(57)【要約】【課題】注入帯電ＩＩにおいて、少量の帯電促進粒子で、安定した帯電性能を耐久を通して維持する。また、注入ＩＩ＋クリーナー装置においても、長期使用においても帯電性能の低下しない安定した帯電性能を維持できる。【解決手段】注入ＩＩ用の弾性発砲体として、独立気泡のスポンジを用いる。【選択図】　　　　図１
2004101899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧を印加した帯電部材を被帯電体に接触させて被帯電体面を帯電する帯電装置であり、
前記帯電部材がローラ形状の独立気泡の弾性発泡体で構成され、
かつ、前記帯電部材表面は被帯電体面に対して速度差を持っており、
かつ、少なくとも帯電部材と被帯電体の接触面には導電粒子が存在することを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記導電粒子の抵抗値が１×１０１２（Ω・ｃｍ）であることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
前記導電粒子の粒径が、１０ｎｍ以上１画素の大きさ以下であることを特徴とする請求項１から２に記載の帯電装置。
【請求項４】
該被帯電体の最表面層の体積抵抗が１×１０１４（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項１から３に記載の帯電装置。
【請求項５】
該被帯電体は電子写真感光体であり該電子写真感光体の最表面層の体積抵抗が１×１０９（Ω・ｃｍ）以上１×１０１４（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項１から４に記載の帯電装置。
【請求項６】
接触帯電部材が被帯電体に対してカウンターで回転することを特徴とする請求項１から５に記載の帯電装置。
【請求項７】
被帯電体の周りに配置された、
該被帯電体に接触し、該被帯電体を一様に帯電する帯電器と、
該被帯電体に露光により静電潜像を形成する露光器と、
該静電潜像を現像剤で可視化し、かつ被帯電体上に残留したトナーを回収する現像器と、
該被帯電体上のトナー像を記録材に転写する転写帯電器から構成され、
帯電器は、帯電部材がローラ形状の独立気泡の弾性発泡体で構成され、
かつ、前記帯電部材表面は被帯電体面に対して速度差を持っており、
かつ、少なくとも帯電部材と被帯電体の接触面には導電粒子が存在するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記現像剤に導電粒子が添加されていることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像剤に添加されている導電粒子の抵抗値が、１×１０１２（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項７から８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
該被帯電体の最表面層の体積抵抗が１×１０１４（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項７から９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
該被帯電体は電子写真感光体であり該電子写真感光体の最表面層の体積抵抗が１×１０９（Ω・ｃｍ）以上１×１０１４（Ω・ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項７から１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
接触帯電部材が被帯電体に対してカウンターで回転することを特徴とする請求項７から１１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、プリンタ等の電子写真装置及びこの装置に着脱可能なプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、電子写真装置や静電記録装置等の画像記録装置において、電子写真感光体・静電記録誘電体などの像担持体（被帯電体）を所要の極性・電位に一様に帯電処理（除電処理も含む）する帯電装置としてはコロナ帯電器（コロナ放電器）がよく使用されていた。
【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、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、前記したように被帯電体に電圧を印加した帯電部材を当接させて被帯電体を帯電する接触方式の帯電装置（接触帯電装置）が実用化されてきている。
【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、帯電原野）には、（１）放電帯電機構と（２）直接注入帯電機構の２種類の帯電機構が混在しており、どちらが支配的であるかにより各々の特性が現れる。図５にそれぞれの代表的な帯電特性を示す。
