(57)【要約】 【課題】被帯電体を長期にわたり均一に安定して帯電させることができる接触注入帯電方法及び帯電器、さらには該帯電器を採用することで、像担持体を均一に長期にわたり安定して帯電させることができ、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。【解決手段】被帯電体である感光体１をファーブラシローラ２１にて電荷注入帯電させる。その際、脂肪酸金属塩又は脂肪酸金属塩を主成分とする材料からなる固体潤滑剤に帯電促進剤としての導電性微粒子フィラーを分散させた帯電促進粒子供給剤２２を感光体１表面に塗布するとともに感光体１の該剤の塗布部分にローラ２１を接触させて電荷注入帯電する。かかる帯電方法を実施する帯電器を採用した画像形成装置１０、１００。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被帯電体をこれに接触する帯電用電圧が印加される帯電部材により電荷注入帯電させる接触注入帯電方法であり、脂肪酸金属塩又は脂肪酸金属塩を主成分とする材料からなる固体潤滑剤に帯電促進剤としての導電性微粒子フィラーを分散させた帯電促進粒子供給剤を被帯電体表面に塗布するとともに該被帯電体の帯電促進粒子供給剤塗布部分に前記帯電部材を接触させて該被帯電体を電荷注入帯電させることを特徴とする接触注入帯電方法。
【請求項２】
前記脂肪酸金属塩はステアリン酸金属塩である請求項１記載の接触注入帯電方法。
【請求項３】
前記脂肪酸金属塩はステアリン酸亜鉛及びステアリン酸マグネシゥムから選ばれた少なくとも１種のステアリン酸金属塩である請求項１記載の接触注入帯電方法。
【請求項４】
前記帯電促進粒子供給剤は前記固体潤滑剤１００重量部に対して前記帯電促進剤としての導電性微粒子フィラーを３０重量部〜７０重量部の割合で分散させたものである請求項１、２又は３記載の接触注入帯電方法。
【請求項５】
前記被帯電体に接触して回転する帯電促進粒子供給ローラに前記帯電促進粒子供給剤を接触させ、該帯電促進粒子供給剤を該ローラにて削り取りつつ該被帯電体表面に塗布する請求項１から４のいずれかに記載の接触帯電注入方法。
【請求項６】
前記帯電促進粒子供給ローラは前記帯電部材を兼ねている請求項５記載の接触注入帯電方法。
【請求項７】
前記被帯電体表面に当接するブレードを配置し、該被帯電体表面に塗布される前記帯電促進粒子供給剤の塗布状態を該ブレードで調整する請求項１から６のいずれかに記載の接触注入帯電方法。
【請求項８】
被帯電体をこれに接触する帯電用電圧を印加される帯電部材により電荷注入帯電させる接触注入帯電器であり、脂肪酸金属塩又は脂肪酸金属塩を主成分とする材料からなる固体潤滑剤に帯電促進剤としての導電性微粒子フィラーを分散させた帯電促進粒子供給剤であって前記被帯電体の表面に、前記帯電部材と該被帯電体との間に介在するように塗布される帯電促進粒子供給剤を含むことを特徴とする接触注入帯電器。
【請求項９】
前記脂肪酸金属塩はステアリン酸金属塩である請求項８記載の接触注入帯電器。
【請求項１０】
前記脂肪酸金属塩はステアリン酸亜鉛及びステアリン酸マグネシゥムから選ばれた少なくとも１種のステアリン酸金属塩である請求項８記載の接触注入帯電器。
【請求項１１】
前記帯電促進粒子供給剤は前記固体潤滑剤１００重量部に対して前記帯電促進剤としての導電性微粒子フィラーを３０重量部〜７０重量部の割合で分散させたものである請求項８、９又は１０記載の接触注入帯電器。
【請求項１２】
前記帯電促進粒子供給剤は、前記被帯電体に接触して回転する帯電促進粒子供給ローラにて削り取られつつ該被帯電体表面に塗布されるように該帯電促進粒子供給ローラに接触配置されている請求項８から１１のいずれかに記載の接触注入帯電器。
【請求項１３】
前記帯電促進粒子供給ローラは前記帯電部材を兼ねている請求項１２記載の接触注入帯電器。
【請求項１４】
前記被帯電体表面に当接して帯電促進粒子供給剤の塗布状態を調整するためのブレードを設けた請求項８から１３のいずれかに記載の接触注入帯電器。
【請求項１５】
請求項８から１４のいずれかに記載の接触注入帯電器と、該帯電器により帯電される像担持体と、該像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、該像担持体上の静電潜像を現像する現像装置とを含むことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真画像形成装置のごとき画像形成装置において感光体のような被帯電体を帯電させる接触注入帯電方法に関し、さらに、該方法を実施する接触注入帯電器及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真画像形成装置における感光体のごとき被帯電体を帯電させるにあたっては、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、オゾン臭気が発生する等の問題がある。