JP2003307909A - 帯電部材、該帯電部材を用いる帯電装置、及び画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】粒子帯電における、カブリおよび中間調画像均
一性の向上。 【解決手段】凝集度が０．５から８５％である導電粒子
ｍを用いる粒子帯電部材２。該導電粒子の担持量を該粒
子担持体表面粗さＲａμｍで除した値が０．００５から
１ｍｇ／ｃｍ²／μｍである帯電部材。さらに、これら
導電粒子ｍは疎水化処理あるいは滑剤外添処理などの表
面処理がなされていることを特徴とする粒子帯電部材２
および該粒子帯電部材２を用いる帯電装置２０、また該
帯電装置２０を用いた画像記録装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被帯電体を帯電す
る帯電装置に関する。より詳しくは、被帯電体に帯電部
材を接触させて被帯電体表面を帯電する接触タイプの帯
電装置（接触帯電装置）および、その帯電部材に関す
る。

【０００２】また該帯電装置を像担持体の帯電処理手段
として使用した、複写機やプリンタ等の画像記録装置
（画像形成装置）に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来、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。

【０００４】これらの帯電装置を接触帯電装置と一括り
に表現しているが、その帯電機構（帯電のメカニズム、
帯電原理）の観点では個々の装置は大きく異なってい
る。接触帯電の帯電機構には、．放電帯電機構と、
．直接注入帯電機構が存在する。いずれの帯電機構に
よる帯電装置であるかにより帯電装置の特徴も決まって
くる。放電帯電機構と直接注入帯電機構の各々の原理と
その特徴を述べる。

【０００５】．放電帯電機構 接触帯電部材と被帯電体との隙間に生じる放電現象によ
る放電生成物で被帯電体表面が帯電する機構である。

【０００６】放電帯電系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、図５のＡ（従来のロー
ラ帯電装置）に示すように被帯電体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が、原理的に放電
生成物を生じる。

【０００７】放電による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（ローラ帯電装
置）が放電の安定性という点で好ましく、広く用いられ
ている。この放電用帯電ローラは、導電あるいは中抵抗
のゴム材あるいは発泡体を基層としてローラ状に形成し
た上に、表面を高抵抗層で多い作成される。この構成に
おいて、放電現象はローラと被帯電体の接触部から少し
離れた数十μｍの隙間で起きる。従って、放電現象を安
定化するために、ローラ表層は平坦で表面の平均粗さＲ
ａでサブμｍ以下であり、ローラ硬度も高い表面を有し
ている。

【０００８】また、放電によるローラ帯電は印加電圧が
高く、ピンホール（被帯電体膜の損傷による基盤の露
出）があると、その周辺にまで電圧降下が及び帯電不良
を生じる。従って、表層の表面抵抗は１０¹¹Ω以上にす
ることで電圧降下を防止している。

【０００９】．直接注入帯電機構 直接注入帯電とは、接触帯電部材と被帯電体との分子レ
ベルでの接触により、直接に電荷の授受をすることによ
り被帯電体表面を帯電（充電）する帯電機構である。直
接帯電あるいは注入帯電とも称される。

【００１０】本帯電機構においては、接触帯電部材と被
帯電体の電位差は数Ｖ〜数十Ｖ程度である。その帯電特
性を図５のＢ（磁気ブラシ帯電装置）に示す。帯電電位
は印加電圧と等しく、放電を生じる電圧差もない。ま
た、帯電に必要な電圧は低く抑えられる。

【００１１】上記のように帯電の機構として、この直接
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。つまり、環境安全、部材劣化、低電力
の点で優れた帯電方式である。

【００１２】次に直接注入帯電機構による帯電装置につ
いて記述する。

【００１３】直接帯電機構において、帯電性能を決める
重要なファクターとなるのが接触帯電部材と被帯電体と
の接触性である。ここで言う接触性とは、被帯電体が帯
電装置を通過する間にいかに多くの面に接触帯電部材が
ミクロ的に接触できるかという性能を意味している。

【００１４】直接注入帯電装置に用いる接触帯電部材の
形態としては、放電用帯電ローラ等による試みも行われ
てきたが、放電用帯電ローラでは直接注入帯電は不可能
であった。前述のような高硬度で平滑な表面構造では外
観上被帯電体と密着しているように見えるが、電荷注入
に必要な分子レベルでのミクロな接触性という意味では
ほとんど接触していないからである。

【００１５】現在、提案されている直接注入帯電方式と
しては、磁気ブラシを用いた粒子帯電がある。

【００１６】粒子帯電：接触密度の向上を考えると、導
電粒子を使った帯電方式（粒子帯電）が有利である。こ
の時用いる導電粒子を「帯電粒子」と称する。帯電粒子
を使った帯電方式の装置の例としては、Ａ．帯電粒子と
しての導電磁性粒子をマグネットによりブラシとして磁
気拘束した磁気ブラシ帯電部材を用いた磁気ブラシ帯電
装置と、Ｂ．薄層の導電粒子層を弾性ローラ上に形成し
た帯電部材を用いた帯電装置が提案されている。

【００１７】Ａ．磁気ブラシ帯電装置 図６は磁気ブラシ帯電装置１００の一例の概略構成模型
図である。１２０は磁気ブラシ帯電部材であり、固定支
持させたマグネットロール１２２と、このマグネットロ
ール１２２の外回りに同心に回転自由に外嵌させた非磁
性・導電性の帯電スリーブ１２１と、この帯電スリーブ
１２１の外周面に帯電スリーブ内部のマグネットロール
１２２の磁力により吸着保持させて形成させた導電磁性
粒子Ｃの磁気ブラシ層（磁気ブラシ部）１２４からな
る。１２３はケーシングであり、上記の磁気ブラシ帯電
部材１２０を組付けてあるとともに、適当量の導電磁性
粒子Ｃを収容貯留させてある。１２５はケーシング１２
３に設けた磁気ブラシ層厚規制ブレードである。

【００１８】磁気ブラシ層１２４を構成させる帯電粒子
である導電磁性粒子Ｃとしては、フェライト、マグネタ
イトなど磁性金属粒子や、これらの磁性粒子を樹脂で結
着したものが用いられている。抵抗値は１×１０⁶〜１
０⁹Ωｃｍのものが用いられる。粒径については１０〜
５０μｍが用いられる。

【００１９】帯電スリーブ１２１は被帯電体としての例
えば感光ドラム１と同じ矢印の時計方向に回転駆動され
る。磁気ブラシ層１２４は帯電スリーブ１２１と一緒に
時計方向に回転搬送され、ブレード１２５で所定の層厚
に規制され、その層厚規制された磁気ブラシ層１２４が
感光ドラム１に接触して帯電接触部ｎにて感光ドラム面
を摺擦する。帯電接触部ｎを通り抜けた磁気ブラシ層１
２４は引き続く帯電スリーブ１２１回転でケーシング１
２３内の導電磁性粒子溜まり部に戻し搬送されて、循環
的に搬送使用される。

【００２０】帯電スリーブ１２１には帯電バイアス印加
電源Ｓ１より所定の帯電バイアスが印加され、感光ドラ
ム１面は帯電接触部ｎにおいて磁気ブラシ層１２４によ
る摺擦と、印加帯電バイアスにより直接注入帯電機構で
所定の極性・電位に一様に帯電処理される。

【００２１】Ｂ．薄層導電粒子による帯電装置 図７は薄層導電粒子による帯電装置２０の一例の概略構
成模型図である。この帯電装置２０は、接触帯電部材と
しての帯電ローラ２と、該帯電ローラに対する帯電バイ
アス印加電源Ｓ１と、該帯電ローラに対する帯電粒子供
給器３を有する。

【００２２】帯電ローラ２は、芯金２ａと、この芯金２
ａの外周に同心一体にローラ状に形成した帯電粒子担持
体としてのゴムあるいは発泡体の弾性・中抵抗層２ｂか
らなり、更に、この弾性・中抵抗層２ｂの外周面に帯電
粒子（導電性粒子）ｍを薄層に担持させて構成される。

【００２３】この帯電ローラ２は被帯電体としての感光
ドラム１に所定の侵入量をもって押圧当接させて、所定
幅の帯電接触部ｎを形成させている。帯電ローラ２に担
持させた帯電粒子ｍが帯電接触部ｎにおいて感光ドラム
１面に接触する。

【００２４】帯電ローラ２は感光ドラム１と同じ矢印の
時計方向に回転駆動され、帯電接触部ｎにおいて感光ド
ラム１の回転方向と逆方向（カウンター）で回転するこ
とで、帯電粒子ｍを介して感光ドラム１面に対して速度
差を持って接触する。

【００２５】感光ドラム１に対する帯電ローラ２の相対
速度差は、帯電ローラ２と逆方向（感光ドラム１の回転
に順回転方向）に周速度を異ならせて回転駆動させるこ
とでも持たせることができる。ただ、直接注入帯電の帯
電性は感光ドラム１の周速と帯電ローラ２の周速の比に
依存するため、帯電ローラ２を感光ドラム１と同じ方向
に回転駆動させる方が回転数の点で有利であるととも
に、粒子の保持性の点でも、この構成にすることが好ま
しい。

【００２６】画像記録装置の画像記録時には該帯電ロー
ラ２の芯金２ａに帯電バイアス印加電源Ｓ１から所定の
帯電バイアスが印加される。

【００２７】これにより、感光ドラム１の周面が直接注
入帯電方式で所定の極性・電位に一様に接触帯電処理さ
れる。

【００２８】帯電ローラ２の外周面に塗布されている帯
電粒子ｍは、帯電ローラ２による感光ドラム１の帯電と
ともに感光ドラム１面に付着して持ち去られる。従っ
て、それを補うために帯電ローラ２に対する帯電粒子供
給器３を必要とする。帯電粒子供給器３による帯電ロー
ラ２に対する帯電粒子ｍの塗布は、帯電粒子供給器３の
ハウジング容器３ａ内に蓄えられた帯電粒子ｍを攪拌羽
根３ｂにより攪拌し帯電ローラ２の外周面に供給して行
われる。そして、目標の塗布量に応じて過剰となる帯電
粒子ｍをファーブラシ３ｃに掻き取らせて適正量の帯電
粒子塗布を行う。帯電粒子塗布量の制御はファーブラシ
３ｃの回転数制御により随時調整可能である。

