CN1287235C - 带电部件及具备该带电部件的图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供使被带电体带电的带电部件和装有该带电部件的图像形成装置，所述带电部件具有导电粒子和载带所述导电粒子的有弹性的导电粒子载带体，所述导电粒子的凝集度为0.1～85%。利用本发明的带电部件可以改善粒子带电所特有的中间色调图像的不均匀性。

Description

带电部件及具备该带电部件的图像形成装置

技术领域

本发明涉及使被带电体带电的带电部件。另外，还涉及使被带电体与带电部件接触从而使被带电体表面带电的复印机或打印机等的图像形成装置。

背景技术

以前，接触带电装置是使图像承载体等被带电体与辊型(带电辊)、毛刷型、磁刷型、刮片型等导电性带电部件(接触带电部件·接触带电器)接触，在该接触带电部件上施加预定的带电偏压，使被带电体面带上预定的极性·电位的装置。

这些带电装置总称为接触带电装置，但从其带电机构(带电机制、带电原理)的观点考虑，各装置存在很大的不同。在接触带电的带电机构方面分为：I.放电带电机构和II.直接注入带电机构。带电装置的特征取决于其所采用的带电机构的种类。以下说明放电带电机构和直接注入带电机构各自的原理。

I.放电带电机构

是利用由接触带电部件和被带电体之间的间隙中发生的放电现象产生的放电生成物使被带电体表面带电的机构。

因为放电带电系统的接触带电部件和被带电体上具有一定的放电阈值，所以必须如图5A所示(现有的辊带电装置)在接触带电部件上施加比被带电体电位高的电压。另外，虽然与电晕带电器相比发生量非常少，但从理论上来说产生放电生成物。

使用导电辊(带电辊)作为利用放电的接触带电部件的辊带电方式(辊带电装置)在放电稳定性方面优选，所以被广泛采用。该放电用带电辊以导电或中电阻的橡胶材料或发泡体为基层形成辊状，表面以高电阻层制成。在该构成中，从辊与被带电体的接触部分离开数十微米的间隙内发生放电现象。因此，为使放电现象稳定化，要求辊的表层具有平坦、表面平均粗糙度Ra是亚微米以下、辊硬度高的表面。

另外，因放电产生的辊导电如果施加电压高、存在针孔(因被带电体膜损伤导致的基板露出)，则在其周边范围内发生电压降低和导电不良。因此，要使表层的表面电阻为10¹¹Ω以上，以防止电压降低。

II.直接注入带电机构

直接注入带电是指，接触带电部件与被带电体之间在分子水平上接触，通过直接传递电荷使被带电体表面带电(充电)的带电机构。也被称为直接带电或注入带电。

该带电机构中，接触带电部件与被带电体的电位差为数V-数十V左右。其带电特性如图5B(磁刷带电装置)所示。带电电位与施加电压相等，没有产生放电的电压差。另外，可以将带电所必须的电压抑制到很低。

上述的带电机构，其直接带电系统不伴有离子的发生，所以不会产生因放电生成物导致的弊端。换言之，是一种在环境安全、部件劣化耐性、低电力消耗方面均优良的带电方式。

以下说明利用直接注入带电机构的带电装置。

在直接带电机构中，决定带电性能的重要因素是接触带电部件与被带电体之间的接触性。此处所说的接触性是指被带电体通过带电装置的期间内能否与接触带电部件微观上大面积接触。

作为用于直接注入带电装置的接触带电部件的形态，例如用放电用带电辊等进行了试验，但放电用带电辊不可能进行直接注入带电。虽然在外观上看是以高硬度平滑表面结构与被带电体密合，但几乎没有发生电荷注入所必须的分子水平的微观接触。

目前所提出的直接注入带电方式是使用磁刷的粒子带电。

粒子带电：如果考虑到接触密度，则采用导电粒子的带电方式(粒子带电)更为有利。此时使用的导电粒子称为“带电粒子”。作为使用带电粒子的带电方式的装置例，提出了A：使用磁刷带电部件的磁刷带电装置，该磁刷带电部件利用磁铁做成刷子磁性约束作为带电粒子的导电磁性粒子；B：使用在弹性辊上形成有薄层导电粒子层的带电部件的带电装置。

A.磁刷带电装置

图6是磁刷带电装置100之一例的概略构成模型图。120是磁刷带电部件，由固定支承的磁铁辊122、在该磁铁辊122的外周可同轴自由旋转的外嵌非磁性·导电性带电套筒121、在该带电套筒121的外周面上利用带电套筒内部的磁铁辊122的磁力而被吸附保持形成的导电磁性粒子C的磁刷层(磁刷部)124组成。123为外壳，在组装上述的磁刷带电部件120的同时，收容贮存适当量的导电磁性粒子C。125是设置在外壳123上的磁刷层厚限制刮片。

作为构成磁刷层124的带电粒子的导电磁性粒子C，使用铁素体、磁铁矿等磁性金属粒子、或由树脂粘结这些磁性粒子得到的产物。使用电阻值为1×10⁶～10⁹Ωcm的。粒径为10～50μm。

带电套筒121与作为被带电体的如感光鼓1同样以箭头所示顺时针方向被旋转驱动。磁刷124与带电套筒121一起被顺时针方向旋转输送，利用刮片125限制为预定的层厚，被限制层厚的磁刷层124与感光鼓1接触，利用带电接触部n滑擦感光鼓面。穿过带电接触部n的磁刷层124因带电套筒121的旋转而被继续送回外壳123内的导电磁性粒子贮存部，可被循环输送使用。

在导电套筒121上由带电偏压施加电源S1施加预定的带电偏压，感光鼓1的面在带电接触部n处与磁刷层124滑擦，以及通过施加带电偏压而被直接注入带电机构以预定的极性、电位进行均匀的带电处理。

B.利用薄层导电粒子的带电装置

图7是利用薄层导电粒子的带电装置20之一例的概略构成示意图。该带电装置20具有作为接触带电部件的带电辊2、对该带电辊施加带电偏压的电源S1、对该带电辊供给带电粒子的带电粒子供给器3。

带电辊2由金属芯2a、在该金属芯2a的外周同轴一体形成为辊状的作为带电粒子载带体的橡胶或发泡体的弹性·中电阻层2b组成，进而，在该弹性·中电阻层2b的外周面上以薄层的形式载带带电粒子(导电性粒子)m。

该带电辊2以一定的侵入量压接在作为被带电体的感光鼓1上，形成预定宽度的带电接触部n。使带电辊2上载带的带电粒子m在带电接触部n处与感光鼓1的面接触。

带电辊2与感光鼓1同样按箭头所示顺时针方向旋转驱动，在带电接触部n处以与感光鼓1旋转方向相反的反向旋转，藉由带电粒子m与感光鼓1面在保持一定速度差的条件下接触。

相对于感光鼓1的带电辊2的相对速度差可以通过以下方式实现：在与带电辊2相反方向(感光鼓1的旋转为顺旋转方向)上使线速度不同，进行旋转驱动。但是，直接注入带电的带电性依赖于感光鼓1的线速度与带电辊2的线速度之比，因此使带电辊2与感光鼓1同向旋转驱动的方式在转数方面较为有利，同时在粒子保持性方面也优选采用此种构成。

在图像记录装置的图像记录时，从带电偏压施加电源S1向该带电辊2的金属芯2a施加预定的带电偏压。

利用以上方法以直接注入带电方式对感光鼓1的周面进行预定极性、电位的均匀接触带电处理。

涂布在带电辊2的外周面上的带电粒子m在由带电辊2进行感光鼓1的带电的同时附着在感光鼓1面上而被带走。因此，为补足被带走的部分，必须设置对带电辊2供给带电粒子的供给器3。利用带电粒子供给器3对带电辊2涂布带电粒子m通过以下方式进行：将蓄积在带电粒子供给器3的壳体3a内的带电粒子m利用搅拌叶片3b搅拌，供给到带电辊2的外周面上。根据目标涂布量将过剩的带电粒子m以毛刷3c捕集，以涂布适当量的带电粒子。

