(57)【要約】【課題】像担持体に対する接触帯電部材として導電性弾性回転体を用い、この導電性弾性回転体を像担持体に対して速度差をもって回転させて像担持体の帯電を電荷注入帯電化した、接触帯電方式の画像形成装置について、クリーナレスシステムの画像形成装置であっても、接触帯電部における像担持体削れ（ドラム削れ）を防ぎ、良好な帯電性と耐久性を持続させることを可能にする。【解決手段】帯電工程が、像担持体１に対してプロセス進行方向前方位置ＮＢと後方位置ＮＡとにそれぞれ接触させて配設した少なくとも二本の導電性弾性回転体２Ｂ・２Ａを接触帯電部材として用いた接触帯電手段でなされ、プロセス進行方向に対して後方に位置する導電性弾性回転体２Ａは像担持体１に対して速度差をもって回転し、プロセス進行方向に対して前方に位置する導電性弾性回転体２Ｂは像担持体１に対して従動することを特徴とする画像形成装置。【選択図】図１
2004184815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に、像担持体を帯電する帯電工程、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する情報書き込み工程、その静電潜像を帯電した現像剤により現像する現像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において、
帯電工程が、像担持体に対してプロセス進行方向前方位置と後方位置とにそれぞれ接触させて配設した少なくとも二本の導電性弾性回転体を接触帯電部材として用いた接触帯電手段でなされ、プロセス進行方向に対して後方に位置する導電性弾性回転体は像担持体に対して速度差をもって回転し、プロセス進行方向に対して前方に位置する導電性弾性回転体は像担持体に対して従動することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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（除電も含む）する帯電手段として接触帯電手段を用いた複写機・プリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
より詳しくは、像担持体に対する接触帯電部材として導電性弾性回転体を用い、この導電性弾性回転体を像担持体に対して速度差をもって回転させて像担持体の帯電機構（帯電のメカニズム、帯電原理）を電荷注入帯電化した画像形成装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
接触帯電手段は、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（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。
【０００４】
接触帯電の帯電機構には（１）放電帯電機構と（２）電荷注入帯電機構の２種類が混在しており、どちらが支配的であるかにより各々の特性が現れる。
【０００５】
（１）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機構である。
【０００６】
放電帯電機構は接触帯電部材と被帯電体の間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。
【０００７】
（２）電荷注入帯電機構
接触帯電部材から被帯電体に直接電荷が注入されることで被帯電体表面が帯電する機構である。直接帯電あるいは注入帯電とも称される。
【０００８】
より詳しくは、中抵抗の接触帯電部材が被帯電体に接触して、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しきい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。
【０００９】
電荷注入帯電は、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大きく持ち、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。
【００１０】
電荷注入帯電機構を支配的にした接触帯電手段として、帯電促進粒子を用いた接触帯電手段が提案されている（例えば、特許文献１〜６参照）。
【００１１】
この接触帯電手段は、被帯電体と、被帯電体に対して接触させた導電性弾性発泡体ローラを一般的とする接触帯電部材との少なくとも両者の接触部（以下、接触帯電部と記す）に被帯電体の帯電を促進するための帯電促進粒子を介在させかつ速度差を持たせて接触させ、接触帯電部材に帯電バイアスを印加することで、放電帯電機構よりも電荷注入帯電機構を支配的にしたものである。
【００１２】
帯電促進粒子は、例えば、粒径０．１〜５μｍ、体積抵抗値１×１０１２Ω・ｃｍ以下、より好ましくは１×１０１０Ω・ｃｍ以下の、導電性酸化亜鉛等の金属酸化物微粒子、その他の導電性無機微粒子、有機物との混合物など各種の導電性粒子が使用可能である。
