JPH03203754A - 帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被帯電体の表面を所定の極性に帯電する帯電
装置に関する。

〔従来の技術〕

例えば、電子複写機やプリンタ或いはファクシミリ等の
画像形成装置に用いられる感光体は、その表面に静電潜
像を形成する目的で、露光に先立ち所定の極性に帯電さ
れる。

このような被帯電体を帯電させるため、従来はチャージ
ワイヤに電圧を印加してコロナ放電を生せしめるコロナ
放電器が広く利用されている。ところがコロナ放電器を
用いると、そのチャージワイヤに高電圧を印加する必要
があるため、放電時に多量のオゾンが発生する不具合が
ある。

そこで、感光体の表面に、半導電性の抵抗体ブレードを
当接させ、このブレードに直流電圧を印加し、感光体へ
のリーク電流により該感光体に電荷を注入し、これを帯
電させる帯電装置が提案されている。ところがこの帯電
装置によると、ブレードが感光体表面に直に接した状態
で、両者を相対移動させながら帯電動作を行うので、感
光体表面にすし状の帯電むらが発生する。このようなむ
らができると、現像後の画像にもすしが形成され、画質
の劣化を招く。

また導電体のまわりに抵抗体を積層して成る帯電ローラ
を感光体に当接させ、導電体に印加した電圧により感光
体を帯電させる帯電装置も提案されているが、この構成
によると、帯電ローラを回転朴動する必要があるため、
装置の構造が複雑化し、コストが上昇する。

さらに、感光体の表面に近接して設けられ、表面に抵抗
体を被覆した導電体より成る帯電部材に直流電圧を印加
して放電を生ゼしぬ、これによって感光体表面を帯電す
る帯電装置も提案されている（特開昭５８−７６８５１
号公報参照）。この構成によると、帯電部材が感光体か
ら離れており、しかも帯電部材を回転開動する必要もな
いため、前述の２つの従来例に見られる欠点は生じない
。

ところが、感光体の表面にはわずかではあるが、うねり
状の凹凸があり、またその周面が偏心していることも少
なくない。このような感光体を用いると、移動する感光
体表面と帯電部材との間隔が常時変動する。この間隔の
大きさは放電に大きな影響を与えるものであり、間隔の
変動に伴って感光体表面の帯電量が不均一となり、画像
の画質を低下させる恐れがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、上述の従来の欠点を簡単な構成によっ
て除去した帯電装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するため、被帯電体の移動方
向に対向して先端部分が被帯電体に当接し、かつ被帯電
体との間にくさび状の空隙を形成するように配置された
帯電ブレードを有し、該ブレードは、被帯電体に対向し
た部分に、電圧を印加される放電電極としての抵抗体を
有している帯電装置を提案する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。

第１図は本発明に係る帯電装置を用いた電子複写機の一
例を示し、先ずその全体構成を簡単に説明する。

ドラム状に形成された感光体１は、円筒状の導電性基体
２とその表面に積層された感光層３を有し、図における
時計方向に回転即動される。このとき、後に詳しく説明
する帯電装置４によって表面を均一に所定の極性に帯電
され、帯電された感光体表面は露光部５において画像露
光される。このようにして感光体表面に静電潜像が形成
され、この潜像は現像装置６によってトナー像化される
。

このトナー像は転写紙７に転写され、転写後の感光体表
面に残留するトナーはクリーニング装置２０によって清
掃され、次いで除電ランプ８より成る除電装置によって
感光体表面が除電作用を受ける。

帯電装置４は、第２図に拡大して示すように帯電ブレー
ド９を有し、このブレード９はその先端部分が被帯電体
の一例を構成する感光体１の移動方向に対向して、該感
光体ｌの表面に当接し、帯電ブレード９と感光体１との
間にくさび状の空隙１０が形成されている。すなわち帯
電ブレード９は感光体１に対して所謂カウンタ向きに位
置し、その先端部分が感光体１の表面に当接しているの
である。

第１図及び第２図に例示した帯電ブレード９は、弾性板
より成るブレード基板１１を有し、その基端側はホルダ
１２を介して複写機本体の機枠に固定され、その先端部
分がブレード基板自体の弾性で感光体１の表面に圧接し
ている。

感光体１の表面に対してくさび状の空隙１０をあけて対
向する帯電ブレード部分には、電源１３に接続された層
状の導電体より成るリード電極１４と、その全体を覆う
放電電極としての抵抗体１５が一体に設けられ、第２図
に示した例では抵抗体１５は感光体１に接触していない
。

