(57)【要約】【課題】帯電均一性を維持しながら感光体ドラムへの放電生成物付着量を低減する。【解決手段】電源２１１は第二帯電部材２１と感光体ドラム１との間に直流電圧を印加し、これによって、感光体ドラム１はある程度の電位に帯電する。このときの感光体ドラム表面の帯電電位をＶｈとし、第二帯電部材２１により感光体ドラム１の電位をＶｈに帯電するために印加される直流電圧をＶａとするとき、Ｖａ−Ｖｈ＜２００Ｖという関係式を満たすような直流電圧を第二帯電部材２１と感光体ドラム１との間に印加する。このようにすれば、帯電均一性を維持しながら感光体ドラムへの放電生成物付着量を低減することができる。【選択図】      図１
2005017383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体を帯電させる第一の帯電部材及び第二の帯電部材と、
前記像担持体と、前記第一の帯電部材又は前記第二の帯電部材との間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記第一の帯電部材は、前記像担持体との間に交番電圧が印加され、当該像担持体との間に生じる放電現象によって前記像担持体を帯電させ、
前記第二の帯電部材は、前記第１の帯電部材の位置から視て前記像担持体表面の移動方向上流側に配置されており、前記像担持体との間に直流電圧が印加されることによって前記像担持体を帯電させ、
前記第一の帯電部材と前記第二の帯電部材との間に位置する像担持体表面の帯電電位をＶｈとし、前記第二の帯電部材に対し像担持体の電位を前記電位Ｖｈに帯電するために印加される直流電圧をＶａとするとき、前記電圧印加手段は、Ｖａ−Ｖｈ＜２００Ｖという関係式を満たすような直流電圧を前記第二の帯電部材と前記像担持体との間に印加する画像形成装置。
【請求項２】
前記第二の帯電部材は、１０４〜１０７Ωｃｍの電気抵抗を有する繊維素材によって形成されており、前記繊維素材を前記像担持体に接触させることによって当該像担持体を帯電させる請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第二の帯電部材は、イオン伝導性媒体を担持する担持部材を備えており、前記担持部材を前記像担持体に接触させることによって当該像担持体を帯電させる請求項１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、画像形成装置において像担持体を帯電するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機やレーザービームプリンタ等の画像形成装置においては、いわゆる接触型帯電装置が広く用いられている。この接触型帯電装置は、例えばロール形状、ブラシ形状、ブレード形状、フィルム形状或いはベルト形状等の導電性部材を有しており、この導電性部材と像担持体との接触部分の微小空隙に放電現象を発生させることによって像担持体を帯電させる。例えばロール形状の導電性部材にＤＣ（直流）電圧を印加することによって膜厚２６μｍ・比誘電率３の像担持体を帯電する場合、６２５Ｖ程度の電圧を印加すると放電現象が発生し始めることが知られている。従って、上記のような像担持体を必要な帯電電位Ｖｈ（Ｖ）に帯電させたい場合には、Ｖｈ＋６２５（Ｖ）という相当の高電圧を印加する必要がある。なお、このような放電現象が発生し始めるときの印加電圧を放電開始電圧Ｖｔｈという。
【０００３】
このような接触型帯電装置においては、ＤＣ電圧を印加することによって像担持体を帯電した場合、帯電均一性がそれ程良くないこと（以下、「▲１▼帯電ムラ」という）に加えて、印加電圧と逆極性に帯電したトナー等が像担持体に付着してしまうこと（以下、「▲２▼像担持体の汚染」という）等の問題が知られている。
【０００４】
これらの▲１▼、▲２▼の問題を改善するため、ＡＣ（交流）帯電方式と呼ばれる方法が採られている（例えば特許文献１）。このＡＣ帯電方式とは、帯電電位Ｖｈに相当するＤＣ電圧に対し放電開始電圧Ｖｔｈの二倍以上のピーク間電圧を持つＡＣ成分を重畳した交番電圧を印加して帯電を行うというものである。このようなＡＣ帯電方式では、像担持体が汚染されにくく、かつ、比較的安定した帯電電位が得られるというメリットがある。しかし、その一方で、交番電圧が印加されることによって発生する放電現象においては、窒素酸化物などに由来する物質（以下放電生成物と記す）が多量に生じるので、次のような新たな不具合が生じてしまう。即ち、その放電生成物が像担持体に付着して高湿環境下で像流れを引き起こしたり、クリーニング手段との摺擦力を増大させて像担持体表面が摩耗してしまうといった不具合である（以下、この不具合を「▲３▼放電生成物の付着」という）。