【００１３】
この帯電促進粒子の存在により、接触帯電部材は被帯電体との接触帯電部において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するのである。即ち帯電バイアスを印加した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直接注入帯電機構を支配的にすることができる。
【特許文献１】
特開平１０−３０７４５４号公報
【特許文献２】
特開平１０−３０７４５５号公報
【特許文献３】
特開平１０−３０７４５６号公報
【特許文献４】
特開平１０−３０７４５７号公報
【特許文献５】
特開平１０−３０７４５８号公報
【特許文献６】
特開平１０−３０７４５９号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
電荷注入帯電においては、接触帯電部材と被帯電体間の直接接触を介して帯電が行われるため、良好な帯電性を得るには接触帯電部材と被帯電体を密に接触させなければならない。その密な接触を接触帯電部材と被帯電体を摺擦することにより実現した場合には被帯電体の摩耗も同時に発生せざるを得ない。つまり、被帯電体との速度差を大きくすることで良好な帯電性を得ようとする場合、帯電促進粒子あるいは接触帯電部材の被帯電体に対する摺擦も激しくなるため、被帯電体の摩耗が生じやすい。すなわち、良好な帯電性を得ようとする場合には被帯電体の摩耗を避けることができなかった。そのため、長期間にわたって被帯電体を使用することができず、耐久性を確保するための課題となっていた。
【００１５】
また、画像形成装置においてクリーナレスシステムなどを用いた場合には、画像形成中に転写残トナーが接触帯電部を通過し、その際に転写残トナーが接触帯電部に混入すると、転写残トナーが研磨材の役割を果たし、被帯電体である像担持体の摩耗量をより一層増加させてしまう。そのため、電荷注入帯電を用いたクリーナレスシステムの画像形成装置では良好な帯電性と耐久性の維持が一層難しいものとなっていた。
【００１６】
本発明の目的は、電子写真感光体・静電記録誘電体等の像担持体に対する接触帯電部材として導電性弾性回転体を用い、この導電性弾性回転体を像担持体に対して速度差をもって回転させて像担持体の帯電を電荷注入帯電化した、接触帯電方式の画像形成装置について、クリーナレスシステムの画像形成装置であっても、接触帯電部における像担持体削れ（ドラム削れ）を防ぎ、良好な帯電性と耐久性を持続させることを可能にすることである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、像担持体に、像担持体を帯電する帯電工程、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する情報書き込み工程、その静電潜像を帯電した現像剤により現像する現像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において、帯電工程が、像担持体に対してプロセス進行方向前方位置と後方位置とにそれぞれ接触させて配設した少なくとも二本の導電性弾性回転体を接触帯電部材として用いた接触帯電手段でなされ、プロセス進行方向に対して後方に位置する導電性弾性回転体は像担持体に対して速度差をもって回転し、プロセス進行方向に対して前方に位置する導電性弾性回転体は像担持体に対して従動（受動）することを特徴とする画像形成装置、である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［実施例１］
図１は本発明に従う画像形成装置の一実施例の概略構成図である。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、帯電促進粒子を用いた接触帯電（電荷注入帯電）方式、反転現像方式、クリーナレス（トナーリサイクルプロセス）、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。
【００１９】
（Ａ）プリンタの全体的な概略構成
１）像担持体
１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（感光ドラム）である。本実施例のプリンタは反転現像を用いており、感光体としてはネガ感光体を用いている。本実施例は直径３０ｍｍのＯＰＣ感光体であり、矢印方向に２００ｍｍ／ｓｅｃの周速度をもって回転駆動される。
【００２０】
図２は本実施例で用いた感光体１の層構成模型図であり、アルミドラム基体１１上に、下引き層１２、正帯電荷注入防止層１３、電荷発生層１４、ポリカーボネート樹脂に電荷輸送剤を分散させた電荷輸送層１５の順に塗り重ねて塗工された一般的な有機感光体である。
【００２１】
２）帯電工程