带电粒子涂布量的控制可以通过控制毛刷3c的转数来随时调节。

C.粒子带电的无清洁器系统的适应性

粒子带电适用于图像记录装置的调色剂循环系统。也就是说，调色剂循环处理是指在转印方式的图像记录装置中将废调色剂(转印残留调色剂)再次用于图像形成，由此可以有效利用调色剂，同时可以减小清洁容器空间，实现装置的小型化，是非常好的结构。

转印残留调色剂被吸附到接触带电部件上成为再利用状态(本来的调色剂电荷量)，通过图像载带体返回显影装置中，由此可以再次用于显影，或者，如果不需要的话就回收，能实现调色剂的循环使用。此处采用的带电装置除了将图像载带体带电之外，还必须能回收转印残留调色剂和使调色剂再次带电。

由以上观点出发，对粒子带电的调色剂循环利用适当性进行了考察。磁刷的特征是本身由粒子构成，可以自由移动，且接触面积大。因此，在磁刷中，从图像载带体上回收转印残留调色剂，进一步，适当调整吸附的调色剂的电荷，可以有效地实现调色剂循环利用所必须的功能。

但是，在上述现有的带电技术中，已经清楚地知道在图像记录装置中会发生以下的像质劣化现象。第一，中间色调图像的均匀性问题。输出中间浓度区域的均匀图像时，在图像中发生扫把扫过后的痕迹那样的黑色条纹状的图像不良，而且在同一中间色调图像中还产生0.1-0.5mm左右的白点状图像不良。进而，基底上发生少许的显影图像不良即图像模糊现象。如果仔细观察图像模糊的状态，会发现图像模糊调色剂以一定单位进行分布。特别是在高温高湿环境下性能降低更显著。另外，在同一环境下长期放置后的打印试验中也很显著。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改善了粒子带电中特有的中间色调图像的不均匀性的带电部件和图像形成装置。

本发明的另一目的是提供一种使导电粒子的凝集性降低的带电部件和图像形成装置。

本发明的另一目的是提供一种图像形成装置，该图像形成装置适合用于：为防止从带电部件脱落的导电粒子的凝集而用显影器回收显影剂。

以下参照附图进一步详细说明本发明的目的和特征。

附图说明

图1是实施方案1的图像记录装置简图。

图2是感光鼓的层结构示意图。

图3A是带电辊电阻值测定方法的说明图。

图3B是带电辊电阻值测定方法的说明图。

图4是实施方案2的图像记录装置的简图。

图5是表示现有辊带电装置和磁刷带电装置的带电特性的图。

图6是磁刷带电装置例的简图。

图7是利用薄层导电粒子的带电装置例的简图。

具体实施方式

《实施方案1》

图1是本发明的带电部件或采用本发明的带电部件的图像记录装置的结构简图。该图像记录装置是利用转印式电摄影法的直接注入带电方式的激光打印机。

(1)图像记录装置的整体简要构成

1是作为被带电体的图像载带体，在本例中是直径24mm的转鼓型负极性OPC感光体(负感光体，以下称为感光鼓)。该感光鼓1按箭头方向以线速度47mm/秒(＝处理速度PS，打印速度)的一定速度被旋转驱动。关于该感光鼓1在下面另外详细说明。

20是带电装置，将旋转的感光鼓1的周面进行带电处理，带上预定的极性和电位。该带电装置20与利用上述图7的薄层导电粒子的带电装置相同，具有作为接触带电部件的带电辊2、对该带电辊施加带电偏压的电源S1和对该带电辊供给带电粒子的带电粒子供给器3。

本例中利用该带电装置20在感光鼓1的周面上以直接注入带电方式进行接触带电处理，带上预定的极性和电位。本例中在带电辊2的金属芯2a上从带电偏压施加电源S1施加-600V的带电偏压，在感光鼓1面上得到与其施加带电偏压基本上同等的带电电位。对于上述的带电装置2和直接注入带电在以下另外详细说明。

4是包括激光二极管、多角棱镜等的激光束扫描器(曝光装置)。该激光束扫描器4对应于目标图像信息的时间序列电子数字像素信号而输出强度可变的激光，利用该激光对上述旋转感光鼓1的均匀带电面进行扫描曝光L。

利用该扫描曝光L在旋转感光鼓1的面上形成对应于目标图像信息的静电潜像。

60是显影装置(显影器)。本例的显影装置60保持磁性调色剂(负调色剂)t，涂敷一定量在显影套筒60a上。调色剂t通过与显影套筒60a摩擦而摩擦带电，利用显影偏压施加电源S2对显影套筒60a和感光鼓1之间施加显影偏压，在显影区域a反转显影感光鼓1上的静电潜像，进行显影。对于上述显影装置60在下面另外详细说明。

6是作为接触转印装置的中电阻转印辊，形成与感光鼓1以一定压力接触的转印压接部b。在该转印压接部b处，从图中未示出的供纸部以一定的时间间隔供纸，用作作为被记录体的转印材料P，且在转印辊6处从转印偏压施加电源S3施加一定的转印偏压，由此将感光鼓1侧的调色剂像依次转印到被供纸到转印压接部b处的转印材料P的面上。

本例中使用的转印辊6是在金属芯6a上形成有中电阻发泡层6b的、辊电阻值为5×10⁸Ω的辊，对金属芯6a施加+2.0kV的电压，进行转印。在转印压接部b处导入的转印材料P被该转印压接部b夹持传送，在其表面侧依次利用静电力和压接力转印形成于旋转感光鼓1表面并被载带的调色剂像。

7是热定影方式等的定影装置。由转印压接部b供纸，接受了感光鼓1一侧调色剂像转印的转印材料P被从旋转感光鼓1的面分离，导入该定影装置7，接受调色剂像定影，作为图像形成物被(打印或复印)被输出到装置外。

然后，感光鼓1再次利用带电装置20带电，反复用于图像形成。

8是感光鼓清洁装置，将残留在感光鼓1上的转印残留调色剂用清洁刮片8a刮落，回收到废调色剂容器8b中。

然后，感光鼓1再次利用带电装置2带电，反复用于图像形成。

(2)感光鼓1

图2是表示本例中使用的感光鼓(电摄影感光体)1的层结构的示意图。该感光鼓1构成如下：在铝制鼓基体(A1为鼓基体)11上依次涂敷有底涂层12、正电荷注入防止层13、电荷发生层14、电荷输送层15的一般有机感光体鼓上，再涂布电荷注入层16，由此提高带电性能。

电荷注入层16，是在作为粘合剂的光固化型丙烯酸树脂中混合分散作为导电性粒子(导电填料)的SnO₂超微粒子16a(粒径约0.03μm)、聚合引发剂等，涂敷后利用光固化法形成膜的。

另外，通过内包四氟乙烯树脂等润滑剂，抑制感光鼓表面的表面能，有全面抑制带电粒子m附着的效果。如果以水的接触角来表示该表面能，则优选为85度以上，更优选为90度以上。

另外，从带电性能的观点出发，表面的表层电阻是重要的因素。在直接注入带电方式中，通过降低被带电体侧的电阻，每一注入点(接触点)的可带电被带电体表面的面积扩大了。因此，带电辊即使在相同的接触状态下，被带电体表面的电阻低时，也可以高效地进行电荷的给予和接受。另一方面，作为感光体使用的情况下，因为有必要保持一定时间的静电潜像，所以电荷注入层16的体积电阻值优选在1×10⁹～1×10¹⁴(Ω·cm)的范围内。