【０００５】
一方、前述した▲１▼帯電ムラや▲２▼像担持体の汚染の問題を解決するために、次のような提案もなされている。
例えば特許文献２には、ＤＣ帯電方式の非接触型帯電装置（ＤＣ−ＢＣＲ（Ｂｉａｓ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｒｏｌｌｅｒ））によって帯電した後、さらにＡＣ帯電方式の接触型帯電装置（ＡＣ−ＢＣＲ）によって帯電する技術が開示されている。しかし、この開示技術を用いたとしても、ＤＣ−ＢＣＲとＡＣ−ＢＣＲの双方とも放電現象によって像担持体を帯電していると考えられるため、上述した▲３▼放電生成物の付着の問題を解決することはできない。また、例えば特許文献３では、ＤＣ帯電方式のブラシ型帯電装置によって帯電した後、さらにＡＣ帯電方式のロール型帯電装置によって帯電することが開示されている。しかしながら、これもブラシ型帯電装置と像担持体との間の放電現象によって帯電しているため、上述した▲３▼放電生成物の付着を解決するには至らないい。
【０００６】
ところで、上記の▲３▼放電生成物の付着という問題は、放電現象に伴って生じるものである。よって、これを改善するためには、放電現象を伴なわない注入帯電方式も有効な対抗策である。しかしながら、現在普及している有機像担持体に対し注入帯電方式で均一な帯電を行うのは非常に困難であることが知られている。
【０００７】
そこで、従来の注入帯電方式を改善する技術として、例えば特許文献４には、像担持体表面に注入層を設ける例が開示されている。しかしながら、このような注入層を設けた場合には、潜像を形成する際に未露光部の電荷の一部が露光部に移動したり、或いは、現像時に現像器から像担持体へ若干の電荷注入が発生し解像度低下を引き起こすから、高品質な画像を得ることができない。
このような点に着目し、例えば特許文献５には、注入層を持たない有機像担持体に対して、イオン伝導性媒体を使用して注入帯電を行う例が開示されている。ところが、この種の帯電装置においては、イオン伝導性媒体（例えばイオン交換水）の量を非常に厳密に調整しなければならない。なぜなら、その量が少なすぎると２〜３ｍｍ幅程度の帯電不良による黒筋が発生しまうし、その量が多すぎると、像担持体に多量に付着したイオン交換水がそのまま像担持体を経由して現像装置に流入してしまい、画質欠陥を引き起こしてしまうからである。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭６３−１４９６６９号公報
【特許文献２】
特開平７−１１０６１６号公報
【特許文献３】
特開平５−７２８６８号公報
【特許文献４】
特開平６−３９２１号公報
【特許文献５】
特開平７−１４０７２９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来から様々な帯電方式が提案されているが、そのいずれを採用したとしても問題点が残ってしまう。そこで、本発明は、良好な帯電均一性を維持しつつ、像担持体の汚染や放電生成物の付着を防止可能な画像形成装置を提供し、これによって、上記に列挙したような問題を解決することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明は、像担持体と、前記像担持体を帯電させる第一の帯電部材及び第二の帯電部材と、前記像担持体と、前記第一の帯電部材又は前記第二の帯電部材との間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、前記第一の帯電部材は、前記像担持体との間に交番電圧が印加され、当該像担持体との間に生じる放電現象によって前記像担持体を帯電させ、前記第二の帯電部材は、前記第二の帯電部材の位置から視て前記像担持体表面の移動方向上流側に配置されており、前記像担持体との間に直流電圧が印加されることによって前記像担持体を帯電させ、前記第一の帯電部材と前記第二の帯電部材との間に位置する像担持体表面の帯電電位をＶｈとし、前記第二の帯電部材に対し像担持体の電位を前記電位Ｖｈに帯電するために印加される直流電圧をＶａとするとき、前記電圧印加手段は、Ｖａ−Ｖｈ＜２００Ｖという関係式を満たすような直流電圧を前記第二の帯電部材と前記像担持体との間に印加する画像形成装置を提供する。