２は感光体１の表面を所定の電位・極性に一様に帯電する帯電手段である。本実施例の帯電手段は、感光体１に対してプロセス進行方向前方位置と後方位置（感光体回転方向上流位置と下流位置）とにそれぞれ接触させて配設した二本の導電性弾性ローラ２Ｂと２Ａを接触帯電部材として用いた接触帯電装置である。以下上流側のローラ２Ｂを一本目の導電性弾性ローラ、下流側のローラ２Ａを二本目の導電性弾性ローラと記す。
【００２２】
ＮＢは一本目の導電性弾性ローラ２Ｂと感光体１との接触帯電部、ＮＡは二本目の導電性弾性ローラ２Ａと感光体１との接触帯電部である。
【００２３】
二本目の導電性弾性ローラ２Ｂの外周面には予め帯電促進粒子ｍを塗布してある。
【００２４】
一本目の導電性弾性ローラ２Ｂは感光体１の回転に従動して回転する。二本目の導電性弾性ローラ２Ａは感光体１との接触帯電部ＮＡにおいて感光体表面の移動方向と逆方向（対抗方向、カウンター方向）に回転駆動され、感光体１に対して速度差をもって回転して感光体１面を帯電促進粒子ｍを介して摺擦する。
【００２５】
Ｓ１は帯電バイアス印加電源であり、本実施例においては上記の一本目と二本目の導電性弾性ローラ２Ｂと２Ａに対して−６２０Ｖの直流電圧を印加することで、該両導電性弾性ローラ２Ｂと２Ａの協働で感光体１面を最終的に上記の印加直流電圧とほぼ同じ電位（約−６００Ｖ）に一様に接触帯電させている。
【００２６】
上記の接触帯電装置２については後記（Ｂ）項でさらに詳述する。
【００２７】
３）情報書き込み工程
６は情報書き込み手段としての像露光装置であり、本実施例ではレーザービームスキャナである。レーザービームスキャナ６はレーザーダイオードおよびポリゴンミラー等を含み、感光体１の一様帯電処理面に対してレーザービームによる走査露光Ｌが出力される。目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して、その走査露光Ｌを強度変調しておくことにより、感光体１の外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。
【００２８】
４）現像工程
３はその静電潜像を帯電した現像剤により現像する現像手段である。本実施例の現像手段は、現像剤として負帯電性の平均粒径６μｍの磁性１成分絶縁現像剤（以下、トナーと記す）３１を用いた反転非接触現像装置である。
【００２９】
また、本実施例において、現像装置３のトナー３１中には予め帯電促進粒子ｍを所定の割合で添加混合してある。
【００３０】
３２はマグネット３３を内包する直径１６ｍｍの非磁性現像スリーブであり、この現像スリーブ３２に上記の帯電促進粒子ｍを含むトナー３１をコートし、感光体１表面との距離を５００μｍに固定した状態で、感光体１と等速で回転させ、現像スリーブ３２に現像バイアス印加電源Ｓ２より所定の現像バイアス電圧を印加する。感光体１と現像スリーブ３２の対抗部が現像部Ｄである。トナー３１は現像弾性ブレード３４との摺擦により摩擦帯電し、マイナス電荷を持つ。現像スリーブ３２に所定の現像バイアスを印加することにより、現像スリーブ３２と感光体１の間で１成分ジャンピング現像を行われ、感光体１面の露光明部にトナーが付着して静電潜像がトナー画像として反転現像される。
【００３１】
▲１▼．トナー３１
本実施例で用いたトナー３１はスチレン−アクリル共重合体を主成分とする結着樹脂に、マグネタイトを６０重量％、負性電荷制御材としてモノアゾ染料の金属錯塩を１重量％含有した、体積抵抗率が約１０１３Ω・ｃｍの絶縁性現像剤に、流動性を付与するために疎水化したシリカ微粒子を現像剤重量部に対して０．８％外添したものを用いた。ただし、トナーはこれに限るものではない。
【００３２】
▲２▼．帯電促進粒子ｍ
トナー３１には帯電促進粒子ｍを混合してあり、混合量は現像剤１００重量部に対して帯電促進粒子２重量部である。ただし、混合量はこの量に限るものではない。
【００３３】
本実施例中の帯電促進粒子ｍは、比抵抗が１０７Ω・ｃｍ、平均粒径１μｍの導電性酸化亜鉛粒子を用いた。
【００３４】
粒径は粒子が凝集体として構成されている場合は、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。
【００３５】
抵抗測定は錠剤法により測定し正規化して求めた。底面積２．２６ｃｍ２の円筒内に、約０．５ｇの粉体試料を入れ、上下電極に１４７Ｎ（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。
【００３６】
本実施例で用いた帯電促進粒子ｍは、潜像露光時に妨げにならないよう、無色あるいは白色の粒子が適切である。また、粒径もトナー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、これより小さい必要がある
帯電促進粒子ｍの材料として、本実施例では導電性酸化亜鉛粒子を用いたが、これに限るものでなく、粒子の材料としては、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。