前述の如く感光体１は第１図における時計方向に回転し
、その表面に当接するブレード基板１１の先端部分を通
過する。このときリード電極１４と、その相手電極であ
る感光体１の導電性基体２との間に、電源１３によって
直流に交流を重畳した電圧が印加される。このようにし
て抵抗体１５に電圧が印加されるため、抵抗体１５と感
光体１との間にコロナ放電が生じ、感光体１の表面が所
定の極性（本例では負極性）に均一帯電される。

感光体表面の帯電がコロナ放電によって行われることは
、暗中での実験により空隙１０に発光（放電）現象がａ
ｍされることから明らかである。

このように第１図及び第２図に示した帯電装置４におい
ては、感光体１に接して接触する抵抗体ブレードで電荷
を注入するものではなく、コロナ放電により感光体表面
を帯電させるものであるため、感光体表面にすし状の帯
電むらが発生する恐れはない。この放電の開始電圧は通
常数百ボルト程度であり、チャージワイヤに数千ボルト
の電圧を印加してコロナ放電を生じせしめる従来のコロ
ナ放電器に比べ、印加電圧を大きく下げることができる
。このため、オゾンの発生量を効果的に抑え、感光体の
劣化を抑制できる。

また、ｆ電ローラを用いた従来の帯電装置と異なり、帯
電ブレードを駆動する必要がないため装置の構造を簡素
化でき、コストを低減できる。

さらに、感光体１の表面にうねり状の凹凸があったり、
感光体自体が偏心していても、感光体１の表面に当接す
るブレード基板１１は、凹凸や偏心に応じて弾性的に変
形しながら感光体表面に追従するので、抵抗体１５と感
光体１の表面の間の空隙１０の大きさは常に一定となる
。このため、帯電部材を感光体から離間させて配置した
従来の帯電装置のように、感光体表面の帯電量が不均一
となる不具合を阻止でき、常に高品質な画像（トナー像
）を得ることができる。

また第１図及び第２図に示した帯電装置４においては、
帯電ブレード９の先端部分が、感光体１の移動方向に対
向して当接しているので、この先端部分が感光体１を清
掃する機能を果し、コロナ放電の行われる空隙１０にト
ナーやその他のゴミが侵入することを阻止でき、安定し
た放電を生ぜしぬることが可能である。

帯電ブレード９の位置を第１図及び第２図の場合と逆に
し、感光体１に対してトレーリング方向に配置すると、
これらの間の空隙にゴミが侵入し、コロナ放電が不均一
となる。その結果、感光体表面の帯電電位にむらが生じ
るだけでなく、帯電ブレードと感光体の間をゴミが通過
するので、このときブレードが感光体から離間する方向
に動き、放電空隙が変動し、これによっても帯電むらが
発生する恐れを免れない。

さらに、帯電ブレード自体が上述の如く感光体１に対す
る清掃機能を有しているため、第１図に示したクリーニ
ング装置２０を廃止し、トナー像転写後の感光体表面に
残留するトナーを、帯電ブレードだけでクリーニングす
るように構成することもできる。

帯電ブレード９の先端部分、この例ではブレード基板１
１の先端部分は感光体１の表面に接しているが、この接
触によって感光体１の表面が摩擦帯電されないか、或い
は帯電したとしても抵抗体１５のコロナ放電による帯電
極性（負極性）に摩擦帯電されるようにブレード基板１
１の材質を選ぶことが望ましい。感光体表面が帯電ブレ
ード９によって正極性側に大きく摩擦帯電されると、コ
ロナ放電により負極性に帯電された後の感光体表面に帯
電むらが発生し、画像に濃度むらを生せしめる恐れがあ
るからである。但し、摩擦帯電による帯電量が正極性で
あってもこれがわずかであったり、コロナ放電による帯
電極性と同極性に摩擦帯電されるのであれば、抵抗体１
５によるコロナ放電によって、この摩擦帯電を修正でき
、帯電装置４を通過した後の感光体表面を所定の負極性
に一様に帯電させることができる。このようにブレード
基板１１の材質は、感光体表面に対する摩擦帯電系列を
考慮して選定する必要があり、また感光体１との接触に
よる損傷や摩耗が生じ難い滑性のよい材質を選ぶ必要が
ある。さらに、ブレード基板１１の先端部分と感光体１
との間をトナーやゴミが通過しないように、この先端部
分が感光体表面に密着し、かつ感光体表面のうねりや偏
心に対応して自動的に変形し、コロナ放電が発生する空
隙１０の間隔を常に一定に維持できる弾性を備えた材料
により、ブレード基板１１を構成すべきである。このよ
うなブレード基板１１の材質としては、例えばポリウレ
タン系ゴム、或いは薄い金属や樹脂より成るプレート等
を挙げることができる。その際、その材料が金属等の導
電性を有するものであるときは、ブレード基板１１の先
端部分に絶縁体をコートするなどして、リード電極１４
と感光体１が導通状態となることを阻止する必要がある
。