【００１１】
この画像形成装置によれば、ＶａとＶｈとの差が２００Ｖ以内であり、それ程大きな電位差ではないので、放電生成物をあまり生じさせずに所望の電位に帯電させるので、像担持体への放電生成物付着量を低減することができる。また、ＡＣ型帯電を行う放電型帯電部材に加えて、ＤＣ型帯電を行う第二帯電部材を用いて像担持体を帯電しているので、帯電均一性を維持しながら、像担持体の汚染を防止することも可能となる。
【００１２】
好ましい態様においては、前記第二の帯電部材は、１０４〜１０７Ωｃｍの電気抵抗を有する繊維素材によって形成されており、前記繊維素材を前記像担持体に接触させることによって当該像担持体を帯電させる。
別の好ましい態様においては、前記第二の帯電部材は、イオン伝導性媒体を担持する担持部材を備えており、前記保持部材を前記像担持体に接触させることによって当該像担持体を帯電させる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
出願人は、上述したＤＣ帯電方式に特有の問題（▲１▼帯電ムラや▲２▼像担持体の汚染など）については、ＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳した交番電圧を利用すること（ＡＣ帯電方式）によって回避することとした。さらに、出願人は、▲３▼放電生成物の付着の問題に関しては、可能な限り放電現象を起こさせずに像担持体を帯電できるような最適な帯電条件（例えば帯電部材の億世・種類や印加電圧のレベルなど）を見出すことに尽力した。その結果、後述するように放電現象をほとんど起こさせずに帯電を行うに適した帯電条件を見出すことができた。以下、その詳細について説明する。
【００１４】
（１）第一実施形態
まず、図１を参照しつつ、本発明の第一実施形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
図１において、感光体ドラム１は、図中矢印ａ方向へ２２０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転する。この感光体ドラム１の周囲には、回転方向上流側から順に、第二帯電部材２１、放電型帯電部材２２、露光器３、黒トナー及びカラートナー現像器４、一次転写ロール５１、感光体クリーナ６及び除電ランプ７が取付けられている。第二帯電部材２１は、電源２１１に接続されており、放電型帯電部材２２は電源２２５に接続されている。電源２１１は、ＣＰＵ２００による制御の下で第二帯電部材２１と感光体ドラム１との間に直流電圧を印加し、これによって、感光体ドラム１はある程度の電位に帯電する。さらに、電源２２５は、ＣＰＵ２００による制御の下で第二帯電部材２１と感光体ドラム１との間に交番電圧を印加し、これによって、感光体ドラム１は露光プロセスや現像プロセスが可能な電位に帯電することになる。
【００１５】
中間転写ベルト５は、一次転写ロール５１によって感光体ドラム１の表面に当接するように配置されており、感光体ドラム１と略同速で回転する。一次転写ロール５１によって感光体ドラム１から中間転写ベルト５に転写されたトナー像は、二次転写用対向ロール５３と接地された二次転写ロール５２により形成される電界の作用を受け、フィードロール８１及びレジストロール８２により送り出されてくる記録紙９に転写される。トナー像が転写された記録紙９は、搬送ベルト８３により定着器１０に送られ、トナーの定着がおこなわれる。中間転写ベルト５に残留したトナーは、中間体クリーナ５４より回収されて、次の画像形成の準備が整えられる。一方、感光体ドラム１表面に残ったトナーは、感光体ドラムクリーナ６のクリーニングブラシによってかき乱されて感光体ドラムとの付着力が軽減された後、クリーニングブレードの摺動による機械的な掻き取り力を受けて、感光体ドラム１の表面より除去される。
【００１６】
第二帯電部材２１は、感光体ドラム１と良好な接触状態を保つことが可能な導電性部材である。この導電性部材が電極として機能し、感光体ドラム１に電荷を注入することによって感光体ドラム１が帯電することになる。このような導電性部材としては、例えば導電性ゴムロールや、導電性磁気ブラシ、導電性ブラシなどを用いることができる。