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ず、そのため被帯電体の寿命を短くする、といった問題もあった。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、コロナ帯電器に代わる接触帯電器が提案されるようになった。それら接触帯電器は、帯電ローラ、ブラシ、ブレード等の帯電部材を被帯電体に接触させ、該帯電部材に電圧を印加して被帯電体を帯電させるものであるが、一般に放電による帯電が支配的であった。放電帯電による接触帯電では、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して被帯電体を帯電させる。
【０００５】
これらの放電現象を利用する接触帯電器は、コロナ帯電器に比べて低電圧電源で帯電できるものの、パッシェン則に従うため所望の帯電電位に閾値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、コロナ帯電器に比べてオゾン発生量は格段に減少するものの、放電現象を利用した帯電方式によるものであるため、オゾンや活性イオンによる感光体等の被帯電体の劣化が避けられず、また、放電生成物が被帯電体表面に付着するため、被帯電体の表面を削ってリフレッシュしなければならず、そのため被帯電体の寿命を短くする、といった問題も依然としてあった。
【０００６】
このような問題を解決するために、放電現象を利用せずに被帯電体に直接電荷を注入する接触帯電方式も提案されている。
例えば特開平１０−３０７４５７号公報は、電子写真方式の画像形成装置における感光体を帯電ブラシローラで電荷注入帯電させるにあたり、帯電ブラシローラより上流側で感光体に直接帯電補助粒子を供給したり、現像剤に帯電補助粒子を添加することで帯電ブラシローラと感光体との間に帯電補助粒子を供給することを提案している。
【０００７】
また、特開平１１−７２９９１号公報は、酸化亜鉛粒子やアルミナ粉等の帯電促進粒子をスチレンアクリル樹脂のようなバインダー樹脂でチップ状に結着固形化した帯電促進粒子供給部材を帯電ローラに直接接触させて削り取るようにして帯電ローラと被帯電体（感光体）との間に供給したり、かかる帯電促進粒子供給部材を帯電促進粒子塗布ローラに接触させて該ローラで削り取りつつ該ローラから帯電ローラへ転移させることで帯電ローラと被帯電体との間に供給することを提案している。
【０００８】
かかる接触注入帯電では、放電現象を介さずに被帯電体表面に直接電荷注入を行う。このため帯電部材に印加する電圧が放電閾値電圧以下であっても、被帯電体を印加電圧相当の電位に帯電させることが可能である。さらに言えば、被帯電体の帯電に必要な該接触帯電部材に対する印加バイアスは被帯電体に求められる帯電電位相当の電圧で十分であり、放電現象を用いない帯電を実現できる。従って、それだけ帯電用電源コストを低く抑えることができる。また、注入帯電はオゾンやイオンの発生を伴わないため、それらによる弊害や放電生成物による弊害は生じない。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−３０７４５７号公報
【特許文献２】特開平１１−７２９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、帯電促進粒子を併用する接触注入帯電においては、被帯電体の帯電均一性は帯電促進粒子の存在密度によりほぼ決まる傾向があり、従って、帯電促進粒子の存在密度を均一に、且つ、一定量に制御することが、被帯電体の均一、且つ、安定した帯電に欠かせない。
【００１１】
しかしながら、前記の特開平１０−３０７４５７号公報に開示された帯電促進粒子供給方式によると、粉体での帯電促進粒子の供給であり、導電性微粒子である帯電促進粒子は１次粒子径では存在し得ず、２次凝集以上の状態で存在し、被帯電体上での帯電促進粒子の分散状態は十分とは言えない。できれば微粒子である帯電促進粒子は１次粒子径に近い状態で被帯電体上に均一に存在させることが望ましい。また、被帯電体上に供給される帯電促進粒子（導電性微粒子）の量を常に一定に制御することが難しい。そのため帯電安定性が不十分となる。
【００１２】
また、特開平１１−７２９９１号公報に開示された帯電促進粒子供給方式においては、帯電促進粒子を含む帯電促進粒子供給部材を帯電ローラ等に接触させて削り取るようにして帯電ローラと被帯電体との間に供給するので、帯電促進粒子そのものを直接的に被帯電体表面に供給する場合に比べると、該粒子を被帯電体表面により均一に分散存在させることができると考えられる。しかし、該帯電促進粒子供給部材は酸化亜鉛粒子やアルミナ粉等の帯電促進粒子をスチレンアクリル樹脂のようなバインダー樹脂で結着固形化したものにすぎないので、結果的に単なる粉体での粒子供給となり、被帯電体表面への帯電促進粒子の一定量の均一分散という点でなお十分とは言えない。また、被帯電体に対しクリーニングブレード等のクリーニング手段を設けたときに、それによるクリーニング領域において、該バインダー樹脂及び帯電促進粒子によって被帯電体表面が摩耗しやすい。
