(57)【要約】【課題】画像記録装置において、画質と耐久性の両立、および帯電部材の低硬度化と表面セルの微小化の両立を実現する。【解決手段】導電性粒子を導電性弾性層上に担持してなる帯電装置の該導電性弾性層について、最も厚い層をＡ層、表面にある層をＢ層とするとき、（１）硬度についてはＡ層の硬度＜Ｂ層の硬度、（２）セル径についてはＡ層のセル径＞Ｂ層のセル径、（３）更に被帯電体表面の水の接触角は８５度以上であることとし、（４）該帯電装置を用いて画像記録装置を形成する。また、（５）該帯電装置を用いて現像同時クリーニングを行う。【選択図】図１
2004240302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被帯電体に対し電圧を印加するとともに、前記被帯電体に接触して前記被帯電体の表面を一様に帯電処理する帯電装置であり、粒子径１０μｍから１０ｎｍである導電性粒子と該粒子を担持する導電性弾性層からなる帯電装置において、
該弾性層は複数の多孔質層から構成され、そのうち最も厚い層をＡ層、該弾性層の表面にある層をＢ層とするとき、
該Ａ層の硬度＜該Ｂ層の硬度
が成り立つことを特徴とする帯電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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の表面を帯電する接触タイプの帯電装置（接触帯電装置）に関する。
【０００２】
【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。
【０００３】
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、（１）放電帯電機構と、（２）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。
【０００４】
（１）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の表面が帯電する機構である。
【０００５】
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６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。
【０００６】
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、その表面が高抵抗層で作製される。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、ローラ表面にある層（以下、表面層という）は平坦で、表面の平均粗さＲａ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。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、表面層の表面抵抗は１０１１Ω以上にすることで電圧降下を防止している。
【０００７】
（２）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の表面を帯電（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。
【０００８】
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６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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。そのために、接触帯電部材には緻密な表面構造と柔軟に接触できる弾性を兼ね備えた表面が要求される。
【００１２】
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。
【００１３】
現在、提案されている直接注入帯電方式としては、粒子を媒介とする粒子帯電がある。
【００１４】
（３）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。この時用いる導電性粒子を「帯電粒子」と称する。帯電粒子の例としては導電磁性粒子が挙げられ、マグネットにより磁気ブラシ帯電部材を形成した例が提案されている。
【００１５】
また、粒子帯電は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。
【００１６】
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。
【００１７】
以上のような観点から磁気ブラシ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、比表面積が大きいという特徴を持つ。従って、粒子帯電においては、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。
【００１８】
更に、帯電粒子において、磁気ブラシを発展させた帯電器として、導電性粒子を弾性ローラに担持して構成される帯電粒子も提案されている。
【００１９】
例えば、導電性粒子を有する帯電部材により被帯電体の表面を帯電する帯電方法が特開平１０−３０７４５４号公報に開示されている。
【００２０】
導電性粒子による粒子帯電は、帯電性能の点で磁気ブラシを上回っているものの、被帯電体の磨耗は多く、被帯電体寿命と帯電性能を兼ね備えた更に長寿命の帯電システムが望まれている。
【００２１】
【特許文献１】
特開平１０−３０７４５４号公報
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