【００３７】
５）転写工程・定着工程
４は接触転写手段としての、中抵抗の弾性転写ローラであり、感光体１に対して所定の押圧力をもって圧接させて転写部Ｔを形成させて配設してある。この転写ローラ４は感光体１の回転に順方向で、感光体１の周速度とほぼ同じ周速度で回転する。
【００３８】
不図示の給紙部から記録材としての転写材Ｐが給紙されて、転写部Ｔに所定のタイミングにて導入される。転写ローラ４には転写バイアス印加電源Ｓ３から所定の転写バイアス印加電源が印加される。本実施例では転写ローラとしてローラ抵抗値＝５×１０８Ωのものを用い、＋３０００ＶのＤＣ電圧を印加して転写を行なった。
【００３９】
転写部Ｔに導入された転写材Ｐはこの転写部Ｔを狭持搬送されて、その表面側に感光体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圧力にて転写されていく。
【００４０】
トナー画像の転写を受けた転写材Ｐは感光体１の表面から分離されて熱定着方式等の定着装置５へ導入されてトナー画像の定着を受け、画像形成物（プリント、コピー）として装置外へ排出される。
【００４１】
６）トナーリサイクルプロセス
本例のプリンター１はクリーナレスであり、転写材Ｐに対するトナー画像転写後の感光体１面に残留の転写残トナーはクリーナで除去されることなく、引き続く感光体１の回転にともない、一本目の導電性弾性ローラ２Ｂと感光体１との接触帯電部ＮＢ、二本目の導電性弾性ローラ２Ａと感光体１との接触帯電部ＮＡを経由して、感光体１と現像装置３の現像スリーブ３２との対向部である現像部Ｄに至り、現像装置３の現像スリーブ３２によって現像同時クリーニング（回収）されて再使用される。
【００４２】
現像同時クリーニングとは、転写後に像担持体上に残留したトナーを次工程以降の現像時、即ち引き続き像担持体を帯電し、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像担持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。
【００４３】
７）現像装置３から接触帯電部ＮＡへの帯電促進粒子ｍの供給
本実施例において現像装置３のトナー３１に混入させた帯電促進粒子ｍは外添剤としてはポジ性の傾向を示すので、現像部Ｄにおいて、帯電促進粒子ｍ単独では、感光体１面の静電潜像の暗電位部分である非画像部に対し、現像スリーブ３２から感光体１へ飛翔する。また、帯電促進粒子ｍはトナー３１に付着しているものもあり、これは感光体１面の静電潜像の明電位部分である画像部に対し、現像スリーブ３２から感光体１へトナーに付着して飛翔する。
【００４４】
これら感光体１上に飛翔した帯電促進粒子ｍはポジ性である為、転写工程後、転写残トナーと共に感光体１上に残留する。その後、帯電促進粒子ｍは引き続く感光体１の回転にともない、一本目の導電性弾性ローラ２Ｂと感光体１との接触帯電部ＮＢを通り、さらに二本目の導電性弾性ローラ２Ａと感光体１との接触帯電部ＮＡに至り、感光体１の回転方向に対してカウンター方向に回転している二本目の導電性弾性ローラ２Ａによってその多くを剥ぎ取られ、これにより帯電促進粒子ｍが該二本目の導電性弾性ローラ２Ａ上に補給されることで、二本目の導電性弾性ローラ２Ａによる感光体１の電荷注入帯電機構が維持される。
【００４５】
７）プロセスカートリッジ
７はプリンタ本体に対して着脱自在のプロセスカートリッジである。本例のプロセスカートリッジ７は、感光体１、帯電装置２の一本目と二本目の導電性弾性ローラ２Ｂ・２Ａ、現像装置３を一体型のカートリッジに内包される構成をとっているが、カートリッジ形態はこれに限定されるものではない。
【００４６】
（Ｂ）帯電装置２
帯電装置２の一本目と二本目の導電性弾性ローラ２Ｂ・２Ａは、芯金上にゴムあるいは発泡体の中抵抗層を形成することにより作成される。中抵抗層は樹脂（本実施例ではＥＰＤＭ）、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、芯金の上にローラ状に形成した。その後、表面を研磨した。
【００４７】
１）一本目の導電性弾性ローラ２Ｂ
一本目の導電性弾性ローラ２Ｂは、外径１２ｍｍ、芯金径６ｍｍであり、発泡体の中抵抗層の肉厚は３ｍｍとなっている。この導電性弾性ローラ２Ｂは感光体１との接触帯電部ＮＢにおいて従動方向等速で回転している。
【００４８】
すなわち、この導電性弾性ローラ２Ｂと感光体１の接触帯電部ＮＢにおいては両者の間に速度差は存在しない。
【００４９】
また、この導電性弾性ローラ２Ｂの感光体１に対する進入量は１ｍｍに設定している。また、この導電性弾性ローラ２Ｂのプロセス進行方向に対する接触帯電ニップ長は８．２ｍｍ程である。
【００５０】
２）二本目の導電性弾性ローラ２Ａ
二本目の導電性弾性ローラ２Ａは外径１２ｍｍ、芯金径６ｍｍであり、発泡体の中抵抗層の肉厚は３ｍｍとなっている。