また、前記両公報に開示された帯電方式によると、かかるクリーニング手段の有無に拘らず、帯電促進粒子により被帯電体表面が摩耗しやすい懸念もある。
【００１３】
そこで本発明は、被帯電体を接触注入帯電する方法であって、被帯電体を長期にわたり均一に安定して帯電させることができる接触注入帯電方法を提供することを課題とする。  また本発明は、被帯電体を帯電させる接触注入帯電器であって、被帯電体を長期にわたり均一に安定して帯電させることができる接触注入帯電器を提供することを課題とする。  さらに本発明は、像担持体の帯電を接触注入帯電器により行うタイプの画像形成装置であって、像担持体を均一に長期にわたり安定して帯電させることができ、それだけ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】
【００１４】
前記課題を解決するため本発明は次の接触注入帯電方法、接触注入帯電器及び画像形成装置を提供する。
（１）接触注入帯電方法
被帯電体をこれに接触する帯電用電圧が印加される帯電部材により電荷注入帯電させる接触注入帯電方法であり、脂肪酸金属塩又は脂肪酸金属塩を主成分とする材料からなる固体潤滑剤に帯電促進剤としての導電性微粒子フィラーを分散させた帯電促進粒子供給剤を被帯電体表面に塗布するとともに該被帯電体の帯電促進粒子供給剤塗布部分に前記帯電部材を接触させて該被帯電体を電荷注入帯電させる接触注入帯電方法。
【００１５】
（２）接触注入帯電器
被帯電体をこれに接触する帯電用電圧を印加される帯電部材により電荷注入帯電させる接触注入帯電器であり、脂肪酸金属塩又は脂肪酸金属塩を主成分とする材料からなる固体潤滑剤に帯電促進剤としての導電性微粒子フィラーを分散させた帯電促進粒子供給剤であって前記被帯電体の表面に、前記帯電部材と該被帯電体との間に介在するように塗布される帯電促進粒子供給剤を含む接触注入帯電器。
【００１６】
（３）画像形成装置
上記の接触注入帯電器と、該帯電器により帯電される像担持体と、該像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、該像担持体上の静電潜像を現像する現像装置とを含む画像形成装置。
【００１７】
本発明に係る帯電方法及び帯電器によると、帯電促進剤としての導電性微粒子フィラー、換言すれば帯電促進粒子は、該粒子を分散させた帯電促進粒子供給剤を被帯電体表面に塗布することで帯電部材と被帯電体との間に介在せしめられ、被帯電体表面の接触注入帯電を可能にする。
【００１８】
かかる帯電は注入帯電であるから、帯電部材に印加すべき電圧は放電を主体とする帯電の場合に比べて低く済み、それだけ電源コストを低く抑えることができ、放電帯電において発生するイオンや活性イオン、放電生成物による弊害はない。
【００１９】
帯電促進粒子供給剤は、脂肪酸金属塩又は脂肪酸金属塩を主成分とする材料からなる固体潤滑剤に帯電促進剤としての導電性微粒子フィラーを分散させたものである。かかる固体潤滑剤は、潤滑性に富むことは勿論のこと、導電性微粒子フィラーそのものや、前記従来の帯電促進粒子結着用のバインダー樹脂と比べると、被帯電体表面への付着性（濡れ性）に富む。従って、帯電促進粒子供給剤は、かかる固体潤滑剤の、被帯電体表面への付着性と潤滑性により被帯電体表面に所定量均一に分散させて安定的に塗布することができ、それにともなって導電性微粒子フィラーも被帯電体表面に所定量均一に分散させて安定的に塗布することができる。
【００２０】
また、被帯電体表面には導電性微粒子フィラーだけでなく、固体潤滑剤も塗布され、該固体潤滑剤の存在により帯電部材と被帯電体との相互摩擦力が低減され、それだけ帯電部材や被帯電体の摩耗が抑制される。
これらにより、被帯電体を長期にわたり均一に安定して帯電させることができる。
【００２１】
従来のように、帯電促進粒子を粉体でそのまま被帯電体表面へ供給したり、バインダー樹脂で結着固化した状態から削り取りつつ被帯電体表面へ供給する場合には、帯電部以外での他のエレメント、例えば画像形成装置においては現像部やトナー像転写部等への混入による弊害が懸念されるが、本発明に係る帯電方法及び帯電器によると、前記固体潤滑剤の採用によりそのような懸念が解消される。
【００２２】
また、かかる帯電器を採用した本発明に係る画像形成装置によると、像担持体表面を均一に長期にわたり安定して帯電させることができ、それだけ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。
【００２３】
次に、導電性微粒子フィラー、固体潤滑剤等についてさらに説明する。