前述の導電性粒子による粒子帯電において、粒子担持体としての導電弾性部材表面のセル径を一定範囲に調節することが必要となる。導電性粒子より大きなセル構造であるとともに画像形成単位より小さいことが望ましい。一方、被帯電体である感光ドラム表面の磨耗については、弾性担持体の硬度を減らし、より均一で低接触圧なニップ構成をつくることにより磨耗量を低減できる。
【００２３】
しかしながら、ローラのセル径を小さくするほど、硬度は高くなるという関係になる。それぞれに理想的なセル条件と、ニップ条件は得にくいというのが現状である。
【００２４】
【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装置及び該帯電装置を用いた画像記録装置である。
【００２５】
（１）被帯電体に対し電圧を印加するとともに、前記被帯電体に接触して前記被帯電体の表面を一様に帯電処理する帯電装置であり、粒子径１０μｍから１０ｎｍである導電性粒子と該粒子を担持する導電性弾性層からなる帯電装置において、
該弾性層は複数の多孔質層から構成され、そのうち最も厚い層をＡ層、該弾性層の表面にある層をＢ層とするとき、
該Ａ層の硬度＜該Ｂ層の硬度
が成り立つことを特徴とする帯電装置。
【００２６】
好ましい実施態様として以下のものが上げられる。
【００２７】
該Ａ層のセル径＞該Ｂ層のセル径である。
【００２８】
前記被帯電体の表面の水の接触角は８５度以上である。
【００２９】
（２）像担持体に該像担持体の表面を帯電する工程を含む作像プロセスを適用して画像形成を実行する画像記録装置において、
前記像担持体の表面を帯電する工程手段が前記帯電装置のいずれかであることを特徴とする画像記録装置。
【００３０】
（３）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、転写工程後の像担持体の表面に残留した現像剤を少なくとも前記帯電装置の帯電部材に一時担持し、再び前記像担持体の表面に転移させて、再度前記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、
前記帯電装置は前記帯電装置のいずれかであり、前記現像装置内には前記導電性粒子と現像剤からなる混合物が蓄えられ、前記導電性粒子は現像時に前記像担持体に転移し、前記帯電装置へ持ち運ばれて前記帯電部材に供給されることを特徴とする画像記録装置。
【００３１】
【発明の実施の形態】
＜実施形態１＞
図ｌは本発明に従う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。
【００３２】
（１）画像記録装置の全体的な概略構成
１は像担持体であり、本例ではφ３０ｍｍ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９４ｍｍ／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。
【００３３】
上記の感光ドラム１についてはさらに別項で詳述する。
【００３４】
使用される帯電装置２は本発明に従う粒子帯電タイプの接触帯電装置である。この帯電装置は、接触帯電部材としての帯電ローラ２Ａ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２Ａに対する帯電粒子供給器３を有する。
【００３５】
帯電ローラ２Ａは、芯金２ａと、この芯金２ａの外周りに同心一体にローラ状に形成した弾性・中抵抗層２ｂと２ｃからなり、更に、弾性・中抵抗層２ｃの外周面に帯電粒子（導電性粒子）ｍを担持させて構成される。この帯電ローラ２Ａは感光ドラム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２Ａ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。
【００３６】
帯電ローラ２Ａ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。
【００３７】
感光ドラム１に対する帯電ローラ２Ａの相対速度差は、帯電ローラ２Ａ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２Ａの周速の比に依存するため、帯電ローラ２Ａ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。
【００３８】
画像記録装置の画像記録時には該帯電ローラ２Ａ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。
【００３９】
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。本例では帯電ローラ２Ａ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。
【００４０】
帯電ローラ２Ａの外周面に塗布されている帯電粒子ｍは、帯電ローラ２Ａによる感光ドラム１の帯電とともに感光ドラム１の表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２Ａ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２Ａ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２Ａ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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
この走査露光Ｌにより感光ドラム１の表面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００４４】
５は現像装置である。回転感光ドラムｌ面の静電潜像はこの現像装置５により現像部位ａにてトナー画像として現像される。トナーｔはネガトナーを使用し、反転現像により露光部を現像して感光ドラム上にトナー画像を形成する。現像装置５についてはさらに別項で詳述する。
【００４５】