【００５１】
この二本目の導電性弾性ローラ２Ａは感光体１との接触帯電部ＮＡにおいて対向方向に感光体表面速度の２０％の速度で回転駆動され、該導電性弾性ローラ２Ａの表面は感光体表面と逆方向に４０ｍｍ／ｓｅｃの速さで回転している。また、この導電性弾性ローラ２Ａの感光体１に対する進入量は０．１ｍｍに設定している。また、プロセス進行方向に対する接触帯電ニップ長は
進入量＝ｓ
感光体の半径＝Ｒ
導電弾性ローラの半径＝ｒ
とすると、
【００５２】
【式１】
2004184815.tif 000003
【００５３】
であるので、該導電性弾性ローラ２Ａについては２．６ｍｍ程度である。
【００５４】
本実施例で用いた、上記の一本目と二本目の導電性弾性ローラ２Ａ・２Ｂの抵抗値は共に５×１０６Ωである。ただし、特にこの抵抗値に限るものではない。
【００５５】
なお、導電性弾性ローラの抵抗値は以下のように測定した。画像形成装置の感光体１をアルミ製のドラムと入れ替える。その後に、アルミドラムと導電性弾性ローラ２の間に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、導電性弾性ローラの抵抗値を求めた。本測定は温度２５℃、湿度６０％の環境下で行った。この測定環境については、本実施例及び他の実施例中における他の測定も同様である。
【００５６】
（Ｃ）帯電装置２の作用の説明
１）前述したように、接触帯電部材と感光体表面の間の接触部を介した電荷注入帯電においては、感光体表面に帯電を行うために接触帯電部材と感光体表面がムラなく接触する必要がある。
【００５７】
また、接触帯電部材から感光体表面に電荷を注入するに十分な時間をとるために、接触帯電ニップ長は長いことが好ましい。
【００５８】
ところで、一般的に接触帯電部材あるいは感光体表面の凹凸などにより、接触帯電部材と感光体の間の接触状態にはムラが生じてしまう。それを防ぐためには、接触帯電部材を感光体表面に対して摺擦してやることが有効である。それにより、感光体表面の接触帯電部材との未接触部を生じさせず、良好な帯電性を得ることが可能となる。
【００５９】
一例として、図４に接触帯電部材としての導電性弾性ローラのローラ周速を変えたときの帯電性変化を示す。なお、ここで帯電性は導電性弾性ローラに対する印加電位に対する感光体表面電位の帯電一周目電位のパーセンテージを用いている。
【００６０】
この図４の「従来例」を見れば判るように、導電性弾性ローラの周速を低下させていくと帯電性は徐々に低下してしまう。したがって、良好な帯電性を得るためには接触帯電部材である導電性弾性ローラの周速は速くする必要がある。
【００６１】
しかし一方、接触帯電部材と感光体表面間で摺擦が行われると、それに伴い感光体表面の摩耗が生じる。感光体表面の摩耗量は「導電性弾性ローラと感光体間の圧力」と「接触面における速度差」に比例して多くなる。接触帯電部材である導電性弾性ローラの硬度を揃えた場合には、「導電性弾性ローラと感光体間の圧力」は導電性弾性ローラの感光体に対する進入量に比例するので、図３に示すように、感光体表面の摩耗量は「導電性弾性ローラの感光体への進入量」と「接触面における速度差」に比例して多くなる。
【００６２】
また、導電性弾性ローラと感光体間の圧力を小さくするために、導電性弾性ローラの感光体に対する進入量を小さした場合、接触帯電ニップ長が小さくなってしまい、接触帯電部材から感光体表面に電荷を注入するに十分な時間、あるいは、機会が減少するため、帯電性が低下する。
【００６３】
例えば、図４の「従来例」に示すように、進入量が０．２ｍｍから０．１ｍｍに減少させると帯電性が低下ししまう。
【００６４】
また、接触帯電部材と感光体表面の速度差を小さくする、すなわち摺擦を小さくすると、感光体表面に接触帯電部材との未接触部が生じやすく、やはり帯電性が低下することがあった。
【００６５】
このように、感光体表面の摩耗量を減少させて耐久性の向上というものが帯電性とのトレードオフになってしまっていた。
【００６６】
また、クリーナレスシステムにおいては、転写残トナーが転写部から帯電部に排出され帯電部を通過する。この帯電部を通過する転写残トナーが接触帯電部材表面に付着して感光体表面を摺擦し続けた場合、転写残トナー表面に付着しているシリカ微粒子等が研磨剤の効果を果たし、いっそう感光体表面の摩耗が進んでしまう。
【００６７】
本実施例のような反転現像系を用いた画像形成装置においては、トナーの電荷極性と接触帯電部材である導電性弾性ローラに印加する帯電バイアスの極性は少なくとも画像形成中は同じである。そしてまた、導電性弾性ローラと感光体表面の間にも若干の電位差は存在し、導電性弾性ローラの方が感光体表面よりも「印加バイアスの極性側に」若干高い電位となっている。したがって、転写残トナーがトナー本来の電荷極性に帯電していた場合には、転写残トナーは接触帯電部材表面から感光体表面へクーロン力により排出される。そのため、そのような転写残トナーは導電性弾性ローラの表面に付着しない。
【００６８】