【００１７】
放電型帯電部材２２は、金属性の芯金に導電弾性層、半導電抵抗層、表面層をこの順に積層した帯電ロールであり、この帯電ロールと感光体ドラム１との間の微小空隙に生じる放電現象によって感光体ドラム１は帯電することになる。導電弾性層としては、ウレタン、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレン共重合体）、シリコーン、クロロプレン、エピクロルヒドリンなどのゴム材または、それらを発泡させたスポンジ材に、ＣＢ（カーボンブラック）、金属酸化物などの導電材を含有させて導電性を持たせたものを用いることが可能である。また、半導電性抵抗層としては、ウレタン、ＥＰＤＭ、シリコーン、クロロプレン、エピクロルヒドリンなどのゴム材に、４級アンモニウム塩などの有機電解質を含有させ、抵抗を半導電性に調整したものを用いることができる。表面層としては、フッ素樹脂、ナイロン樹脂などにＣＢ、金属酸化物などの導電剤を分散させたコート層を用いることができる。また、半導電抵抗層と表面層のかわりに、フッ素樹脂、ナイロン樹脂などにＣＢや金属酸化物などの導電剤を分散させ、抵抗を半導電領域に調整したチューブ部材を導電弾性部材に被覆した二層構造ロールを用いることも可能である。
【００１８】
出願人は、上記のような画像形成装置を用いて、第二帯電部材の構成や印加電圧等の帯電条件を様々に変えながら、感光体ドラム１の帯電性や放電生成物の付着具合などについて確認した。これによって良好な結果が導き出せる帯電条件を見出すに至った。以下、その条件の詳細について説明する。
【００１９】
まず、放電型帯電部材２２（帯電ロール）の導電弾性層としては、ＥＰＤＭにＣＢを分散させ、体積抵抗率を１０４〜１０５Ωｃｍに調整した発泡樹脂によって形成したものを用いた。そして、ＰＦＡ（パーフルオロアルキルビニルエーテル）にＣＢを分散させて表面抵抗率を１０６〜１０７Ω／□に調整した厚さ５０μｍのチューブ（半導電抵抗層及び表面層）によって上記導電弾性層を被覆し、その外径を１５ｍｍのロール形状に成型して帯電ロールを形成した。
【００２０】
第二帯電部材２１としては導電性ブラシを用いた。なぜなら、電極として作用する多数の繊維（ブラシ）を感光体ドラム１に接触させれば、より良好な電荷注入性が得られるであろうし、また、例えば導電性磁気ブラシと比較した場合、構成が簡素であるためコストアップや装置の大型化を防止できるからである。図２は、実験に用いた導電性ブラシの構成を示す図である。図２に示すように、板状の保持部材２２０の一方の平面には、導電性を有する帯状パイル織物２２１が取り付けられている。帯状パイル織物２２１は、導電性を有するパイル繊維２２２を基布２２３に織り込むことによって形成されている。基布２２３の裏面と保持部材２２０との間には導電性接着材２２４が塗布されて、両者が接着されている。これによって、パイル繊維２２２が基布２２３から抜けることを防止するとともに、パイル繊維２２２と保持部材２２０とが剥がれることを防止し、さらに、保持部材２２０とパイル繊維２２２との間の導通性を確保している。
【００２１】
パイル繊維２２２としては、導電性繊維である、ＳＡ−７（東レ（株）製／単糸デニール６．２５）や、ベルトロン（カネボウ（株）／単糸デニール１０）を８００００〜２４００００本／ｉｎｃｈ２の密度で織ったものであり、そのパイル長が３ｍｍ以上のものを用いた。なぜなら、パイル長が３ｍｍ以下の場合、第二帯電部材２１を感光体ドラム１に均一に接触させるために１ｍｍ程度パイルを感光体ドラム２に食込ませた状態で使用する必要があるが、これでは感光体ドラム１への接触圧力が強くなり、経時により感光体ドラム１の表面に筋状の浅い傷が発生してしまうからである。パイル繊維２２２としては、図３に示す方法で押し付け抵抗Ｒを計測し、ρ＝Ｒ×｛ｗ１×ｗ２×（Ｎ×１０３÷２５．４２）×Ｓ｝÷Ｌ、という計算式によって計算された体積抵抗率ρが１０３〜１０９Ωｃｍのパイル繊維を用いた（ただし、フィラメント断面積をＳ（ｃｍ２）、パイル長をＬ（ｃｍ）、パイル幅をｗ２（ｍｍ）、測定幅をｗ１（ｍｍ）、密度をＮ（ｋフィラメント／ｉｎｃｈ２とする）。１０３Ωｃｍより小さい体積抵抗率のパイル繊維を用いると、感光体ドラム１の微小な欠陥などに対して火花放電を起こし、感光体ドラム１を破壊してしまうし、１０９Ωｃｍより大きいものを用いると、抵抗が大きすぎて著しく帯電性が悪くなるためである。
【００２２】
