面の速度をＶｄとするならば、１．２＜Ｖｓ／Ｖｄ＜３．０であるのが良く、この範囲ならば帯電促進粒子の回収を
むらなく行うことができ、画像かぶりが生じない。

【０１３７】現像スリーブを現像ニップにおいて感光体
と異方向に回転する際には、周速が１００％より大きけ
れば帯電促進粒子の回収はむらなく行うことができた。
また、同方向に回転する際と同様に周速が３００％を超
えると現像キャリアの感光体表面への付着やトナー飛散
などが生じるため、周速は１００％以上３００％以下で
あるのが良い。すなわち、１．０＜Ｖｓ／Ｖｄ＜３．０であるのが良く、この範囲ならば帯電促進粒子の回収を
むらなく行うことができ、画像かぶりが生じない。

【０１３８】現像スリーブ３６には現像バイアス電源Ｓ
２から現像バイアスとして−４２０ＶのＤＣ電圧が印加
される。

【０１３９】本実施例では実施例１と同様に、帯電促進
粒子ｍを現像剤３５に混入させ、感光体１表面に帯電促
進粒子ｍを現像し、感光体１表面を介して帯電部ａや帯
電ローラ２に帯電促進粒子ｍを供給する。そのため、実
施例１と同様に良好な帯電性を得ることができ、また画
像かぶりも生じない。

【０１４０】それに加えて、現像剤３５のトナー粒子は
帯電促進粒子ｍとの間で摩擦帯電が生じ、帯電促進粒子
ｍはキャリア粒子に比べて粒径が小さいために、トナー
粒子をむらなく摺擦することができる。そのため、安定
して電荷を与えることができ、トナー粒子が均一な電荷
量を持つため、安定な現像性も低減することができた。

【０１４１】また、実施例２と同様に現像装置３Ａと感
光体１との間での摩擦を低減することができた。そのた
め、感光体１あるいは現像スリーブ３６の回転速度むら
が生じることもなく、画像むらも生じにくかった。

【０１４２】本実施例では、帯電促進粒子ｍを２成分接
触現像装置の現像剤３５に混入させることにより、帯電
性の向上と現像性の安定化を実現することができた。

【０１４３】本実施例では、感光体１に対して現像スリ
ーブ３６を接触面において同方向に回転させたが、カウ
ンタ方向に回転させても構わない。その場合には、感光
体１表面上の帯電促進粒子ｍを現像剤３５中に戻す作用
もより強く働く。また同様に、現像装置３Ａと感光体１
の間の摩擦力低減の効果も大きい。

【０１４４】このように帯電促進粒子ｍを現像剤３５に
混入させ２成分接触現像装置３Ａを用いることにより、
良好な帯電性に加えて、感光体上に付着している帯電促
進粒子による画像かぶりも生じにくい。

【０１４５】〈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
例の帯電ローラの構成に限られるものではない。

【０１４６】また可撓性の接触帯電部材は帯電ローラの
他に、ファーブラシ帯電器などとすることもできる。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。

【０１４７】２）接触帯電における注入帯電機構は、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
に接触する構成にする。

【０１４８】また、被帯電体の表面に電荷注入層を設け
て被帯電体表面の抵抗を調節することで接触帯電におけ
る注入帯電機構を支配的にすることができる。

【０１４９】図４は表面に電荷注入層１６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１
５の順に重ねて塗工された一般的な有機感光体に電荷注
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。

【０１５０】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。

【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の体積抵抗率としては１×１０⁹ 〜１×
１０¹⁴（Ω・ｃｍ）の範囲が適当である。注入層の体積
抵抗率は、横河ヒューレットパッカード社のＨＩＧＨ
ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥＭＥＴＥＲ４３２９ＡにＲＥ
ＳＩＳＴＩＶＩＴＹＣＥＬＬ１６００８Ａを接続し
てシート状のサンプルを測定した。

【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１０¹³Ω・ｃ
ｍ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】３）接触帯電部材や現像装置等に対してＡ
Ｃ電圧成分を印加する場合の、そのＡＣ電圧波形として
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ＡＣ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。

【０１５５】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。

【０１５６】像担持体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。

【０１５７】５）現像手段３・３Ａについても、その現
像方式・構成は実施例のものに限定されるものではない
ことは勿論である。正規現像手段であってもよい。

【０１５８】６）画像形成装置は像担持体として感光紙
や静電記録紙などを用い、その表面を接触帯電して転写
工程なしに画像形成を行なう直接方式の画像形成装置と
することもできる。

【０１５９】７）像担持体１から現像剤像の転写を受け
る被記録体は転写ドラム等の中間転写体であってもよ
い。

【０１６０】８）現像剤（トナー）３１や帯電促進粒子
ｍの粒度の測定方法の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。