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の表面に順次に転写されていく。
【００４６】
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５×１０８Ωのものであり、＋２．０ｋＶの電圧を芯金６ａに印加して転写を行った。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。
【００４７】
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は感光ドラム１の表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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
（２）感光ドラム１
図２は感光ドラム（電子写真感光体）１の層構成の模式図である。（ａ）は電荷注入層付きの感光ドラム１ａ、（ｂ）は電荷注入層のない感光ドラム１ｂの層構成の模式図である。
【００５１】
（ｂ）の電荷注入層のない感光ドラム１ｂは、アルミドラム基体（Ａｌドラム基体）１１上に、下引き層１２、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ドラムである。
【００５２】
（ａ）の電荷注入層付きの感光ドラム１ａは、上記の感光体１ｂ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。
【００５３】
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（直径が約０．０３μｍ）、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。
【００５４】
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。
【００５５】
また、帯電性能の観点から表面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の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、被帯電体の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の体積抵抗としては１×１０９〜１×１０１４Ω・ｃｍの範囲が適当である。また、（ｂ）の電荷注入層１６を用いていない感光ドラム１ｂ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、表面層の体積抵抗が約１０１３Ω・ｃｍ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。
【００５６】
本例に用いた感光ドラム１ａ及び感光ドラム１ｂの表面層の体積抵抗は各々１０１２Ω・ｃｍと、１０１４Ω・ｃｍ以上であった。
【００５７】
（３）帯電ローラ２Ａ
本例における接触帯電部材としての帯電ローラ２Ａ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弾性・中抵抗層２ｂ、２ｃからなる。そして、この帯電ローラ２Ａの弾性・中抵抗層２ｃの外周面に帯電粒子（導電性粒子）ｍを担持させている。
【００５８】
弾性・中抵抗層２ｂは樹脂（例えばウレタン）やゴム材（例えば、ＥＰＤＭ）、導電性粒子（例えばカーボンブラック）、硫化剤（例えば硫黄、やメルカプロベンゾチアゾール等加硫促進剤）、発泡剤（例えばアゾジカルボンアミド）等により処方され、芯金２ａの上にローラ状に形成した。弾性・中抵抗層は、２層から構成され、下層となる２ｂ層は、硬度を優先的に処方した抵抗層であり、発泡径を大きめに設定する。また、上層となる２ｃ層は、発泡径を優先的に処方し、担持する導電粒子粒径にたいし十分大きく被帯電体潜像解像度より小さく設定する必要がある。その後、２ｃ層表面を研磨した所望の外形と表面のセル構造を露出させた。２ｂ及び２ｃ層の組成は、例えばＥＰＤＭゴム１００質量部に対し、酸化亜鉛５質量部、ステアリン酸２質量部、カーボンブラック６０質量部、硫黄２質量部、アゾジカルボンアミド等発泡剤５〜３０質量部、その他、パラフィン系オイル５５質量部、メルカプロベンゾチアゾール等加硫促進剤を１〜１０質量部である。
【００５９】
本発明における接触帯電部材としての帯電ローラ２Ａは一般的に用いられる放電用の帯電ローラに対し以下の点で特に異なる。
【００６０】
１．  表面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）
（３）−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あり、表面の平均粗さＲａ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、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の表面に凹凸が存在する場合、部分的に電界強度が異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。
【００６１】
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。それは、前述のような表面構造では外観上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からである。
【００６２】
一方、本発明における接触帯電部材としての帯電ローラ２Ａは帯電粒子ｍを高密度に担持する必要性からある程度の粗さが要求される。平均粗さＲａにして１μｍから５００μｍが好ましい。
【００６３】
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）などがローラ表面層に付着した場合、その周辺がドラムに接触できなくなり、帯電性能が低下する。