在未使用电荷注入层16的感光鼓的情况下，通过例如使电荷输送层15处于上述电阻范围内也能得到同等的效果。另外，使用表层的体积电阻为约10¹²Ω·cm的无定形硅感光体也能得到同样的效果。

本例中使用的感光鼓1的表层电阻为10¹²Ω·cm。

(3)带电辊2

本例中的带电辊2如上所述，由金属芯2a，在该金属芯2a的外周上形成的作为同芯一体的辊状带电粒子载带体的、由橡胶或发泡体的弹性·中电阻层2b组成。在该带电辊2的弹性·中电阻层2b的外周面上载带带电粒子(导电性粒子)m。也就是说，作为带电部件具备带电辊2和导电性粒子m。

弹性·中电阻层2b由树脂(如聚氨酯)、导电性粒子(如炭黑)、硫化剂、发泡剂等组成，在金属芯2a上形成辊状。之后，研磨表面。

本例中使用的带电辊2与一般使用的放电用带电辊相比，在以下2方面不同。

1)在表层上载带高密度的带电粒子m而具有特定的表面结构和粗糙度特性；

2)具有直接注入带电所必须的电阻特性(体积电阻、表面电阻)。

1)表面结构和粗糙度特性

以前，进行放电的辊表面是平坦的，表面的平均粗糙度Ra是亚μm以下，辊硬度也高。在使用放电的带电中，放电现象在从辊和被带电体的接触部离开数十μm的间隙内发生。辊和被带电体的表面存在凹凸的情况下，因为电场强度局部不同，所以放电现象不稳定，产生带电不均现象。因此，现有的带电辊需要平坦且高硬度的表面。

考察放电用带电辊不能进行注入带电的原因时，发现上述的表面结构中，虽然在外观上与作为被带电体的感光鼓密合，但几乎没有电荷注入所必须的分子水平的微观接触。

另一方面，本实施例中的带电辊2必须具有为高密度载带带电粒子m的必要程度的粗糙度。优选平均粗糙度Ra为1μm～500μm。

如果低于1μm，则用于载带带电粒子m的表面积不足，同时，绝缘物等(如调色剂)附着在辊的表层时其周边无法与作为被带电体的感光鼓接触，带电性能降低。

考虑粒子的保持能力时，优选具有比使用的带电粒子粒径大的粗糙度。

相反，如果大于500μm，则辊表面的凹凸使被带电体的面内带电均匀性降低。本例中的Ra为40μm。

测定平均粗糙度Ra时，使用Keyence公司制的表面形状测定显微镜VF-7500、VF-7510，用250倍-1250倍的对物透镜，在非接触的状态下测定辊表面形状和Ra。

2)电阻特性

现有的使用放电的带电辊是在金属芯上形成低电阻的基层后，在表面覆盖高电阻层。利用放电进行的辊带电，如果施加电压高、出现针孔(因膜的损伤导致基板露出)，则直至其周边发生电压降低和带电不良。因此必须在10¹¹Ω以上。

另一方面，在本实施例的直接注入带电方式中，为使低电压带电成为可能，没有必要使接触带电部件的表层为高电阻，可以以单层构成辊。在直接注入带电中带电辊2的表面电阻优选为10⁴～10¹⁰Ω。

如果大于10¹⁰Ω，则辊表面产生较大的电位差，所以放出偏压作用在带电粒子上，变得容易被放出。另外，带电面内的均匀性降低，因辊的滑擦产生的不均在中间色调图像上出现条纹状，图像品质降低。

另一方面，低于10⁴Ω时，即使是用注入带电方式也会因感光鼓针孔引起周边的电压降低。

进而，体积电阻优选在10⁴～10⁷Ω的范围内。低于10⁴Ω时，容易发生因针孔泄漏导致的电源电压降低。另一方面，大于10⁷Ω时，无法确保带电所必须的电流，带电电压降低。

用于本实施例中的带电辊2的表面电阻和体积电阻分别为10⁷Ω和10⁶Ω。

带电辊2的电阻测定按以下方法进行。测定时的构成如图3A和图3B所示。辊电阻的测定是在带电辊2的金属芯2a上施加总压9.8N(1kgf)，在外径24mm的绝缘体鼓93上设置电极，进行测定。电极是在主电极92的周围配置保护电极91，以图3A和图3B所示的配线图进行测定。主电极92和保护电极91间的距离大致调整为弹性·中电阻层2b的厚度，确保主电极92相对于保护电极91具有充分的宽度。测定时由电源S4向主电极92施加+100V的电压，测定流过电流计Av和As的电流，分别测定体积电阻、表面电阻。

上述本例中的带电辊必须满足以下2个条件：

(i)为在表层载带高密度的带电粒子而具有表面结构粗糙度特性；

(ii)直接带电所必须的电阻特性(体积电阻、表面电阻)。

3)其他的辊特性

在直接注入带电方式中，接触带电部件具有作为柔软电极的功能，非常重要。

在磁刷中，由磁性粒子层自身具有的柔软性来实现。

在本例的带电装置20中，通过调节带电辊2的弹性·中电阻层2b的弹性特性来实现。优选Asker-C硬度在15度至50度的范围内。更优选为20～40度。

如果过高，则无法得到必要的侵入量，无法确保与被带电体之间的带电接触部n，所以带电性能降低。另外，因为无法实现物质的分子水平接触，所以因为异物混入等而妨碍了与周边的接触。

另一方面，如果硬度过低，则形状不稳定，与被带电体的接触压不均匀，发生带电不均。或者，因为长期放置而导致辊的永久变形形变，产生带电不良。

本例中，使用Asker-C硬度为20度的带电辊2。带电辊2相对于感光鼓1，从辊的两端轴施以总荷重1000g的压力，加压接触。结果是辊从感光鼓的表面侵入约0.2mm-0.3mm，辊与鼓的接触部n的宽度为2.7mm。

4)带电辊的材质、结构、尺寸

作为带电辊2的弹性·中电阻层2b的材质，例如可以使用在EPDM、聚氨酯、NBR、硅橡胶、IR等中分散有用于调节电阻的炭黑或金属氧化物等导电性物质的橡胶材料。也可不分散导电性物质，而是使用离子导电性材料调节电阻。之后根据需要进行表面粗糙度调节、研磨等，成型。另外，也可构成功能分离的多层。

但是，作为带电辊2的弹性·中电阻层2b的形态优选多孔体结构。在辊成型的同时可以得到上述的表面粗糙度，这在制造方面有利。作为发泡体的泡孔直径，优选为1-50μm。发泡成形后，通过研磨其表面而使多孔体表面露出，可以制成具有上述粗糙度的表面结构。

最终制成如下的带电辊2：在直径6mm、长度方向长240mm的金属芯2a上形成具有多孔体表面的层厚6mm的弹性·中电阻层2b，外径18mm，中电阻层长度方向长220mm。

(4)带电粒子m

本例中，作为带电粒子m，使用比电阻为10³Ω·cm，平均粒径为1.3μm的导电性氧化锌。带电粒子m被容纳在带电粒子供给器3的壳容器3a内。

作为带电粒子m的材料，可以使用其他的金属氧化物等导电性无机粒子或与有机物的混合物、或进行过表面处理的各种导电粒子。本发明中的带电粒子m没有进行磁约束的必要，所以没有必要具有磁性。相反，本实施例的带电粒子(导电性粒子)m是非磁性的，所以与磁性导电粒子相比，可以减小粒径。因为导电粒子可以与感光体致密接触，所以可以提高注入带电性。

由于是通过粒子进行电荷的给予和接受，所以比电阻必须为10¹²Ω·cm以下，优选为10¹⁰Ω·cm以下。另一方面，在鼓上有针孔的情况下，为防止泄漏后的痕迹，优选为10^-1Ω·cm以上，更优选为10²Ω·cm以上。