【０１６１】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。

【０１６２】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。

【０１６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、像担持
体に付着した導電粒子を現像器で回収することができる
ので画像かぶりのような画像不良を生じない画像形成装
置を提供することができる。また帯電部材と像担持体と
のニップ部からいったん離脱した導電粒子を再使用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の画像形成装置の概略構成図

【図２】実施例２の画像形成装置の概略構成図

【図３】実施例３の画像形成装置の概略構成図

【図４】表面に電荷注入層を設けた感光体の一例の層構
成模型図

【図５】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帯電ローラ（接触帯電部材）３・３Ａ現像装置３１現像剤（１成分現像剤）３５現像剤（２成分現像剤）ｍ帯電促進粒子４転写ローラ５定着装置Ｐ転写材ＣプロセスカートリッジＳ１〜Ｓ３バイアス印加電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平９−114193（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 G03G 15/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、前記像担持体を帯電する帯
電装置であって、この装置は、電圧が印加され、かつ前
記像担持体とニップ部を形成する帯電部材と、前記ニッ
プ部に介在される非磁性の導電粒子と、を備える帯電装
置と、前記帯電装置による帯電を用いて前記像担持体に
形成された静電像を１成分現像剤で現像する現像手段
と、を有する画像形成装置において、前記現像手段内には前記導電粒子が収容され、前記導電
粒子は前記現像手段から前記像担持体へ供給されること
によって前記ニップ部へ搬送され、前記現像手段は、前記現像剤を担持する現像剤担持体を
備え、現像作動時に前記現像剤担持体に担持された前記
現像剤は、前記像担持体に接触部で接触するとともに、
前記接触部において前記像担持体と前記現像剤担持体の
移動方向は同方向であり、前記像担持体の表面速度をＶ
ｄ，前記現像剤担持体の表面速度をＶｓとすると１．２
＜Ｖｓ／Ｖｄ＜２．５を満たすことを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２】前記ニップ部において前記帯電部材と前
記像担持体との間に周速差が形成されるように前記帯電
部材は駆動されることを特徴とする請求項１の画像形成
装置。
【請求項３】前記帯電部材は、その表面に可撓性部材
を備えることを特徴とする請求項１又は２の画像形成装
置。
【請求項４】前記導電粒子の帯電極性は、前記現像剤
の帯電極性と逆極性である請求項１乃至３のいずれかの
画像形成装置。
【請求項５】前記導電粒子の粒径は、前記現像剤の粒
径の１／２以下である請求項１乃至４のいずれかの画像
形成装置。
【請求項６】前記導電粒子の体積抵抗率は１×１０¹²
Ωｃｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のい
ずれかの画像形成装置。
【請求項７】前記導電粒子の体積抵抗率は１×１０¹⁰
Ωｃｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のい
ずれかの画像形成装置。
【請求項８】前記現像手段は、前記静電像を前記現像
剤によって現像するのと同時に前記像担持体から残留現
像剤をクリーニングすることを特徴とする請求項１乃至
７のいずれかの画像形成装置。
【請求項９】前記帯電装置は、前記ニップ部において
前記像担持体を注入帯電することを特徴とする請求項１
乃至８のいずれかの画像形成装置。
【請求項１０】前記像担持体は、体積抵抗率が１×１
０⁹〜１×１０¹⁴Ωｃｍの表面層を備えることを特徴と
する請求項１乃至９のいずれかの画像形成装置。
【請求項１１】前記帯電部材は、ローラ形状であるこ
とを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかの画像形成
装置。
【請求項１２】像担持体と、前記像担持体を帯電する
帯電装置であって、この装置は、電圧が印加され、かつ
前記像担持体とニップ部を形成する帯電部材と、前記ニ
ップ部に介在される非磁性の導電粒子と、を備える帯電
装置と、前記帯電装置による帯電を用いて前記像担持体
に形成された静電像をトナーとキャリアとを備える現像
剤で現像する現像手段と、を有する画像形成装置におい