しかし、転写残トナーの電荷極性が本来の電荷極性に対して反転していた場合、そのような転写残トナーは接触帯電部材である導電性弾性ローラ表面に付着し、導電性弾性ローラが感光体表面を摺擦する際に、転写残トナー表面に付着しているシリカ微粒子等が研磨剤の効果を果たし、その結果感光体表面の摩耗を大きくしてしまっていた。
【００６９】
２）以上のような課題を持つ従来例に対して、本実施例では接触帯電部材として二本の導電性弾性ローラ２Ａ・２Ｂを用い、プロセス進行方向に対して先に位置する一本目の導電性弾性ローラ２Ｂは感光体１に対して従動回転させ、後に位置する二本目の導電性弾性ローラ２Ａは感光体１に対して対抗方向（摺擦部において、導電性弾性ローラと感光体表面の移動方向が逆である）に回転させることにより、それらの課題を解決している。
【００７０】
本実施例では、プロセスに対して先に位置する一本目の導電性弾性ローラ２Ｂは感光体１に対する進入量を大きくとり、接触帯電ニップ長を長くしている。そのため、接触ムラは必然的に発生するが、ある程度の帯電を行うことが可能である。
【００７１】
また、この一本目の導電性弾性ローラ２Ｂは感光体１に対する進入量が大きいため、該導電性弾性ローラ２Ｂと感光体１間の圧力は比較的高くなるが、該導電性弾性ローラ２Ｂと感光体１間の速度差が０であるため、圧力と速度差の積が０であり、図３に示すように感光体１表面はほとんど摩耗しない。
【００７２】
また、極性が反転している転写残トナーはこの一本目の導電性弾性ローラ２Ｂ表面に付着するが、該導電性弾性ローラ２Ｂが感光体１表面に対し速度差を持たず摺擦を行わないため、転写残トナーにより感光体表面を摩耗させることがない。また、トナー本来の電荷極性を持つ転写残トナーはこの一本目の導電性弾性ローラ２Ｂの表面には付着せず、該導電性弾性ローラ２Ｂと感光体１の接触帯電部ＮＢを通過していく。
【００７３】
一本目の導電性弾性ローラ２Ｂの表面に付着した、電荷極性が反転した転写残トナーは、該導電性弾性ローラ２Ｂと感光体１の接触帯電部ＮＢを通過する間に、該導電性弾性ローラ２Ｂに印加している「トナー本来の電荷極性と同極性の電圧」によって電荷注入されることにより、本来の電荷極性に戻され、クーロン力により一本目の導電性弾性ローラ２Ｂの表面から感光体１面に排出されていく。
【００７４】
すなわち、一本目の導電性弾性ローラ２Ｂは感光体１表面の摩耗を生じさせずに、ある程度の帯電（ローラ帯電）を行いつつ、同時に「反転電荷を持つ転写残トナー」の電荷極性を適正化する作用を果たすことになる。
【００７５】
一方、二本目の導電性弾性ローラ２Ａは感光体１表面に対して対向方向に駆動され、感光体１表面に対して速度差を持つことで、ムラなく感光体１表面を帯電することが可能である。その帯電機構は電荷注入帯電が支配的である。
【００７６】
この二本目の導電性弾性ローラ２Ａの周速は感光体１に対して２０％と比較的遅く設定されているが、一本目の導電性弾性ローラ２Ｂにより前もってある程度の帯電が行われているために、結果として十分な帯電性を得ることが可能となる。
【００７７】
図４に従来例と本実施例の帯電性の比較を示す。従来例においては導電性弾性ローラに１００％の周速差を持たせ、進入量を０．２ｍｍに設定した場合と同程度の帯電性を本実施例では得ることが可能となっている。
【００７８】
また、本実施例においては一本目の導電性弾性ローラ２Ｂに比べて、感光体１に対する進入量が小さいため、二本目の導電性弾性ローラ２Ａと感光体１の間の圧力も小さい。そのため、「導電性弾性ローラと感光体間の圧力」と「表面における速度差」の積は従来例よりも小さく、感光体１表面の摩耗量が小さくなる。
【００７９】
図３で示すと、従来例においては導電性弾性ローラに１００％の周速差を持たせ、進入量を０．２ｍｍに設定した場合に比べ、感光体１表面の摩耗量は半分程度まで減少している。
【００８０】
それに加えて、二本目の導電性弾性ローラ２Ａと感光体１との接触帯電部ＮＡに運ばれてくる転写残トナーはすでに適正な電荷極性に揃えられているため、この二本目の導電性弾性ローラ２Ａの表面に転写残トナーが付着したまま感光体１表面を摺擦する事が無い。そのため、従来例よりも感光体１表面の摩耗量をさらに減少させることが可能となる。
【００８１】
このようにして、本実施例では良好な帯電性を維持したまま、感光体表面の摩耗量を減少させることが可能となり、耐久性を向上させることができる。
【００８２】
［実施例２］
本実施例は上記の実施例１の特徴に加えて、プロセス進行方向に対して先に位置する一本目の導電性弾性ローラ（符号を２Ｂ´とする）が摩擦帯電による電荷付与性を持ち、該導電性弾性ローラ２Ｂ´が感光体１に付与する電荷の極性がトナーの電荷極性と同じであることを特徴としている。
【００８３】
即ち、本実施例において、一本目の導電性弾性ローラ２Ｂ´は上記実施例１で用いた一本目の導電性弾性ローラ２Ｂとほぼ同じであるが、中抵抗層に用いる樹脂としてＥＰＤＭでなくウレタンを用いた。それ以外の点については実施例１で用いた一本目の導電性弾性ローラ２Ｂと同じである。