抵抗体１５は、感光体表面との間の微小な空隙にコロナ
放電を生ぜしめるものであるから、所定の電流が流れ、
また万一帯電ブレード９と感光体１との間をわずかなゴ
ミが通過してきたときも、火花放電で感光層３を焼損さ
せないような抵抗体が用いられる。その他、コピースピ
ード、コロナ放電の生じる空隙間隔、感光体１の静電容
量、その帯電電位、印加電圧、その波形等を考慮して、
抵抗体１５の抵抗値を決めるべきであり、その体積固有
抵抗率は、通常、１０４乃至１０１０Ω・ｌ程度に設定
される。さらに放電時には、感知できない程度のわずか
なオゾンが発生することは避けられず、従って抵抗体１
５としては、耐酸化性で、スパッタに強い耐久性に優れ
た材料を選ぶことも重要である。

抵抗体１５に印加する電圧は、直流だけであってもよい
が、本例のように直流に交流を重畳した電圧を電源１３
によって印加すると、コロナ放電が安定し、感光体表面
をより一層均−に帯電させることが可能となる。

ところで、抵抗体１５と感光体１との間で生じるコロナ
放電は、湿度等による環境の変化に影響を受は易い。例
えば湿度が高まると放電がし難しなり、逆に湿度が下が
ると放電が発生しやすくなる。また感光体１に当接する
帯電ブレード９の先端部分は摩耗し難い材料で構成され
てはいるが、長期に亘って使用すれば、どうしても多少
の摩耗が生じることは免れない。ところがこのような摩
耗が発生すると、放電空隙の距離が変化し、これにより
リード電極１４に流れる電流が変り、感光体１の帯電電
位が変動する恐れがある。

このような観点から、第２図に示した帯電装置４におい
ては、検知抵抗とコンデンサより成る定電流制御装置２
１が設けられ、これによって環境が変化したり、帯電ブ
レード９の先端部分の摩耗により放電空隙が変化しても
、リード電極１４に流れる電流が常に一定となるように
制御し、感光体表面の帯電電位を一定に維持できるよう
に構成されている。このような定電流制御装置２１は、
帯電装置４による感光体の帯電に先立って、感光体１の
表面を第１図に示した除電ランプ８の如き除電装置によ
って除電し、かつ帯電ブレード９の先端部分で、感光体
表面が全く又はほとんど摩擦帯電されないときに採用さ
れるべきである。除電装置を設けずに、トナー像転写後
の感光体表面を帯電装置によって帯電させるだけでこの
表面を所定の極性に帯電させることも可能であるが、こ
のような場合や、帯電ブレード９の先端部分で感光体表
面を負極性に比較的大きく摩擦帯電させるときは、定電
流制御装置２１を廃止し、リード電極１４を定電圧制御
することによって、環境の変化や放電空隙の変化が生じ
たときも感光体表面を均一に帯電させることができる。

実験では、ブレード基板１１としてトナー除去効果が高
く、かつ耐摩耗性に優れたポリウレタン系のゴムを用い
、その一方の面にリード電極１４を層状にコートし、そ
の上に体積固有抵抗率１０７Ω・１程度の樹脂よりなる
抵抗体１５を層状に被覆して成る帯電ブレード９を用い
た。帯電動作時の火花放電を防止するため、リード電極
１４の全体を抵抗体１５で覆い、リード電極１４と抵抗
体１５の画先端間に、抵抗体１５の抵抗値に応じた間隙
ｄをとった（第２図）。このような帯電ブレード９を１
株式会社リコー製の複写機（ＫＲ型ｏｐｃ）に組み込み
、感光体１の導電性基体２と、リード電極１４との間に
電源１３によってＤＣ−９００Ｖ、ＡＣＩＫＨｚ正弦波
を重畳した電圧を印加したところ、感光体表面を約−４
５０ボルトに均一に帯電させることができた。感光体表
面に当接するブレード基板１１の先端部分は、そのエツ
ジ部が約１０万枚のコピーを行った時点で、４０乃至６
０μ程摩耗したが、定電流制御装置２１を設けたことに
より、安定した帯電動作を確保できた。

ところで、先に従来技術の項で説明したように、導電体
のまわりに抵抗体を積層して成る従来の帯電ローラは、
感光体の表面に接触して帯電動作を行うものであるが、
感光体の感光層に微小な穴（ピンホール）があると、そ
の下の導電性基体が露出し、この部分が帯電ローラの抵
抗体に直に接触することになる。このようになると、帯
電ローラの抵抗体と感光体の導電性の基体との間に火花
放電が発生し、感光層のピンホールが増々拡大し、感光
体の寿命を短めでしまう恐れがある。この不具合を防止
するには、帯電ローラの抵抗体の抵抗を高めればよいが
、このようにすると帯電効率が低下するため、感光体表
面を所定の電位まで帯電させるには、感光体の回転速度
を下げなければならず、コピースピードが低下してしま
う。