【００２９】Ｃ．粒子帯電のクリーナレスシステム適性 粒子帯電は画像記録装置のトナーリサイクルシステムに
適している。即ち、トナーリサイクルプロセスとは、転
写方式の画像記録装置において廃トナー（転写残トナ
ー）を再度画像形成に使うことにより、トナーを有効活
用するとともに、クリーナ容器スペースをなくして装置
の小型化を実現する、優れた構成である。

【００３０】転写残トナーを接触帯電部材に一度取り込
み再利用できる状態（本来のトナーの電荷量）にして像
担持体を介して現像装置に戻すことにより再度現像に使
う、あるいは、不要なら回収することにより、トナーリ
サイクルが可能となっている。ここで用いる帯電装置に
は、像担持体を帯電することのほかに、転写残トナーの
回収とトナーの再帯電が必要になる。

【００３１】以上のような観点から粒子帯電のトナーリ
サイクル適正について考えてみる。磁気ブラシはそれ自
身が粒子により構成され自由度をもって動けることと、
接触面積が大きいという特徴を持つ。従って、磁気ブラ
シにおいては、転写残トナーを像担持体上から回収す
る、更に取り込んだトナーの電荷を適正にするなど、ト
ナーリサイクルには必須となる機能を有利に実現するこ
とが可能となる。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の帯電技術において、画像記録装置にあって
は以下の画質劣化を生じることが明らかになった。第一
に、中間調画像の均一性の問題である。中間濃度域の均
一な画像を出力したときに、画像中に、ほうきで掃いた
跡のような黒いスジ状の画像不良を生じた、また、同じ
く中間調画像において、０．１から０．５ミリ程度の白
い点状の画像不良を生じた。さらに、下地がわずかに現
像される画像不良すなわちカブリを生じている。カブリ
の状態を良く観察してみるとカブリトナーはある単位を
持って分布していることが特徴的であった。特にこれら
は、高温高湿環境下での性能低下が著しい。また、同環
境下に長期間放置した後の印字テストで顕著であった。

【００３３】そこで本発明は、粒子帯電を用いた画像記
録装置において、単純なカブリ、濃度に代表される現像
性の低下ではなく、特有の中間調画像の不均一性や特徴
的なカブリを改善することを目的とする。

【００３４】

【課題を解決するための手投】本発明は下記の構成を特
徴とする、帯電部材、該帯電部材を用いる帯電装置、及
び該帯電装置を用いた画像記録装置である。

【００３５】（１）導電粒子を成分とする帯電粒子と、
導電性と弾性を有した表面を備え、前記帯電粒子を担持
する帯電粒子担持体により構成された帯電部材であり、
同粒子の凝集度が０．５から８５％であることを特徴と
する帯電部材。

【００３６】この帯電部材を用いることにより、帯電部
材から脱落した帯電粒子の凝集が抑制され、他のプロセ
スへの悪影響を防止する。

【００３７】（２）該帯電粒子の担持量を該帯電粒子担
持体表面粗さＲａμｍで除した値が０．００５から１ｍ
ｇ／ｃｍ²／μｍである帯電部材であることを特徴とす
る（１）に記載の帯電部材。

【００３８】この帯電部材を用いることにより、さらに
脱落粒子量が適切に保たれさらに性能向上が図れる。

【００３９】（３）前記帯電粒子の粒径が０．１から５
μｍであることを特徴とする（１）または（２）に記載
の帯電部材。

【００４０】この帯電部材とすることにより、さらに帯
電性能の向上とより高いレベルで実現可能である。

【００４１】（４）前記帯電粒子の凝集度が０．５から
６０％であることを特徴とする（１）から（３）に記載
の帯電部材。

【００４２】この帯電部材を用いることにより、さらに
下流プロセスへの影響を防止する。

【００４３】（５）表面に疎水化処理を施した帯電粒子
を用いることを特徴とする（１）から（４）の何れかに
記載の帯電部材。

【００４４】この帯電部材を用いることにより、特に高
温高湿環境下において効果的に凝集度を低下可能であ
る。

【００４５】（６）滑剤で表面処理した帯電粒子を用い
ることを特徴とする（１）から（４）の何れかに記載の
帯電部材。

【００４６】この帯電部材をもちいることにより、効果
的に凝集度を低下可能である。

【００４７】（７）表面に疎水化処理後滑剤で表面処理
した帯電粒子を用いることを特徴とする（１）から
（４）の何れかに記載の帯電部材。

【００４８】（８）前記帯電粒子の抵抗が１０¹²から１
０^-1Ω・ｃｍであることを特徴とする（１）から（７）
の何れかに記載の帯電部材。

【００４９】この帯電部材を用いることにより、帯電性
能をより安定して維持可能である。

【００５０】（９）前記（１）から（８）の何れかに記
載の帯電部材を被帯電体に接触させて被帯電体表面を帯
電処理することを特徴とする帯電装置。

【００５１】この帯電装置を用いることにより、被帯電
体に脱落する帯電粒子の凝集塊を低減し下流プロセスへ
の影響を改善する。

【００５２】（１０）像担持体に該像担持体の表面を帯
電する行程を含む作像プロセスを適用して画像形成を実
行する画像記録装置において、前記像担持体の表面を帯
電する行程手段が（９）に記載の帯電装置であることを
特徴とする画像記録装置。

【００５３】この画像記録装置を用いることにより、像
担持体上に脱落する帯電粒子の凝集を低減し、粒子によ
るカブリや中間調画像の均一性の向上が可能である。

【００５４】（１１）像担持体と、その周りに配置され
た、帯電装置、像露光装置、現像装置、転写装置、及び
被記録体上の画像を定着する定着装置からなる電子写真
方式の画像記録装置であって、転写行程後の像担持体表
面に残留した現像剤を少なくとも帯電装置の帯電部材に
一時担持し、再び像担持体表面に転移させて、再度現像
装置に回収するトナーリサイクル構成の画像記録装置に
おいて、前記帯電装置は（９）に記載の帯電装置であ
り、前記現像装置内には前記帯電粒子と現像剤からなる
混合剤が蓄えられ、該帯電粒子は現像時に像担持体に転
移し、帯電装置へ持ち運ばれて帯電部材に供給されるこ
とを特徴とする画像記録装置。

【００５５】この画像記録装置によれば、さらに、トナ
ーが循環するトナーリサイクル（クリーナレス）プロセ
スにおいても、帯電粒子の凝集性の低下が、トナー混合
時においても効果的に作用し、帯電部材から脱落する粒
子の凝集を防止し、カブリや中間調均一性を向上し優れ
たトナーリサイクルプロセスを実現する。

【００５６】

【発明の実施の形態】《実施形態１》図ｌは本発明に従
う帯電部材もしくは帯電装置を用いた画像記録装置の概
略構成図である。この画像記録装置は、転写式電子写真
プロセス利用、直接注入帯電方式のレーザプリンタであ
る。

【００５７】（１）画像記録装置の全体的な概略構成 １は被帯電体としての像担持体であり、本例ではφ２４
ｍｍの回転ドラム型の負極性ＯＰＣ感光体（ネガ感光
体、以下、感光ドラムと記す）である。この感光ドラム
１は矢印の時計方向に周速度４７ｍｍ／ｓｅｃ（＝プロ
セススピードＰＳ、印字速度）の一定速度をもって回転
駆動される。この感光ドラム１についてはさらに別項で
詳述する。

【００５８】２０は帯電装置であり、回転する感光ドラ
ム１の周面を所定の極性・電位に一様に帯電処理する。
この帯電装置２０は前述した図７の薄層導電粒子による
帯電装置と同様であり、接触帯電部材としての帯電ロー
ラ２と、該帯電ローラに対する帯電バイアス印加電源Ｓ
１と、該帯電ローラに対する帯電粒子供給器３を有す
る。

【００５９】本例ではこの帯電装置２０により、感光ド
ラム１の周面が直接注入帯電方式で所定の極性・電位に
一様に接触帯電処理される。本例では帯電ローラ２の芯
金２ａに帯電バイアス印加電源Ｓｌから−６００Ｖの帯
電バイアスを印加して、感光ドラム１面にその印加帯電
バイアスとほぼ同じ帯電電位を得た。上記の帯電装置２
及び直接注入帯電についてはさらに別項で詳述する。

【００６０】４はレーザダイオード・ポリゴンミラー等
を含むレーザビームスキャナ（露光装置）である。この
レーザビームスキャナ４は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光
を出力し、該レーザ光で上記回転感光ドラム１の一様帯
電面を走査露光Ｌする。

【００６１】この走査露光Ｌにより回転感光ドラム１の
面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。

【００６２】６０は現像装置（現像器）である。本例の
現像装置６０は、磁性トナー（ネガトナー）ｔを保持
し、一定量を現像スリーブ６０ａ上にコーティングす
る。トナーｔは現像スリーブ６０ａとの摺擦により一定
の摩擦帯電を帯び、現像バイアス印加電源Ｓ２により現
像スリーブ６０ａと感光ドラム１との間に印加された現
像バイアスにより現像領域ａにおいて感光ドラム１上の
静電潜像を反転現像して顕像化する。上記の現像装置６
０についてはさらに別項で詳述する。