【０００７】
（１）放電帯電機構
接触帯電部材と被帯電体との微少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。
【０００８】
放電帯電系は接触帯電部材と被帯電体に一定の放電開値を有するため、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】
たとえば、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は帯電の安定性と言う点で好ましく、広く用いられているが、こ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。
【００１０】
即ち、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生成される。さらにこれらを積層して所望の特性を得たものもある。帯電ローラは被帯電体との一定の接触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、被帯電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、ローラ上の形状のムラや被帯電体の付着物により非接触状態が避けられないため、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となる。
【００１１】
より具体的に説明すると、被帯電体としての厚さ２５μｍのＯＰＣ感光体に対して帯電ローラを加圧当接させて帯電処理を行なわせる場合には、帯電ローラに対して約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。以降、このしきい値電圧を帯電開始電圧Ｖｔｈと定義する（図５の点線）。
【００１２】
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像担持体の帯電を行なう方式を「ＤＣ帯電方式」と称する。
【００１３】
しかし、ＤＣ帯電方式においては環境変動等によって接触帯電部材の抵抗が変動するため、また像担持体としての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。
【００１４】
このため更なる帯電の均一化を図るために特開昭６３−１４９６６９公報等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成分を重畳した振動電圧を接触帯電部材に印加して像担持体の帯電を行なう「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、像担持体の電位はＡＣ電圧のピークの中央であるＶｄに収束し、環境等の外乱には影響されることはない。
【００１５】
しかしながら、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帯電部材から像担持体への放電現象を用いているため、先に述べたように帯電に必要とされる電圧は像担持体表面電位＋放電しきい値以上の値が必要とされ、微量のオゾンは発生する。
【００１６】
また、帯電均一化のためにＡＣ帯電を行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、放電による被帯電体表面の劣化が顕著になり、新たな問題点となっていた。
【００１７】
（２）直接注入帯電機構
接触帯電部材から被帯電体へ電荷が直接注入されることで、被帯電体表面を帯電する機構である。特開平０６−００３９２１号公報等で提案されている。
【００１８】
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、つまり放電機構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。（図５の実線）この直接注入帯電機構はイオンの発生を伴わないため放電生成による弊害は生じない。
【００１９】
より具体的には、帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電磁気ブラシ等の接触帯電部材に電圧を印加し、被帯電体（像担持体）表面にあるトラップ順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直接注入帯電を行う機構である。放電現象が支配的でないため、帯電に必要とされる電圧は所望する像担持体表面のみであり、オゾンの発生も無い。
【００２０】
接触部材として、スポンジローラのような多孔状のローラに、接触帯電性を向上させるための導電性微粒子をコートしたものを用いる場合には、接触帯電部材と被帯電体間の接触を極めて密にすることが可能であり、良好な帯電性を得る事が可能となる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
弾性発泡体（弾性スポンジ）より構成される帯電部材と被帯電体の接触面に導電粒子を介在させ、帯電部材を被帯電体表面に対して周速差をもって回転させることで、オゾンの生成がなく、簡易な構成での直接帯電である注入帯電が実現できる。
