(57)【要約】 【課題】帯電部材と被帯電体との間に粒子を介在させて被帯電体の帯電を行う帯電装置であって、被帯電体を、粒子消費を低減して且つ簡易に長期にわたり安定して帯電させることができる帯電装置を提供する。さらに、かかる帯電装置を備えたプロセス装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】帯電部材２１１と被帯電体（像担持体、感光体）１との接触部より下流側で被帯電体１に付着した粒子１０を回収し、回収した粒子を帯電部材２１１と被帯電体１との間に再供給するためのリサイクル機構２２、２４、２５又は２６を備えた帯電装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃ又は２Ｄ。かかる帯電装置を備えたプロセス装置及び画像形成装置。【選択図】  図１
2005172946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被帯電体に接触する帯電部材を有し、該帯電部材と該被帯電体との間に粒子を介在させて該被帯電体の帯電を行う帯電装置であり、前記帯電部材と前記被帯電体との接触部より前記被帯電体の表面移動方向において下流側で該被帯電体に付着した前記粒子を回収し、回収した該粒子を前記帯電部材と前記被帯電体との間に再供給するためのリサイクル機構を備えたことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記粒子は粒径が０．０１μｍ〜１００μｍの導電性粒子である請求項１記載の帯電装置。
【請求項３】
前記リサイクル機構は、前記被帯電体に接触又は近接して設けられた粒子回収部材を含み、該粒子回収部材に粒子回収用電圧が印加される請求項１又は２記載の帯電装置。
【請求項４】
ケース内に少なくとも像担持体と該像担持体を帯電させる帯電装置とを含んでなり、画像形成装置本体に着脱可能のプロセス装置であって、該帯電装置が該像担持体に接触する帯電部材を有し、該帯電部材と該像担持体との間に粒子を介在させて該像担持体を帯電させるものであるプロセス装置であり、前記帯電部材と前記像担持体との接触部より前記像担持体の表面移動方向において下流側で該像担持体に付着した前記粒子を回収し、回収した該粒子を前記帯電部材と前記像担持体との間に再供給するためのリサイクル機構を備えていることを特徴とするプロセス装置。
【請求項５】
少なくとも前記像担持体の帯電、帯電した該像担持体への画像露光、画像露光により形成される静電潜像の現像及び現像により得られるトナー像の被転写体への転写を経てトナー像を形成する画像形成プロセスに使用するためのプロセス装置であり、前記リサイクル機構は、前記像担持体を帯電させる帯電領域から前記トナー像の転写を行う転写領域へ至る間に配置されるように前記ケースに設けられている請求項４記載のプロセス装置。
【請求項６】
少なくとも前記像担持体の帯電、帯電した該像担持体への画像露光及び画像露光により形成される静電潜像の現像を経てトナー像を形成する画像形成プロセスに使用するためのプロセス装置であり、前記リサイクル機構は、前記像担持体を帯電させる帯電領域から前記像担持体への画像露光領域へ至る間に配置されるように前記ケースに設けられている請求項４記載のプロセス装置。
【請求項７】
請求項４、５又は６記載のプロセス装置とした着脱可能の画像形成装置。
【請求項８】
少なくとも、像担持体と、該像担持体に接触する帯電部材を含み、該帯電部材と前記像担持体との間に粒子を介在させて前記像担持体の帯電を行う帯電装置と、帯電された該像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体に形成される静電潜像を現像するための現像装置と、前記帯電部材と前記像担持体との接触部より該像担持体の表面移動方向において下流側で該像担持体に付着した前記粒子を回収し、前記帯電部材と前記像担持体との間に再供給するためのリサイクル機構とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記リサイクル機構は、前記像担持体を帯電させる帯電領域から該像担持体への画像露光領域へ至る間に配置される請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記現像装置によって形成されるトナー像を前記像担持体から被転写体に転写するための転写装置をさらに備え、前記リサイクル機構は、前記像担持体を帯電させる帯電領域から前記トナー像の転写を行う転写領域へ至る間に配置される請求項８記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンター等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる帯電装置及びプロセス装置、さらに画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真装置等の画像形成装置においては、電子写真用の感光体等の被帯電体を帯電する手段として、コロナ放電を利用したコロナ帯電器が主に用いられてきた。
コロナ帯電器は、被帯電体と非接触に配置され、例えばワイヤ電極や針電極等に高電圧を印加してコロナ放電を起こして、その放電電流の一部を被帯電体に流すことで被帯電体を所定の電位に帯電させるものである。
【０００３】
しかしながら、コロナ帯電器はコロナ放電を利用するため、多量のオゾンが発生し、オゾン臭気等の問題がある。また、コロナ放電により発生する放電生成物が被帯電体表面に付着するので、画像品質の低下を引き起こしたり、被帯電体の表面を削ってリフレッシュしなければならないので被帯電体の寿命を短くする、などの問題もあった。さらに、高電圧電源が必要であり、電源コストが高くついた。