ところが第１図及び第２図に示した帯電装置では、抵抗
体１５が感光体１から離れ、その両者間でコロナ放電を
生ぜしぬるので、感光体１の感光層３にピンホールがあ
っても、火花放電が発生することはない。従って感光体
１を高速回転させることが可能である。

上述のように、第２図の例では抵抗体１５を感光体１か
ら離すことによって、火花放電の発生を防止したが、第
３図に示すように、リード電極１４の先端から抵抗体１
５の先端までの距Ｉａｄを、抵抗体１５の厚みｔよりも
充分に大きくすれば、抵抗体１５の先端部分を感光体１
に当接させても、感光層３のピンホールによる前述の火
花放電を防止できる。すなわち、上述のように距離ｄを
大きく設定することによって、リード電極１４の先端か
ら抵抗体１５の先端までの抵抗値が大きくなるため、こ
の先端の部分が感光体１に接していても、ピンホールに
よる火花放電を阻止できるのである。

一方、感光体１を帯電させるためのコロナ放電は、第３
図に符号Ｘで示した感光体１と抵抗体１５との小ギヤツ
プ部分で生じるので、コロナ放電に支障をきたすことは
ない。

なお、第３図の例では、抵抗体１５をブレード基板１１
の先端エツジ部のところまで形成し、これを第３図のよ
うに組み付けた後、実際のコピー動作を行う前に感光体
１を回転させ、抵抗体１５の先端部分を感光体１との摩
擦によって削り取ることにより、第３図に示した如く抵
抗体１５の先端を感光体１の表面に滑らかに当接させて
いる。

第４図に示した実施例では、帯電ブレード９が複写機の
機枠にピン２２を介して矢印方向に回動可能に枢着され
、引張ばね２３によってブレード９の先端が感光体１の
表面に圧接されている。この構成によると、帯電ブレー
ド９を剛体により構成しても、感光体表面のうねりや凹
凸に応じてブレード９を揺動させ、放電空隙を一定に保
つことができる。

第５図に示した実施例では、ブレード基板１１が金属板
等の導電体より成り、これに直に抵抗体１５が形成され
ていて、ブレード基板１１がリード電極１４を兼ねてい
る。この場合には、先にも説明したように、ブレード基
板１１の先端部分に、滑り特性に優れた樹脂やゴム等の
絶縁材１１ａを取付け、これを感光体表面に当接させる
。

第６図に示した実施例は、ガイド部材３０によって、感
光体１に接近又は離隔する方向にスライド可能に案内さ
れる加圧部材３１の下面に帯電ブレード９を接合し、加
圧部材３１を圧縮ばね３２によって感光体ｌに向けて加
圧することにより。

帯電ブレード９の先端部分を感光体ｌに当接させている
。

また第７図に示した実施例では、ブレード基板１１の先
端面１１ｂが感光体１の表面に対向し、その先端部分１
１ｃが感光体１の回転方向に対向して該感光体１の表面
に当接している。先端面１１ｂと感光体１との間にくさ
び状の空隙１０が形成され、かつ先端面１１ｂに、リー
ド電極１４を覆った抵抗体１５が一体に形成されている
。このように構成された帯電ブレード９は、矢印Ｐ又は
Ｑで示した方向にばね付勢され、先端部分１１ｃが感光
体１に圧接する。この実施例によると、帯電ブレード９
の設置スペースを小さくできる利点が得られる。

第４図乃至第７図に示した実施例の他の構成は。

第１図乃至第３図に示したところと同じく構成できるこ
とは当然である。

以上、被帯電体が感光体である場合の具体例を説明した
が、本発明は他の被帯電体、例えば複写紙等のシートを
搬送する誘電体ベルトを帯電するとき等にも広く適用で
きるものである。

（発明の効果〕 以上の如く、本発明に係る帯電装置によればオゾンの発
生量を抑え、被帯電面の帯電むらを防止し、かつ構造を
簡素化でき、そのコストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る帯電装置を用いた電子複写機の一
例を示す概域構成図、第２図は第１図に示した帯電装置
の拡大断面図、第３図乃至第７図はそれぞれ帯電装置の
他の実施例を示す図である。 ９・・・帯電ブレード　　１０・・・空隙１５・・・抵
抗体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被帯電体の移動方向に対向して先端部分が被帯電体に当
   接し、かつ被帯電体との間にくさび状の空隙を形成する
   ように配置された帯電ブレードを有し、該ブレードは、
   被帯電体に対向した部分に、電圧を印加される放電電極
   としての抵抗体を有していることを特徴とする帯電装置
   。