【００２２】
しかしながら、帯電部材表面に安定して導電粒子を存在させることが難しく、帯電に必要な導電粒子が不足した場合には、帯電不良を引き起こしてしまう。
【００２３】
また、過剰に供給した場合には、露光部での遮光や、現像部でのリーク、また反転現像の画像形成装置では、白地部でのかぶり等の弊害が生じている。
【００２４】
さらに、クリーニングをすり抜けたトナーが徐々に帯電ローラに蓄積することにより、帯電性能が低下する場合がある。
【００２５】
また、クリーナレス構成の場合には、転写残トナーの帯電ローラ表面への蓄積がより顕著なので、帯電性能の低下を起こしやすい。
【００２６】
本発明は、帯電均一性に優れており、且つオゾン生成物がほとんどない直接帯電方式である注入帯電方法を用いることで、長期使用においても安定した帯電性能及び画像性能を維持出来る画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
電圧を印加した帯電部材を被帯電体に接触させて被帯電体面を帯電する帯電装置であり、前記帯電部材がローラ形状の独立気泡の弾性発泡体で構成され、かつ、前記帯電部材表面は被帯電体面に対して速度差を持っており、かつ、少なくとも帯電部材と被帯電体の接触面には導電粒子が存在する。
【００２８】
これにより、使用する帯電促進粒子量は少量で充分であり、また、スポンジ内部へ荷電促進粒子が入り込むことがないので、帯電ローラの硬度は軟らかいままであり、十分に帯電ニップを確保することが可能である。
【００２９】
さらに、クリーナすり抜けた転写残トナーやトナー外添剤等の注入帯電を阻害するものでのロール表面や表面近傍への汚染が蓄積せず、ロール表面から瞬時に排出して、ロールの帯電性能の良好な状態を維持する。
【００３０】
よって、オゾンレスでかつ均一な帯電性を得られ、長期使用においても帯電不良のない良好な画像を得ることができる。
【００３１】
被帯電体の周りに配置された、該被帯電体に接触し、該被帯電体を一様に帯電する帯電器と、該被帯電体に露光により静電潜像を形成する露光器と、該静電潜像を現像剤で可視化し、かつ被帯電体上に残留したトナーを回収する現像器と、該被帯電体上のトナー像を記録材に転写する転写帯電器から構成され、帯電器は、帯電部材がローラ形状の独立気泡の弾性発泡体で構成され、かつ、前記帯電部材表面は被帯電体面に対して速度差を持っており、かつ、少なくとも帯電部材と被帯電体の接触面には導電粒子が存在するものである。
【００３２】
これにより、クリーニング装置がない画像形成装置においても、転写残トナーや外添剤等の注入荷電を阻害するものが帯電ロール内部に入り込むことがないので、耐久におけるロール汚染が少なく、長期の耐久に亙って、良好な帯電性能を維持することが可能である。
【００３３】
よって、オゾンレスでかつ均一な帯電性を得られ、長期使用においても帯電不良のない良好な画像を得ることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本実施例は、帯電部材に独立気泡の弾性発泡体用い、帯電促進粒子である導電粒子を帯電部材に安定して担持することを特徴とする。これにより、装置使用の初期から長期の耐久に亙って、帯電ムラのない安定した帯電性と画像が得られる画像形成装置を提供することが出来る。
【００３５】
〔装置構成〕
本記録装置は図１に示されるように、感光ドラム１の周囲に配置された、帯電器２、露光装置Ｌ、現像器３、転写帯電器４、定着器５、クリーニング装置６から構成される。ここで、感光ドラム１、帯電器２、現像器３、クリーニング装置６は一体型のカートリッジ７に内包される構成をとっているが、装置形態はこれに限定するものではない。
【００３６】
次に各装置について詳細に述べる。
【００３７】
〔帯電装置〕
本実施例の帯電器は、図１に示すように、主に導電性弾性ローラ２１（以降、帯電ローラと称する）及び帯電促進を目的とした導電性粒子２２（以降、帯電促進粒子と称する）から構成される。帯電ローラ２１表面には、予め帯電促進粒子２２が以下に述べる方法で塗布してあり、この帯電促進粒子を担持した状態で感光ドラム１の帯電が行われる。更に、弾性ローラと感光ドラムの間に帯電促進粒子を介在させることにより、両者の間で速度差を設けることが可能になる。従って、速度差を設けることでより高い接触性を得ることができる。構成としては、弾性ローラを回転駆動あるいは固定して感光体と帯電部材に速度差を設けることになる。その回転方向は感光体表面の移動方向とは逆方向に回転するよう構成することが望ましい。
【００３８】
以上の構成をとることで、従来のローラ帯電では得られなかった高い帯電効率を得られ、帯電部材に印加した電位とほぼ同等の電位を被帯電体に与えることができる。帯電に必要なバイアスは被帯電体に必要な電位相当の電圧で十分であり、放電現象を用いない安定かつ安全な帯電方式を実現する。
【００３９】
次に、本帯電器の主たる構成部材について述べる。
【００４０】
〔帯電ローラ〕