【００８４】
本実施例で用いた、ウレタン製の導電性弾性ローラ２Ｂ´はマイナス極性の電荷付与性を備えている。例えば、この導電性弾性ローラ２Ｂ´を接地した状態で感光体１を回転させて、感光体１が２０周した後の該導電性弾性ローラ２Ｂ後の感光体電位を測定すると本実施例では−６０Ｖ程になる。
【００８５】
一方、実施例１で用いた一本目の導電性弾性ローラ２Ｂの場合は、該導電性弾性ローラ２Ｂ後の感光体表面電位は０Ｖである。
【００８６】
このように本実施例における一本目の導電性弾性ローラ２Ｂ´は接触相手に対しマイナス、すなわち、トナー本来の電荷極性の電荷を付与する電荷付与性を該導電性弾性ローラ２Ｂ´は持つために、本実施例では反転した転写残トナーの電荷をより迅速に本来のトナーの電荷極性に戻すことが可能となる。
【００８７】
また、感光体表面電位も摩擦帯電により、より印加電圧の極性側に高く帯電することが可能となる。
【００８８】
なお、感光体１は画像形成中には露光・転写バイアス印加などにより常に電位が低下するため、一本目の導電性弾性ローラ２Ｂ´の印加電位よりも感光体表面電位の方が電位的に高くなることはなく、転写残トナーが該導電性弾性ローラ２Ｂ´から感光体表面に排出されなくなることもない。
【００８９】
また、本実施例において二本目の導電性弾性ローラ２Ａは実施例１と同じくＥＰＤＭ製の導電性弾性ローラ２Ａを用いており、摩擦帯電による電荷付与性は持たないため、この導電性弾性ローラ２Ａ通過後の感光体表面電位は摩擦帯電の影響無しに一定にすることができる。
【００９０】
これらの特徴により、本実施例では転写残トナーへの適正な極性の電荷付与をより効果的に行うことが可能であり、また一本目の導電性弾性ローラ２Ｂの帯電性もより良好になり、耐久性と良好な帯電性を共に備えることが可能となる。
【００９１】
なお、本実施例では一本目の導電性弾性ローラ２Ｂ´の材質としてウレタンを用いたが、これに限るものではなく、マイナスの電荷付与性を持っていれば良い。
【００９２】
［その他］
１）接触帯電部材としての導電性弾性ローラ２Ａ・２Ｂはローラ体に限られるものではなく、回動エンドレスベルト体等とすることもできる。
【００９３】
また接触帯電部材としての導電性弾性回転体は、フェルト、布などの形状・材質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（可撓性）と導電性を得ることも可能である。パイル１本１本が弾性を持つファーブラシ等の弾性体も使用可能である。例えば、抵抗調整された繊維（ユニチカ製−Ｒｅｃ等）を植え密度１５５本／ｍｍ２、繊維長３ｍｍでパイル状に形成し、その後そのパイルをφ６ｍｍの芯金に巻き固定し、ローラ状に成形したファーブラシローラ等である。
【００９４】
また、実施例の２本に限られず、３本以上の多数本構成にすることもできる。
【００９５】
電荷注入帯電において、帯電促進粒子ｍは必ずしも必須要素ではないが、帯電促進粒子ｍの存在により、導電性弾性回転体を像担持体に対して速度差を持たせて低トルクで容易に回転駆動することができて、電荷注入帯電機構を支配的にすることができる。
【００９６】
２）接触帯電部材である導電性弾性回転体と像担持体との速度差は、好ましくは導電性弾性回転体を回転駆動し、さらにその回転方向は像担持体表面の移動方向とは逆方向にするように構成するのがよい。
【００９７】
導電性弾性回転体面を像担持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、電荷注入帯電の帯電性は像担持体の周速と導電性弾性回転体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導電性弾性回転体の回転数が逆方向の時に比べて大きくなるので、導電性弾性回転体を逆方向に移動させる方が回転数の点で有利である。
【００９８】
ここで記述した周速比は、周速比（％）＝（導電性弾性回転体周速−像担持体周速）／像担持体周速×１００、である（導電性弾性回転体周速は接触帯電部において導電性弾性回転体表面が像担持体表面と同じ方向に移動するとき正の値である）。
【００９９】
３）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。
【０１００】
４）像担持体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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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、これに上記の帯電・潜像形成・現像の各行程手段により画像情報に対応したトナー像を形成担持させ、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、表示後はそのトナー像を転写材に転写させることなく像担持体面から除去し、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（ディスプレイ装置）も本発明の画像形成装置の範疇にある。