【０００４】
そこで近年、コロナ帯電器と比べて低オゾン、低電力などの利点があることから接触帯電器が多数提案、実用化されている。
接触帯電器は、被帯電体に接触させた導電性の帯電部材に所定の帯電バイアスを印加して、被帯電面を所定の極性及び電位に帯電させるものである。帯電部材としては、例えば帯電ローラ、ファーブラシ、ブレード等が用いられる。
【０００５】
接触帯電の帯電機構には２種類ある。一つは放電による帯電機構であり、もう一つは帯電部材から被帯電体へ直接電荷が注入される帯電機構である。
放電帯電機構では、被帯電体と帯電部材との微小な間隙で起こる放電現象を利用する。このため、コロナ帯電に比べて低電圧で帯電できるものの、所望の帯電電位にしきい電圧を加えた電圧を帯電部材に印加する必要がある。また、コロナ帯電に比べてオゾン発生量は減少するものの、放電現象を利用した帯電方式であるため放電生成物による弊害は避けられない。
【０００６】
注入帯電機構では、接触帯電部材から被帯電体に、放電現象を介さずに直接電荷が注入される。帯電部材に印加した電圧が放電しきい値以下の電圧であっても、被帯電体表面を印加電圧にほぼ等しい電圧に帯電できるので、上記の放電現象を利用した接触帯電よりもさらに低い電圧で利用できる。また、放電が起きずイオンの発生を伴わないため、放電生成物による弊害がない。
【０００７】
接触帯電において注入帯電機構を支配的にする手段として、被帯電体と接触帯電部材との相互接触部に導電性粒子を介在させる方法が知られている。かかる接触帯電部に導電性粒子が存在することで、該粒子の滑剤効果により接触帯電部材に対して被帯電体を容易に接触移動状態にすることが可能になるととともに、該帯電部材が該粒子を介して被帯電体面に密に接触してより高い頻度で被帯電体面に接触することとなる。その結果、前記相互接触部において被帯電体面は導電性粒子にまんべんなく摺擦される。
【０００８】
このように、被帯電体と帯電部材との接触部に導電性粒子が存在することで、帯電部材と被帯電体との緻密な接触性と接触抵抗が維持できるため、帯電均一性に優れ、且つ、帯電能の高い直接注入帯電を行うことができるようになり、上記接触帯電部材による被帯電体の接触帯電は直接注入帯電が支配的となる。
【０００９】
ところが、従来の微粒子介在型の注入帯電器では、導電性微粒子が接触帯電部から離脱することにより以下の問題が生じていた。
（１）前記相互接触部の導電性粒子数が減少し注入帯電量が低下するため、帯電安定性に欠ける。
（２）被帯電体上に導電性粒子が付着したままの状態で露光、現像、転写が行われるため、露光げり、像流れ、現像不良、粒子転写などが生じやすく、画質に悪影響をおよぼす。      
【００１０】
そこで、前記（１）の点の解決法として、例えば特開平１１−１９０９３０号公報のように現像剤に導電性粒子を混入して供給するものや、特開平１１−１９４５８４号公報のように弾性発泡ローラやファーブラシ等の導電性粒子供給部材を用いて導電性粒子を供給するもの等が提案されている。
【００１１】
また、前記（２）の点に関しては、例えば特開２０００−８１７６６号公報が、導電性粒子を感光体との摩擦帯電によって帯電部材と逆極性に帯電させ、粒子が電気的に帯電部材から移動しにくくすることを開示している。
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−１９０９３０号公報
【特許文献２】特開平１１−１９４５８４号公報
【特許文献３】特開２０００−８１７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、特開平１１−１９０９３０号公報や特開平１１−１９４５８４号公報に開示された方法では、導電性粒子の供給元を常に更新する必要があり、また、前記（２）の画質劣化の問題が解決されない。
【００１４】
前記（２）の点の解決策として、例えば特開２０００−０８１７６６号公報に記載されるように、導電性粒子が感光体との摩擦帯電によって帯電部材と逆極性に帯電され、粒子が電気的に帯電部材から移動しにくくすることが考えられる。或いは、導電性粒子の大きさや摩擦帯電性などを工夫するなどして、像担持体に導電性粒子が付着したままでも前記（２）の点が大きい問題にならないようにすることが考えられる。
しかしこれらの方法では、前記（２）の問題を十分抑えることが難しく、また、使用できる導電性粒子が制限されるという問題もある。さらに、前記（１）の問題を解決するための別の手段が必要となる。
【００１５】
そこで本発明は、被帯電体に接触する帯電部材を有し、該帯電部材と該被帯電体との間に粒子を介在させて該被帯電体の帯電を行う帯電装置であって、被帯電体を、粒子消費を低減して且つ簡易に長期にわたり安定して帯電させることができる帯電装置を提供することを課題とする。
【００１６】
また本発明は、像担持体と該像担持体を帯電させる帯電装置とを含み、該帯電装置が該像担持体に接触する帯電部材を有し、該帯電部材と該像担持体との間に粒子を介在させて該像担持体を帯電させるものであるプロセス装置であって、電子写真方式の画像形成装置本体に着脱可能であり、該像担持体を粒子消費を低減して且つ簡易に長期にわたり安定して帯電させることができ、画像形成装置本体に装着されることで、長期にわたり画像ノイズの抑制された良好な画像の形成を可能とするプロセス装置を提供することを課題とする。
【００１７】