【００６３】６は接触転写手投としての中抵抗の転写ロ
ーラであり、感光ドラム１に所定に圧接させて転写ニッ
プ部ｂを形成させてある。この転写ニップ部ｂ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６に転写バイアス印加
電源Ｓ３から所定の転写バイアス電圧が印加されること
で、感光ドラム１側のトナー像が転写ニップ部ｂに給紙
された転写材Ｐの面に順次に転写されていく。

【００６４】本例で使用の転写ローラ６は、芯金６ａに
中抵抗発泡層６ｂを形成した、ローラ抵抗値５×１０⁸
Ωのものであり、＋２．０ｋＶの電圧を芯金６ａに印加
して転写を行なった。転写ニップ部ｂに導入された転写
材Ｐはこの転写ニップ部ｂを挟持搬送されて、その表面
側に回転感光ドラム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圧力にて転写されていく。

【００６５】７は熱定着方式等の定着装置である。転写
ニップ部ｂに給紙されて感光ドラム１側のトナー画像の
転写を受けた転写材Ｐは回転感光ドラム１の面から分離
されてこの定着装置７に導入され、トナー画像の定着を
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】そして、感光ドラム１は再度帯電装置２０
により帯電され、繰り返して画像形成に用いられる。

【００６７】８は感光ドラムクリーニング装置であり、
感光ドラム１上に残留した転写残トナーをクリーニング
ブレード８ａで掻き落として廃トナー容器８ｂに回収す
る。

【００６８】そして、感光ドラム１は再度帯電装置２に
より帯電され、繰り返して画像形成に用いられる。

【００６９】（２）感光ドラム１ 図２は本例で用いた感光ドラム（電子写真感光体）１の
層構成の模式図である。この感光ドラム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ドラム
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。

【００７０】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）、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。

【００７１】また、加えて４フッ化エチレン樹脂などの
滑剤も内包させることにより、感光ドラム表面の表面エ
ネルギーを抑えて、帯電粒子ｍの付着を全般的に抑える
効果がある。その表面エネルギーは水の接触角で表すと
好ましくは８５度以上、更に好ましくは９０度以上であ
ることが好ましい。

【００７２】また、帯電性能の観点から表面の表層の抵
抗は重要なファクターとなる。直接注入帯電方式におい
ては、被帯電体側の抵抗を下げることで、一つの注入ポ
イント（接触ポイント）あたり、帯電できる被帯電体表
面の面積が広くなると考えられる。従って、帯電ローラ
が同じ接触状態であっても、被帯電体表面の抵抗が低い
場合、効率よく電荷の授受が可能となる。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。

【００７３】また、電荷注入層１６を用いていない感光
ドラムの場合でも、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。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。

【００７４】本例に用いた感光ドラム１の表層の抵抗は
１０¹²Ω・ｃｍであった。

【００７５】（３）帯電ローラ２ 本例における接触帯電部材としての帯電ローラ２は、前
記したように、芯金２ａと、この芯金２ａの外周りに同
心一体となるようローラ状に形成した帯電粒子担持体と
してのゴムあるいは発泡体の弾性・中抵抗層２ｂからな
る。そして、この帯電ローラ２の弾性・中抵抗層２ｂの
外周面に帯電粒子（導電性粒子）ｍを担持させている。

【００７６】弾性・中抵抗層２ｂ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２ａの上にローラ状
に形成した。その後、表面を研磨した。

【００７７】本発明における接触帯電部材としての帯電
ローラ２は一般的に用いられる放電用の帯電ローラに対
し、 １）表層に高密度の帯電粒子ｍを担持するための表面構
造や粗さ特性 ２）直接注入帯電に必要な抵抗特性（体積抵抗、表面抵
抗） の点で特に異なる。

【００７８】１）表面構造及び粗さ特性 従来、放電によるローラ表面は平坦で表面の平均粗さＲ
ａでサブμｍ以下であり、ローラ硬度も高い。放電を用
いた帯電において、放電現象はローラと被帯電体の接触
部から少し離れた数十μｍの隙間で放電現象が起きる。
ローラ及び被帯電体表面に凹凸が存在する場合、部分的
に電界強度がことなるため放電現象が不安定になり、帯
電ムラを生じる。従って、従来の帯電ローラは平坦で高
硬度な表面を必要とする。

【００７９】ではなぜ放電用帯電ローラでは注入帯電で
きないのかを考察するに、それは、前述のような表面構
造では外観上被帯電体としての感光ドラムと密着してい
るように見えるが、電荷注入に必要な分子レベルでのミ
クロな接触性という意味ではほとんど接触していないの
である。

【００８０】一方、本発明における接触帯電部材として
帯電ローラ２は帯電粒子ｍを高密度に担持する必要から
ある程度の粗さが要求される。平均粗さＲａにして、１
μｍから５００μｍが好ましい。

【００８１】１μｍよりも小さいと帯電粒子ｍを担持す
るための表面積が不足するとともに、絶縁物（たとえば
トナー）などがローラ表層に付着した場合その周辺が被
帯電体としての感光ドラムに接触できなくなり、帯電性
能が低下する。

【００８２】また、粒子の保持能力について考慮した場
合、用いる帯電粒子の粒子径より大きな粗さを持つこと
が好ましい。

【００８３】逆に５００μｍよりも大きいと、ローラ表
面の凹凸が被帯電体の面内帯電均一性を低下させること
になる。本例におけるＲａは４０μｍであった。

【００８４】平均粗さＲａの測定には、キーエンス社製
表面形状測定顕微鏡ＶＦ−７５００、ＶＦ７５１０を用
い対物レンズ２５０倍から１２５０倍を用い非接触にて
ローラ表面の形状及びＲａの測定を行った。

【００８５】２）抵抗特性 従来の放電を用いる帯電ローラは芯金に低抵抗の基層を
形成した後、表面を高抵抗層で被覆している。放電によ
るローラ帯電は印加電圧が高く、ピンホール（膜の損傷
による基盤の露出）があるとその周辺にまで電圧降下が
及び帯電不良を生じる。従って、１０¹¹Ω以上にする必
要がある。

【００８６】一方、本発明の直接注入帯電方式において
は、低電圧による帯電を可能とするため接触帯電部材の
表層を高抵抗にする必要がなく、ローラを単層で構成す
ることができる。むしろ、直接注入帯電において帯電ロ
ーラ２の表面抵抗で１０⁴〜１０¹⁰Ωであることが必要
である。

【００８７】１０¹⁰Ωよりも大きくなると、ローラ表面
に大きな電位差を生じるため帯電粒子に吐き出しバイア
スが作用し吐き出されやすくなる。また、帯電面内の均
一性が低下し、ローラの摺擦によるムラが中間調画像に
スジ状となって現れ、画像品位の低下が見られる。

【００８８】一方、１０⁴Ωよりも小さい場合は、注入
帯電であってもドラムピンホールによる周辺の電圧降下
を生じる。

【００８９】さらに、体積抵抗については、１０⁴〜１
０⁷Ωの範囲であることが好ましい。１０⁴Ωよりも小さ
い場合は、ピンホールリークによる電源の電圧降下を生
じやすくなる。一方、１０⁷Ωよりも大きい場合は、帯
電に必要な電流が確保できなくなり、帯電電圧が低下す
る。

【００９０】本実施例に用いた帯電ローラ２の表面抵抗
及び体積抵抗は、１０⁷Ω及び１０⁶Ωであった。

【００９１】帯電ローラ２の抵抗測定は以下の手順で行
った。測定時の構成について概略図を図３に示す。ロー
ラ抵抗は、帯電ローラ２の芯金２ａに総圧９．８Ｎ（１
ｋｇｆ）のがかかるよう外径２４ｍｍの絶縁体ドラム９
３に電極を施し測定した。電極は主電極９２の周りにガ
ード電極９１を配し、図３の（ａ）・（ｂ）に示す配線
図にて測定を行った。主電極９２とガード電極９１間の
距離はおよそ弾性・中抵抗層２ｂの厚さ程度に調整し、
主電極９２はガード電極９１に対し十分な幅を確保し
た。測定は主電極９２に電源Ｓ４から＋１００Ｖを印加
し電流計Ａｖ及びＡｓに流れる電流を測定し、それぞれ
体積抵抗、表面抵抗を測定した。

【００９２】以上述べてきたように本発明における接触
帯電部材としての帯電ローラについては、 １）表層に高密度の帯電粒子を担持するために表面構造
粗さ特性 ２）直接帯電に必要な抵抗特性（体積抵抗、表面抵抗） が必要である。

【００９３】３）その他のローラ特性 直接注入帯電方式において、接触帯電部材は柔軟な電極
として機能することが重要である。

【００９４】磁気ブラシにおいては、磁性粒子層自体が
もつ柔軟性により実現している。

【００９５】本例の帯電装置２０においては、帯電ロー
ラ２の弾性・中抵抗層２ｂの弾性特性を調整して達成し
ている。アスカーＣ硬度で１５度から５０度が好ましい
範囲である。更に好ましくは、２０〜４０度が好まし
い。

【００９６】高すぎると、必要な侵入量が得られず、被
帯電体との間に帯電接触部ｎを確保できないため帯電性
能が低下する。また、物質の分子レベルの接触性が得ら
れないため異物の混入などによりその周辺への接触が妨
げられる。

【００９７】一方、硬度が低すぎると、形伏が安定しな
いために被帯電体との接触圧にムラを生じ帯電ムラを生
じる。あるいは、長期放置によるローラの永久変形ひず
みによる帯電不良を生じる。

【００９８】本例ではアスカーＣ硬度で２０度の帯電ロ
ーラ２を使用した。更に、帯電ローラ２は感光ドラム１
に対して、総荷重１０００ｇをローラの両端軸より加圧
して当接した。その結果、ローラはドラム表面からおよ
そ０．２から０．３ｍｍ侵入し、ローラとドラムの接触
部ｎの巾は２．７ｍｍであった。