【００６４】
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。
【００６５】
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５０μｍであった。
【００６６】
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、対物レンズとして２５０倍から１２５０倍のものを用い、非接触にてローラ表面の形状及びＲａの測定を行った。
【００６７】
（３）−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。
【００６８】
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面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２Ａの表面抵抗で１０４〜１０１０Ωであることが必要である。
【００６９】
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、帯電粒子が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。
【００７０】
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。
【００７１】
さらに、体積抵抗については、１０４〜１０７Ω・ｃｍの範囲であることが好ましい。１０４Ω・ｃｍ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・ｃｍ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。
【００７２】
本実施例に用いた帯電ローラ２Ａの表面抵抗及び体積抵抗は、それぞれ１０７Ω及び１０６Ω・ｃｍであった。
【００７３】
帯電ローラ２Ａ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２Ａの芯金２ａに総圧９．８Ｎ（１ｋｇｆ）の加重がかかるよう外径３０ｍｍの絶縁体ドラム９３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に印加電源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。
【００７４】
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．  表面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。
【００７５】
（３）−３  ローラ硬度
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。
【００７６】
本帯電装置においては、帯電ローラ２Ａ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１０度から５０度が好ましい範囲である。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
（３）−４  帯電ローラの材質、構造、寸法
図１において、帯電ローラ２Ａの弾性・中抵抗層２ｂ、２ｃの材質としては、ＥＰＤＭ、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。
【００８０】
しかし、帯電ローラ２Ａの弾性・中抵抗層２ｂ、２ｃは多孔質層であり、その形態としては発泡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５００μｍ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発泡体の表面を露出させ、前述の粗さを持った表面構造を作製できる。特に、表面にある層のセル径は２０から２００μｍが望ましい。
【００８１】
そして最終的に直径６ｍｍ、長手長さ２４０ｍｍの芯金２ａに、２層の導電性弾性層を順次形成し、全層厚７ｍｍの弾性・中抵抗層とし、外径２０ｍｍ、長手長さ２２０ｍｍの帯電ローラ２Ａを作製した。下層となる２ｂ層の厚さは６．５ｍｍ、上層２ｃの厚さは０．５ｍｍとした。
【００８２】
帯電ローラ２Ａは被帯電体としての感光ドラム１に対して０．２ｍｍの侵入量にて配設し、本実施例では接触幅約３ｍｍの帯電接触部ｎを形成させてある。
【００８３】
（４）帯電粒子ｍ
本発明では、帯電粒子ｍとして、比抵抗が１０６Ω・ｃｍ、平均粒径３μｍの導電性酸化亜鉛を用いた。
【００８４】
そして、図１において、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。
【００８５】
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。
【００８６】
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、１０１０Ω・ｃｍ以下がより望ましい。
【００８７】
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（１５ｋｇｆ）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。
【００８８】
粒径は、磁気ブラシ帯電装置を超える高い帯電効率と帯電均一性をえるために１０μｍ以下が望ましい。本発明において、粒子が凝集体を構成している場合の粒径は、その擬集体としての平均粒径として定義した。粒径の測定には、電子顛微鏡による観察から１００個以上抽出し、水平方向最大延長を持って体積粒径分布を算出し、その５０％平均粒径を持って決定した。
【００８９】