电阻测定是利用片剂法测定，进行标准化求出。也就是说，在底面积为2.26cm²的圆筒内装入大约0.5g的带电粒子m，在上下电极上施加147N(15kgf)的压力，同时施加100V的电压，测定电阻值，然后进行标准化，算出比电阻。

粒子粒径测定采用Coulter公司制的LS-230型激光衍射式粒度分布测定装置，在其上装配流体模块，设定0.04-2000μm的粒径测定范围，利用得到的体积基准的粒度分布算出D50。测定方法如下：在10ml甲醇中加入约10mg粒子，利用超声波分散机分散2分钟后，在测定时间90秒、测定次数1次的条件下进行测定。

带电粒子m不只是以一次粒子的状态存在，有时也以一次粒子凝集的二次粒子状态存在。二次粒子如果能够实现作为带电粒子m的物性和功能，则可以发挥带电粒子的功能。但是，如果由2次粒子构成，则带电性能虽然可以提高，但另一方面，图像模糊或中间色调图像的均匀性的降低也变得显著。这是因为2次粒子有进一步凝集的倾向，成为图像不良的原因，所以有必要将凝集度调整到适当的范围内。关于这一点在下面另外详细说明。

带电粒子用于感光体的带电时，为了不妨碍潜像曝光，希望是白色或接近透明的。另外，如果考虑到带电粒子m从感光体上部分转印到记录材料上，则在彩色记录中希望是无色或白色的。也就是说，带电粒子m可以是非磁性的。另外，为了防止图像曝光时因粒子引起的光散射，优选其粒径为构成像素大小以下，更优选为调色剂粒径以下。作为粒径的下限值，从能稳定地得到粒子的角度出发，以10nm为限。

也就是说，可以使用粒径0.01-10μm的带电粒子。优选使用0.1-5.0μm的。如果粒径过小，则除了制造上的问题之外，附着调色剂时调色剂劣化显著。如果过大，则难以维持考虑到环境变化时的带电性能。

本发明中，从粒子凝集度的观点考虑，带电粒子的粒径优选在0.5-3μm的范围内。

另外，粒子必须具有适当的比表面积。比表面积优选为1×10^-5至100×10^-5cm²/cm³。更优选为1×10^-5至100×10^-5cm²/cm³。在该范围以下的情况下，即使是同粒径的带电粒子，作为带电粒子的性能也降低。其原因据猜测是因为如果比表面积小，则表面结构比较单纯，与被带电体接触时的接触点减少。另一方面，如果过大，则会象在第二实施方案中那样发生调色剂的性能降低。比表面积特别大的粒子，其粒子结构减弱，有难以维持稳定粒径的倾向。

随着比表面积的增加，带电性能大幅度提高，但比表面积大的粒子有粒子间凝集增大的倾向。其结果是，容易发生作为本发明的课题的图像不良。因此，随着比表面积的增加，要着眼于凝集度来选择粒子，或实施各种表面处理以减弱凝集力，实现更高性能的带电粒子。

粒子的比表面积的测定方法如下。

首先，按照BET法，利用比表面积测定装置“Gemini2375”(Ver.5.0，岛津制作所制)，在试样表面吸附氮气，用BET多点法算出BET比表面积(cm²/g)。

然后使用干式自动密度计“Accupyc 1330”(岛津制作所制)求出真密度(g/cm³)。此时，用10cm³的试样容器，作为试样前处理，进行10次的氦气清洗(最高压19.5psig)。之后，作为判断容器内压力是否达到平衡的压力平衡判定值，将试样室内的压力摆动标准设定为0.0050/min，如果在该值以下则被认为是平衡状态，开始测定，自动测定真密度。测定进行5次，求其平均值，作为真密度。

粉体(粒子)的的比表面积如下求出。

比表面积(cm²/cm³)＝BET比表面积(cm²/g)×真密度(g/cm³)

(5)带电粒子载带量

在粒子带电中，减小带电粒子m的粒径，提高带电性能，但带电粒子m向感光鼓1的脱落变得显著。能将带电粒子m保持在带电辊2上的力因为是较弱的附着力，所以即使供给较多的粒子也难以保持粒子，粒子脱落到感光鼓1上，抑制了之后的显影过程或在转印纸上的图像不良的影响。因此，理想的情况是在带电辊表层上均匀涂布一层，但实际的情况是，可以通过调节载带量从而在确保带电性的同时减少附着的粒子。

有必要通过调节辊表面的平均粗糙度Ra来保持粒子的载带量。以平均粗糙度Ra除载带量得到的值优选为1以下，更优选为0.3以下。

本例中相对于带电辊表面粗糙度Ra的非磁性带电粒子载带量为1mg/cm²/μm(50mg/cm²、Ra＝50μm)以下。优选为0.3mg/cm²/μm(15mg/cm²、Ra＝50μm)以下，这样可以得到良好的结果。

另一方面，为确保带电性能所必须的最小载带量，同样以粒子载带量/Ra值计为0.005mg/cm²/μm(0.25mg/cm²、Ra＝50μm)。更优选为0.02mg/cm²/μm(1mg/cm²、Ra＝50μm)。

也就是说，载带量/Ra的值优选为0.005-1，更优选为0.02-0.3mg/cm²/μm。

本实施例中，调节载带量为0.1mg/cm²/μm(4mg/cm²、Ra＝40μm)。

载带量的调节可以通过调节带电粒子供给器3的毛刷3c的转数进行。刷的速度越快，粒子载带量可以设定得越低。另外，可以根据需要通过搅拌叶片3b的旋转速度、毛刷3c的密度来进行调节。

载带量的测定方法是，洗净载带在带电辊上的粒子，测定粒子的重量和电阻。

在超声波洗涤器内调和乙醇和水(1∶2)组成的洗涤液，将辊浸入其中进行洗涤。反复洗涤，同时用光学显微镜等确认辊的表面，一边根据需要用刮板等滑擦辊表面，反复进行洗涤，由此除去辊上的附着物。

将得到的洗涤液静置1-2小时，分离上清液时后除去上清液。之后在105℃下充分干燥，萃取辊的载带物。由得到的粒子总重量和带电辊2的表面积(由辊的长度方向长度算出)求出每单位面积的载带量。

(6)带电粒子的凝集度

即使将带电粒子的载带量调节为适合载带体表面粗糙度的量，也无法完全防止粒子从带电部件脱落。特别是在高温高湿环境下脱落粒子量多，脱落的粒子的状态也是凝集比较严重，容易产生中间色调图像不匀或图像模糊等图像不良。本发明中，对于带电粒子的物理特性，引入了凝集度评价从而可以选定良好的带电粒子来构成带电装置，由此可以抑制对带电性能及之后处理的不良影响。

本发明中，优选使用凝集度为0.1％～85％的带电粒子，优选使用60％以下的。

作为本发明中“带电粒子凝集度”的测定方法，使用Powder Tester(Hosokawamicron公司制)振动筛，在振动台上按网眼大小从下至上依次叠放200目(网眼大小75μm)、100目(网眼大小150μm)、60目(网眼大小250μm)的筛子，即60目筛(网眼大小250μm)在最上面，下面依次是100目筛(网眼大小150μm)和200目筛(网眼大小75μm)。振动台的振幅用振幅计调整在1mm的范围内，调节对振动台的输入电压。

测定时在60目(网眼大小250μm)筛上加5g试样，利用计时器振动约15秒，之后测定各筛上残留的试样质量，用下式求出凝集度。凝集度的值越小，带电粒子的凝集度越低。

凝集度(％)＝(60目筛上的试样质量(g))/5g×100+(100目筛上试样质量(g))/5g×100×0.6+(200目筛上试样质量(g))/5g×100×0.2