＜帯電促進剤としての導電性微粒子フィラー＞
帯電促進剤としての導電性微粒子フィラー（帯電促進粒子）は、本発明に係る帯電方法、帯電器を画像形成装置における感光体の帯電に採用する場合には、感光体露光を妨げないものが好ましい。
【００２４】
いずれにしても、導電性微粒子フィラーの抵抗（粒子抵抗）について言えば、電荷の授受を行うため、比抵抗としては１×１０10Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。１×１０10Ω・ｃｍを超えると、帯電部材から被帯電体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。
該フィラーの比抵抗は、１×１０8 Ω・ｃｍ以下さらには１×１０6 Ω・ｃｍ以下であることがより好ましい。
該フィラーの比抵抗は、小さすぎると例えば感光体表面に付着したときに像流れを引き起こすので、１×１０-4Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。
なお、本発明で言う比抵抗は、内径部分の断面積１．０ｃｍ2 の円筒内に略１．０ｇの導電性微粒子フィラーを入れ１００ｋｇｆの荷重を加えて錠剤を作製し、その錠剤の上下に設けた電極に１００Ｖの電圧を印加し、そのときの抵抗値を計測して比抵抗を算出したものである。
【００２５】
導電性微粒子フィラーの一次粒径は、良好な帯電均一性を得るために、０．０１μｍ以上５μｍ以下が好ましく、さらには０．０１μｍ以上３μｍ以下がより好ましい。
【００２６】
導電性微粒子フィラーの材質としては、酸化亜鉛、酸化錫、アルミナその他の金属酸化物などの導電性無機材料の他、導電性有機粒子や、表面に導電処理を施した各種導電性粒子、さらには、カーボンナノチューブ等の炭素微粒子が使用可能である。特に酸化錫、酸化亜鉛、これらを主成分とする材料（例えば酸化錫にアンチモンを含有させたもの、酸化亜鉛にアルミニウムを含有させたもの等）、さらには、芯材（例えば酸化チタン、ホウ酸アルミニウム、硫酸バリウム等）の表面を酸化錫や酸化亜鉛を主成分とする材料により被覆した導電性無機微粒子やカーボンナノチューブが好ましい。
【００２７】
＜固体潤滑剤＞
前記固体潤滑剤に係わる脂肪酸金属塩を構成する脂肪酸としては、例えばウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ドデシル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ペンタデシル酸、ステアリン酸、へプタデシル酸、アラキン酸、モンタン酸、オレイン酸、リノール酸、アラキドン酸等から選ばれた少なくとも１種の脂肪酸を挙げることができ、その金属塩としては、例えば亜鉛、鉄、マグネシゥム、アルミニゥム、カルシゥム、ナトリゥム、リチゥム、バリゥム等から選ばれた少なくとも１種の金属との塩を挙げることができる。
【００２８】
中でも、好ましいものの代表例としてステアリン酸金属塩を挙げることができる。ステアリン酸金属塩は、比較的融点が低く、固体潤滑剤に帯電促進剤としての導電性微粒子フィラーを分散させた帯電促進粒子供給剤を作製するにあたっての代表例である溶融成形時における導電性微粒子フィラーの分散性が良好であり、その均一分散が可能である。
【００２９】
また、ステアリン酸金属塩は、例えば、記録材上に電子写真方式でトナー画像を形成する画像形成装置において被帯電体である感光体の如き像担持体上に固体潤滑剤被膜を形成した際に、トナーとの離型性が良好であり、そのため、該像担持体上のトナー像の記録材への転写性や、像担持体上の転写後残留トナーのクリーニング性が大きく向上する。
【００３０】
かかるステアリン酸金属塩の代表例として、ステアリン酸亜鉛及びステアリン酸マグネシゥムから選ばれた少なくとも１種のステアリン酸金属塩を挙げることができる。
＜帯電促進粒子供給剤の調製＞
帯電促進剤としての導電性微粒子フィラー（帯電促進粒子）の固体潤滑剤に対する添加量は、固体潤滑剤１００重量部に対して３０重量部以上７０重量部以下が好ましい。
【００３１】
３０重量部以下では帯電促進粒子採用の効果が少なく、被帯電体への電荷注入効率がよくない。７０重量部以上では逆に固体潤滑剤採用の効果が少なくなり、例えば被帯電体と帯電部材相互摩擦によるそれらの摩耗が大きくなる。また、後述する帯電促進粒子供給剤の塗布状態調整専用のブレードが被帯電体に当接される場合や、被帯電体が電子写真方式の画像形成装置における感光体のような像担持体であって該像担持体上の残留トナー等をブレードクリーニングするときには、被帯電体とそれらブレード相互の摩擦によるそれらの摩耗が多くなり、さらに、被帯電体上の帯電促進粒子の存在量の不均一や分散の不均一が生じ、帯電ムラが生じ易くなる。
【００３２】