なお、上記記載中で特に言及しなかった構成部品については、富士ゼロックス製Ｄｏｃｕ  Ｃｅｎｔｒｅ  Ｃｏｌｏｒ  ５００（登録商標）と共通の構成部品を用いた。
【００２３】
次に、実験結果について説明する。以下では、最低な条件を満たした例を「実施例」といい、比較例１と比較例２を実施例の比較対象とする。実施例では、上記計算式を用いて計測した体積抵抗率が１０６Ωｃｍの導電性ブラシを用いた。比較例１は、実施例の画像形成装置から第二帯電部材２１を取り外した場合の例である。比較例２は、上記計算式を用いて計測した体積抵抗率が１０８Ωｃｍの導電性ブラシを用いたときの例である。
【００２４】
図４は、実施例と比較例２のそれぞれにおいて、電源２１１による印加電圧（横軸）と、感光体ドラム１の帯電電位（縦軸）の関係を示す図である。印加電圧は、第二帯電部材２１と感光体ドラム１との間に印加された直流電圧である。帯電電位は、第二帯電部材２１の位置から視てドラム回転方向下流側の感光体ドラム１の表面電位である。つまり、第二帯電部材２１との接触部分を通過した後の感光体ドラム１の表面電位であり、以降、この電位のことを「第二帯電部材通過後の帯電電位」という。図４に示すとおり、比較例２では、印加電圧が４００Ｖ程度から感光体ドラム１の帯電が始まり、その帯電開始以降も帯電電位と印加電圧の差が常に４００Ｖ程度で推移している。これに対し、実施例では、帯電開始電圧が明確でなく徐々に帯電電位が上昇しており、その後印加電圧と帯電電位の差が常に２００Ｖ程度で推移している。即ち、帯電電位と印加電圧の差は、比較例２よりも実施例の方が小さくなっている。これは、実施例においては、放電現象による帯電よりも摩擦や注入による帯電が優勢であると考えられる。
【００２５】
次に、上記結果に基づき、比較例２では、第二帯電部材２１と感光体ドラム１との間の印加電圧を−９００Ｖとし、実施例では上記印加電圧を−７００Ｖとした。これによって、比較例２及び実施例共に、第二帯電部材２１通過後の帯電電位が−５００Ｖ程度になるようにした。また、放電型帯電部材２２と感光体ドラム１との間には電源２２５によって、−５００Ｖの直流電圧にピーク間電圧１．７ｋＶ、周波数１．６ｋＨｚの交番電圧を重畳した交番電圧を印加した。
【００２６】
このような条件で、感光体ドラム１に付着する放電生成物の度合いを比較した。この比較は、画像形成装置におけるクリーニングブレードを外した状態で、白紙画像を１０００枚プリントした後の感光体ドラム１の水に対する接触角に基づいて行った。なお、接触角の測定には、共和界面科学（株）ＣＡ−Ｘ  ロール型接触角計を用い、イオン交換水に対する接触角（１０秒値）を測定することとした。図５のグラフに示すように、プリント前の感光体ドラム１の接触角がおよそ９０度であるのに対し、比較例１，２の場合、１０００枚プリント後の接触角が４０〜５０度となっており、５０〜６０度低下していることがわかった。これに対して、実施例の場合、１０００枚プリント後の接触角は７５度であり、９０度から１５度程度しか低下していない。これによって、実施例では比較例に比べて、プリント前後の接触角の低下が大きく抑制されていることが確認できた。
【００２７】
実施例において、感光体ドラム１の接触角低減が防止される理由としては、放電型帯電部材２２での帯電に先だち、摩擦／注入性の高い第二帯電部材２１により帯電を行っているので、感光体ドラム１を通過する放電電流が抑制されて放電生成物の発生が低減されたものと考えられる。また、放電型帯電部材２２だけで帯電する場合（比較例１）よりも接触角の低下度合いが改善されている理由としては、実施例では放電型帯電部材２２で帯電する際には既に感光体ドラム１が印加電圧のＤＣ成分まで帯電しているので、ＡＣ電圧のピーク付近でした放電現象が発生しないためと考えられる。
【００２８】
さらに、１０００枚プリント後の感光体ドラム１にクリーニングブレードを取り付けるとともに、ギアなどの駆動系ならびに各種中間体を感光体ドラム１から切り離し、クリーニングブレードだけが感光体ドラムに接する状態にして、感光体ドラムを回転するときの軸トルクを測定した。その結果、図６に示す通り比較例１，２ではいずれも１０ｋｇｆｍ以上の軸トルクになっているのに対して、実施例では、７ｋｇｆｍ程度の軸トルクであった。これによって、実施例は比較例１，２に比べて放電生成物が少ないことが重ねて確認できた。なお、図５中の「第二実施例」の結果については後で言及する。