また本発明は、像担持体と該像担持体を帯電させる帯電装置とを含み、該帯電装置が該像担持体に接触する帯電部材を有し、該帯電部材と該像担持体との間に粒子を介在させて該像担持体を帯電させるものである電子写真方式の画像形成装置であって、該像担持体を粒子消費を低減して且つ簡易に長期にわたり安定して帯電させることができ、それにより、長期にわたり画像ノイズの抑制された良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記課題を解決するため本発明は次の帯電装置、プロセス装置及び画像形成装置を提供する。
（１）帯電装置
被帯電体に接触する帯電部材を有し、該帯電部材と該被帯電体との間に粒子を介在させて該被帯電体の帯電を行う帯電装置であり、前記帯電部材と前記被帯電体との接触部より前記被帯電体の表面移動方向において下流側で該被帯電体に付着した前記粒子を回収し、回収した該粒子を前記帯電部材と前記被帯電体との間に再供給するためのリサイクル機構を備えた帯電装置。
【００１９】
（２）プロセス装置
ケース内に少なくとも像担持体と該像担持体を帯電させる帯電装置とを含んでなり、画像形成装置本体に着脱可能のプロセス装置であって、該帯電装置が該像担持体に接触する帯電部材を有し、該帯電部材と該像担持体との間に粒子を介在させて該像担持体を帯電させるものであるプロセス装置であり、前記帯電部材と前記像担持体との接触部より前記像担持体の表面移動方向において下流側で該像担持体に付着した前記粒子を回収し、回収した該粒子を前記帯電部材と前記像担持体との間に再供給するためのリサイクル機構を備えているプロセス装置。
【００２０】
（３）画像形成装置
(3-1) 第１の画像形成装置
上記プロセス装置を着脱可能とした画像形成装置。
(3-2) 第２の画像形成装置
少なくとも、像担持体と、該像担持体に接触する帯電部材を含み、該帯電部材と前記像担持体との間に粒子を介在させて前記像担持体の帯電を行う帯電装置と、帯電された該像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体に形成される静電潜像を現像するための現像装置と、前記帯電部材と前記像担持体との接触部より該像担持体の表面移動方向において下流側で該像担持体に付着した前記粒子を回収し、前記帯電部材と前記像担持体との間に再供給するためのリサイクル機構とを備えた画像形成装置。
【００２１】
本発明に係る帯電装置は、帯電部材と被帯電体との間に粒子を介在させて被帯電体を帯電させるものであるから、帯電部材に印加する帯電用電圧を放電しきい値以下の電圧としても、該電圧と略同程度の電位に被帯電体を注入帯電することができる。従って、低電圧で、それだけ安価に被帯電体を帯電させることができるとともに注入帯電であるから放電生成物による弊害をなくすことができる。
【００２２】
被帯電体に付着した粒子は、粒子リサイクル機構により被帯電体から回収して帯電部材と被帯電体との間に再供給することができる。従って、粒子の減りが抑制されるとともに粒子の補給頻度が著しく低減するので、それだけ粒子消費量を低減させて今日の省資源化、低環境負荷の要請に応えることかでき、また、低ユーザー負荷（使用し易い）を実現できる。
【００２３】
これらにより、被帯電体を、粒子消費を低減して且つ簡易に長期にわたり安定して帯電させることができる。
【００２４】
また、被帯電体に付着した粒子は、帯電部材と被帯電体との接触部より該被帯電体の表面移動方向において下流側で回収されてしまうので、この帯電装置を、例えば電子写真方式の画像形成プロセスに採用して感光体のような像担持体を帯電させることに利用した場合、粒子が像担持体帯電後の画像形成プロセスに悪影響（露光げり等）を及ぼすことが抑制される。また、粒子材料の選択範囲が広がる利点もある。
【００２５】
本発明に係るプロセス装置や画像形成装置においても、帯電装置は帯電部材と像担持体との間に粒子を介在させて被帯電体を帯電させるものであるから、低電圧で、安価に像担持体を帯電させることができるとともに放電生成物による弊害をなくすことができる。
【００２６】
また、本発明に係るプロセス装置や画像形成装置においても、粒子リサイクル機構を採用するので、像担持体を、粒子消費を低減して且つ簡易に長期にわたり安定して帯電させることができる。また、粒子が像担持体帯電後の画像形成プロセスに悪影響（露光げり等）を及ぼすことが抑制される。
【００２７】
これらにより、プロセス装置については、像担持体を粒子消費を低減して且つ簡易に長期にわたり安定して帯電させることができ、画像形成装置本体に装着されることで、長期にわたり画像ノイズの抑制された良好な画像の形成が可能となる。
【００２８】
また、画像形成装置については、像担持体を粒子消費を低減して且つ簡易に長期にわたり安定して帯電させることができ、それにより、長期にわたり画像ノイズの抑制された良好な画像を形成できる。
【００２９】
本発明に係る帯電装置、プロセス装置、画像形成装置で使用する前記粒子としては導電性粒子を使用することができる。その粒径は良好な注入帯電を行う等の点から０．０１μｍ〜１００μｍ程度が好ましい。
【００３０】
リサイクル機構については、被帯電体或いは像担持体に接触又は近接して設けられた粒子回収部材を含むものを例示できる。該粒子回収部材に粒子回収用電圧を印加するようにしてもよい。
かかる粒子回収部材としては、ブラシローラ、固定ブラシ、ローラ（ブラシローラを除く）、板状部材（例えばブレード）、フィルム状部材等を例示できる。
【００３１】
これら回収部材であって被帯電体或いは像担持体に接触配置されるものは、被帯電体或いは像担持体から粒子を非接触配置の場合より確実に掻き取ることができ、掻き取られた粒子が完全に回収されない場合でも、該粒子を機械的に散らして画像劣化を抑制することができる。