帯電促進粒子供給剤の製造の代表例として、溶融させた固体潤滑剤中に帯電促進粒子を分散添加し、溶融状態のまま型に流し込み所望の成型体として得る場合を挙げることができる。
導電性微粒子である帯電促進粒子は比較的比重が大きく、溶融成型時に冷却固化する過程で沈殿し易く、均一に分散した成型体を得ることが難しい場合がある。従って、帯電促進粒子の分散性をさらに向上させるために、粉末状の固体潤滑剤と帯電促進粒子を予め粉体混合（プレミックス）してから、圧縮成形し、その後に加熱することで、均一に帯電促進粒子が分散された固体潤滑剤の成型体を得るようにしてもよい。
【００３３】
＜帯電促進粒子供給剤の被帯電体への塗布＞
帯電促進粒子供給剤はこれを直接被帯電体表面に当接して塗布してもよいし、例えば、被帯電体に接触して回転する帯電促進粒子供給ローラにて削り取られつつ該ローラにて被帯電体表面に塗布されるようにしてもよい。この場合、帯電促進粒子供給剤は帯電促進粒子供給ローラに接触配置すればよい。
【００３４】
かかる帯電促進粒子供給ローラとしては、表面に凹凸を有する発泡樹脂層を有する弾性ローラや、ファーブラシローラ等のブラシローラを例示できる。帯電促進粒子供給ローラは被帯電体を帯電させる帯電部材を兼ねていてもよい。
被帯電体表面に当接するブレードを配置し、被帯電体表面に塗布される帯電促進粒子供給剤の塗布状態を該ブレードで調整するようにしてもよい。該「調整」とは過剰な帯電促進粒子供給剤を除去したり、該剤をより一層均一に被帯電体上に分散存在させたりすることを言う。
かかるブレードとしては、例えば、帯電促進粒子供給ローラを帯電部材とは別体で設ける場合、該帯電促進粒子供給ローラと帯電部材との間で被帯電体表面に当接配置される塗布状態調整用ブレードを挙げることができる。また、被帯電体表面をクリーニングする（例えば画像形成装置における感光体表面の残留トナー等をクリーニングする）クリーニングブレードを兼ねるものであってもよい。
【００３５】
かかる塗布状態調整用のブレード（被帯電体をクリーニングする塗布調整を兼ねるクリーニングブレードも含む）の材質としては、ウレタンゴム、シリコーンゴム等のゴムを例示でき、特にウレタンゴムブレードがよい。いずれにしても、ゴムブレードを採用する場合の該ゴムの硬度はＪＩＳ−Ａ硬度にして６０度以上が好ましく、反発弾性率は６０％以下がよい。
【００３６】
このように塗布状態調整用のブレードを採用する場合でも、被帯電体表面に固体潤滑剤が塗布されるので、該ブレードの当接部での被帯電体表面の摩擦係数を低減させることができ、それにより被帯電体寿命を向上させることができる。また、被帯電体が電子写真方式の画像形成装置における感光体のような像担持体であって該像担持体上の残留トナー等をブレードクリーニングするときにも、像担持体の寿命を飛躍的に向上させることができる。
【００３７】
＜帯電部材＞
帯電部材は、像担持体等の被帯電体に接触させ、帯電用電圧を印加して被帯電体を所定の極性、電位に帯電させるためのものである。かかる帯電部材としては、ローラ型のもの（ブラシローラを除く所謂帯電ローラ）の他、ブラシ型のもの（ファーブラシ型、磁気ブラシ型等のローラ型若しくは固定型のもの）、ブレード型のものを例示できる。
【００３８】
帯電部材の抵抗値は、印加電圧１００Ｖにおいて１×１０3 Ω程度〜１×１０9 Ω程度が好ましく、さらに好ましくは１×１０4 Ω程度〜１×１０7 Ω程度である。抵抗値が高すぎると、被帯電体を所望状態に帯電させるための帯電電流を流すことができなくなる。抵抗値が低すぎると、過電流が生じ易くなる。被帯電体が例えば感光体であって、感光体上にピンホール等の欠落が生じた場合等を考慮すれば、その部分に過大なリーク電流が流れ込んで帯電不良が発生することを防止するうえで、１×１０4 Ω程度以上が望ましい。      
【００３９】
なお、本発明で言う帯電部材抵抗値は、帯電部材を金属製の直径３０ｍｍのドラムにニップ幅３ｍｍで当接させ、両者間に１００Ｖの電圧を印加したときに流れる電流値から換算したものである。
【００４０】
帯電ブラシローラ、帯電ローラのような帯電部材は、被帯電体との接触を多くして良好な帯電を行ううえで、被帯電体表面に対して周速度差をもって回転させることが好ましい。
いずれにしても、帯電部材に印加する帯電用電圧としては、ＤＣ電圧でも、ＡＣ電圧でも、これらを重畳した電圧でもよい。ＡＣ電圧については、ピーク間電圧、波形等を適宜選択することができる。
【発明の効果】
【００４１】
以上説明したように本発明によると、被帯電体を接触注入帯電する方法であって、被帯電体を長期にわたり均一に安定して帯電させることができる接触注入帯電方法を提供することができる。
また本発明によると、被帯電体を帯電させる接触注入帯電器であって、被帯電体を長期にわたり均一に安定して帯電させることができる接触注入帯電器を提供することができる。