【００９９】４）帯電ローラの材質、構造、寸法 帯電ローラ２の弾性・中抵抗層２ｂの材質としては、Ｅ
ＰＤＭ、ウレタン、ＮＢＲ、シリコーンゴムや、ＩＲ等
に抵抗調整のための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があげられる。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。その後必要に応じて表面の粗さ調
整、研磨などによる成型を行う。また、機能分離した複
数層による構成も可能である。

【０１００】しかし、帯電ローラ２の弾性・中抵抗層２
ｂの形態としては多孔体構造がより好ましい。前述の表
面粗さをローラの成型と同時に得られるという点で製造
的にも有利である。発泡体のセル径としては、１から５
００μｍが適切である。発泡成形した後に、その表面を
研磨することにより多孔体表面を露出させ、前述の粗さ
を持った表面構造を作成可能である。

【０１０１】そして最終的に径６ｍｍ・長手長さ２４０
ｍｍの芯金２ａに、多孔体表面を有する、層厚６ｍｍの
弾性・中抵抗層２ｂを形成し、外径１８ｍｍ、中抵抗層
長手長さ２２０ｍｍ、の帯電ローラ２を作成した。

【０１０２】（４）帯電粒子ｍ 本例では、帯電粒子ｍとして、比抵抗が１０³Ω・ｃ
ｍ、平均粒径１．３μｍの導電性酸化亜鉛を用いた。そ
して、帯電粒子ｍは帯電粒子供給器３のハウジング容器
３ａ内に収容される。

【０１０３】帯電粒子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、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。また、本発明における帯電粒子ｍは磁気拘
束する必要がないため、磁性を有する必要がない。

【０１０４】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以下が必要であり、
好ましくは１０¹⁰Ω・ｃｍ以下が望ましい。一方、ドラ
ムにピンホールがあった場合にリーク跡を防ぐために、
１０^-1Ω・ｃｍ以上、好ましくは１０²Ω・ｃｍ以上で
あることが望ましい。

【０１０５】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２．２６ｃｍ²の円筒内に凡そ
０．５ｇの帯電粒子ｍを入れ上下電極に１４７Ｎ（１５
ｋｇｆ）の加圧を行うと同時に、１００Ｖの電圧を印加
して抵抗値を計測、その後正規化して比抵抗を算出し
た。

【０１０６】粒子の粒径の測定は、コールター社製のＬ
Ｓ−２３０型レーザ回折式粒度分布測定装置にリキッド
モジュールを取り付けて０．０４から２０００μｍの粒
径を測定範囲とし、得られる体積基準の粒度分布により
Ｄ５０を算出する。測定は、メタノール１０ｍｌに粒子
を約１０ｍｇ加え、超音波分散機で２分間分散した後、
測定時間９０秒間、測定回数１回の条件で測定を行う。

【０１０７】帯電粒子ｍは一次粒子の状態で存在するば
かりでなく、一次粒子が凝集した二次粒子の状態で存在
する場合もあるが、二次粒子として帯電粒子ｍとしての
物性、機能が実現できればその帯電粒子として機能する
ことが可能である。ただ、２次粒子により構成すると、
帯電性能の向上が見られたりする一方で、カブリや中間
調画像の均一性の低下が顕著になることもある。これ
は、２次粒子が更に凝集する傾向があるため、これが逆
に画像不良の原因となることもあり、凝集度を適切な範
囲に調整することが必要となる。詳細については別項で
述べる。

【０１０８】帯電粒子ｍは特に感光体の帯電に用いる場
合に潜像露光の妨げにならないよう白色または透明に近
いことが望ましい。さらに、帯電粒子ｍが感光体上から
記録材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、画
像露光時に粒子による光散乱を防止するためにもその粒
径は構成画素サイズ以下、さらにはトナー粒径以下であ
ることが望ましい。粒径の下限値としては粒子として安
定にえられるものとして１０ｎｍが限界と考えられる。

【０１０９】つまり、粒径については０．０１から１０
μｍが使用可能である。好ましくは０．１から５．０μ
ｍが好ましい。粒径が小さいと製造上の問題のほかに、
トナーに付着した場合のトナーの劣化が著しい。大きい
と、環境変化を考慮した場合の帯電性能の維持が難しく
なる。

【０１１０】さらに、本発明においては、凝集度という
観点から、０．５から３μｍが好ましい粒径範囲であ
る。

【０１１１】また、粒子は適切な比表面積を有する必要
がある。比表面積は１×１０^-5から１００×１０^-5ｃｍ
²／ｃｍ³が必要である。さらに好ましくは１×１０^-5か
ら１００×１０^-5ｃｍ²／ｃｍ³であることが望ましい。
この範囲以下の場合、同粒径の帯電粒子であっても帯電
粒子としての性能が低下する。これは、比表面積が小さ
いと比較的単純な表面構造をとるため、被帯電体に接触
したときの接触点が少なくなるためと予想される。一
方、大きすぎると特に第二の実施形態においてトナーの
性能低下を生じることがあった。比表面積が特に大きな
粒子は粒子構造が弱くなり安定した粒径を維持すること
ができなくなる傾向がある。

【０１１２】比表面積の増加により帯電性能は大幅に向
上できるが、比表面積の大きな粒子は粒子同士の凝集が
大きくなる傾向がある。その結果、本発明の課題である
画像不良が生じやすくなる。したがって、比表面積を増
加するとともに、凝集度に注目し粒子を選択あるいは、
凝集力を弱める各種表面処理を実施することが、より高
性能の帯電粒子を実現可能である。

【０１１３】本発明における比表面積の測定は、以下の
ようにして求めた。

【０１１４】まず、BET法に従い、比表面積測定装置
「ジェミニ２３７５ Ver.5.0（島津製作所社製）を用
いて試料表面に窒素ガスを吸着させ、BET多点法を用い
てBET比表面積（ｃｍ²／ｇ）を算出する。

【０１１５】次に、乾式自動密度計「Ａｃｃｕｐｙｃ１
３３０」（島津製作所社製）を用いて真密度（ｇ／ｃｍ
³）を求める。この際、１０ｃｍ³の試料容器を用い、試
料前処理としてはヘリウムガスパージを最高圧１９．５
ｐｓｉｇで１０回行う。この後、容器内圧力が平衡に達
したか否かの圧力平衡判定値として、試料室内の圧力の
振れが０．００５０／ｍｉｎを目安とし、この値以下で
あれば平衡状態とみなして測定を開始し、真密度を自動
測定する。測定は５回行い、その平均値を求め、真密度
とする。

【０１１６】ここで、粉体の比表面積は以下のようにし
て求まる。

【０１１７】比表面積（ｃｍ²／ｃｍ³） ＝ ＢＥＴ比
表面積（ｃｍ²／ｇ）× 真密度（ｇ／ｃｍ³） （５）帯電粒子担持量 粒子帯電においては、帯電粒子ｍの粒径を小径化するこ
とにより帯電性能を向上するものであるが、帯電粒子ｍ
の感光ドラム１ヘの脱落は顕著になる。帯電ローラ２上
に帯電粒子ｍを保持し得る力は弱い付着力であるので、
多くの粒子を供給しても、粒子を拘束することは困難で
あり、感光ドラム１に脱落して、その後の現像行程や転
写紙上への画像不良の影響を抑える。従って、理想的に
は帯電ローラ表層に一層均一に塗布することが望ましい
が、実際のところは、担持量を調整することにより、帯
電性を確保するとともに付着する粒子を減らすことが可
能となる。

【０１１８】粒子の担持量はローラ表面の平均粗さＲａ
により適切に保つ必要がある。つまり担持量を平均粗さ
Ｒａで除した値が以下１、更に好ましくは０．３以下で
あることが望ましい。

【０１１９】本発明における非磁性帯電粒子の粗さ当た
りの担持量は１ｍｇ／ｃｍ²／μｍ（５０ｍｇ／ｃｍ²、
Ｒａ＝５０μｍ）以下である。より好ましくは０．３ｍ
ｇ／ｃｍ²／μｍ（１５ｍｇ／ｃｍ²、Ｒａ＝５０μｍ）
以下とすることが良好な結果となっている。

【０１２０】一方、帯電性能を確保する必要から最小担
持量は同じく担持量／Ｒａの値で０．００５ｍｇ／ｃｍ
²／μｍ（０．２５ｍｇ／ｃｍ²、Ｒａ＝５０μｍ）であ
る。より好ましくは、０．０２ｍｇ／ｃｍ²／μｍ（１
ｍｇ／ｃｍ²、Ｒａ＝５０μｍ）である。

【０１２１】つまり、担持量／Ｒａは０．００５から
１、より好ましくは、０．０２から０．３ｍｇ／ｃｍ²
／μｍであることが望ましい。

【０１２２】本実施例では０．１ｍｇ／ｃｍ²／μｍ
（４ｍｇ／ｃｍ²、Ｒａ＝４０μｍ）の担持量に調整し
た。

【０１２３】担持量の調整は、帯電粒子供給器３のファ
ーブラシ３ｃの回転数を調整することにより行なった。
ブラシ速度が速いほど粒子担持量は低く設定可能であ
る。また、必要に応じて攪拌羽根３ｂの回転速度、ファ
ーブラシ３ｃの密度などにより調整を行った。

【０１２４】担持量の測定は、帯電ローラに担持してい
る粒子を洗浄し、粒子の重量および抵抗の測定を行っ
た。

【０１２５】超音波洗浄器内にエタノールと水（１：
２）によりなる洗浄液を調合し、中にローラを浸し洗浄
を行った。洗浄を繰り返すとともにローラの表面を光学
顕微鏡などで確認しながら、必要に応じてローラ表面を
ブレードなどにより摺擦しながら洗浄を繰り返し行うこ
とによりローラ上の付着物を除去することができる。