帯電粒子ｍは一次粒子の状態で存在するばかりでなく、二次粒子の擬集した状態で存在することもなんら問題はない。どのような擬集状態であれ、凝集体として帯電粒子ｍとしての機能が実現できればその形態は重要ではない。
【００９０】
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得られるものとして１０ｎｍが限界と考えられる。
【００９１】
（５）帯電粒子担持量
本発明では、粒子帯電における帯電粒子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２Ａ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、その後の現像工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面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弊害のないレベルで減らすことが可能となる。
【００９２】
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。
【００９３】
従来の磁気ブラシ帯電装置で用いる磁性の帯電粒子の担持量／Ｒａが凡そ１６７ｍｇ／ｃｍ２／μｍ（２００ｍｇ／ｃｍ２、Ｒａ＝１．２μｍ）であるのに対して、本発明におけるの非磁性帯電粒子は１ｍｇ／ｃｍ２／μｍ（５０ｍｇ／ｃｍ２、Ｒａ＝５０μｍ）以下である。より好ましくは０．３ｍｇ／ｃｍ２／μｍ（１５ｍｇ／ｃｍ２、Ｒａ＝５０μｍ）以下とする。一方、帯電性能を確保する必要性から最小担持量は同じく担持量／Ｒａの値で０．００５ｍｇ／ｃｍ２／μｍ（０．２５ｍｇ／ｃｍ２、Ｒａ＝５０μｍ）である。より好ましくは、０．０２ｍｇ／ｃｍ２／μｍ（１ｍｇ／ｃｍ２、Ｒａ＝５０μｍ）である。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。詳細については、実施例にて後述する。
【００９４】
担持量の調整は、帯電粒子供給器３のファーブラシ３ｃの回転数を調整して行った。ブラシ速度が速いほど粒子担持量を低く設定できる。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。
【００９５】
（６）現像装置５
図１において、現像装置５は現像剤ｔとして一成分磁性トナー（ネガトナー）を用いた反転現像器である。現像装置内には現像剤（トナー）を備えている。
【００９６】
５ａはマグネットロール５ｂを内包させた、現像剤担持搬送部材としての非磁性現像スリーブであり、現像容器５ｅ内に備える現像前混合物内のトナーｔは現像スリーブ５ａ上を搬送される過程において、規制ブレード５ｃで層厚規制及び電荷付与を受ける。
【００９７】
現像スリーブ５ａにコートされたトナーｔはスリーブ５ａの回転により、感光ドラムｌとスリーブ５ａ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５ａ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。５ｄは現像容器５ｅ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。
【００９８】
本実施例において、現像バイアス電圧はＤＣ電圧−５００ＶにＡＣ電圧＝ピーク間電圧ｌ６００Ｖ、周波数１．８ｋＨｚ、矩形波の重畳電圧とした。これにより、感光ドラムｌ側の静電潜像がトナーｔにより反転現像される。
【００９９】
ａ）トナーｔ：現像剤である一成分磁性トナーｔは、結着樹脂、磁性体粒子、電荷制御剤を混合し混練、粉砕、分級の各工程を経て作製し、更に流動化剤などを外添剤として添加して作製されたものである。トナーの平均粒径（Ｄ４）は７μｍであった。
【０１００】
＜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。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。
【０１０１】
帯電装置について、帯電ローラ２Ａ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の表面に付着し、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２Ａに供給される。
【０１０２】
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との混合物ｔ＋ｍを収容させてある。感光ドラム１面の静電潜像はこの現像装置６０により現像部位ａにてトナー画像として現像される。
【０１０３】
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の表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２Ａ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。
【０１０４】
（２）帯電装置
帯電粒子供給器３を配していないことを除けば、実施形態１の構成に準ずる。
【０１０５】
（３）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現像スリーブであり、現像容器６０ｅ内に備える現像前混合物ｔ＋ｍ内のトナーｔは現像スリーブ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。
【０１０６】
現像スリーブ６０ａにコートされたトナーｔは現像スリーブ６０ａの回転により、感光ドラム１と現像スリーブ６０ａの対向部である現像部位（現像領域部）ａに搬送される。また現像スリーブ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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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、分級の各工程を経て作製し、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製されたものである。トナーの平均粒径（Ｄ４）は７μｍであった。