また、被帯電体或いは像担持体に非接触に配置されるものでも、被帯電体或いは像担持体に付着した粒子の静電的回収が可能である。被帯電体や像担持体に非接触とすると、それらの表面への影響が抑制される。
【００３２】
また、被帯電体や像担持体から粒子を回収する部材を回転部材とし、該回転部材から粒子を掻き取るための掻き取り部材を設けてもよい。これにより回収した粒子を効率よくリサイクル使用できる。
被帯電体や像担持体から粒子を回収する部材を固定部材としてもよく、この場合には回収される粒子を静電力等の引力で固定部材から離脱させるようにしてもよい。これによっても回収した粒子を効率よくリサイクル使用できる。
また、粒子回収部材の位置を帯電部材の位置より高い位置に配置し、回収した粒子を帯電領域へ再供給するのに重力を利用してもよい。
【００３３】
前記プロセス装置は、例えば、少なくとも前記像担持体の帯電、帯電した該像担持体への画像露光、画像露光により形成される静電潜像の現像及び現像により得られるトナー像の被転写体（中間転写体，記録媒体等）への転写を経てトナー像を形成する画像形成プロセスに使用するためのプロセス装置としてもよい。この場合、前記リサイクル機構は、前記像担持体を帯電させる帯電領域から前記トナー像の転写を行う転写領域へ至る間に配置されるように前記ケースに設けることができる。
【００３４】
また、前記プロセス装置は、例えば、少なくとも前記像担持体の帯電、帯電した該像担持体への画像露光及び画像露光により形成される静電潜像の現像を経てトナー像を形成する画像形成プロセスに使用するためのプロセス装置としてもよい。この場合、前記リサイクル機構は、前記像担持体を帯電させる帯電領域から前記像担持体への画像露光領域へ至る間に配置されるように前記ケースに設けることができる。
【００３５】
いずれにしてもプロセス装置には、現像装置、像担持体上の残留電荷を消去するイレーサー等のうち１又２以上も含めてもよい。
【００３６】
前記第２の画像形成装置の場合、前記リサイクル機構の配置位置として、前記像担持体を帯電させる帯電領域から該像担持体への画像露光領域へ至る間を例示できる。
また、第２野画像形成装置は、前記現像装置によって形成されるトナー像を前記像担持体から被転写体（中間転写体，記録媒体等）に転写するための転写装置をさらに備えていてもよく、その場合、前記リサイクル機構は、前記像担持体を帯電させる帯電領域から前記トナー像の転写を行う転写領域へ至る間に配置してもよい。
【発明の効果】
【００３７】
以上説明したように本発明によると、被帯電体に接触する帯電部材を有し、該帯電部材と該被帯電体との間に粒子を介在させて該被帯電体の帯電を行う帯電装置であって、被帯電体を、粒子消費を低減して且つ簡易に長期にわたり安定して帯電させることができる帯電装置を提供することができる。
【００３８】
また本発明によると、像担持体と該像担持体を帯電させる帯電装置とを含み、該帯電装置が該像担持体に接触する帯電部材を有し、該帯電部材と該像担持体との間に粒子を介在させて該像担持体を帯電させるものであるプロセス装置であって、電子写真方式の画像形成装置本体に着脱可能であり、該像担持体を粒子消費を低減して且つ簡易に長期にわたり安定して帯電させることができ、画像形成装置本体に装着されることで、長期にわたり画像ノイズの抑制された良好な画像の形成を可能とするプロセス装置を提供することができる。
【００３９】
また本発明によると、像担持体と該像担持体を帯電させる帯電装置とを含み、該帯電装置が該像担持体に接触する帯電部材を有し、該帯電部材と該像担持体との間に粒子を介在させて該像担持体を帯電させるものである電子写真方式の画像形成装置であって、該像担持体を粒子消費を低減して且つ簡易に長期にわたり安定して帯電させることができ、それにより、長期にわたり画像ノイズの抑制された良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下本発明の実施の形態を説明する。
＜第１実施形態＞
図１は本発明の実施形態に係る帯電装置２Ａを備えた電子写真方式の画像形成装置例の概略構成を示している。
（画像形成装置の構成）
図１に示す画像形成装置は、被帯電体の１例であり、像担持体の１例でもある感光体ドラム１を備えており、該感光体ドラムの周囲に帯電装置２Ａ、レーザー光による画像露光装置３、現像装置４及び転写装置５がこの順序で配置されている。現像装置４は図示省略の電源から現像バイアス電圧を印加される現像ローラ４１等を備えており、転写装置５は感光体ドラム１に臨み、図示省略の電源から転写電圧を印加される転写ローラ５１を含んでいる。図中、転写ローラ５１の左方には定着装置６を備えている。
【００４１】
（帯電装置）
帯電装置２Ａは、帯電を行うための帯電機構２１と、帯電補助粒子１０の回収と帯電機構２１への再供給を行うための粒子リサイクル機構２２とを含んでおり、これらは帯電装置ケース２３Ａに設けられており、ケース２３Ａを介して一体化されている。
【００４２】
帯電機構２１はケース２３Ａに保持された接触帯電部材２１１を有し、該帯電部材２１１は感光体ドラム１に所定の押圧力で接触配置されている。接触帯電部材２１１と感光体ドラムドラム１の相互接触ニップ部に帯電補助粒子１０が介在せしめられる。
【００４３】
ここで、帯電機構２１がブラシ帯電機構の場合について説明する。ブラシ帯電機構２１は接触帯電部材としてローラ形状のブラシ（ブラシローラ）２１１を有している。ブラシローラ２１１は基布にブラシ毛を植設したブラシ２１２を導電性支持体（図１の例ではローラ軸でもある）２１３へ巻き付けたものである。
【００４４】