【０１２６】得られた洗浄液は１〜２時間静置し明らか
に上澄みと分離できる場合は上澄みを除去する。その
後、１０５度で充分乾燥してローラの担持物を抽出し
た。担持量は得られた粒子の総重量と帯電ローラ２の表
面積（ローラの長手長さおよびから算出される）から、
単位面積当たりの担持量として求める。

【０１２７】（６）帯電粒子の凝集度 帯電粒子の担持量を担持体表面粗さに適した量に調整し
ても、帯電部材からの粒子脱落は完全には防止できな
い。特に、高温高湿環境下における脱落粒子量は多く、
また、脱落した粒子の状態も凝集が激しく、中間調画像
の均一性やカブリといった画像不良を生じやすい。本発
明では帯電粒子の物理特性として、凝集度評価を新たに
取り入れ優れた帯電粒子を選定し帯電装置を構成するこ
とにより、帯電性能及び下流プロセスに与える悪影響を
抑えることが可能となった。

【０１２８】本発明において、凝集度は０．１％から８
５％が使用可能であり、好ましくは、６０％以下が望ま
しい。

【０１２９】本発明において「帯電粒子の凝集度」の測
定法は、パウダーテスター（ホソカワミクロン社製）の
振動篩機を用い、振動台に２００ｍｅｓｈ（目開き７５
μｍ）、１００ｍｅｓｈ（目開き１５０μｍ）、６０ｍ
ｅｓｈ（目開き２５０μｍ）の篩を目開の狭い順に重な
る様に、即ち、６０ｍｅｓｈが最上位となる様に、２０
０ｍｅｓｈ（目開き７５μｍ）、１００ｍｅｓｈ（目開
き１５０μｍ）、６０ｍｅｓｈ（目開き２５０μｍ）の
篩の順に重ねてセットする。振動台の振幅が振幅ゲージ
にて１ｍｍの範囲に入る様に調整し、振動台への入力電
圧を調整した。測定の際には、セットした６０ｍｅｓｈ
（目開き２５０μｍ）の篩上に試料（５ｇ）を加え、タ
イマーにより約１５秒間振動を加え、その後、各篩上に
残った試料の質量を測定し、下式に基づき凝集度を得
る。凝集度の値が小さい程、帯電粒子の凝集程度が低
い。

【０１３０】凝集度（％）＝（６０ｍｅｓｈ篩上の資料
質量（ｇ））／５ｇ＊１００＋（１００ｍｅｓｈ篩上の
資料質量（ｇ））／５ｇ＊１００＊０．６＋（２００ｍ
ｅｓｈ篩上の資料質量（ｇ））／５ｇ＊１００＊０．２ パウダーテスターによる凝集度測定において、篩の目の
細かさは、粒子径や目的に応じて調整されるが、本例で
は粒子の凝集が画像に及ぼす影響から、後述する白点状
画像欠陥の評価基準である０．３ｍｍ（３００μm）に
近いものを使用した。その結果、粒子凝集度と画像との
間に密接な相関関係を見出した。

【０１３１】測定は２３度、６０％の環境下で行い。測
定用の試料は、同環境下で２４ｈ放置後測定を行った。

【０１３２】また、帯電粒子の凝集度測定試料は帯電ロ
ーラ２上から採取して作成する。ただ、実施形態１につ
いては、粒子供給器３に蓄えた粒子で代用することも可
能である。

【０１３３】後述する実施形態２においては以下の方法
を用いる。前述した帯電ローラ２上の付着物を採取する
方法により付着物を採取した後に、トナー可溶性の溶剤
に付着物を溶解し放置後の沈殿物を充分乾燥し凝集度測
定用試料とした。

【０１３４】１）帯電粒子の凝集度低下 帯電粒子には導電性微粒子を用いるが、粒径が小さいこ
と、あるいは粒子の吸湿により凝集度が低下することも
あり、粒子同士の凝集が非常に起きやすい。粒子の凝集
度を低下するためには各種表面処理が有効である。その
中でも各種疎水化処理、あるいは、粒子間付着力を低下
させる滑剤粒子添加による表面処理などが有効である。
ここで、特に重要なのは粒子同士の付着力が問題であ
り、これを一定レベルまで低下することにより、画像品
質の改善が図れると考える。ただ、表面処理などで行う
場合、処理剤の電気抵抗や処理量などを考慮して行う必
要はある。粒子自体が前述した抵抗範囲になるよう調整
する必要がある。

【０１３５】以下に、本例で用いた代表的な疎水化処理
処方、及び滑剤外添について説明する。

【０１３６】２）疎水化処理処方法 帯電粒子の疎水化処理としては、各種処理方法が使用可
能である。処理剤としては、シリコーンワニス、シリコ
ーンオイル、シラン化合物、シランカップリング剤、そ
のほか有機ケイ素化合物、有機チタン化合物、ステアリ
ン酸亜鉛ほか高級脂肪酸などが使用可能であり、単独及
び併用して処理を行うこともよい。その中でも、シラン
カップリング剤による処理が特に好ましく、処理の簡便
さゆえ製造面においても優位である。製造方法について
は特に限定するものではないが、例えば、適当な溶剤に
上記処理剤を分散あるいは溶解させ、帯電粒子を添加し
攪拌混合し、脱溶媒、乾燥し、解砕して粒度を調整する
方法が上げられる。

【０１３７】また、処理量について、帯電粒子１００質
量部に対し０．０２から１０質量部とすることが好まし
く、より好ましくは、０．０５から５質量部、特に好ま
しくは０．１から２質量部がよい。処理量が少なすぎる
と帯電粒子同士の凝集力が増加し帯電器から脱落したと
きに凝集塊を造りやすくなる。一方多すぎると、帯電粒
子の導電性を阻害し、被帯電体に対して十分な直接注入
帯電が行えなくなる。

【０１３８】３）滑剤外添 粒子同士の凝集を防止する手段として、滑剤の添加が有
効である。滑剤としては、フッ素系樹脂粉末（ポリフッ
化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなど）、シ
リコーン系樹脂粉末、脂肪酸金属塩（ステアリン酸亜
鉛、ステアリン酸カルシウム）などが使用可能である。
その中でも、シリコーン系樹脂粉末の添加が好ましい。
少量においても効果的に凝集を防ぐことが可能である。

【０１３９】また、処理量について、帯電粒子１００質
量部に対し０．０２から１０質量部とすることが好まし
く、より好ましくは、０．０５から５質量部、特に好ま
しくは１から３質量部がよい。処理量が少なすぎると帯
電粒子同士の凝集力が増加し帯電器から脱落したときに
凝集塊を造りやすくなる。一方多すぎると、帯電粒子の
導電性を阻害し、被帯電体に対して十分な直接注入帯電
が行えなくなる。

【０１４０】表面に疎水化処理後滑剤で表面処理した帯
電粒子を用いることもできる。

【０１４１】（７）現像装置６０ ６０ａはマグネットロール６０ｂを内包させた、現像剤
担持搬送部材としての非磁性回転現像スリーブであり、
現像容器６０ｅ内に備える現像剤であるトナーｔは回転
現像スリーブ６０ａ上を搬送される過程において、規制
ブレード６０ｃで層厚規制及び電荷付与を受ける。６０
ｄは現像容器６０ｅ内のトナーの循環を行い順次スリー
ブ周辺にトナーを搬送する攪拌部材である。

【０１４２】回転現像スリーブ６０ａにコートされたト
ナーｔはスリーブ６０ａの回転により、感光ドラム１と
スリーブ６０ａの対向部である現像部位（現像領域部）
ａに搬送される。またスリーブ６０ａには現像バイアス
印加電源Ｓ５より現像バイアス電圧が印加される。

【０１４３】本例において、現像バイアス電圧はＤＣ電
圧とＡＣ電圧の重畳電圧とした。これにより、感光ドラ
ム１側の静電潜像がトナーｔにより反転現像される。

【０１４４】トナーｔ：現像剤である１成分磁性トナー
ｔは、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、さらに流動化剤
などを外添剤として添加して作成されたものである。ト
ナーの平均粒径（Ｄ４）は７μｍであった。

【０１４５】《実施形態２》図４は本発明の帯電装置を
用いた第二の実施形態の画像記録装置を示す概略構成図
である。

【０１４６】本実施例の画像記録装置は、転写式電子写
真プロセス利用、直接注入帯電方式、トナーリサイクル
プロセス（クリーナレスシステム）のレーザプリンタで
ある。前述の実施形態１の画像記録装置と同様の点につ
いては再度の説明を省略し、異なる点について述べる。

【０１４７】帯電装置２０について、帯電ローラ２に対
する専用の帯電粒子供給器３は備えていない。その代わ
りに、帯電粒子ｍは現像装置６０の現像剤ｔに添加して
あり、感光ドラム１に静電潜像の現像時にトナーととも
に感光ドラム１面に付着し、感光ドラム１の回転で帯電
接触部ｎに持ち運ばれることで、感光ドラム１を介して
帯電ローラ２に供給される。

【０１４８】現像装置６０は一成分磁性トナー（ネガト
ナー）を用いた反転現像装置である。現像装置内にはそ
の現像剤ｔと帯電粒子ｍとの混合剤ｔ＋ｍを収容させて
ある。回転感光ドラム１面の静電潜像はこの現像装置６
０により現像部位ａにてトナー画像として現像される。

【０１４９】すなわち、本例の画像記録装置はトナーリ
サイクルプロセスであり、画像転写後の感光ドラム１面
上に残留した転写残トナーは専用のクリーナ（クリーニ
ング装置）で除去されることなく感光ドラム１の回転に
ともない帯電接触部ｎに持ち運ばれて、帯電接触部ｎに
おいて感光ドラム１の回転に対してカウンター回転する
帯電ローラ２に一時的に回収され、この帯電ローラ外周
を周回するにつれて、反転したトナー電荷が正規化さ
れ、順次に感光ドラム１に吐き出されて現像部位ａに至
り、現像装置６０において現像同時クリーニングにて回
収・再利用される。