利用Powder Tester进行凝集度测定时，根据粒径或目的来调节筛眼的大小，但在本例中粒子的凝集对图像有影响，所以使用下述作为白点状图像缺陷评价基准的0.3mm(300μm)左右的筛子。结果发现粒子凝集度和图像间密切相关。

在23度、60％的环境下进行测定。测定用的试样在同环境下放置24小时后进行测定。

另外，带电粒子的凝集度测定试样是从带电辊2上采集后制成的。但是，对于实施方案1而言，也可以蓄积在粒子供给器3中的粒子来代用。

在下述的实施方案2中采用以下的方法。利用上述的采集带电辊2上附着物的方法采集附着物后，将附着物溶解于调色剂可溶性的溶剂中，充分干燥放置后的沉淀物，制成凝集度测定用试样。

1)带电粒子的凝集度降低

带电粒子使用导电性微粒，但因为粒径小或粒子吸湿而造成凝集度增大，非常容易引起粒子间的凝集。为降低粒子的凝集度，进行各种表面处理是有效的。其中各种疏水化处理或通过添加润滑剂粒子使粒子间附着力降低的表面处理方法是有效的。特别重要的问题是粒子间附着力问题，通过将粒子间附着力降低到一定的水平，可以改善图像品质。但是，通过表面处理等进行时，有必要考虑处理剂的电阻或处理量等后进行。有必要将粒子自身调节到上述的电阻范围内。

以下说明本例中采用的代表性的疏水化处理方法以及外加润滑剂的方法。

2)疏水化处理方法

作为带电粒子的疏水化处理可以采用各种处理方法。处理剂可以使用聚硅氧烷清漆、硅油、硅烷化合物、硅烷偶合剂、有机硅化合物、有机钛化合物、硬脂酸锌、高级脂肪酸等，可以单独使用或组合使用进行处理。其中，优选用硅烷偶合剂进行处理，处理简便且在制造方面也很有利。对于制造方法没有特别限定，但例如可以采用以下方法：在适当的溶剂中分散或溶解上述处理剂，添加带电粒子后搅拌混合，进行脱溶剂、干燥，破碎后调节粒度。

另外，在处理量方面，相对于带电粒子100质量份，优选0.02～10质量份，更优选0.05～5质量份，特别优选0.1～2质量份。处理量如果过少，带电粒子之间的凝集力增大，从带电器脱落时容易造成凝集块。另一方面，如果过多，则阻碍了带电粒子的导电性，变得无法对被带电体进行充分的直接注入带电。

3)外加润滑剂

作为防止粒子间凝集的手段，外加润滑剂是有效的。润滑剂例如可以使用含氟树脂粉末(聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯等)、硅酮类树脂粉末、脂肪酸金属盐(硬脂酸锌、硬脂酸钙)等。其中优选添加硅酮类树脂粉末。使用少量即可有效防止凝集。

在处理量方面，相对于带电粒子100质量份，优选使用0.02～10质量份，更优选使用0.05～5质量份，特别优选1～3质量份。如果处理量过少，则带电粒子间凝集力增大，从带电器脱落时容易产生凝集块。另一方面，如果过多，则阻碍带电粒子的导电性，变得无法对被带电体进行充分的直接注入带电。

也可以使用表面经疏水化处理后再用润滑剂进行表面处理的带电粒子。

(7)显影装置60

60a是内包磁辊60b，作为显影剂载带输送部件的非磁性旋转显影套筒，显影容器60e内的作为显影剂的调色剂t被输送到旋转显影套筒60a上的过程中，利用限制刮片60c进行层厚限制和电荷赋予。60d是进行显影容器60e内的调色剂循环、依次向套筒周边输送调色剂的搅拌部件。

涂敷在旋转显影套筒60a上的调色剂t通过套筒60a的旋转被输送到感光鼓1和套筒60a的相对部的显影部位(显影区域部)a。另外，由显影偏压施加电源S5向套筒60a施加显影偏压。

在本例中，显影偏压是DC电压和AC电压的重叠电压。由此感光鼓1侧的静电潜像利用调色剂t被反转显影。

调色剂t：作为显影剂的单组分磁性调色剂t是将粘和树脂、磁性体粒子、电荷控制剂混合后经混炼、粉碎、分级各步骤后制成，也可进一步作为外加剂而添加流动化剂制成。调色剂的平均粒径(D4)为7μm。

《实施方案2》

图4是表示采用本发明带电装置的第二实施方案的图像记录装置的简要构成图。

本实施例的图像记录装置，是利用转印式电摄影处理、直接注入带电方式、调色剂循环处理(无清洁器系统)的激光打印机。对于与上述实施方案1的图像记录装置相同之处省略再次说明，只对不同点进行说明。

在带电装置20上未装设对带电辊2供给带电粒子的专用供给器3。取而代之的是，带电粒子m添加在显影装置60的显影剂t中，在静电潜像于感光鼓1上显影时与调色剂一起附着在感光鼓1的表面上，随着感光鼓1的旋转而被运至带电接触部n，通过感光鼓1向带电辊2供给。

显影装置60是使用单组分磁性调色剂(负极性调色剂)的反转显影装置。在显影装置内收容显影剂t和带电粒子m的混合剂t+m。旋转感光鼓1的面上的静电潜像通过该显影装置60在显影部位a处显影为调色剂像。

也就是说，本例的图像记录装置采用调色剂循环处理，不必用专用的清洁器(清洁装置)去除图像转印后残留在感光鼓1面上的转印残留调色剂，而是随着感光鼓1的旋转被运至带电接触部n，在带电接触部n处被暂时回收到与感光鼓1反向旋转的带电辊2上，随着该带电辊外周转一圈，反转的调色剂电荷被标准化(normalized)，依次被排出到感光鼓1上，到达显影部位a，在显影的同时在显影装置60处被清洁器回收、再利用。

(1)带电装置20

和实施方案1相比，不同点在于未装配带电粒子供给器3。另外，在带电装置使用初期，带电辊2优选按照本发明方式构成带电部件。带电粒子具有降低带电辊和感光体之间摩擦力的作用，如果没有粒子存在，则不仅需要较大的驱动扭矩，而且还会造成装置的破损。另外，按照本发明，通过预先载带适当调节过凝集度的带电粒子，可以抑制特别是长期在高温高湿环境下放置时容易发生的粒子对感光体的附着现象。

(2)显影装置60

60a是内包磁辊60b，作为显影剂载带输送部件的非磁性旋转显影套筒，显影容器60e内的显影前混合剂t+m中的调色剂t被输送到旋转显影套筒60a上的过程中，受到限制刮片60c的层厚限制和电荷赋予。60d是在显影容器60e内进行调色剂循环、依次向套筒周边输送调色剂的搅拌部件。

涂敷在旋转显影套筒60a上的调色剂t通过套筒60a的旋转被输送到感光鼓1和套筒60a的对向部即显影部位(显影区域部)a处。另外，套筒60a上利用显影偏压施加电源S5施加显影偏压。

本例中，显影偏压是DC电压和AC电压的重叠电压。感光鼓1侧的静电潜像利用调色剂t被反转显影。

a)调色剂t：作为显影剂的单组分磁性调色剂t是将粘和树脂、磁性体粒子、电荷控制剂混合后经混炼、粉碎、分级等步骤后，再外加带电粒子m或作为外加剂的流动化剂后制成。调色剂的平均粒径(D4)为7μm。

b)带电粒子m：基本与实施方案1相同，但在适当粒径范围方面有若干不同。详细情况在下面说明。

(3)带电粒子载带量、覆盖率

a)带电粒子载带量

本实施方案中，因为采用调色剂循环方式，所以与实施方案1相比，更多的调色剂污染了带电辊表面。由摩擦带电产生的电荷保持在调色剂的表面上，所以具有10¹³Ω·cm以上的电阻值。因此，带电辊2如果被调色剂污染，则带电辊2上载带的粒子电阻增加，带电性能降低。即使带电粒子的电阻很低，由于调色剂的混入而导致载带的粉体的电阻上升，对带电性产生不良影响。