【０１０５】
７）現像装置の現像材担持部材に印加するバイアスの交番電圧成分（ＡＣ成分、周期的に電圧値が変化する電圧）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。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。
【０１０６】
８）実施例の画像形成装置はクリーナレスであるが、本発明はクリーナを有する画像形成装置にも適用できる。
【０１０７】
また実施例の画像形成装置は、像担持体を電荷注入帯電する導電性弾性回転体に対する帯電促進粒子の供給を現像装置で行わせたが、これに限られず、供給手段構成は任意である。
【０１０８】
以上、本発明の様々な例と実施例が示され説明されたが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるのではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。
【０１０９】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【０１１０】
〔実施態様１〕  像担持体に、像担持体を帯電する帯電工程、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する情報書き込み工程、その静電潜像を帯電した現像剤により現像する現像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において、
帯電工程が、像担持体に対してプロセス進行方向前方位置と後方位置とにそれぞれ接触させて配設した少なくとも二本の導電性弾性回転体を接触帯電部材として用いた接触帯電手段でなされ、プロセス進行方向に対して後方に位置する導電性弾性回転体は像担持体に対して速度差をもって回転し、プロセス進行方向に対して前方に位置する導電性弾性回転体は像担持体に対して従動することを特徴とする画像形成装置。
【０１１１】
〔実施態様２〕  実施態様１において、導電性弾性回転体がローラであることを特徴とする画像形成装置。
【０１１２】
〔実施態様３〕  実施態様１または２において、プロセス進行方向に対して後方に位置する導電性弾性回転体は像担持体との接触部において像担持体表面の移動方向と逆方向に回転することを特徴とする画像形成装置。
【０１１３】
〔実施態様４〕  実施態様１から３の何れかにおいて、像担持体に対して従動する導電性弾性回転体が摩擦帯電による電荷付与性を持ち、その電荷付与性における付与電荷の極性が現像剤本来の電荷極性と同じであることを特徴とする画像形成装置。
【０１１４】
〔実施態様５〕  実施態様１から４の何れかにおいて、導電性弾性回転体と像担持体の接触部に像担持体の帯電を促進させるための帯電促進粒子が介在していることを特徴とする画像形成装置。
【０１１５】
〔実施態様６〕  実施態様１から５の何れかにおいて、現像工程手段として反転現像系を用いていることを特徴とする画像形成装置。
【０１１６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電子写真感光体・静電記録誘電体等の像担持体に対する接触帯電部材として導電性弾性回転体を用い、この導電性弾性回転体を像担持体に対して速度差をもって回転させて像担持体の帯電を電荷注入帯電化した、接触帯電方式の画像形成装置について、クリーナレスシステムの画像形成装置であっても、接触帯電部材である導電性弾性回転体による像担持体の摩耗を防ぎ、良好な帯電性と耐久性を得ることが可能となる。
【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１の感光体の層構成模型図
【図３】実施例１の導電性弾性ローラの進入量・ローラ周速と感光ドラム削れ量の相関図
【図４】実施例１の導電性弾性ローラの進入量・ローラ周速と帯電性の相関図
を図示したもの
【符号の説明】
１：  感光体
２Ａ：  感光体１に対して対抗方向に回転する導電性弾性ローラ
２Ｂ：  感光体１に対して従動する導電性弾性ローラ
３：  非接触現像装置
３１：  現像剤
３２：  現像スリーブ
３３：  マグネット
４：  転写ローラ
５：  定着装置
ｍ：  帯電促進粒子
Ｔ：  転写部
Ｌ：  画像露光
Ｐ：  転写材
Ｓ１：  一次帯電バイアス印加電源
Ｓ２：  現像バイアス印加電源
Ｓ３：  転写バイアス印加電源
【図１】
2004184815.tif 000004
【図２】
2004184815.tif 000005
【図３】
2004184815.tif 000006
【図４】
2004184815.tif 000007