ブラシ２１２のブラシ繊維（ブラシ毛）は樹脂材料に導電性材料を混合した半導電性繊維からなる。該樹脂材料としては、ナイロン等のポリアミド、レーヨン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリビニルアルコール（ビニロン）、アクリル系樹脂等を例示できる。好ましくはナイロンである。導電性材料としては、導電性カーボン、金属粉体、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ等を使用できる。合成樹脂中に均一に混合できるものであれば特に限定されない。
【００４５】
ブラシ帯電機構２１は、帯電補助粒子１０を介して感光体ドラム１に注入帯電を行うため、粒子１０を感光体ドラム１に充分接触させ得るとともに、電極として機能することが重要である。充分な帯電性と耐リーク性を得るには、ブラシ２１２として、ブラシ繊維太さが２デニール〜１０デニール、ブラシ繊維の植毛密度が１５５本／ｍｍ2 〜１００００本／ｍｍ2 、ブラシ繊維の体積抵抗率が１×１０1 Ω・ｃｍ〜１×１０8 Ω・ｃｍの範囲のものを用いるとよい。
【００４６】
前記導電性支持体２１３の材質としては、ステンレススチール、アルミニウム等の金属が挙げられるが、導電性のものであればこれらに限定されない。
【００４７】
ブラシ帯電機構２１は、粒子１０を介して感光体ドラム１の表面にブラシローラ２１１が接触した状態で導電性支持体２１３に電圧を印加することにより、感光体ドラム１の表面を均一に帯電するようになっている。
【００４８】
接触帯電部材としては、ブラシローラ以外にも、固定ブラシ、帯電ローラ、帯電フイルム、帯電ブレード等を採用してもよい。導電性のものであればこれらに限定されない。ブラシローラや帯電ローラ等の回転部材であれば、感光体ドラム１に接触する部位を回転により変更できるので劣化が抑制される。また、感光体ドラム１に対する相対的な回転速度を調整することで帯電性をある程度制御できるなどの利点がある。
【００４９】
帯電補助粒子１０は注入帯電を行うためのものである。
帯電補助粒子１０の材料としては、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタン、酸化鉄、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどの金属酸化物や、カーボンブラック、グラファイト、フラーレン、カーボンナノチューブなどの炭素微粒子などを利用できる。
【００５０】
金属酸化物を用いる場合、主金属元素と異なる金属元素を含有した金属酸化物を用いることも可能である。例えば、酸化亜鉛にアルミニゥムを含有させたもの、酸化錫にアンチモンを含有させたもの、或いは芯材として酸化チタン、ホウ酸アルミニゥム、硫酸バリゥム等を用い、その表面をアンチモンを含有する酸化錫で覆ったものなどである。
【００５１】
帯電補助粒子１０の体積平均粒径は、０．０１μｍ〜１００μｍであることが好ましい。帯電補助粒子の体積平均粒径が小さすぎると、帯電補助粒子の製造コストが高くなり帯電装置が高コストになってしまう。大きすぎると、感光体ドラム１と粒子１０の接触密度が低下し、均一な注入帯電を行い難くなる。
【００５２】
帯電補助粒子１０の体積抵抗率は、１×１０10Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。１×１０10Ω・ｃｍを超えると、ブラシローラ２１１から感光体ドラム１へ充分な電荷を供給することができなくなり、帯電ムラが発生してしまう。
【００５３】
粒子リサイクル機構２２は、主に感光体ドラム１から粒子１０を回収するための回収部材としての弾性ブレード２２１を有している。ケース２３Ａの上端部に保持されて感光体ドラム１に接触している。ブレード２２１は感光体ドラム１の表面に付着した粒子１０をドラム表面から回収し、ケース２３Ａ内へ戻す。ここではブレード２２１をブラシ帯電機構２１よりも高い位置に設けてあるので、帯電補助粒子１０を重力により自然に帯電機構２１へ戻すことができる。従って、粒子を回収するための機構が非常に簡素な構成となっている。ブレード２２１に振動を与えて粒子をブレード２２１から離脱させるようにしてもよい。
【００５４】
感光体ドラム１上の粒子１０は、ブラシローラ２１１と感光体ドラム１との接触帯電部で感光体ドラム１とブラシローラ２１１で摺擦されて帯電している場合がある。このときの粒子の帯電極性が感光体ドラムの帯電極性と同極性である場合は、回収部材であるブレード２２１を接地するか、ブレード２２１に感光体ドラム１と逆極性の、或いは同極性で感光体ドラム表面電位より絶対値の小さい電圧を印加することによって、さらに効率的に粒子を回収することができる。
【００５５】
また、粒子１０の帯電極性が感光体ドラム１と逆極性である場合は、ブレード２２１に感光体ドラムと同極性で感光体ドラム表面電位より絶対値の大きい電圧を印加することによって、効率的に粒子を回収することができる。
【００５６】
回収する粒子が導電性の高いものである場合は、帯電後の感光体ドラム１上にある粒子は電気的にほとんど帯電しておらず、ブレード２２１による機械的摺擦によって感光体ドラム表面から離脱しやすいので、ブレード２２１は電気的にフロート状態にしておけばよい。
【００５７】
図１に示す帯電装置では、粒子回収部材として弾性ブレードを採用したが、回収部材はこれに限定されず、例えば可撓性フィルム、固定ブラシなどであってもよいし、後述する実施形態のように、回転ブラシや回転ローラであってもよい。
また、ブレード２２１等の回収部材に付着した粒子を画像形成の像間で感光体ドラム１上に吐き出すモードを設け、感光体ドラムを回転させて接触帯電部に粒子を戻す構成をとってもよい。
【００５８】