因此，带电粒子载带量参照实施方案1，载带量/Ra优选为0.05～1，更优选为0.02～0.3mg/cm²/μm，该成分中有时含有较多调色剂，带电性能当然降低。

此时，载带粒子的电阻增大，且这种状况可以被观察到。换言之，在实际使用状态下，对于带电辊2上载带的粒子(包括调色剂或纸粉等混入物)也可以利用上述方法测定电阻，其值为10^-1～10¹²Ω·cm，优选为10^-1～10¹⁰Ω·cm。

为掌握带电粒子m带电中产生实际效果的存在量，更为重要的是调节带电粒子m的覆盖率。因为带电粒子m是白色的，所以可以与磁性调色剂的黑色区分。利用显微镜观察求出呈白色的区域作为面积率。覆盖率为0.1以下的情况下即使提高带电辊2的线速度带电性能也不充分，所以将带电粒子m的覆盖率保持在0.2-1的范围内是很重要的。

载带量的调节基本上是通过调节带电粒子m在显影剂t中的添加量来进行的。另外，也可根据需要，通过在带电辊2外周的一部分上接触弹性刮片来进行调节。通过接触部件，有使调色剂的摩擦带电极性标准化的效果，可以调节载带在带电辊2上的粒子量。

b)覆盖率的测定

覆盖率的测定是在与辊接触条件相近的状态下进行显微镜观察来计测被导电粒子覆盖的面积。具体而言，在不施加带电偏压的状态下，停止感光鼓1和带电辊2的旋转，用VIDEO MICRO SCOPE(Olympus制OVM1000N)和DIGITAL STILL RECORDER(Delts制SR-3100)摄影。在与带电辊2和感光鼓1接触的相同条件下使带电辊2与滑动玻璃接触，从滑动玻璃的背面用视频显微镜对该接触面以1000倍的对物透镜摄影。之后以事先测定的带电粒子的颜色或灰度分离覆盖区域，求出面积率。或者，难以利用颜色判定的情况下，利用荧光X射线分析装置SYSTEM3080(理学电机工业(株)制)对辊最表面的物质进行测定。首先，在初期状态下在被带电粒子覆盖的带电辊和感光鼓之间，夹入聚酯胶带(Nichiban制No550(#25))，其粘合面朝向辊，鼓和辊从动旋转，辊和鼓的压接部一次通过。此时，在胶带表面上取一层辊最表面的粒子样品。另一方面，对于打印试验结束后的辊也进行同样取样。对于导电粒子中含有的特定元素定量其含量，由此可以求出覆盖率。换言之，以只载带有导电粒子辊的胶带试样作为1，算出打印试验后的试样比例，可以求出覆盖率。

《本发明的着眼点》

对于粒子带电中的改良点，说明到目前为止的开发经过，同时详细说明本发明的新着眼点和改善反向。

(1)粒子带电装置开发经过

粒子带电的带电性能，与接触密度即粒子密度有很大的关系。在开发带电装置时，更多的是着眼于如何提高粒子密度来进行的。在磁刷带电装置中，通过减小磁性粒子的粒径，以图提高带电性能。但是存在10-20μm的极限。对于感光体带电时产生的静电力有必要施加一定的磁约束力。磁约束力与粒径有很大关系，磁约束力的降低会发生粒子脱落问题。为打破该极限，提出了在薄层上载带导电性粒子而构成的带电装置。

在薄层上载带该导电性微粒而成的带电装置中，粒径减小的同时，减少载带量而形成薄层的带电粒子层，由此即使用物质间的弱磁约束力也能构成粒子带电装置。具体而言，粒径为0.01-10μm就能进行粒子带电，显著提高了带电性能。但是也并不是完全不会产生粒子脱落。虽然不象大粒径磁性粒子那样，但也发生了图像模糊或中间长图像的均匀性降低的问题。这些问题与从带电装置脱落的带电粒子有关，因作为带电粒子的导电性粒子的粒子配方的不同而有很大变化。这些问题可以通过调节相对于导电粒子载带体的粗糙度的导电粒子载带量来改善。载带量增大后带电性提高，黑色纵条纹状的图像不良减少。但是，白点状图像不良增加，最终导致图像均匀性降低。另外，图像模糊也有增加的倾向。特别是图像模糊是以面内不匀形式发生的，所以推测是因为粒子的凝集块造成的影响。

另一方面，减少载带量时白点状的图像不良有减少的倾向，但发生带电不良，条纹状的图像不良很显眼。如果进一步减少载带量，则无法得到必需的带电电位，图像模糊问题、均匀性方面都恶化。

另外，作为其他的提高像质的手段有对粒径进行调节的方法。在粒径大的情况下，鼓带电性降低的同时白点状的图像不良也有增加的倾向。另外，粒径小的情况下，图像均匀性虽然提高，但难以改善图像模糊问题。

如上说明，到目前为止进行了微粒的粒径和粒子量的调节，但还是不能得到完全解决上述问题的性能。

作为提高带电性能的手段，有提高粒子比表面积的方法。粒子构成2次粒子等方法可以提高比表面积，即使粒径相同也能大幅度提高带电性能。但同时粒子之间的凝集力也有增加的倾向，变得容易发生上述的图像不良。

因此，本发明着眼于粒子的“凝集”，通过对带电粒子进行改性而试验了通过提高带电性能和脱落粒子来改善图像不良。以下通过实施例来说明本发明的优点。

《实施例和比较例》

(1)比较例1

是按照实施方案1的图像形成装置，但带电粒子使用现有的凝集度高的粒子。使用粒径1.3μm、凝集度88％的粒子。

(2)实施例1

是按照实施方案1的图像形成装置，带电粒子m使用粒径1.3μm、凝集度60％的粒子m，以带电粒子供给器3向带电辊2涂布。

(3)比较例2

是按照实施方案2的图像形成装置，带电粒子m使用现有的凝集度高的粒径1.3μm、凝集度89％的粒子m，在显影剂中添加约1重量％。

(4)实施例2

是按照实施方案2的图像形成装置。带电粒子m使用以处理剂正丁基三甲氧基硅烷进行过硅烷偶合处理(在评价结果表中记作处理A)的粒子。另外，其处理量相对于带电粒子为1重量％。使用粒径1.3μm、凝集度85％的粒子m，在显影剂中添加约1重量％。

(5)实施例3

是按照实施方案2的图像形成装置，带电粒子m使用与实施例2同样处理的粒子，其处理量相对于带电粒子为1.8重量％。使用粒径1.3μm、凝集度60％的粒子m，在显影剂中添加约1重量％。

(6)比较例3

是按照实施方案2的图像形成装置，带电粒子m使用现有的凝集度高的粒径1.8μm、凝集度89％的粒子m，在显影剂中添加约1重量％。

(7)实施例4

是按照实施方案2的图像形成装置，带电粒子m使用经处理剂正丁基三甲氧基硅烷进行过偶合处理的粒子，其处理量相对于带电粒子为1重量％。使用粒径1.8μm、凝集度45％的粒子m，在显影剂中添加约1重量％。

(8)实施例5

是按照实施方案2的图像形成装置，带电粒子m使用与实施例4同样处理后外加0.7重量％氧化硅进行处理(在评价结果表中称为处理B)的粒子。粒径为1.8μm，凝集度为43％，在显影剂中添加约1重量％。