【０１０９】
ｂ）帯電粒子ｍ：実施形態１に準ずる。
【０１１０】
（４）帯電粒子担持量、被覆率
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の表面を汚染する。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２Ａがトナーにより汚染されると、帯電ローラ２Ａ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。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。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２Ａ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、その値は通常１０−１〜１０１２Ω・ｃｍであり、好ましくは１０−１〜１０１０Ω・ｃｍである。
【０１１１】
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２Ａ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。
【０１１２】
また、担持量の調節は、基本的には帯電粒子ｍの現像剤ｔへの添加量を調整して行った。また、必要に応じて、帯電ローラ２Ａ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。弾性ブレード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２Ａに担持されている粒子量を調整することが可能となる。
【０１１３】
本発明の好ましい実施態様は以下のとおりである。
【０１１４】
［実施態様１］  被帯電体に対し電圧を印加するとともに、前記被帯電体に接触して前記被帯電体の表面を一様に帯電処理する帯電装置であり、粒子径１０μｍから１０ｎｍである導電性粒子と該粒子を担持する導電性弾性層からなる帯電装置において、
該弾性層は複数の多孔質層から構成され、そのうち最も厚い層をＡ層、該弾性層の表面にある層をＢ層とするとき、
該Ａ層の硬度＜該Ｂ層の硬度
が成り立つことを特徴とする帯電装置。
【０１１５】
［実施態様２］  該Ａ層のセル径＞該Ｂ層のセル径
が成り立つことを特徴とする実施態様１記載の帯電装置。
【０１１６】
［実施態様３］  前記被帯電体の表面の水の接触角は８５度以上であることを特徴とする実施態様１または２記載の帯電装置。
【０１１７】
［実施態様４］  像担持体に前記像担持体の表面を帯電する工程を含む作像プロセスを適用して画像形成を実行する画像記録装置において、
前記像担持体の表面を帯電する工程手段が実施態様１〜実施態様３の何れか１項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。
【０１１８】
［実施態様５］  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、転写工程後の像担持体の表面に残留した現像剤を少なくとも前記帯電装置の帯電部材に一時担持し、再び前記像担持体の表面に転移させて、再度前記現像装置に回収するトナーリサイクル構成を有する画像記録装置において、
前記帯電装置は実施態様１〜実施態様３の何れか１項に記載の帯電装置であり、前記現像装置内には前記導電性粒子と現像剤からなる混合物が蓄えられ、前記導電性粒子は現像時に前記像担持体に転移し、前記帯電装置へ持ち運ばれて前記帯電部材に供給されることを特徴とする画像記録装置。
【０１１９】
【実施例】
（１）実施例１
実施形態１に従う画像形成装置である。ローラの弾性・中抵抗層２ｂの単層作製時のローラ硬度は１０度、セル径は２００μｍであった。この上に、更に弾性・中抵抗層２ｃを付加し、研摩を行い、外径２０ｍｍのローラを作製した。最終的には、ローラ硬度１３、セル径２０μｍの表面層を持つローラ作製した。
【０１２０】
弾性・中抵抗層２ｃを単層成型したときのローラ硬度は２５度、セル径は２０μｍであった。
【０１２１】
（２）実施例２
同じく実施形態１に従う画像形成装置である。弾性・中抵抗層２ｂの単層作製時のローラ硬度は１０度、セル径は２００μｍであった。この上に更に弾性・中抵抗層２ｃを付加し、研摩を行い。外形２０ｍｍのローラを作製した。最終的にはローラ硬度１２度、セル径１００μｍの表面層を持つローラを作製した。
【０１２２】
弾性・中抵抗層２ｃを単層成型したときのローラ硬度は２０度、セル径は１００μｍであった。
【０１２３】
（３）実施例３
同じく実施形態１に従う画像形成装置である。弾性・中抵抗層２ｂの単層作製時のローラ硬度は２０度、セル径は１００μｍであった。この上に更に弾性・中抵抗層２ｃを付加し、研摩を行い。外形２０ｍｍのローラを作製した。最終的にはローラ硬度２２度、セル径２０μｍの表面層を持つローラを作製した。
【０１２４】
弾性・中抵抗層２ｃを単層成型したときのローラ硬度は２５度、セル径は２０μｍであった。
【０１２５】
（４）比較例１
図５を参照する。
【０１２６】
本例も実施形態１に従う画像形成装置であるが、帯電ローラの層構成において、大きく実施例とは異なる構成をとる。本例においては、弾性・中抵抗層は単層で構成され、ローラ硬度は１０度、セル径は２００μｍである。
【０１２７】
（５）比較例２
本例も実施形態１に従う画像形成装置であるが、帯電ローラの層構成において、大きく実施例とは異なる構成をとる。本例においては、弾性・中抵抗層は単層で構成され、ローラ硬度は２０度、セル径は１００μｍである。
【０１２８】
（６）比較例３