本実施形態では、粒子回収部材をブラシローラ２１１による感光体ドラム帯電領域と画像露光装置３による感光体ドラムへの露光領域の間に配置している。このようにすると、静電潜像形成前に粒子１０が回収されるため、帯電補助粒子の回収を行わない方式とは異なり、粒子１０の材料選択範囲が大幅に広がる。例えば、露光げりを気にしなくてよいので、着色粒子や大径粒子が選択可能である。また、電立の横流れも気にしなくてよいので、導電性の極めて高い粒子、例えば、二次元的広がりをもつ形状（棒状、うろこ状、糸状など）の粒子や低抵抗の粒子なども使用できる
【００５９】
粒子回収部材を接触帯電領域により近い部分に設けることで、画像形成への悪影響をより小さくでき、粒子の回収効率が上がり、再供給も容易になる。
ブラシローラ２１１の感光体ドラム１への押込み量は０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲で設定すれば、帯電ムラを抑制でき、感光体ドラムの摩耗も低減できる。
【００６０】
ブラシローラ２１１の回転方向は、感光体ドラム１の回転方向に対して同一方向（ウイズ方向）でも、反対方向（カウンタ方向）でも構わない。回転速度は、感光体ドラム１との周速比をつける速度とすることができ、周速比を１より大きくすることで帯電均一性を向上させることができる。
【００６１】
（画像形成）
画像形成にあたっては感光体ドラム１が図示省略の駆動手段により図中時計方向に回転駆動され、帯電装置２により表面が一様に帯電される。このとき、帯電装置２における帯電機構２１のブラシローラ２１１の導電性支持体２１３に図示省略の感光体帯電用電源から電圧が印加され、前述の帯電補助粒子１０を介して感光体ドラム表面が所定の電位に帯電される。負帯電性トナーを用いて反転現像する場合を例にとると、導電性支持体２１３に印加する電圧は直流電圧で−１６００Ｖ〜−８００Ｖ程度が好ましいが、この範囲に限定されるものではない。また、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電バイアスを印加する場合、ＡＣピーク間電圧５００Ｖ〜２０００Ｖ、周波数５０Ｈｚ〜２０００Ｈｚ、直流電圧は−４００Ｖ〜−１２００Ｖ程度が好ましい。
【００６２】
帯電した感光体ドラム１には画像露光装置３から画像データに応じた画像露光が施され、静電潜像が形成される。画像露光装置３は本例では、レーザーダイオード、ポリゴンミラー、光学素子を内蔵したレーザー露光装置であるが、これに限定されるものではない。  静電潜像が形成された感光体ドラム上の領域は感光体ドラム１の回転に伴い現像装置４の前に移動し、ここで現像装置４の現像ローラ４１から帯電したトナーが供給される。トナーは静電気力によって感光体ドラム１上の表面に吸着され、トナー像が形成される。
【００６３】
感光体ドラム１上のトナー像は感光体ドラム１の回転に伴い転写ローラ５１のある転写領域へ到来し、ここで、図示省略の記録材供給部から供給されてきた記録材（本例では用紙Ｓ）上に静電気的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着装置６へ搬送され、ここでトナー像が定着されて排出される。
【００６４】
なお、図１に示す画像形成装置では、感光体ドラム１及び現像装置４をそれぞれ一つしか有していないが、１個の感光体ドラム１の周りに、例えばシアン現像装置、マゼンタ現像装置、イエロー現像装置、ブラック現像装置の四つの現像装置を配置した４サイクル型や、それぞれの色に対応した４個の感光体ドラムが中間転写体の移動方向に沿って順次配列されたタンデム型などの構成のカラー画像形成装置であってもよい。これらの場合、感光体ドラム上に形成されるトナー像を中間転写体上に１次転写し、その後、中間転写体上のトナー像を記録材上に２次転写する。
【００６５】
（カートリッジ化）
帯電装置２は単体で画像形成装置内に設置されてもよいが、図１に破線で示すように、帯電装置２と像担持体である感光体ドラム１とその他のプロセス機器（ここでは現像装置）をカートリッジケースＣＡで一体的に形成してプロセス装置（プロセスカートリッジ）とし、画像形成装置本体に対し着脱できるようにしてもよい。この点は以下の実施形態でも同様である。
【００６６】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る画像形成装置は図１の画像形成装置において、帯電装置２Ａを図２に示す帯電装置２Ｂに代えたものである。
図２に示す帯電装置２Ｂは、前記帯電装置２Ａにおける粒子リサイクル機構２２に代えて、粒子の回収を促進する回収部材を有する粒子リサイクル機構２４を採用したものである。
【００６７】
リサイクル機構２４は、感光体ドラム１側に開口部を有する容器（ケース）２３Ｂ内に粒子回収部材としてローラタイプの回収用ブラシ２４１を回転駆動可能に設けるとともに該ブラシ２４１に接触する位置にブラシ２４１から粒子１０を除去するメッシュ板２３’を設けたものである。容器２３Ｂ内部には、回収ブラシ２４１より感光体ドラム回転方向において上流側に前記帯電装置２Ａの場合と同じ帯電機構２１が設けられており、回収された粒子１０が回収容器２３Ｂ内部で移動して再び接触帯電部へ供給される構造となっている。回収容器２３Ｂの開口部には、粒子１０が飛散することを防ぐために、飛散防止部材２４２が設けられている。
【００６８】
回収用ブラシ２４１は、感光体ドラム１表面に接触させ、感光体ドラム回転方向と同方向に、従って両者相互の各接触部分が互いに逆方向に移動するように感光体ドラムよりも速い周速で回転させることが好ましい。
【００６９】
メッシュ板２３’は、回収用ブラシ２４１で回収した粒子１０をブラシから離脱させ、帯電機構２１による接触帯電部へ該粒子を再供給することに利用される。回収用ブラシ２４１が回転することでメッシュ板２３’に次々にブラシ毛が接触して、フリック作用を起こし、粒子１０をブラシから離脱させる。