(9)实施例6

是按照实施方案2的图像形成装置，带电粒子m使用与实施例4同样处理后外加2.8重量％氧化硅进行处理的粒子。粒径为1.8μm，凝集度为25％，在显影剂中添加约1重量％。

(10)各实施例和比较例的评价方法

a)图像评价

在2000张后对中间色调均匀性、图像模糊进行图像评价。打印试验在32.5℃、80％的高温高湿环境下进行。

图像图案的打印率为5％，使用长度方向打印率没有差别的图案进行打印试验。

b)中间色调均匀性(图像缺陷的评价)

输出中间色调图像，从图像的缺陷数量进行图像评价。各例的打印机使用600dpi激光扫描器进行图像记录。

本评价中所说的中间色调图像是指记录主扫描方向的1条线，之后的2条线为非记录的条纹模样，整体呈现为中间色调浓度。

各例的打印机在反转显影系统中进行图像记录，所以图像曝光被阻碍时在显影时发生泄漏，在图像上发生白点。

另外，因为带电性能降低，所以有时发生扫把扫过后的痕迹那样的黑色条纹状图像缺陷。

本发明中重视中间色调图像的均匀性，按以下标准评价这些缺陷部位的数量。在图像缺陷评价中，将0.3mm以下的白点及5mm以上的条纹评价为缺陷部位，计数后进行评价。

A：存在低于10的图像缺陷

B：存在10-50的图像缺陷

C：存在50(包括50)-100(不包括100)的图像缺陷

D：存在100以上的图像缺陷

c)图像模糊评价

图像模糊是指本来未打印的白部(为曝光部)有极少量的调色剂被显影而产生底面污染的图像不良。在本实施例中图像模糊的特征是图像模糊调色剂呈条纹状发生，按照现有评价方法测定图像模糊反射率进行评价。图像模糊量利用光学反射率测定仪(东京电饰制TC-6DS)测定经绿色滤光片的光学反射率，用只用记录纸的反射率减去上述反射率，求出图像模糊部分的反射率量，评价图像模糊量。测定记录纸上10点以上的图像模糊量，求出其平均值。

A：图像模糊量为0-2.9％

B：图像模糊量为3.0-3.5％

C：图像模糊量为3.6-4.0％

D：图像模糊量为4.1％以上

(11)评价结果

各实施例和比较例的评价结果汇总在下表中给出。

表1评价结果表

	实施方案	导电粒子粒径(μm)	导电粒子处方(处理量)	导电性粒子凝集度(％)	图像模糊评价	中间色调均匀性评价
							比较例1	实施方案1	1.3	未处理	88	D	D
实施例1	实施方案1	1.3	处理A(1.8％)	60	B	B
							比较例2	实施方案2	1.3	未处理	89	D	D
实施例2	实施方案2	1.3	处理A(1％)	85	C	C
							实施例3	实施方案2	1.3	处理A(1.8％)	60	C+	C
比较例3	实施方案2	1.8	未处理	88	D	D
							实施例4	实施方案2	1.8	处理A(1％)	45	B	B
实施例5	实施方案2	1.8	处理A(1％)&处理B(0.7％)	43	B+	B+
							实施例6	实施方案2	1.8	处理A(1％)&处理B(2.8％)	25	A	A

以下说明各实施例和比较例的评价结果及本发明的有效性。

比较例1是使用现有的导电性微粒构成的带电装置。粒子的凝集度高达88％。图像评价结果是图像模糊和中间色调均匀性都差。

另一方面，利用本发明的实施例1中，带电粒子凝集度低至60％。图像评价为良好，为B级。

以下详细说明二者的不同。为保持一定的带电性能在带电部件上载带的粒子量没变，但作为带电装置的性能有很大不同。特别是在脱落的粒子状态方面二者有很大不同。

凝集性高的现有例的带电粒子，在感光体上观察时，可以看到以斑状凝集。脱落的带电粒子在以前对之后的处理过程带来不利影响，中间色调发生白点状图像缺陷，发生图像模糊增加等现象。

另一方面，本实施例中，虽然存在脱落的带电粒子，但斑状凝集减少，改善了对之后处理过程的不利影响。

比较例1中在白点图像缺陷中产生了特征性的各转动部位(turnregion)。对应于感光体外周长周期性地发生白点或数毫米大的白点缺陷。在带电器使用初期或长期停止使用后再起动时这种问题很常见，是因为感光体上固结带电粒子造成的。

但是在实施例1中几乎见不到这种固结，推测是因为降低带电粒子凝集力的效果发生了作用。

比较例2是采用了实施方案2的无清洁器方式的图像形成装置，构成了现有的粒子带电装置。与比较例1相同，粒子的凝集度高，图像品质差。特别是中间色调的图像均匀性降低，发生黑色条纹状的缺陷白点，结果不好。

另一方面，利用本发明的带电装置的实施例2的图像形成装置提高了像质。在无清洁器处理方式中，可以有效地降低带电粒子的凝集度。

在实施例3中，增加了表面处理量，以凝集度低的带电粒子构成，由此得以提高像质。比较实施例2和3，虽然二者等级相同，但通过比较可以确认实施例3被进一步改善了。

比较例3中使用带电粒子粒径为1.8μm的粒子。据推测凝集现象起因于粒子间的附着力，粒径越大粒子间的接触密度减少，所以不容易引起凝集。但是，在比较例3中几乎见不到凝集度的降低，图像评价的等级也未见改善。

实施例4中使用了粒径为1.8μm的带电粒子，因为进行过疏水化处理，所以凝集度为45％。对该粒子进行评价，像质被改善为等级B。被认为与实施例2同样，粒子的疏水化处理有效地降低了凝集度，由此可以改善像质。

在实施例5、6中对带电粒子表面进行了外加氧化硅粒子的处理，在这种情况下可确认有效。在实施例6中，凝集度降低至25％，图像评价显示其结果最好。特别是大幅度地改善了中间色调图像的均匀性。

由以上结果可知，通过将带电粒子的凝集度控制在85％以下，优选60％以下，即使是在高温高湿的环境下，也可以构成不会发生图像模糊或中间色调图像中图像缺陷的优良带电器。

除此之外，与本发明相关的还有带电辊的接触条件。辊的接触压力高或辊的发泡直径大的情况下，在带电辊上容易造成凝集块，容易发生脱落粒子的凝集块。另外，在带电接触部n下游处辊的行为对脱落很重要，这估计是与辊的变形程度或摩擦状态有关。

实验结果表明以下范围是适当的。

带电辊的泡孔直径优选为200μm以下。200μm以上的情况下，在辊上产生大的凝集块，结果导致像质变差。换言之，优选范围是1-200μm。在实施方案2中，因为存在转印残留调色剂，所以辊有必要暂时性地回收调色剂。不能回收的情况下，因为调色剂从辊脱落，所以有损中间色调的均匀性。从这方面考虑，泡孔直径优选为50μm以上。

因此，在实施方案2中适当的范围是50-200μm。

作为辊接触条件，在3g/mm²以下可以得到理想的结果。大于3g/mm²时，因辊加压导致粒子凝集增加，结果可能会导致在脱落粒子的凝集决增多。被带电体带电所必须的接触压力为0.5g/mm²，接触压力的适当值范围是0.5-3g/mm²。本例中为1.7g/mm²。

辊硬度优选Asker-C硬度为15度至25度。

即使满足上述的辊加压条件，在辊硬度较大的情况下，接触部内部的压力分布变化较大，产生局部达到较大压力的部分。由此会严生容易造成凝集块的倾向。

《其他实施方案》

1)在上述实施方案中例示了激光打印机作为图像记录装置，但并不限于此，当然还可以采用电摄影复印机、传真装置、文字处理器等其他图像记录装置(图像形成装置)、或电子黑板等图像显示装置(Display装置)等。