て、前記現像手段内には前記導電粒子が収容され、前記導電
粒子は前記現像手段から前記像担持体へ供給されること
によって前記ニップ部へ搬送され、前記現像手段は、前記現像剤を担持する現像剤担持体を
備え、現像作動時に前記現像剤担持体に担持された前記
現像剤は、前記像担持体に接触部で接触するとともに、
前記接触部において前記像担持体と前記現像剤担持体の
移動方向は同方向であり、前記像担持体の表面速度をＶ
ｄ，前記現像剤担持体の表面速度をＶｓとすると１．２
＜Ｖｓ／Ｖｄ＜３．０を満たすことを特徴とする画像形
成装置。
【請求項１３】前記ニップ部において前記帯電部材と
前記像担持体との間に周速差が形成されるように前記帯
電部材は駆動されることを特徴とする請求項１２の画像
形成装置。
【請求項１４】前記帯電部材は、その表面に可撓性部
材を備えることを特徴とする請求項１２又は１３の画像
形成装置。
【請求項１５】前記導電粒子の帯電極性は、前記トナ
ーの帯電極性と逆極性であることを特徴とする請求項１
２乃至１４のいずれかの画像形成装置。
【請求項１６】前記導電粒子の粒径は、前記トナーの
粒径の１／２以下であることを特徴とする請求項１２乃
至１５のいずれかの画像形成装置。
【請求項１７】前記導電粒子の体積抵抗率は１×１０
¹²Ωｃｍ以下であることを特徴とする請求項１２乃至１
６のいずれかの画像形成装置。
【請求項１８】前記導電粒子の体積抵抗率は１×１０
¹⁰Ωｃｍ以下であることを特徴とする請求項１２乃至１
６のいずれかの画像形成装置。
【請求項１９】前記現像手段は、前記静電像を前記現
像剤によって現像するのと同時に前記像担持体から残留
現像剤をクリーニングすることを特徴とする請求項１２
乃至１８のいずれかの画像形成装置。
【請求項２０】前記帯電装置は、前記ニップ部におい
て前記像担持体を注入帯電することを特徴とする請求項
１２乃至１９のいずれかの画像形成装置。
【請求項２１】前記像担持体は、体積抵抗率が１×１
０⁹〜１×１０¹⁴Ωｃｍの表面層を備えることを特徴と
する請求項１２乃至２０のいずれかの画像形成装置。
【請求項２２】前記帯電部材は、ローラ形状であるこ
とを特徴とする請求項１２乃至２１のいずれかの画像形
成装置。
【請求項２３】像担持体と、前記像担持体を帯電する
帯電装置であって、この装置は、電圧が印加され、かつ
前記像担持体とニップ部を形成する帯電部材と、前記ニ
ップ部に介在される非磁性の導電粒子と、を備える帯電
装置と、前記帯電装置による帯電を用いて前記像担持体
に形成された静電像をトナーとキャリアとを備える現像
剤で現像する現像手段と、を有する画像形成装置におい
て、前記現像手段内には前記導電粒子が収容され、前記導電
粒子は前記現像手段から前記像担持体へ供給されること
によって前記ニップ部へ搬送され、前記現像手段は、前記現像剤を担持する現像剤担持体を
備え、現像作動時に前記現像剤担持体に担持された前記
現像剤は、前記像担持体に接触部で接触するとともに、
前記接触部において前記像担持体と前記現像剤担持体の
移動方向は逆方向であり、前記像担持体の表面速度をＶ
ｄ，前記現像剤担持体の表面速度をＶｓとすると１．０
＜Ｖｓ／Ｖｄ＜３．０を満たすことを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２４】前記ニップ部において前記帯電部材と
前記像担持体との間に周速差が形成されるように前記帯
電部材は駆動されることを特徴とする請求項２３の画像
形成装置。
【請求項２５】前記帯電部材は、その表面に可撓性部
材を備えることを特徴とする請求項２３又は２４の画像
形成装置。
【請求項２６】前記導電粒子の帯電極性は、前記トナ
ーの帯電極性と逆極性であることを特徴とする請求項２
３乃至２５のいずれかの画像形成装置。
【請求項２７】前記導電粒子の粒径は、前記トナーの
粒径の１／２以下であることを特徴とする請求項２３乃
至２６のいずれかの画像形成装置。
【請求項２８】前記導電粒子の体積抵抗率は１×１０
¹²Ωｃｍ以下であることを特徴とする請求項２３乃至２
７のいずれかの画像形成装置。
【請求項２９】前記導電粒子の体積抵抗率は１×１０
¹⁰Ωｃｍ以下であることを特徴とする請求項２３乃至２
７のいずれかの画像形成装置。
【請求項３０】前記現像手段は、前記静電像を前記現
像剤によって現像するのと同時に前記像担持体から残留
現像剤をクリーニングすることを特徴とする請求項２３
乃至２９のいずれかの画像形成装置。
【請求項３１】前記帯電装置は、前記ニップ部におい
て前記像担持体を注入帯電することを特徴とする請求項
２３乃至３０のいずれかの画像形成装置。
【請求項３２】前記像担持体は、体積抵抗率が１×１
０⁹〜１×１０¹⁴Ωｃｍの表面層を備えることを特徴と
する請求項２３乃至３１のいずれかの画像形成装置。
【請求項３３】前記帯電部材は、ローラ形状であるこ
とを特徴とする請求項２３乃至３２のいずれかの画像形
成装置。