さらに、本発明によると、像担持体の帯電を接触注入帯電器により行うタイプの画像形成装置であって、像担持体を均一に長期にわたり安定して帯電させることができ、それだけ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】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る接触注入帯電器の１例を採用した電子写真方式の画像形成装置例を示しており、図２は本発明に係る接触注入帯電器の他の例を採用した電子写真方式の画像形成装置例を示している。なお、図１、図２の画像形成装置はいずれも、単純な構成のモノクロ画像形成装置であるが、本発明は、このようなモノクロ画像形成装置だけでなく、タンデム式或いは４サイクル式のカラー画像形成装置のような画像形成装置にも適用できる。
【００４３】
図１の画像形成装置１０は、ドラムタイプの感光体１を備えており、その周囲に帯電器（接触注入帯電器）２、露光装置３、現像装置４、転写装置５及びクリーニング装置６がこの順序で配置してある。転写装置５の図中右側（現像装置の下方）には記録材（本例では転写紙）Ｓの供給部７が、左側には定着装置８が配置されている。
【００４４】
この画像形成装置によると、図示省略の駆動手段にて図中ＣＷ方向に回転駆動される感光体１の表面が電源ＰＷから帯電用電圧を印加された帯電器２にて均一に帯電され、その帯電域に露光装置３から原稿画像或いは画像データに応じて画像露光が施され、感光体１上に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置４の、図示省略の電源から現像バイアスを印加された現像ローラ４１にてトナーＴで現像され、可視トナー像とされる。
【００４５】
一方、記録材供給部７から供給された転写紙Ｓが、感光体１上のトナー像と同期をとって転写装置５の転写ローラ５１と感光体１との間に供給され、図示省略の電源から転写電圧を印加された該転写ローラ５１にて感光体１上のトナー像が転写紙Ｓに転写される。トナー像が転写された転写紙Ｓは引き続き定着装置８に送られ、そこでトナー像が加熱加圧下に定着され、その後図示省略のトレイに排出される。                              転写後感光体１上に残留するトナー等はクリーニング装置６の感光体１に当接するクリーニングブレード６１にて清掃される。
【００４６】
帯電器２は、感光体１表面に接触配置された帯電部材２１及びこれに当接された帯電促進粒子供給剤２２を備えている。帯電部材２１には電源ＰＷから帯電用電圧を印加できるようにしてある。帯電部材２１は本例ではファーブラシローラであり、図示省略の駆動手段にて図中ＣＷ方向に、感光体１の周速より大きい周速で回転駆動される。なお、感光体１の外径は３０ｍｍであり、周速（プロセススピード）は本例では１６０ｍｍ／ｓｅｃである。
【００４７】
ファーブラシローラ２１は、本例では、ブラシ繊維として、導電性ナイロン繊維（ユニチカ株式会社製のＵＵＮ）を植設したテープ状基布を直径６ｍｍの金属製芯金に螺旋状に巻き付けて外径１４ｍｍのロールの形態としたものであり、２２０デシテックス／９６フィラメント、６５０本／ｍｍ2 の植毛密度で、抵抗値は１×１０6 Ωである（金属製の直径３０ｍｍのドラムにニップ幅３ｍｍで接触させ、１００Ｖの電圧を印加したときに流れる電流値から換算した値）。
このファーブラシローラ２１は芯金を介して電源ＰＷから所定の帯電用電圧を印加し、図示省略の駆動手段にて回転駆動して使用する。
【００４８】
なお、ファーブラシローラ２１を構成するブラシ繊維としては、例えば一般に知られている繊維に導電性材料を分散したものを利用することができる。かかる繊維材料としては、ポリアミド（ナイロン）、ビニロン、アクリル、ポリエステル、レーヨンなどを例示できる。  導電性材料としては、アルミニウム、鉄、銅、ニッケルなどの金属や、酸化亜鉛、酸化錫、酸化チタンなどの導電性酸化物、カーボンブラック、グラファイト、カーボンナノチューブなどの炭素微粒子などを例示できる。
ブラシ繊維としては、ユニチカ（株）製のＵＵＮ（前記のもの）、ＧＢＮ、ＳＵＮといった導電性ポリアミド（導電性ナイロン）や、ユニチカ（株）製のＵＳＶ（導電性ビニロン）やＲＥＣ（導電性レーヨン）（ＲＥＣ−Ｂ、ＲＥＣ−Ｃ、ＲＥＣ−Ｍ１、ＲＥＣ−Ｍ１０等）などを例示できる。
【００４９】
また、一般的に言えば、このファーブラシローラ２１を構成するブラシ繊維の太さについては、１デニール〜１０デニールが好ましい。ブラシ繊維の植毛密度については、１２０本／ｍｍ2 〜１００００本／ｍｍ2 であることが好ましい。植毛密度が小さすぎると、ファーブラシの感光体１への充分な接触面積を得ることができず、帯電不良が発生してしまう。また、１００００本／ｍｍ2 を超えてくる植毛密度のファーブラシを製造することは困難又は不可能である。ブラシ繊維の植毛密度は１５５本／ｍｍ2 〜１００００本／ｍｍ2 であることがより好ましい。
【００５０】