【００７０】
本実施形態のように粒子の回収を促進する部材を設けることにより被帯電体（本例では感光体ドラム）からの粒子の掻き取りがより確実に行われる。また、回転部材により機械的に粒子を帯電機構側へ移動させているので、帯電領域への粒子の再供給が促進される。さらに、粒子回収部材に付着した粒子を脱離させるための部材を設けたことにより、この点でも帯電領域への粒子の再供給が促進される
【００７１】
＜第３実施形態＞
第３実施形態に係る画像形成装置は図１の画像形成装置において、帯電装置２Ａを図３に示す帯電装置２Ｃに代えたものである。
図３に示す帯電装置２Ｃは、前記帯電装置２Ｂにおける粒子リサイクル機構２４を変更したものである。
【００７２】
図３の帯電装置２Ｃにおける粒子サイクル機構２５は、感光体ドラム１側に開口部を有するケース２３Ｃ内に粒子回収用の絶縁性ローラ２５１を回転駆動可能に設けたものである。ケース２３Ｃ内部には、回収ローラ２５１より感光体ドラム回転方向において上流側に前記帯電装置２Ａの場合と同じ帯電機構２１が設けられており、感光体ドラム１から回収ローラ２５１上に回収された粒子１０が帯電機構２１における帯電用ブラシローラ２１１で掻き取られ、再び接触帯電部へ供給される。ケース２３Ｃの開口部には、粒子１０が飛散することを防ぐために、飛散防止部材２５２が設けられている。
本実施形態では、比較的簡単な構造で粒子の回収及び帯電領域への再供給の効率を高めることができる
【００７３】
＜第４実施形態＞
第４実施形態に係る画像形成装置は図１の画像形成装置において、帯電装置２Ａを図４に示す帯電装置２Ｄに代えたものである。
図４に示す帯電装置２Ｄは、前記帯電装置２Ａにおける粒子リサイクル機構２２を変更したものである。
【００７４】
図４の帯電装置２Ｄの粒子リサイクル機構２６は、感光体ドラム１側に開口部を持つ回収容器（ケース）２３Ｄに粒子回収用固定ブラシ２６１を設けたものである。容器２３Ｄ内部には、固定ブラシ２６１より感光体ドラム回転方向において上流側に前記帯電装置２Ａの場合と同じ帯電機構２１が設けられている。
固定ブラシ２６１には電位制御装置２６２が接続されており、ブラシ２６１の電位をフロートと接地とで選択可能としてある。
電位制御装置２６２は、粒子回収時はブラシ２６１をフロート状態とする。また、ブラシ２６１に溜まった粒子を接触帯電部へ再供給するときには、帯電機構２１が感光体ドラム１を帯電させるとともに電気制御装置２６２が回収ブラシ２６１を接地状態とする。
【００７５】
感光体ドラムとの摩擦で所定の極性に帯電した帯電補助粒子１０は、回収ブラシ２６２を接地することで電気的に感光体ドラム１へ移行しやすくなる。感光体ドラム上に移動した帯電補助粒子は、感光体ドラム１の回転とともに接触帯電部まで移動し、再供給される。
【００７６】
＜実験例＞
以下に本発明に係る帯電装置を採用して、感光体の帯電性及び形成される画像の画質を評価した実験例及び比較実験例を説明する。以下の実験例、比較実験例においては図１に示すタイプのモノクロプリンターを用いて行った。但し、感光体ドラムには市販のプリンタ（ミノルタ・キューエムエス（株）製  magicolor 2200 DeskLaser) で使用されている感光体ドラムを採用した。
【００７７】
いずれの実験においても、２５℃、５０％ＲＨの環境下で帯電ムラ評価のための感光体表面電位測定及び画像劣化評価のための画像形成を行った。
感光体ドラム表面の帯電電位測定は、トレック・ジャパン株式会社製の表面電位計ＭＯＤＥＬ３４４、プローブ６０００Ｂ−１６を使用した。測定の際には感光体の帯電部下流側に上記プローブを配置し、ファーブラシローラにＤＣバイアス−６００Ｖを印加して感光体ドラム表面を帯電させた上で、露光を行わないままの感光体ドラムの表面電位を所定時間測定した。その間に測定された表面電位の最大値と最少値の差を帯電電位ムラ｜ΔＶ｜とした。
画像形成における画像パターンについては、いずれの実験においても２ドットのラインパターン、２ドット×２ドットのハーフトーンパターン及び白パターンの３種類のパターンを採用した。
【００７８】
（実験例１）
帯電装置として図２に示すタイプの次に説明する帯電装置を採用して感光体ドラムの表面電位を測定し、画像を形成した。
帯電装置における帯電用ブラシローラは、基布にブラシ毛（ブラシ繊維）が植毛されたブラシを６ｍｍ径のステンレススチール製シャフトへ巻き付けた構成である。ブラシ繊維には、ナイロンに導電性カーボンを分散したものを採用した。ブラシ繊維１本の太さは２．２デニール、植毛密度は４６５本／ｍｍ2 、ブラシ繊維の体積抵抗率は１．７×１０3 Ω・ｃｍ、ブラシローラの外径は１５ｍｍであった。
なお、実験例２〜４、比較実験例１、２において採用する帯電用ブラシローラもこれと同じである。
【００７９】
また、粒子回収用ブラシとして、かかる帯電用ブラシローラと基本構成を同じくするもので、ブラシ繊維の太さ６デニール、植毛密度は９０本／ｍｍ2 、ブラシ繊維の体積抵抗率は６．８×１０4 Ω・ｃｍ、ブラシ外径は１５ｍｍのものを採用した。粒子回収用ブラシは感光体ドラム表面に接触させ、感光体ドラムの回転方向と同方向、従って両者相互の各接触部分が互いに逆方向に移動するように、感光体ドラムに対し周速比２で回転させた。
【００８０】
帯電補助粒子として、粒径０．０５μｍ、体積抵抗率１００Ω・ｃｍの導電性酸化亜鉛粒子を採用した。                                                                  プリンタの設定条件は以下のとおりとした。
・感光体ドラム外径：３０ｍｍ