本例も実施形態１に従う画像形成装置であるが、帯電ローラの層構成において、大きく実施例とは異なる構成をとる。本例においては、弾性・中抵抗層は単層で構成され、ローラ硬度は２５度、セル径は２０μｍである。
【０１２９】
（７）比較例４
同じく実施形態１に従う画像形成装置である。弾性・中抵抗層２ｂの単層作製時のローラ硬度は２５度、セル径は２０μｍであった。この上に更に弾性・中抵抗層２ｃを付加し、研摩を行い。外形２０ｍｍのローラを作製した。最終的にはローラ硬度２２度、セル径２００μｍの表面層を持つローラを作製した。
【０１３０】
弾性・中抵抗層２ｃを単層成型したときのローラ硬度は１０度、セル径は２００μｍであった。
【０１３１】
（８）実施例４、実施例５、実施例６
本例は実施形態１に従う画像形成装置である。ローラ構成に関しては、それぞれ実施例１、実施例２、実施例３に従う。感光体ドラムについても抵抗調整層を付加した感光ドラム１ａを用いた。
【０１３２】
（９）比較例５、比較例６、比較例７、比較例８
本例は実施形態１に従う画像形成装置である。ローラ構成に関しては、それぞれ比較例１、比較例２、比較例３、比較例４に従う。感光体ドラムについても抵抗調整層を付加した感光ドラム１ａを用いた。
【０１３３】
（１０）実施例７、実施例８、実施例９
本例は実施形態２に従う画像形成装置である。ローラ構成に関しては、それぞれ実施例１、実施例２、実施例３に従う。感光体ドラムについても抵抗調整層を付加した感光ドラム１ａを用いた。
【０１３４】
（１１）比較例９、比較例１０、比較例１１、比較例１２
本例は実施形態２に従う画像形成装置である。ローラ構成に関しては、それぞれ比較例１、比較例２、比較例３、比較例４に従う。感光体ドラムについても抵抗調整層を付加した感光ドラム１ａを用いた。
【０１３５】
（１２）各実施例及び比較例の評価方法
ａ）ローラ硬度測定
ローラの硬度測定にはアスカーＣ硬度計を用いた。加重は３００ｇで行った。
【０１３６】
ｂ）セル径
セル径は、光学顕微鏡像において、セル中心を含む断面構造をもつセルを観察しその直径を計ることで求めた。研摩後の表面は正確な断面構造を示さない場合もあり、この場合は表面をスライスし正確な断面構造を作り観察を行った。
【０１３７】
ｃ）帯電性の評価
帯電性の評価は、中間調濃度における画像の均一性を相対的に評価した。第一の方法として、現像の直流電圧成分を帯電バイアスの印加電圧にほぼ等しいバイアスに設定し、カブリ画像を印刷し、帯電均一性を画像により評価した。第二の方法として、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い、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印刷し、全体として中間調の濃度を作り、その均一性で評価した。
【０１３８】
Ａ：どちらの評価においても、ローラ摺擦による短い筋上の帯電ムラはほとんどみられず非常に均一な中間調濃度を再現している。
【０１３９】
Ｂ：第一の方法において、１ページ内に数個所上記のムラが現れる。第二の方法では観察されない。
【０１４０】
Ｃ：第一の方法において、ページ内の全面に上記のムラが現れる。第二の方法では観察されない。
【０１４１】
Ｄ：第一の方法において、ページ内の全面に上記のムラが現れる。第二の方法でも、一部にムラが観察される。
【０１４２】
上記評価は、画像パターンの印字率が５％、長手方向の印字率に差がないパターンを用いて４０００枚の印字テスト後に行った。
【０１４３】
ｄ）感光ドラムの磨耗量
４０００枚の印字テスト前後において、感光ドラムの磨耗量を測定して、以下の基準で評価した。電荷注入層は高硬度化により磨耗量は飛躍的に減らすことができる。感光ドラムが電荷注入層付きの感光ドラム１ａ、電荷注入層のない感光ドラム１ｂであるかどうかにより評価基準を以下のように設定した。
【０１４４】
電荷注入層なしの場合（単位：μｍ／１０００枚）
Ａ：磨耗速度≦０．９
Ｂ：０．９＜磨耗速度≦１．２
Ｃ：１．２＜磨耗速度≦１．６
Ｄ：１．６＜磨耗速度
電荷注入層を付加した場合
Ａ：磨耗速度≦０．０７
Ｂ：０．０７＜磨耗速度≦０．０９
Ｃ：０．０９＜磨耗速度≦０．１２
Ｄ：０．１２＜磨耗速度
ｅ）現像不良（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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。これらの欠陥部位の数を以下の基準で評価した
特に本発明では中間調画像の均一性を重視し、０．３ｍｍ以上の欠陥を評価した。
【０１４７】
Ａ：中間調画像中に直径０．３ｍｍ以上の白点がない。
【０１４８】
Ｂ：中間調画像中に直径０．３ｍｍ以上の白点が５個未満存在する。
【０１４９】
Ｃ：中間調画像中に直径０．３ｍｍ以上の白点が５〜５０個存在する。
【０１５０】
Ｄ：中間調画像中に直径０．３ｍｍ以上の白点が５０個を越えて存在する。
【０１５１】
（１４）評価結果
評価結果表１、評価結果表２、評価結果表３に各実施例及び比較例の評価結果をまとめて示した。
【０１５２】
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。
【０１５３】
各処方の発泡層を単層で成型した比較例１においては、ローラ硬度が低いため、感光体ドラムの磨耗速度は遅く長寿命のプロセスを実現できるが、発泡セル径が大きいため、帯電性能は良くない。
【０１５４】
逆に比較例３について、帯電性能は良好であるが、磨耗速度が速い。
【０１５５】
中間的な、比較例２については、帯電性能、磨耗速度ともに中程度である。
【０１５６】
更に、これら比較例１〜３においては、現像不良が生じる。単層ローラでは、ドラムとの当接部、特にドラム回転下流部分において、ローラは大きな変形を受け、ローラ表面において粒子が脱落しやすい。その結果、露光部において、レーザ光を遮光する、あるいは、現像時にトナーがドラムに現像されるのを妨げ、白点上の画像不良を引き起こす。
【０１５７】