【０１５０】（１）帯電装置２０ 実施形態１との比較で帯電粒子供給器３を配していない
ことが異なる。また、帯電装置使用初期においも、帯電
ローラ２は、本発明構成に従う帯電部材として構成する
ことが好ましい。帯電粒子には、帯電ローラと感光体と
の摩擦力を低減する作用があり、粒子がない状態では大
きな駆動トルクが必要となるばかりか装置の破損にもつ
ながる。また、本発明に従う凝集度を適切に調整した帯
電粒子を予め担持させることにより、特に長期間、高温
高湿環境下に放置したときに生じやすい感光体への粒子
付着を抑制できる。

【０１５１】（２）現像装置６０ ６０ａはマグネットロール６０ｂを内包させた、現像剤
担持搬送部材としての非磁性回転現像スリーブであり、
現像容器６０ｅ内に備える現像前混合剤ｔ＋ｍ内のトナ
ーｔは回転現像スリーブ６０ａ上を搬送される過程にお
いて、規制ブレード６０ｃで層厚規制及び電荷付与を受
ける。６０ｄは現像容器６０ｅ内のトナーの循環を行い
順次スリーブ周辺にトナーを搬送する攪拌部材である。

【０１５２】回転現像スリーブ６０ａにコートされたト
ナーｔはスリーブ６０ａの回転により、感光ドラム１と
スリーブ６０ａの対向部である現像部位（現像領域部）
ａに搬送される。またスリーブ６０ａには現像バイアス
印加電源Ｓ５より現像バイアス電圧が印加される。

【０１５３】本例において、現像バイアス電圧はＤＣ電
圧とＡＣ電圧の重畳電圧とした。これにより、感光ドラ
ム１側の静電潜像がトナーｔにより反転現像される。

【０１５４】ａ）トナーｔ：現像剤である１成分磁性ト
ナーｔは、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、さらに帯電粒
子ｍや流動化剤などを外添剤として添加して作成された
ものである。トナーの平均粒径（Ｄ４）は７μｍであっ
た。

【０１５５】ｂ）帯電粒子ｍ：基本的に実施形態１に準
ずるが、適切な粒径範囲については若干異なる。詳細に
ついては、後述する。

【０１５６】（３）帯電粒子担持量、被覆率 ａ）帯電粒子担持量 本実施形態においてはトナーリサイクル構成であるた
め、実施形態１に比べ多くのトナーが帯電ローラ表面を
汚染する。トナーは摩擦帯電による電荷を表面に維持す
るため抵抗値としては１０¹³Ω・ｃｍ以上の抵抗を有す
る。従って、帯電ローラ２がトナーにより汚染される
と、帯電ローラ２上に担持している粒子抵抗が増加し帯
電性能が低下する。たとえ、帯電粒子の抵抗が低くと
も、トナーの混入により担持している粉体の抵抗は上昇
し帯電性に障害を生じる。

【０１５７】従って、帯電粒子担持量が実施形態１に準
ずる担持量／Ｒａで０．００５から１、好ましくは０．
０２から０．３ｍｇ／ｃｍ²／μｍであっても、その成
分に多くのトナーが含まれていることがあり、当然帯電
性能は低下する。

【０１５８】この場合、担持粒子の抵抗が上昇しその状
況を捉えることができる。つまり、実使用状態におい
て、帯電ローラ２に担持している粒子（トナーや紙粉な
どの混入物も含む）を前記した方法で抵抗測定を行いそ
の値が、１０^-1〜１０¹²Ω・ｃｍである。好ましくは〜
１０¹⁰Ω・ｃｍであることが必要となる。

【０１５９】更に、帯電粒子ｍの帯電における実効的な
存在量を把握するために、帯電粒子ｍの被覆率を調整す
ることが更に重要となる。帯電粒子ｍは白色であるため
磁性トナーの黒色と区別可能である。顕微鏡における観
察において白色を呈している領域を面積率として求め
る。被覆率が０．１以下の場合は帯電ローラ２の周速度
を高めても帯電性能としては不十分であることから、帯
電粒子ｍの被覆率を０・２〜１の範囲に保つことが重要
となる。

【０１６０】また、担持量の調節は、基本的には帯電粒
子ｍの現像剤ｔへの添加量の調整により行なった。ま
た、必要に応じて、帯電ローラ２の外周の一部に弾性ブ
レードを当接することにより調整を行った。部材を当接
することにより、トナーの摩擦帯電極性を正規化する効
果があり、帯電ローラ２に担持されている粒子量を調整
することが可能となる。

【０１６１】ｂ）被覆率の測定 被覆率測定に関しては、ローラ当接条件に近い状態で顕
微鏡観察し導電粒子に覆われている面積を計測した。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、感光ドラム１及び
帯電ローラ２の表面をビデオマイクロスコープ（ＯＬＹ
ＭＰＵＳ製ＯＶＭ１０００Ｎ）及びデジタルスチルレコ
ーダ（ＤＥＬＴＳ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を感光ドラム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倍の対物レンズで撮影した。その後、事前
に計測した帯電粒子の色あるいは輝度を持って粒子で被
覆している領域を分離し面積率を求め被覆率とした。ま
た、色による判別が困難な場合は、ローラ最表面の物質
を蛍光Ｘ線分析装置ＳＹＳＴＥＭ３０８０（理学電機工
業（株）製）により行った。先ず、初期状態において帯
電粒子に覆われた帯電ローラとドラムの間に、ポリエス
テルテープ（ニチバン製Ｎｏ５５０（＃２５））の粘着
面をローラに向けてはさみ、ドラムとローラを従動回転
してローラとドラムのニップを一度通過させる。このと
きテープ表面には、帯電ローラの最表面の粒子を一層サ
ンプリングすることになる。一方、印字テストを終えた
ローラについても同様にサンプリングを行なう。導電粒
子中に含まれる特定の元素について、含有量を定量する
ことにより、被覆率を求めることができる。つまり、導
電粒子のみを担持したローラのテープ試料を１として、
印字テスト後の試料の割合を算出し被覆率を求めること
が可能となる。

【０１６２】《本発明の着眼点》粒子帯電における改良
のポイントについて、これまでの開発の経緯を説明する
とともに、本発明の新たなる着眼点及び改善の方向性に
ついて詳しく述べる。

【０１６３】（１）粒子帯電装置開発の経緯 粒子帯電の帯電性能は、接触密度すなわち粒子密度に大
きく依存している。帯電装置の開発においても、粒子密
度をいかに向上するかに注目し行われてきた。磁気ブラ
シ帯電装置においては、磁性粒子を小径化することによ
り帯電性能の向上を図ってきた。しかし、１０から２０
μｍという限界がある。感光体の帯電時に生じる静電力
に対し一定の磁気拘束力が必要になるためである。磁気
拘束力は粒径に大きく関わっており拘束力の低下は粒子
脱落という問題を発生する。この限界を打破するため
に、導電性微粒子を薄層に担持してなる帯電装置を提案
している。

【０１６４】この導電性微粒子を薄層に担持してなる帯
電装置では、粒子径を小さくするとともに、担持量を減
らし薄層の帯電粒子層を形成することにより、物質間の
弱い拘束力でも粒子帯電装置を構成できる。具体的には
粒子径０．０１〜１０μｍの粒子帯電が可能となり、格
段に帯電性能は向上した。ただ、粒子の脱落はなくなっ
たわけではない。大粒径の磁性粒子ほどではないがカブ
リや中間長画像の均一性低下といった問題が発生してい
る。これら問題点は、帯電装置から脱落した帯電粒子と
の相関があり、帯電粒子である導電性微粒子の粒子処方
により大きく変化することがわかった。これらは導電粒
子担持体の粗さに対し導電粒子の担持量を調整すること
により改善が図られてきた。担持量を増やすと帯電性は
向上し黒い縦スジ状の画像不良は減少する。しかし、白
い点状の画像不良は増加し、最終的には画像均一性は低
下する。また、カブリも増加する傾向にある。特にカブ
リが面内にムラを持って発生することから、粒子の凝集
塊が影響しているのではないかと予想される。

【０１６５】一方、担持量を減らした場合には白い点状
の画像不良は減少傾向にあるが、帯電不良が生じ、スジ
状の画像不良が目立つようになる。さらに量を減らすと
必要な帯電電位が得られずカブリ、均一性共々悪化す
る。

【０１６６】また、別の画質向上の手段として粒径の調
整がある。大粒径の粒子ではドラム帯電性が下がると同
時に白い点状の画像不良も増加する傾向にある。また、
小粒径の粒子においては、画像均一性は向上するが、カ
ブリの改善は困難であった。

【０１６７】以上、説明したように、これまで微粒子の
粒径や粒子量による調整を行っているが、上記の問題点
をすべて満足する性能を得るには至らなかった。

【０１６８】また、帯電性能を向上する手段としては、
粒子の比表面積向上がある。粒子を２次粒子として構成
するなど、比表面積向上することにより、同じ粒径でも
帯電性能は大幅に向上する。しかしながら、同時に粒子
同士の凝集力も増加する傾向にあり、前述した画像不良
を生じ易くなっている。

【０１６９】そこで、本発明では粒子の「凝集」に着目
し、帯電粒子の改質を図ることで、帯電性能の向上と脱
落粒子による画像不良の改善を試みた。次に実施例とと
もに本発明の優位性を述べる。

【０１７０】《実施例及び比較例》 （１）比較例１ 実施形態１に従う画像形成装置であるが、帯電粒子につ
いては従来の凝集度が高い粒子を使用した。粒子径は
１．３μｍ、凝集度は８８％の特性のものを使用した。