【００２９】
上記のように、実施例のような第二帯電部材２１を用いることで、帯電電位と印加電圧との差が２００Ｖ程度（即ち、感光体ドラム１の帯電電位をＶｈとし、第二帯電部材２１における印加電圧をＶａとするとき、Ｖａ−Ｖｈ＜２００Ｖという関係式を満たす場合）であっても、感光体ドラム１を十分に帯電可能となることが確認できた。これにより、感光体ドラム１における放電生成物の付着を抑制し、クリーニングブレードによる感光体ドラム１の摺擦力上昇による感光体ドラム摩耗を防止することが可能となった。なお、上記のような実験を繰り返し行うことにより、上記計算式を用いて計測した体積抵抗率が１０４〜１０７Ωｃｍの導電性ブラシであれば、良好な実験結果が得られることが判明した。よって、導電性ブラシの体積抵抗率は上記の範囲内にあることが望ましい。
【００３０】
（２）第二実施形態
次に、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態に係る画像形成装置は、上記の第二帯電部材２１に代えて、第二帯電部材２１ａを備えている。この第二帯電部材２１ａは、図７に示すように、表面にイオン伝導性液体を担持可能なロール部材２３と、このロール部材２３にイオン伝導性液体を供給する供給部材２４とを備えている。供給部材２４の端部はロール部材２３に接しており、その接触部分において微量のイオン伝導性液体２５が供給部材２４からロール部材２３に供給される。ロール部材２３は、感光体ドラム１の方向に３００〜１０００ｇの荷重で付勢されているから、ロール部材２３表面に担持されているイオン伝導性液体２５は、ロール部材２３と感光体ドラム１の接触箇所で塞き止められ、楔状（図７の符号２５１に示す部分）に滞留する。この楔状部分２５１を介して感光体ドラム１に対する電荷の注入が行われる。
【００３１】
ロール部材２３は、金属性の芯金２３０に導電弾性層２３１、半導電抵抗層２３２、表面層２３３をこの順に積層したものである。導電弾性層２３１と半導電抵抗層２３２としては、第一実施形態と同様のものを用いることができるので、重ねての説明は避ける。表面層２３３は、イオン伝導性液体に対して親和性を有する性質を持ち、例えばフッ素樹脂、ナイロン樹脂などにＣＢ、金属酸化物などの導電剤を分散させたコート層にＵＶ照射、プラズマ処理などを施し、表面エネルギーを増加させたものである。また、半導電抵抗層２３２と表面層２３３のかわりに、例えばフッ素樹脂、ナイロン樹脂などにＣＢや金属酸化物などの導電剤を分散させ、抵抗を半導電領域に調整したチューブ部材の外側をＵＶ照射やプラズマ処理で表面エネルギーを増大させ、これを導電弾性部材に被覆した二層構造ロールを用いることも可能である。
【００３２】
イオン伝導性液体２５としては、例えば純水、蒸留水或いは水道水などの水や、もしくは水、アルコールなどの溶剤に電解質やイオン化可能な気体分子などを溶解させた液体などが用いられる。上記の水やアルコールなどの溶剤に溶解される電解質としては、ＬｉＣｌＯ４  、Ｎａ２  ＳＯ４  、Ｎａ２  ＣＯ３、ＮａＨＣＯ３  、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＬｉＣｌ、ＭｇＣｌ２  、ＣａＣｌ３  、（ＮＨ４  ）２  ＳＯ４  などさまざまな電解質を用いることができる。また、イオン化可能な気体分子などとしてはＣＯ２  などが挙げられる。このＣＯ２  などのイオン化可能な気体分子は、水等の中に自然に溶解したものを用いてもよいし、積極的に溶解させたものを用いてもよい。
【００３３】
次に、供給部材２４としては、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＵ（ポリウレタン）、ＰＡ（ポリアミド）などから形成される高分子多孔質材料を用いることができる。また、供給部材２４の、ロール部材２３と接する部分以外の周囲を高ガスパリア性の部材で密閉して液体の蒸発を防止するようにしてもよい。
【００３４】
次に、実験結果について説明する。