実施例１においては、ローラの層構成を２層構成とし、下層に低硬度、大セル径の層、上層に高硬度、小セル径の層を形成し、低硬度で小セル径のローラを作製することができる。その結果、帯電性能と感光体磨耗速度に優れた帯電器を構成できる。実施例２、および３は処方の組み合わせを変えた例において、実施例１に比べて効果は若干劣るものの、いずれも単層のローラより現像不良について良好な結果を示している。つまり、層の硬度について下層＜上層、セル径について下層＞上層の関係が保たれていれば一定に効果が得られることがわかる。
【０１５８】
【表１】
2004240302.tif 000003
一方、比較例４はこれらの層構成を逆に構成した例であるが、現像不良は逆効果であった。さらに、帯電性、磨耗の点においても劣ることがわかる。
【０１５９】
次に、表２にまとめた、電荷注入層を有する感光ドラム１ａを用いた、実施例４、５、６および比較例５、６、７、８について本発明の効果を述べる。同処方の、実施例１、２、３に比べ、実施例４、５、６はいずれも帯電性能について、向上が見られる。ドラムの表面抵抗を調整することにより、注入帯電に有利な構成が得られている。磨耗速度に関しては、電荷注入層を持たない感光ドラム１ｂにくらべ、磨耗量の数字自体は、膜強度が上がっているため少ないが、実際に利用状況に照らし合わせて、段階評価を行った結果、磨耗に関しては、表１の結果と同じ結果となった。また、現像不良に関しては、感光ドラムの表面エネルギーが低下したことにより、帯電ローラが低摩擦で回転可能となり、ローラの変形も減ることから、粒子の脱落量は低減し全体的に改善された。
【０１６０】
これらのことから、感光ドラムの表面エネルギーを下げることにより、本発明の層構成ローラの利点を更に有利に構成することが可能となる。
【０１６１】
【表２】
2004240302.tif 000004
次に、上記構成を更に、現像同時クリーニングにより、ドラムクリーナレス構成とした、装置構成における評価結果について説明する。
【０１６２】
実施例７、８、９、および比較例９、１０、１１、１２について、表３にまとめた。
【０１６３】
帯電性に関しては、表２に比べ、全体的に劣っている。帯電ローラへのトナー混入量が増えることによる。一方、現像不良に関しては、帯電ローラのトナー混入量（担持量）が増えるため、脱落する粒子も増え、現像不良は悪化している。しかしながら、実施例７、８、９については、粒子吐き出しに関してローラ変形による脱落が防止されるため、比較的良好な結果となっている。
【０１６４】
【表３】
2004240302.tif 000005
＜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）でもよいことは勿論である。
【０１６５】
２）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。
【０１６６】
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、何れにおいても、従来の帯電部材より広い接触幅を得られる効果がある。ただ、装置の小型化に注目した場合、ドラム型は有利であるが、接触幅は狭くなる。そこで、本例の帯電装置を用いることにより装置の小型化と帯電接触幅の拡大を両立することが可能となる。
【０１６７】
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。
【０１６８】
５）本発明の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。
【０１６９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は、粒子帯電の粒子担持体としての、導電性弾性層を有する帯電部材において、弾性層を複数層により構成し、帯電性と、被帯電体磨耗を抑えるとともに、担持粒子の脱落を防止し、優れた帯電装置を提案する。
【０１７０】
特に、本発明においては、各層の硬度関係、セル径関係に着目し構成することにより、低硬度で表面層セル径の微細な理想的な帯電部材を構成した。
【０１７１】
更に、被帯電体の表面層の表面エネルギーを調整することにより、より有利にこれらの効果をあげることができる。
【０１７２】
また、現像同時クリーニングによるクリーナレス構成においては、本構成をとる効果は大きく。トナーの混入する悪条件の中、帯電性の維持と、粒子脱落を防止し、簡易、小型に構成可能なクリーナレス装置をより高性能に実現可能とする。
【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】従来例の画像記録装置の概略図
【図６】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
【符号の説明】
１        感光ドラム
１ａ      電荷注入層付き感光ドラム
１ｂ      電荷注入層無しの感光ドラム
２        帯電装置
２Ａ      帯電ローラ
２ａ      芯金
２ｂ、２ｃ      弾性・中抵抗層
ｍ        帯電粒子（導電性粒子）
３        帯電粒子供給器
３ｂ      攪拌羽根
３ｃ      ファーブラシ
４        レーザービームスキャナ（露光装置）
５        現像装置
５ａ      現像スリーブ
５ｂ      マグネットロール
６０      現像装置
６０ａ      現像スリーブ
６０ｂ      マグネットロール
６        転写帯電器
７        定着装置
８        ドラムクリーナ
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５      印加電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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