帯電ローラ２１は芯金２ａ上に独立気泡の発泡体の中抵抗層２ｂを形成することにより作成される。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）、発泡剤等により処方され、芯金２ｂの上にローラ状に形成した。その後必要に応じて表面を研磨して直径１２ｍｍ、長手長さ２００ｍｍの弾性導電ローラ２１を作成した。
【００４１】
ここで、独立気泡とは、図２に示すように発泡体のセルがほぼセル膜で完全に囲まれており、隣接するセルと独立しているものである。独立気泡以外に単独気泡等と呼ばれる。
【００４２】
独立気泡率が５０％〜１００％のものを独立気泡とした。
【００４３】
ここで、独立気泡率とは、全てのセルが独立気泡の場合を１００％とし、そのうちの連続気泡となっているものを除いた割合である。具体的な測定方法としては、スポンジの断面をセルが見える程度に拡大し、見えている全気泡数Ｎに対して、気泡がつながっている物の数をＭとし、独立気泡率＝１００×（Ｎ‐Ｍ）／Ｎで、算出した。
【００４４】
本実施例のローラは、独立気泡率が８０％である。
【００４５】
本実施例のローラ抵抗を測定したところ１００ｋΩであった。ローラ２１の芯金に総圧１ｋｇの加重がかかるようφ３０ｍｍのアルミドラムに圧着した状態で、芯金２ｂとアルミドラムに１００Ｖを印加し、計測した。ここで、弾性ローラ２１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。従って、十分な帯電性と耐リーク性を得るには１０４〜１０７Ωの抵抗が望ましい。
【００４６】
帯電ローラの硬度は、硬度が低すぎると形状安定しないために接触性が悪くなり、高すぎると帯電ニップを確保できないだけでなく、感光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。
【００４７】
帯電ローラの弾性体の材料として、ＥＰＤＭ、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剤があげられる。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り、さらには、金属酸化物とイオン導電性の材料を混合して抵抗調整することも可能である。
【００４８】
〔帯電促進粒子及び塗布方法〕
本実施例では、比抵抗が１０３Ω・ｃｍ、平均粒径１．５μｍの導電性酸化亜鉛粒子２２を使用前の独立気泡の帯電ローラ表面に均一に塗布した。
【００４９】
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、あるいは、これらに表面処理を施したなど各種導電粒子が使用可能である。
【００５０】
粒子抵抗は粒子を介した電荷の授受を行うため比抵抗としては１０１２Ω・ｃｍ以下が望ましい。
【００５１】
ここで抵抗測定は、錠剤法により測定し正規化して求めた。低面積２．２６ｃｍ２の円筒内に凡そ０．５ｇの粉体試料を入れ上下電極に１５ｋｇの加圧を行うと同時に１００Ｖの電圧を印加し抵抗値を計測、その後、正規化して比抵抗を算出した。
【００５２】
また、粒径は良好な帯電均一性を得るために５０μｍ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、その凝集体としての平均粒径として定義した。
【００５３】
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。
【００５４】
更に、本実施例で用いたように、特に感光体の帯電に用いる場合に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。さらに、帯電促進粒子が感光体上から記録紙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。
【００５５】
〔帯電促進粒子供給手段〕
本実施例において、帯電促進粒子供給手段８は、帯電促進粒子供給部材８１（２２）、該帯電促進粒子供給部材の支持体８２、帯電促進粒子供給部材を収容させたハウジング８３等から構成してあり、帯電ローラ２１の上側に配設して、ハウジング８３内の帯電促進粒子供給部材８１の下面を、帯電ローラ２１の上面に接離出来る構成となっている。
【００５６】
帯電促進粒子供給部材８１の接離は、カム式、電磁コイル式などで行うことが可能であり、本実施例では、画像形成３００枚ごとに、非画像形成時の帯電ローラ２１が一周以上回転する一定時間に、帯電促進粒子供給部材８１がカムにより帯電ローラ２１に接して、粒子の供給を行なっている。非画像形成時に帯電促進粒子２２の供給を行うのは、画像形成時に帯電促進粒子２２を供給すると、帯電促進粒子が過剰に供給された場合に、帯電ローラ２から感光ドラム１上に移行し、露光部での遮光や、現像部での現像リークなどの弊害を生じるためである。
【００５７】
帯電促進粒子供給部材８１は、帯電促進粒子２２をチップ状に結着固形化した部材（帯電促進粒子チップ）で有り、回転する帯電ローラ２１との当接により白墨のように自ら削れることで帯電促進粒子２２を帯電ローラ２の表面に塗布供給する部材である。
【００５８】