【０１７１】（２）実施例１ 実施形態１に従う画像形成装置であるが、帯電粒子ｍと
して、粒径１．３μｍ、凝集度６０％の粒子ｍを用い、
帯電粒子供給器３をもって帯電ローラ２に塗布を行う。

【０１７２】（３）比較例２ 実施形態２に従う画像形成装置であるが、帯電粒子ｍと
して、従来の凝集度が高い粒径１．３μｍ、凝集度８９
％の粒子ｍを用い、現像剤中におよそ１重量％添加し
た。

【０１７３】（４）実施例２ 実施形態２に従う画像形成装置である。帯電粒子ｍとし
て、ｎ-uチルトリメトキシシランを処理剤とするシラン
カップリング処理を（評価結果表にはＡ処理と記す）施
した粒子を使用した。また、その処理量は帯電粒子にた
いし１重量部であった。粒径は１．３μｍ、凝集度８５
％の粒子ｍを用い、現像剤中におよそ１重量部添加し
た。

【０１７４】（５）実施例３ 実施形態２に従う画像形成装置であるが、帯電粒子ｍと
して、実施例２と同様の処理を処理量は帯電粒子にたい
し１．８重量部で行った粒径１．３μｍ、凝集度６０％
の粒子ｍを用い、現像剤中におよそ１重量部添加した。

【０１７５】（６）比較例３ 実施形態２に従う画像形成装置であるが、帯電粒子ｍと
して、従来の凝集度の高い粒径１．８μｍ、凝集度８９
％の粒子ｍを用い、現像剤中におよそ１重量％添加し
た。

【０１７６】（７）実施例４ 実施形態２に従う画像形成装置であるが、帯電粒子ｍと
して、ｎ-uチルトリメトキシシランを処理剤とするシラ
ンカップリング処理を施した粒子を使用した。また、そ
の処理量は帯電粒子にたいし１重量部であった。粒径
１．８μｍ、凝集度４５％の粒子ｍを用い、現像剤中に
およそ１重量部添加した。

【０１７７】（８）実施例５ 実施形態２に従う画像形成装置である。帯電粒子ｍとし
て、実施例４同様の処理を行った後に、シリカを０．７
重量部外添処理（評価結果表にはＢ処理と示す）した粒
子を使用した。粒径１．８μｍ、凝集度４３％であっ
た。現像剤中におよそ１重量％添加した。

【０１７８】（９）実施例６ 実施形態２に従う画像形成装置である。帯電粒子ｍとし
て、実施例４同様の処理を行った後に、シリカを２．８
重量％外添処理した粒子を使用した。粒径１．８μｍ、
凝集度２５％であった。現像剤中におよそ１重量％添加
した。

【０１７９】（１０）各実施例及び比較例の評価方法 ａ）画像評価 画像評価は以下の中間調均一性、カブリを含め２０００
枚後において行った。また、印字試験は３２．５℃８０
％の環境下で行った。

【０１８０】画像パターンの印字率は５％、長手方向の
印字率に差がないパターンを用いて印字テストを行っ
た。

【０１８１】ｂ）中間調均一性（画像欠陥の評価） 画像評価は中間調画像を出力して画像の欠陥数から評価
を行った。各例のプリンタにおいて６００ｄｐｉレーザ
スキャナを使用し画像記録を行った。

【０１８２】本評価において中間調画像とは主走査方向
の１ラインを記録し、その後２ラインを非記録とする縞
模様を意味し、全体として中間調の濃度を表現してい
る。

【０１８３】各例のプリンタは反転現像系で画像記録を
行っているので画像露光が阻害された場合、現像時にリ
ークが生じた場合、いずれも、白点として画像に現れ
る。また、特に帯電性能の低下から、ほうきのハキ跡の
ような黒スジ状の画像欠陥を生じることがある。

【０１８４】特に本発明では中間調画像の均一性を重視
し、これらの欠陥部位の数を以下の基準で評価した。画
像欠陥評価において、白点は０．３ｍｍ以上の点を、ス
ジは５ｍｍ以上の線を欠陥部位としてカウントして評価
した。

【０１８５】 Ａ：画像欠陥が１０未満存在する Ｂ：画像欠陥が１０〜５０存在する Ｃ：画像欠陥が５０を越えて１００未満存在する Ｄ：画像欠陥が１００を越えて存在する ｃ）カブリ評価 カブリとは、本来印字しない白部（未露光部）において
トナーがわずか現像され地汚れのように現れる画像不良
のことである。特に本実施例では、カブリトナーが縞状
にムラをもって発生することが特徴であるが、評価には
従来の評価方法に準じカブリ反射率測定によって評価を
行った。カブリ量は光学反射率測定機（東京電飾製ＴＣ
−６ＤＳ）によりグリーンフィルタによる光学反射率を
測定し、記録紙のみの反射率から差し引いてカブリ分の
反射率量をもとめカブリ量として評価した。カブリ量は
記録紙上を１０点以上測定しその平均値を求めた。

【０１８６】 Ａ：カブリ量が０から２．９％である Ｂ：カブリ量が３．０から３．５である Ｃ：カブリ量が３．６から４．０％未満である Ｄ：カブリ量が４．１以上である （１１）評価結果 各実施例及び比較例の評価結果をまとめて示した。

【０１８７】

【表１】

【０１８８】以下に、各実施例及び比較例の評価結果を
説明するとともに、本発明の有効性について述べる。

【０１８９】比較例１は従来からの導電性微粒子を用い
粒子帯電装置を構成した場合である。粒子の凝集度は高
く８８％にも及んでいる。画像評価の結果は、カブリ、
中間調均一性ともに低い結果となった。

【０１９０】一方、本発明による実施例１では、帯電粒
子の凝集度は６０％と低い。画像評価も良好でランクＢ
であった。

【０１９１】より詳しく両者の違いを説明する。いずれ
も、一定の帯電性能を保つために帯電部材上に担持して
いる粒子量は変わらないが、帯電装置としての性能が大
きく異なることがわかる。特に、脱落した粒子の状態を
両者で大きく異なっている。凝集性の高い従来例の帯電
粒子は感光体上観察においても、斑状に凝集しているよ
うにみられる。脱落した帯電粒子により、従来は、下流
に配置したプロセスに悪影響を与え、中間調に白い点状
の画像欠陥を生じる、カブリが増えるなどの現象が確認
されている。

【０１９２】一方、本実施例においては、脱落した帯電
粒子は存在するものの、斑状の凝集も低減されており、
下流プロセスへの悪影響が改善されていると考えられ
る。

【０１９３】また、比較例１において白点の画像欠陥の
中で特徴的な各巻部位が生じていた。感光体の外周長に
対応した周期で画像上に白点あるいは数ミリにも及ぶ白
点欠陥を生じることがあった。これは、帯電器の使用初
期あるいは長期停止後始動後からみられることが多く、
感光体に帯電粒子が固着したために生じていることがわ
かった。

【０１９４】だが、実施例１においてはこのような固着
はほとんどみられず、帯電粒子の凝集力低下の効果によ
るものと予想される。

【０１９５】比較例２は実施形態２によるクリーナレス
プロセスを採用した画像形成装置に従来の粒子帯電装置
を構成した例を示す。比較例１同様に粒子凝集度が高く
画像品位も悪いことがわかる。特に中間調の画像均一性
が低下し、黒いスジ状の欠陥白点いずれも悪い結果とな
った。

【０１９６】一方、本発明の帯電装置による実施例２の
画像形成装置においては、これらの画質が向上してい
る。クリーナレスプロセスにおいても、帯電粒子の凝集
度低減が効果的であることがわかる。

【０１９７】さらに実施例３においては、表面処理量を
増やし凝集度の低い帯電粒子で構成することにより、画
質向上が得られた。実施例２と３の比較において、ラン
クは同程度であるが両者の比較では実施例３の方がより
改善されていることが確認できる。

【０１９８】比較例３は帯電粒子径が１．８μｍの粒子
を用いている。凝集現象は、粒子間の付着力によると考
えると粒径が大きくなるほど粒子同士の接触密度が減少
するため凝集は起こりにくくなると予想される。しか
し、比較例３においては凝集度の低下はほとんどみられ
なかった。画像評価のランクも改善がみられなかった。

【０１９９】一方、実施例４は粒子径１．８μｍの帯電
粒子であるが、疎水化処理を施したものでその凝集度は
４５％であった。この粒子を評価したところランクＢに
まで画質改善が図れた。実施例２同様に、粒子の疎水化
処理が凝集度低下には有効であり、これにより画質改善
が得られると考える。

【０２００】さらに、実施例５、６においては帯電粒子
の表面をシリカ粒子で外添処理した場合の効果が確認で
きる。実施例６においては、凝集度は２５％まで低下
し、画像評価でもっともよい結果を示した。特に、中間
調画像の均一性は大幅に改善された。

【０２０１】以上の結果から、帯電粒子の凝集度を８５
％以下、好ましくは６０％以下にすることにより高温高
湿環境下においても、カブリや中間調画像中の画像欠陥
を生じることのない優れた帯電器を構成できる。

【０２０２】そのほか、本発明の関わるところでは、帯
電ローラの当接条件がある。ローラの当接圧が高い、あ
るいはローラの発泡径が大きい場合、帯電ローラ上で凝
集塊を造りやすくなり、脱落粒子の凝集塊を生じやすく
なる。また、脱落は帯電接触部ｎの下流でのローラ剤の
振る舞いが重要であり、その意味でもローラの変形程度
や摩擦状態が関係することが予想される。