ここでのファーブラシローラ２１は帯電促進粒子供給ローラを兼ねている。
ローラ２１に当接される帯電促進粒子供給剤２２は、本例ではステアリン酸金属塩の粉末１００重量部に対して、導電性微粒子フィラーの粉末の所定量を添加し、エクセルオートホモジナイザー（株式会社日本精機製作所製）で１００００ｒｐｍにて５分間混合分散させ、その後内側断面積５ｍｍ×５ｍｍの成形型に投入し、２００ｋｇｆ荷重にて圧縮成形し、かくして圧縮成形された棒材を取り出し、５ｍｍ×５ｍｍのオープン角型パンに入れた後、所定の温度で（ステアリン酸亜鉛の場合は１４０°Ｃで）溶融成形し、その後降温レート２０°Ｃ／１時間にて冷却固化させ、帯電促進粒子供給剤としたものである。        
【００５１】
以上説明した帯電器２による感光体１の帯電では、ファーブラシローラ２１に電源ＰＷから所定の帯電用電圧が印加され、帯電促進剤としての導電性微粒子フィラー（帯電促進粒子）を分散させた帯電促進粒子供給剤２２がファーブラシローラ２１の回転により削り取られつつ該ローラ２１にて感光体１表面に塗布されるとともにローラ２１と感光体１との間に介在せしめられ、かくして感光体１表面が電荷注入帯電される。
【００５２】
しかも、帯電促進粒子供給剤２２は、ステアリン酸金属塩からなる固体潤滑剤に帯電促進剤としての導電性微粒子フィラーを分散させたものであり、かかる固体潤滑剤は、潤滑性に富むことは勿論のこと、導電性微粒子フィラーそのものや、前記従来の帯電促進粒子結着用のバインダー樹脂と比べると、被帯電体表面への付着性（濡れ性）に富む。従って、帯電促進粒子供給剤２２は、かかる固体潤滑剤の、感光体１表面への付着性と潤滑性により感光体１表面に所定量が均一分散状態で安定的に塗布され、それにともなって導電性微粒子フィラーも感光体１表面に所定量が均一分散状態で安定的に塗布される。
【００５３】
また、この画像形成装置では、帯電、露光、転写工程後に感光体１上に残存する固体潤滑剤及び導電性微粒子フィラーは、それらが再び帯電領域に到来する前に、クリーニングブレード６１にて、過剰なものが除去されるとともに固体潤滑剤及び導電性微粒子フィラーの薄層被膜が形成されるので、この点でも、帯電器２における帯電促進粒子供給剤２２の塗布は所定量が均一に分散する状態でなされる。
【００５４】
また、感光体１表面には導電性微粒子フィラーだけでなく、固体潤滑剤も塗布され、該固体潤滑剤の存在によりフアーブラシローラ２１と感光体１との相互摩擦力が低減され、それだけ両者の摩耗が抑制される。また、クリーニング装置６のブレード６１と感光体１との相互摩擦も低減され、この点でも感光体寿命が向上する。
これらにより、感光体１を長期にわたり均一に安定して帯電させることができ、長期にわたり良好な画像を形成することができる。
【００５５】
また、従来のように、帯電促進粒子を粉体でそのまま感光体表面へ供給したり、バインダー樹脂で結着固化した状態から削り取りつつ感光体表面へ供給する場合には、帯電部以外での他のエレメント、例えば現像部やトナー像転写部等への混入による弊害が懸念されるが、ここでは固体潤滑剤の採用によりそのような懸念が解消されている。
【００５６】
なお、かかる帯電は注入帯電であるから、ファーブラシローラ２１に印加すべき電圧は放電を主体とする帯電の場合に比べて低く済み、それだけ電源コストを低く抑えることができ、放電帯電において発生するイオンや活性イオン、放電生成物による弊害はない。
【００５７】
図２の画像形成装置１００は、図１の画像形成装置１０において、帯電器２に代えて帯電器２０を採用したものである。その他の点は装置１０と同様であり、装置１０おける部品、部分と同じ部品、部分については図１と同じ参照符号を付してある。
【００５８】
図２の装置１００における帯電器２０も接触注入帯電器であるが、該帯電器は、帯電部材としてのファーブラシローラ２１の他に、帯電促進粒子供給ローラとして別途、ローラ２１と実質上同じ構成のファーブラシローラ２３を備えており、このローラ２３に帯電促進粒子供給剤２２を当接させてあり、さらに、ローラ２１と２３の間に感光体１表面に当接するブレード２４を配置してある。
【００５９】
帯電促進粒子供給ローラとしてのファーブラシローラ２３は、感光体表面移動方向において帯電部材としてのファーブラシローラ２１の上流側に設置されている。ブレード２４は、ローラ２３による帯電促進粒子供給剤２２の塗布状態を、過剰のものを除去する等してさらに調整するものである。このブレード２４により感光体１に塗布された固体潤滑剤及び導電性微粒子フィラーのうち過剰なものが除去されるとともに固体潤滑剤及び導電性微粒子フィラーの薄層被膜が形成されるので、感光体１はそれだけ一層均一に帯電され、良好な画像が得られる。
【００６０】
前記のクリーニングブレード６１及びこの塗布状態調整用ブレード２４は、本例ではいずれも、ＪＩＳ−Ａ硬度にして６０度以上、反発弾性率６０％以下のウレタンゴムにて形成されている。