・帯電用ブラシローラの回転方向：感光体ドラムと同方向（両者相互の各接触部分が互い                                に逆方向に移動）で周速比２で回転
・帯電用ブラシローラ及び回収用ブラシの感光体ドラムへの押し込み量：０．５ｍｍ
・現像方式：一成分非接触現像（負帯電性トナーによる反転現像）
・システムスピード：１６０ｍｍ／ｓｅｃ．
【００８１】
（実験例２）
帯電補助粒子として、長さ５０μｍ、体積抵抗率０．０５Ω・ｃｍの複層カーボンナノチューブを用いた以外は実験例１と同じ条件で感光体ドラムの表面電位を測定し、画像を形成した。
【００８２】
（実験例３）
帯電装置として図３に示すタイプの帯電装置を用いた以外は実験例１と同じ条件で感光体ドラムの表面電位を測定し、画像を形成した。
この帯電装置においては、帯電補助粒子回収ローラとして、体積抵抗率１０15Ω・ｃｍ、外径１２ｍｍのポリウレタン製絶縁ローラを採用した。粒子回収ローラは、感光体ドラム表面に接触させ、感光体ドラムの回転方向と同方向に周速比２で回転させた。
【００８３】
（実験例４）
帯電装置として図４に示すタイプの帯電装置を用いた以外は実験例１と同じ条件で感光体ドラムの表面電位を測定し、画像を形成した。
この帯電装置における粒子回収用固定ブラシのブラシ部分は実験例１における粒子回収用ブラシのブラシ部分と同構成である。
帯電補助粒子の回収時には、回収ブラシをフロート状態とした。また、ブラシに溜まった粒子を接触帯電部へ再供給するときには、感光体ドラムを帯電用ブラシローラで帯電しながら、回収ブラシを接地した。
【００８４】
なお、本実験例で用いている導電性酸化亜鉛は感光体ドラムとの摩擦でプラスに帯電するので、粒子回収ブラシを接地することで粒子は電気的に感光体ドラムへ移行しやすくなる。感光体ドラム上に移動した粒子は、感光体ドラムの回転と共に接触帯電部まで移動し、再供給される。
【００８５】
（比較実験例１、２）
比較のため、図１に示す帯電装置から粒子回収用ブレード２２１を取り外した帯電装置（比較実験例１の場合）、図２に示す帯電装置から粒子回収ブラシ２４１、メッシュ板２３’及び飛散防止部材２４２を取り外した帯電装置（比較実験例２の場合）を用いた以外は実験例１と同じ条件で感光体ドラムの表面電位を測定し、画像を形成した。
【００８６】
（帯電性評価）
感光体ドラムの帯電性については、前記のとおり感光体帯電用ブラシローラにＤＣバイアス−６００Ｖを印加して感光体ドラムを帯電させたときの、感光体の表面電位の最大値と最小値の差で定義した帯電電位ムラ｜ΔＶ｜を測定し、以下の基準で評価した。評価は、新品の帯電用ブラシローラの使用開始時における感光体ドラム表面帯電電位のムラと、Ａ４サイズ縦向きの記録シートにＢ／Ｗ比５％チャートの画像を５０００枚印字した後における感光体ドラム表面の帯電電位ムラを測定することにより行った。
◎（極めて良好）：｜ΔＶ｜＜２０Ｖ
○（良好）      ：２０Ｖ≦｜ΔＶ｜＜５０Ｖ
×（不良）      ：５０Ｖ≦｜ΔＶ｜
【００８７】
（画質評価）
ラインパターンについては像流れの有無を、ハーフトーンパターンについては露光げりによる画像ムラの有無を、白パターンについては粒子転写、ドット放電の有無を目視観察にて調べ、次の基準で評価した。
◎：ほとんど無い。
○：若干認められるが、実用上問題無し。
×：画質劣化が著しく、実用上問題がある。
【００８８】
評価結果を次表に示す。次表からわかるように、比較実験例（比較例）１、２では、粒子リサイクル機構を設けなかったため、粒子保持性の低さによるよる帯電能の低下や、像形成時に感光体ドラム上に粒子が存在することによる画質低下がみられた。粒子リサイクル機構を採用した実験例では帯電能の低下や画質低下はみられなかった。
【００８９】
【表１】
2005172946.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は長期にわたり良好な画像を提供することに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の１例の概略構成を示す図である。
【図２】帯電装置の他の例を示す図である。
【図３】帯電装置のさらに他の例を示す図である。
【図４】帯電装置のさらに他の例を備えた画像形成装置例の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９２】
１  感光体
２Ａ  帯電装置
２１  帯電機構
２１１  ブラシローラ
２１２  ブラシ
２１３  導電性支持体
２２  粒子リサイクル機構                                                        ２２１  粒子回収用弾性ブレード
２３Ａ  帯電装置ケース
３  画像露光装置
４  現像装置
４１  現像ローラ
５  転写装置
５１  転写ローラ
６  定着装置
１０  帯電補助粒子
Ｓ  転写用紙
ＣＡ  カートリッジケース
２Ｂ  帯電装置
２３Ｂ  帯電装置ケース
２３  ’  メッシュ板
２４  粒子リサイクル機構
２４１  粒子回収用ブラシ
２４２  粒子飛散防止部材
２Ｃ  帯電装置
２３Ｃ  帯電装置ケース
２５  粒子リサイクル機構
２５１  粒子回収用ローラ
２５２  粒子飛散防止部材
２Ｄ  帯電装置
２３Ｄ  帯電装置ケース
２６  粒子リサイクル機構
２６１  粒子回収用固定ブラシ
２６２  電位制御装置
【図１】
2005172946.tif 000004
【図２】
2005172946.tif 000005
【図３】
2005172946.tif 000006
【図４】
2005172946.tif 000007