この第二実施形態では、ロール部材２３として、ＥＰＤＭにＣＢを分散させ、体積抵抗率を１０４〜１０５Ωｃｍに調整した導電発泡層に、ＰＡ（ポリアミド）にＣＢを分散させて表面抵抗率を１０６〜１０７Ω／□に調整し、さらに、コロナ照射により接触角を２０度に低下させた厚さ５０μｍのチューブを被覆し、外径１５ｍｍのロール形状に成型したものを用いた。また、イオン伝導性液体としては、ヤマト科学製純水製造装置「オートピュア」（登録商標）によって精製したイオン交換水を用いた。そして、供給部材２４は、平均孔径１００μｍ、厚さ２ｍｍのＰＶＡを１０枚重ね、これをロール部材２３と接する側に開口を有する導電性ＰＣ製部材に収納し、さらにその外部をアルミ蒸着したＰＥＴフィルムで被覆して形成した。なお、電源２１１に接続するために、容器の側面には電極部材を外部から内部へ貫通するように設け、その周囲をシリコーン系シーラント部材で充填した。以降、上記のような条件での実験結果を「第二実施例」といる。
【００３５】
まず、上記の第二帯電部材２１ａと感光体ドラム１との間に印加する印加電圧と、第二帯電部材２１通過後の感光体ドラム１の帯電電位との関係を図８に示す。図８に示すとおり、印加電圧と帯電電位とはほぼ等しくなっていることがわかる。
【００３６】
次に、上記結果に基づき、放電型帯電部材２２を取り外し、第二帯電部材２１ａと感光体ドラム１との間の印加電圧を−７００Ｖに設定し、面積率３０％のハーフトーン画像を採取したところ、幅２〜３ｍｍ程度の帯電不良部による筋が発生していた。一方、放電型帯電部材２２に対し、−７００Ｖの直流電圧にピーク間電圧１．７ｋＶ、周波数１．６ｋＨｚの交番電圧を重畳した電圧を印加して、同様の画像を採取したところ、帯電不良のない良好な複写像が得られた。放電型帯電部材２２を併用しないと帯電ムラが発生する理由としては、感光体ドラム１とロール部材２３との間の楔状部分に十分な量のイオン伝導性液体２５が堰き止められておらず、イオン伝導性液体２５が部分的に不足しているためと考えられる。
【００３７】
また、上記実施例について、感光体ドラムへ付着する放電生成物の度合いを先の第実施形態の実施例と同様にして評価した。その結果、図５に示すとおり、白紙画像１０００枚プリント後の接触角は８５度であり、９０度からの接触角低下がわずか５度程度に抑制されていることが確認できた。
【００３８】
上記のように、第二実施形態においては、帯電不良抑制と、感光体ドラム１への放電生成物付着抑制が両立できることが確認できた。この第２実施形態では、感光体ドラム１の帯電電位をＶｈとし、第二帯電部材２１の印加電圧をＶａとするとき、ＶａとＶｈはほぼ等しいから、第一実施形態で述べたような「Ｖａ−Ｖｈ＜２００Ｖ」という関係式を満たすことになる。
【００３９】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、帯電均一性を維持しながら感光体ドラムへの放電生成物付着量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
帯電部材を示す図である。
【図２】第一実施形態に係る第二帯電部材の構成を示す図である。
【図３】第一実施形態に係る第二帯電部材のブラシ抵抗測定方法について説明する図である。
【図４】第一実施形態における実験結果を示す図である。
【図５】第一実施形態における実験結果を示す図である。
【図６】第一実施形態における実験結果を示す図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係る第二帯電部材の構成を示す図である。
【図８】第二実施形態における実験結果を示す図である。
【符号の説明】
１・・・感光体ドラム（像担持体）、２１・・・第二帯電部材（第二の帯電部材）、２１ａ・・・第二帯電部材（第二の帯電部材）、２２・・・放電型帯電部材（第１の帯電部材）、２００・・・ＣＰＵ（電圧印加手段）、２１１・・・電源（電圧印加手段）、２２０・・・保持部材、２２１・・・  帯状パイル織物、２２２・・・  パイル繊維、２２３・・・基布、２２４・・・導電性接着剤、２２５・・・電源（電圧印加手段）、２３・・・ロール部材、２３０・・・芯金、２３１・・・導電弾性層、２３２・・・半導電層、２３３・・・表面層、２４・・・供給部材、２５・・・イオン伝導性液体。
【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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【図７】
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【図８】
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