例えば、酸化亜鉛やアルミナ粉等の帯電促進粒子２２を溶剤中にバインダー樹脂で決着したチップ状のものである。具体的処方としては、バインダー樹脂としてスチレンアクリル樹脂をエタノール中に５ｗｔ％の濃度で溶解し、重量にしてバインダー樹脂１に対して７倍の酸化亜鉛粒子等の帯電促進粒子２２を混合する。そしてこの溶液を型に入れて成形し、乾燥することで、帯電促進粒子２２をチップ状に結着固形化した形態の帯電促進粒子供給部材が得られる。
【００５９】
本実施例では、帯電促進粒子２２として、比抵抗が３×１０３Ω・ｃｍ、平均粒径１．５μｍの酸化亜鉛粉を用いた。
【００６０】
次に、装置の動作について述べる。
【００６１】
〔帯電器の動作〕
本実施例の帯電器２の動作について説明する。感光ドラム１はφ３０ｍｍのドラム状であり、周速が５０ｍｍ／ｓｅｃの一定速度で回転する。帯電ローラ２１はローラ表面が感光体と互いに逆方向に等速度で移動するよう凡そ８０ｒｐｍで駆動し、そのローラ芯金２ａに‐７００Ｖの直流電圧を印加した。これにより、感光体表面は印加電圧と等しい電位に帯電される。
【００６２】
本発明の特徴である独立気泡の帯電ローラは、少量の帯電促進粒子の供給で十分に帯電を安定して行え、かつ、帯電ローラ表面近傍の空孔中に帯電促進粒子が蓄積せず、硬度が高くなることもないので、十分に帯電ニップを確保することが出来る。
【００６３】
また、クリーナ装置があっても、若干のトナーはクリーナをすり抜けて帯電部に到達し、帯電ローラ表面に付着または、空孔内部に蓄積し、帯電性能を低下させる因子となるが、本実施例の帯電ローラは独立気泡で構成されているため、帯電を阻害するトナーや外添剤等が帯電ローラ表面に付着しても、短時間で排出出来るため、帯電性能を常に良好な状態に維持することが出来る。
【００６４】
〔装置全体の動作〕
まず、画像形成時においては、前述の帯電ローラ芯金２ａには−７００Ｖの直流電圧が印加され、感光ドラム１表面は印加電圧とはば同電位に帯電される。その後プリントパターンに応じ画像部をレーザスキャナ等の露光器Ｌで走査し感光ドラム１上に静電潜像を作る。その後、感光ドラム１上の静電潜像を一般的な現像器により摩擦帯電したトナー３ａにより可視化する。現像された感光体１上のトナー像は最終的に記録材Ｐに転写され定着５により記録画像を得る。その後、感光ドラム上の転写残となったトナーはクリーニング装置でクリーニングされ、次回の画像形成に供される。
【００６５】
上述の画像形成装置において、印字を行ったところ、長期の装置使用に亙り均一な帯電性能が得られ、良好な画像を維持することができる。
【００６６】
本実施例においては、帯電促進粒子供給をチップ状の部材を帯電ローラに接触することで行ったが、これに限定するものではなく、粉体での帯電ローラへの供給や、転写後の感光ドラム上への供給などの方法でも良い。
【００６７】
（実施例２）
本実施例では、独立気泡体である帯電ローラを用いたクリーナレス画像形成装置について説明する。特に説明しないものは実施例１と同じである。
【００６８】
〔現像器〕
現像器は一成分磁性トナーによる現像器を例に説明するが、現像器構成について特に限定するものではない。現像器３はマグネットロール３ｂを内包した現像スリーブ３ａ、規制ブレード３ｄから構成される。現像器内のトナーはスリーブ上を搬送される過程において、規制ブレード３ｄで層厚規制及び電荷付与され、現像部位に導入され、感光ドラム１上に形成された静電潜像を現像する。
【００６９】
〔現像剤〕
現像剤３ｃ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、更に実施例１で説明した帯電促進粒子や流動化剤を外添剤としてトナーに添加し作成されたものである。ここで、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）は７μであった。帯電促進粒子３２（２２）は、平均粒径が１．５μｍの酸化亜鉛粒子で添加量は重量部で２部である。
【００７０】
〔装置全体〕
本実施例は、ドラムクリーニングを装備することなく、トナーリサイクルを可能にした電子写真画像形成装置である。本記録装置は図２に示されるように、感光ドラム１の周囲に配置された、帯電器２、露光装置Ｌ、現像器３、転写帯電器４、定着器５から構成される。ここで、感光ドラム１、帯電器２、現像器３は一体型のカートリッジ７に内包される構成をとっているが、装置形態はこれに限定するものではない。
【００７１】
現像によりドラム上に得られた画像は記録材に転写されるが、トナーの一部は転写残としてドラムに残ることになる、従来トナーは絶縁体であるため、ドラムの帯電において著しい帯電不良が生じる。しかし、本構成においては帯電器表面に予め塗布した帯電促進粒子が存在することと、現像器から供給された導電粒子が感光体表面に移行し、その後帯電器に供されることにより、帯電器にトナーが混入した場合でも、帯電促進粒子である導電粒子の存在で感光体への接触性と接触抵抗を維持できるため直接注入による帯電を行うことができる。
【００７２】
次に本装置全体の動作について述べる。前述の帯電ローラ芯金２ａには‐７００Ｖの直流電圧が印加され、感光ドラム１表面は印加電圧とはば同電位に帯電される。その後プリントパターンに応じ画像部をレーザスキャナ等の露光器Ｌで走査し感光ドラム１上に静電潜像を作る。その後、感光ドラム１上の静電潜像を摩擦帯電したトナー３ａにより可視化する。現像された感光体１上のトナー像は最終的に記録材Ｐに転写され定着５により記録画像を得る。