【００６１】
なお、本発明が上記した実施形態のものに限定されないことは勿論である。
次に、帯電促進粒子供給剤２２を構成するステリアリン酸金属塩からなる固体潤滑剤として、金属塩を得る金属を種々変えるとともに、帯電促進剤としての導電性微粒子フィラーの材質及び添加量を種々変えて、感光体１表面の帯電均一性及び長期帯電安定性を評価する実験を行ったので、その結果を比較実験例とともに後掲の表にまとめて示す。            
【００６２】
なお、表においてＳＮ−１００Ｐ、ＦＳ−１０Ｐはいずれも石原産業株式会社製のフィラーで、酸化錫（ＳｎＯ2 ）にアンチモン（Ｓｂ）をドープしたものである。
ＳＮ−１００Ｐは、比抵抗が１Ω・ｃｍ〜５Ω・ｃｍ、１次粒径が１０ｎｍ〜３０ｎｍである。ＦＳ−１０Ｐは、比抵抗が１×１０2 Ω・ｃｍ以下、粒径は長軸１．２μｍ〜２．０μｍ、短軸１０ｎｍ〜２０ｎｍである。
【００６３】
各実験において採用した画像形成装置は市販のプリンタ（ミノルタ・キューエムエス（株）製  magicolor 2200 DeskLaser) において帯電器を図１の画像形成装置１０における帯電器２に置き換えたものである。
【００６４】
採用した帯電器２におけるファーブラシローラ２１は既述の構成、寸法のものであり、感光体表面への押し込み量を０．４ｍｍとし、感光体との接触部分における移動方向が感光体表面とは反対方向となるように、且つ、感光体との周速比θ（ローラ２１周速／感光体周速）を２として回転駆動した。
【００６５】
帯電促進粒子供給剤２２はいずれも既述のとおりの製法で得たものである（但し、固体潤滑剤の溶融温度は表に示すとおり個々に異なる）。
ファーブラシローラ２１への帯電促進粒子供給剤２２の当接は、該ローラへの押し込み量が常時略０．４ｍｍとなるように行った。
画像形成においては、ファーブラシローラ２１にＤＣバイアス−６００Ｖを印加して反転現像にて画像形成した。形成した画像パターンはいずれもＢ／Ｗ５％チャートである。      
【００６６】
帯電均一性については、帯電後の感光体表面の電位を感光体長手方向の全長にわたり測定し、最大値と最小値との差｜ΔＶ｜でもって以下のように評価した。
◎（極めて良好）          ０Ｖ≦｜ΔＶ｜＜２０Ｖ
○（良好）              ２０Ｖ≦｜ΔＶ｜＜５０Ｖ
△（許容できる範囲）    ５０Ｖ≦｜ΔＶ｜＜１００Ｖ
×（不良）            １００Ｖ≦｜ΔＶ｜
【００６７】
長期帯電安定性については、感光体を帯電したときの感光体表面電位を測定して平均値を求め、且つ、その平均値を画像形成の初期と５万枚印字後とで求め、両平均値の差｜ΔＶ’｜でもって以下のように評価した。
◎（極めて良好）          ０Ｖ≦｜ΔＶ’｜＜２０Ｖ
○（良好）              ２０Ｖ≦｜ΔＶ’｜＜５０Ｖ
△（許容できる範囲）    ５０Ｖ≦｜ΔＶ’｜＜１００Ｖ
×（不良）            １００Ｖ≦｜ΔＶ’｜
なお、感光体表面電位の測定は、トレック・ジャパン（株）製の表面電位計MODEL344、プローブ6000B-16にて行った。
【００６８】
【表１】
2005134699.tif 000003
【００６９】
上記表から、本発明に係る帯電では、帯電均一性、長期帯電安定性の評価はいずれも許容できる範囲内にあることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は画像形成装置において長期にわたり良好な画像を形成することに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明に係る帯電器の１例を備えた画像形成装置例の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る帯電器の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】
【００７２】
１０、１００  画像形成装置
１            感光体
２、２０      接触注入帯電器
２１          ファーブラシローラ
２２          帯電促進粒子供給剤
２３          ファーブラシローラ
２４          塗布状態調整用ブレード
ＰＷ          電源
３            露光装置
４            現像装置
４１          現像ローラ
Ｔ            トナー
５            転写装置
５１          転写ローラ
６            クリーニング装置
６１          クリーニングブレード
７            記録材供給部
Ｓ            転写紙
８            定着装置
【図１】
2005134699.tif 000004
【図２】
2005134699.tif 000005