2)作为用于形成静电潜像的曝光手段，并不限定于上述实施方案中给出的形成数字性的潜像的激光扫描曝光装置3，也可以采用常用的模拟式的图像曝光或LED等其他发光元件，由荧光灯等发光元件和液晶光闸等组合而成的装置如果能形成对应于图像信息的静电潜像，也可以采用。

作为被带电体的图像载带体，在静电记录装置的情况下是静电记录电介质。在静电记录电介质的情况下，以带电装置使其带电成预定的极性、电位，利用除电针阵列或电子枪等除电机构选择性地进行除电处理，写入静电潜像。

3)图像载带体并不限于鼓型，也可以是环(endless)状或有端的带型、片状等。

4)接触带电部件并不限于辊型，也可以是环状或有端的带型等。

5)实施例中采用的显影装置是利用单组分磁性调色剂的反转显影装置，但对于显影装置的构成并没有特别限定。只要是正规显影装置即可。

一般而言，静电潜像的显影方法大致分为以下4种：利用刮片等将非磁性调色剂涂布在套筒等显影剂载带输送部件上，利用磁力将磁性调色剂涂布在显影剂载带输送部件上，进行输送，以与图像载带体非接触的状态适用，将静电潜像进行显影的方法(单组分非接触显影)；将涂布在上述显影剂载带输送部件上的调色剂以相对于图像载带体为接触状态适用，将静电潜像显影的方法(单组分接触显影)；在调色剂粒子中混合磁性载体，以此作为显影剂(2组分显影剂)，利用磁力进行输送，以相对于图像载带体为接触状态适用，将静电潜像显影的方法(2组分接触显影)；将上述的2组分显影剂以相对于图像载带体为非接触的状态适用，将静电潜像显影的方法(2组分非接触显影)。这4种显影方式可以用于本实施例的显影装置。

6)转印机构并不限于辊转印，也可以采用带转印、电晕转印等。使用转印鼓或转印带等中间转印体(中间转印部件)等，不只限于单色图像，也可以是利用多重转印等形成多色或全色图像的图像形成装置。

7)因为直接注入带电采用电荷从接触带电部件向被带电体部分直接移动的带电机构，所以接触带电部件必须充分与被带电体表面接触，优选相对于被带电体以一定的线速度差使接触带电部件旋转。接触带电部件与被带电体的速度差，具体地是通过将接触带电部件面移动驱动，使其与被带电体之间产生速度差。优选的构成是，使接触带电部件旋转驱动，使其旋转方向与被带电体表面移动方向呈相反方向旋转。使接触带电部件表面以与被带电体表面的移动方向相同的方向移动，可以使其具有速度差，但直接注入带电的带电性依赖于被带电体线速度和接触带电部件线速度之比，为得到与反方向相同的线速度比，在顺时针方向上接触带电部件的转数与反方向时相比变大，所以使接触带电部件在反方向上移动的方法于转数方面有利。此处所说的线速度比定义如下：

线速度比(％)＝(接触带电部件线速度-被带电体线速度)/被带电体线速度×100(在接触部处接触带电部件表面与被带电体表面同向移动时，接触带电部件线速度为正值)

8)本发明的带电部件或带电装置并不限于图像记录装置的图像载带体(电摄影感光体、静电记录电介质等)的带电装置，当然也可以广泛地作为被带电体的带电处理机构(包括除电处理)使用，并且也是有效的。

如上所述，利用本发明可将粒子带电中的脱落粒子的危害降低到最小限度，着眼于脱落的带电粒子的状态而将带电粒子的凝集度设定为预定量以下，由此可以同时解决图像记录装置中特别是高温高湿环境下的图像模糊问题和中间色调图像均匀性的问题。

本发明还有降低凝集度从而提高带电性能的效果。在图像记录装置中，可以防止作为被带电体的图像载带体上附着的带电粒子向其他的接触部件如转印辊等转移，所以可以降低对其他处理过程的不良影响。

本发明的带电部件在调色剂循环系统的图像记录装置中也有效，通过适当设定带电粒子的凝集度，可以实现高带电性能和调色剂循环使用性优良的带电部件。

Claims (23)

1.将被带电体带电的带电部件，包括：

导电粒子；

载带所述导电粒子的有弹性的导电粒子载带体；

其中，从上至下依次叠放网眼大小为250μm的筛子、网眼大小为150μm的筛子、网眼大小为75μm的筛子，振动所述筛子测定导电粒子的凝集度时，所述导电粒子的凝集度为25～85％。

2.如权利要求1所述的带电部件，其中利用导电粒子载带体载带的所述导电粒子的载带量除以所述导电粒子载带体的表面粗糙度Ra得到的值为0.005～1mg/cm²/μm。

3.如权利要求1所述的带电部件，其中所述导电粒子的平均粒径为0.1～5μm。

4.如权利要求1所述的带电部件，其中所述导电粒子的凝集度为25～60％。

5.如权利要求1所述的带电部件，其中对所述导电粒子表面进行疏水化处理。

6.如权利要求1所述的带电部件，其中对所述导电粒子用润滑剂进行表面处理。

7.如权利要求1所述的带电部件，其中对所述导电粒子表面进行疏水化处理后，再用润滑剂进行表面处理。

8.如权利要求1所述的带电部件，其中所述导电粒子的电阻为10^-1～10¹²Ω·cm。

9.如权利要求1所述的带电部件，其中使导电粒子与被带电体接触，使被带电体带电。

10.如权利要求1所述的带电部件，其中所述导电粒子载带体在表面上具有发泡层。

11.一种图像形成装置，包括：

可载带图像的被带电体；

带电部件，是使所述被带电体与导电粒子接触从而使被带电体带电的带电部件，该带电部件具有导电粒子和载带所述导电粒子的有弹性的导电粒子载带体；

其中，从上至下依次叠放网眼大小为250μm的筛子、网眼大小为150μm的筛子、网眼大小为75μm的筛子，振动所述筛子测定导电粒子的凝集度时，所述导电粒子的凝集度为25～85％。

12.如权利要求11所述的图像形成装置，其中利用所述导电粒子载带体载带的所述导电粒子的载带量除以所述导电粒子载带体的表面粗糙度Ra得到的值为0.005～1mg/cm²/μm。

13.如权利要求11所述的图像形成装置，其中所述导电粒子的平均粒径为0.1～5μm。

14.如权利要求11所述的图像形成装置，其中所述导电粒子的凝集度为25～60％。

15.如权利要求11所述的图像形成装置，其中对所述导电粒子表面进行疏水化处理。

16.如权利要求11所述的图像形成装置，其中对所述导电粒子用润滑剂进行表面处理。

17.如权利要求11所述的图像形成装置，其中对所述导电粒子表面进行疏水化处理后，再用润滑剂进行表面处理。

18.如权利要求11所述的图像形成装置，其中所述导电粒子的电阻为10^-1～10¹²Ω·cm。

19.如权利要求11所述的图像形成装置，其中所述导电粒子载带体在表面上具有发泡层。

20.如权利要求11所述的图像形成装置，其中所述导电粒子载带体在所述导电粒子载带体与所述被带电体的接触部处以与所述被带电体之间存在一定的线速度差的方式移动。

21.如权利要求20所述的图像形成装置，其中所述导电粒子载带体在所述导电粒子载带体与所述被带电体的接触部处以和所述被带电体的移动方向相反的方向旋转。

22.如权利要求11所述的图像形成装置，该装置具有利用显影剂将形成于所述被带电体上的静电潜像显影的显影装置，所述显影装置可以回收所述被带电体上的残留显影剂。

23.如权利要求22所述的图像形成装置，其中所述显影装置可以将所述导电粒子向所述被带电体供给，供给到所述被带电体上的所述导电粒子被供给到所述导电粒子载带体。

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