【０２０３】実験の結果これらの適切な範囲は以下の通
りである。

【０２０４】帯電ローラセル径は２００μｍ以下が好ま
しい。２００μｍ以上の場合、ローラ上で大きな凝集塊
となり、画質が劣る結果となった。つまり、１から２０
０μｍが好ましい範囲である。さらに、実施形態２にお
いては、転写残トナーが介在するため、ローラが一時的
にトナーを回収する必要がある。回収できない場合はト
ナーがローラから脱落するため、中間調均一性を損なう
ことがある。この点からセル径は５０μｍ以上が好まし
い。

【０２０５】従って実施形態２においては、５０から２
００μｍが適切な範囲となる。

【０２０６】ローラ当接条件としては、３ｇ／ｍｍ²以
下が好ましい結果となった。３ｇ／ｍｍ²より大きい場
合は、ローラ加圧による粒子凝集が増えた結果、脱落粒
子にも凝集塊が多くなったのではないかと予想される。
また、被帯電体の帯電に必要な接触圧は、０．５ｇ／ｍ
ｍ²であるため、当接圧の適正値は０．５から３ｇ／ｍ
ｍ²の範囲にある。本例では、１．７ｇ／ｍｍ²であっ
た。

【０２０７】また、ローラ硬度としては、アスカーＣ硬
度で１５度から２５度が好ましい。上記のローラ加圧条
件を満足しても、ローラ硬度が大きい場合、接触部内部
の圧力分布の変化が大きく局所的に大きな圧力に達する
部分が生じる。これにより、凝集塊を造りやすい傾向に
ある。

【０２０８】《他の実施形態》 １）実施形態では画像記録装置としてレーザプリンタを
例示したが、これに限られず、電子写真複写機、ファク
シミリ装置、ワードプロセッサ等他の画像記録装置（画
像形成装置）、また電子黒板などの画像表示装置（ディ
スプレイ装置）等でもよいことは勿論である。

【０２０９】２）静電潜像形成のための露光手段として
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３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。

【０２１０】被帯電体としての像担持体は静電記録装置
の場合には静電記録誘電体である。静電記録誘電体の場
合はこれを帯電装置で所定の極性・電位に一様に帯電
し、その帯電処理面を除電針アレイや電子銃等の除電手
段で選択的に除電処理して静電潜像を書き込み形成す
る。

【０２１１】３）像担持体はドラム型に限られず、エン
ドレス状或いは有端のベルト型、シート状等であっても
よい。

【０２１２】４）接触帯電部材はローラ型に限られず、
エンドレス状或いは有端のベルト型などのものにするこ
ともできる。

【０２１３】５）現像装置は実施例は一成分磁性トナー
による反転現像装置であるが、現像装置の構成について
特に限定するものではない。正規現像装置であってもよ
い。

【０２１４】一般的に、静電潜像の現像方法は、非磁性
トナーについてはこれをブレード等でスリーブ等の現像
剤担持搬送部材上にコーティングし、磁性トナーについ
てはこれを現像剤担持搬送部材上に磁気力によってコー
ティングして搬送して像担持体に対して非接触状態で適
用し静電潜像を現像する方法（１成分非接触現像）と、
上記のように現像剤担持搬送部材上にコーティングした
トナーを像担持体に対して接触状態で適用し静電潜像を
現像する方法（１成分接触現像）と、トナー粒子に対し
て磁性のキャリアを混合したものを現像剤（２成分現像
剤）として用いて磁気力によって搬送して像担持体に対
して接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（２成分
接触現像）と、上記の２成分現像剤を像担持体に対して
非接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（２成分非
接触現像）との４種類に大別される。

【０２１５】６）転写手段はローラ転写に限られず、ベ
ルト転写、コロナ転写などにすることもできる。転写ド
ラムや転写ベルト等の中間転写体（中間被転写部材）な
どを用いて、単色画像ばかりでなく、多重転写等により
多色やフルカラー画像を形成する画像形成装置であって
もよい。

【０２１６】７）直接注入帯電は接触帯電部材から被帯
電体部分に電荷が直接移動することをその帯電機構とす
るから、接触帯電部材が十分に被帯電体表面に接触する
必要があり、被帯電体に対して接触帯電部材を周速差を
持たせて回転させることが望ましい。接触帯電部材と被
帯電体との速度差は、具体的には接触帯電部材面を移動
駆動して被帯電体との間に速度差を設けることになる。
好ましくは接触帯電部材を回転駆動し、さらにその回転
方向は被帯電体表面の移動方向とは逆方向に回転するよ
うに構成するのがよい。接触帯電部材面を被帯電体表面
の移動方向と同じ方向に移動させて速度差をもたせるこ
とも可能であるが、直接注入帯電の帯電性は被帯電体の
周速と接触帯電部材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接触帯電部材の回転
数が逆方向の時に比べて大きくなるので、接触帯電部材
を逆方向に移動させる方が回転数の点で有利である。こ
こで記述した周速比は 周速比（％）＝（接触帯電部材周速−被帯電体周速）／
被帯電体周速×１００ である（接触帯電部材周速は接触部において接触帯電部
材表面が被帯電体表面と同じ方向に移動するとき正の値
である）。

【０２１７】８）本発明の帯電部材、或は帯電装置は画
像記録装置の像担持体（電子写真感光体、静電記録誘電
体等）の帯電装置に限られず、広く被帯電体に帯電処理
手段（除電処理も含む）として使用して有効であること
は勿論である。

【０２１８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は粒子帯電に
おける、脱落粒子の弊害を最小限にするために、脱落し
た帯電粒子の状態に着目し帯電粒子の凝集度を所定量以
下に設定することにより、画像記録装置においては、特
に高温高湿環境下における、カブリ及び中間調画像の均
一性の両立を実現した。

【０２１９】さらに、凝集度の低下は帯電性能の向上に
も効果がある。また、画像記録装置において被帯電体と
しての像担持体に付着した帯電粒子がほかの接触部材た
とえば転写ローラなどに転移することも防止できるた
め、ほかのプロセスへの悪影響も低減することができ
た。

【０２２０】更に、本発明の帯電装置はトナーリサイク
ルシステムの画像記録装置においても有効であり、帯電
粒子の凝集度を適切に設定することにより、高い帯電性
能とトナーリサイクル性に優れた帯電装置を実現した。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態１の画像記録装置の概略図

【図２】 感光ドラムの層構成模型図

【図３】 帯電ローラの抵抗値測定方法の説明図

【図４】 実施形態２の画像記録装置の概略図

【図５】 従来のローラ帯電装置と磁気ブラシ帯電装置
の帯電特性グラフ

【図６】 磁気ブラシ帯電装置例の概略図

【図７】 薄層導電粒子による帯電装置例の概略図

【符号の説明】 １．注入層付き感光ドラム、２．帯電ローラ、２ａ．芯
金、２ｂ．導電弾性ローラ、ｍ．導電粒子（帯電粒
子）、３．帯電粒子供給器、３ｂ．攪拌羽根、３ｃ．フ
ァーブラシ、４．レーザ露光装置、６０．一成分磁性現
像装置、６．転写帯電器、７．定着装置、８．ドラムク
リーナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 雅弘 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 奥田 幸一 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 Ｆターム(参考） 2H077 AA37 AD00 DB12 DB14 2H200 FA16 GB14 GB37 HA03 HA21 HA28 HB12 HB22 HB45 HB46 MB06

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電粒子を成分とする帯電粒子と、導電性
   と弾性を有した表面を備え、前記帯電粒子を担持する帯
   電粒子担持体により構成された帯電部材であり、 同粒子の凝集度が０．５から８５％であることを特徴と
   する帯電部材。
2. 【請求項２】該帯電粒子の担持量を該帯電粒子担持体表
   面粗さＲａμｍで除した値が０．００５から１ｍｇ／ｃ
   ｍ²／μｍである帯電部材であることを特徴とする請求
   項１記載の帯電部材。
3. 【請求項３】前記帯電粒子の粒径が０．１から５μｍで
   あることを特徴とする請求項１または２に記載の帯電部
   材。
4. 【請求項４】前記帯電粒子の凝集度が０．５から６０％
   であることを特徴とする請求項１から３に記載の帯電部
   材。
5. 【請求項５】表面に疎水化処理を施した帯電粒子を用い
   ることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の帯
   電部材。
6. 【請求項６】滑剤で表面処理した帯電粒子を用いること
   を特徴とする請求項１から４の何れかに記載の帯電部
   材。
7. 【請求項７】表面に疎水化処理後滑剤で表面処理した帯
   電粒子を用いることを特徴とする請求項１から４の何れ
   かに記載の帯電部材。
8. 【請求項８】前記帯電粒子の抵抗が１０¹²から１０^-1Ω
   ・ｃｍであることを特徴とする請求項１から７の何れか
   に記載の帯電部材。
9. 【請求項９】請求項１から８の何れかに記載の帯電部材
   を被帯電体に接触させて被帯電体表面を帯電処理するこ
   とを特徴とする帯電装置。
10. 【請求項１０】像担持体に該像担持体の表面を帯電する
    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
    画像記録装置において、 前記像担持体の表面を帯電する行程手段が請求項９に記
    載の帯電装置であることを特徴とする画像記録装置。
11. 【請求項１１】像担持体と、その周りに配置された、帯
    電装置、像露光装置、現像装置、転写装置、及び被記録
    体上の画像を定着する定着装置からなる電子写真方式の
    画像記録装置であって、転写行程後の像担持体表面に残
    留した現像剤を少なくとも帯電装置の帯電部材に一時担
    持し、再び像担持体表面に転移させて、再度現像装置に
    回収するトナーリサイクル構成の画像記録装置におい
    て、 前記帯電装置は請求項９に記載の帯電装置であり、前記
    現像装置内には前記帯電粒子と現像剤からなる混合剤が
    蓄えられ、該帯電粒子は現像時に像担持体に転移し、帯
    電装置へ持ち運ばれて帯電部材に供給されることを特徴
    とする画像記録装置。