【００７３】
その後、転写残となったトナーはトナーリサイクルのため、帯電ローラ表面の微小な突起により帯電ニップへ撹乱されつつ混入するが、トナーと同時に帯電促進粒子も帯電ローラ表面に保持されるため、感光ドラムに対し緻密な接触性と接触抵抗を保つことができる。
【００７４】
従って、直接帯電が可能になる。そして、混入したトナーは帯電ローラ内部に入り込むことなく、対ドラムや対導電粒子との摩擦によってトナーが本来なるべき極性に帯電され（本実施例ではネガ帯電）帯電ローラ表面から排出され次回現像工程で現像器にて再度回収あるいは現像される。
【００７５】
以上の行程を繰り返すことにより、トナーリサイクルを可能にしながら、直接帯電を行い、特に本発明では独立気泡のスポンジ帯電ローラを用いているので、帯電ローラ表面が常に安定して帯電が出来る状態にあるので、長期に亙り均一な帯電性が得られ良好な画像を維持することができる。
【００７６】
本実施例の構成をとることにより、注入帯電性能を安定させたクリーナレス画像形成装置を提供することが可能となる。
【００７７】
（実施例３）
本実施例の画像記録装置構成は、感光体構成を除いて基本的に実施例２に従うものである。
【００７８】
本実施例では帯電促進粒子の塗布に電界を利用し、また、感光体の表面層の抵抗を調整することにより、更に安定して均一に帯電を行う。つまり、帯電器の性能が低下した場合でも、帯電促進粒子の介在と感光体側の表面抵抗を潜像形成可能な領域で低く設定することにより、一層効率良く電荷の授受を行うものである。電荷注入層について詳しく述べる。
【００７９】
〔電荷注入層〕
電荷注入層は例えば感光体表面に電荷注入層を形成する場合について述べる。
【００８０】
図４に本実施例で用いた感光体１の断面図を示す。感光体１はアルミドラム基体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１５の順に重ねて塗工された一般的な有機感光体ドラムに電荷注入層１６を塗布することにより、帯電性能を向上した感光体を用いた。電荷注入層は光硬化型のアクリル樹脂にＳｎＯ２超微粒子１６ａ（径が約０．０３μｍ）、テフロン（Ｒ）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。電荷注入層として重要な点は、表層の抵抗にある。電荷の直接注入による帯電方式においては、被帯電体側の抵抗を下げることでより効率良く電荷の授受が行えるようになる。一方、感光体として用いる場合には静電潜像を一定時間保持する必要があるため、電荷注入層１６の体積抵抗値としては１×１０９〜１×１０１４（Ω・ｃｍ）の範囲が適当である。また本構成のように電荷注入層を用いていない場合でも、例えば電荷輸送層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。
【００８１】
上述した電荷注入層を持つ感光ドラムを用いて、実施例２で述べた装置と同様な装置で画像出力を行ったところ、本実施例の帯電器では独立気泡の帯電ローラを用いているため、瞬時に転写残トナーや外添剤など帯電性能を阻害する物が帯電ローラ表面から排出されるため、常に帯電ローラが感光ドラムに対し緻密な接触性と接触抵抗を保つことができる。
【００８２】
さらに、感光ドラム表面も電荷注入層によって形成されているため、より安定した帯電特性が長期に亙り維持することができる。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、帯電ローラに独立気泡のスポンジローラを用いることで、常に帯電ローラ表面を汚染の少ない状態に維持できるため、放電生成物を発生しない注入帯電を安定して行い、長期使用においても安定した帯電性能及び画像性能を維持出来る画像形成装置を提供することが出来る。
【００８４】
また、特にクリーニング装置を持たない画像形成装置においても、放電生成物を発生しない注入帯電を安定して行い、かつ長期の印字においても帯電ムラのない良好な画像を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１を実施した装置の構成図。
【図２】本発明の実施例１で用いたスポンジ帯電ローラの拡大断面図。
【図３】本発明の実施例２を実施した装置の構成図。
【図４】実施例３で用いた感光体の断面図。
【図５】注入帯電特性を示すグラフ。
【符号の説明】
１　感光体
２　帯電装置
２ａ　芯金
２ｂ　弾性体ローラ
３　現像装置
３ａ　現像剤
３ｂ　スリーブ
３ｃ　マグネット
３ｄ　規制ブレード
８　帯電促進粒子供給装置
２１　帯電ローラ
２２　帯電促進粒子
３２　現像器用帯電促進粒子
８１　帯電促進粒子
【図１】
2004101899.tif 000003
【図２】
2004101899.tif 000004
【図３】
2004101899.tif 000005
【図４】
2004101899.tif 000006
【図５】
2004101899.tif 000007