JPH043181A - 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、電圧を印加した帯電部材を被帯電体に当接さ
せて被帯電体面を所定の電位に帯電処理（除電処理も含
む、以下同じ）する接触帯電装置に関する。

（従来の技ｉ） 例えば、電子写真装置（複写機・レーザーヒームプリン
タなと）・静電記録装置等の画像形成装置に於て、感光
体・誘電体等の被帯電体としての像担持体面を帯電処理
する手段機器としでは従来よりコロナ放電装置が広く利
用されている。

コロナ放電装置は像担持体等の被帯電体面を所定の電位
に均一に帯電処理する手段として有効である。しかし、
高圧電源を必要とし、コロナ放電により好ましくないオ
ゾンか比較的多く発生するなとの問題点を有している。

このようなコロナ放電装置に対して、前記のように電圧
を印加した帯電部材を被帯電体に接触させて被帯電体面
を帯電処理する接触帯電装置は、電源の低圧化が図れ、
オゾンの発生をみても極々微量である等の長所を有して
いることから、例えば画像形成装置に於て感光体・誘電
体等の像担持体、その他の被帯電体面を帯電処理する、
コロナ放電装置に代わる手段装置として注目され、その
実用化研究か進められている（特開昭５７−１７８２６
７・５６−１０４３５１・５８−４０５６６・５８−１
１９＋５６・５８−１５０９７５号公報等）。

本出願人も、均一な帯電処理等を目的として、帯電部材
に対して、直流電圧と、被帯電体の帯電開始電圧の２倍
以上のピーク間電圧を有する振動電圧（時間とともに電
圧値か周期的に変化する電圧）を印加することを基本と
する接触帯電方法ないしは装置なと数多くの提案を行な
っている（特開昭６３−１４９６６８・１４９６６９号
公報等）。

帯電部材は一般にローラ型もしくはプレート型の構成の
ものか用いられている。

第１０図は像担持体の帯電処理手段としてローラ型の接
触帯電部材を使用した画像形成装置の一例の概略構成を
示している。本例の画像形成装置は転写方式の電子写真
装置（複写機、レーザービームプリンタなど）である。

１は被帯電体としての回転ドラム型の電子写真感光体（
以下、感光ドラムと記す）であり、矢印の時計方向に所
定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動され
る。

２は接触帯電部材としての帯電ローラてあり、鉄・銅・
アルミニウム・ステンレススチール（ＳＵＳ＞等の導電
性芯金２ａと、その外周をローラ状に被覆させて設けた
、カーボンを含んだＥ　ＰＤＭ・ウレタン等で出来た低
抵抗層２ｂとトレシン・工どクロルヒドリンゴム等から
なる高抵抗層２Ｃからなり、該ローラ２は芯金２ａの両
端側を不図示のハネ等の加圧手段により加圧してローラ
全長部を感光ドラム１面に対して所定の押圧力をもって
ドラム母線方向に略並行させて当接させてあり、本例の
場合は感光トラム１の回転に伴い従動回転する。

９は帯電ローラ２に対して電圧を印加する外部電源で、
該電＃９により帯電ローラ２に対して予め設定された、
直流電圧と、感光体の帯電開始電圧の２倍以上のど−り
間電圧の振動電圧との重畳電圧が接点ハネ８・芯金２３
を介して印加されることで、回転駆動されている感光ト
ラム１の外周面が所定の電位に帯電処理される。

次いでその感光ドラム１の帯電処理面に対して不図示の
露光手段により原稿画像の結像露光または印字情報に対
応して変調されたレーザー光による走査露光などの画像
露光３がなされて目的の画像情報に対応した静電潜像が
感光ドラム１面に順次に形成されていく。

次いてその感光ドラム１面に対して現像装置の現像スリ
ーブ４からトナーか供給されて感光ドラム１而の形成潜
像が順次にトナー像として現像されていく。

５は現像スリーブ４よりも感光トラム回転方向下流側に
おいて感光ドラムｌに圧接させた転写ローラであり、不
図示の給紙部から転写材７か感光ドラム１と転写ローラ
５との圧接部（転写部）に対して、感光ドラム１面のト
ナー像の先端部が圧接部へ到着したとき転写材７の先端
部も圧接部へ丁度到着するタイミングをもって感光ドラ
ムの回転と周期とりされて供給される。

転写ローラ５には電源から転写バイアスが印加されてお
り、転写材７が上記圧接部を通過していく過程で感光ド
ラム１面のトナー像が転写材７側へ順次に移転（転写）
する。

トナー像転写後の感光ドラム１面はクリーニング装置６
て転写残りトナー等の残留物の除去を受けて清掃され、
縁り返して像形成に供される。

（発明が解決しようとする問題点） しかしなから上記従来例では以下のような問題点かある
。

１）耐久により帯電部材としての帯電ローラのゴム層２
ｂ・２Ｃから、ゴムの可塑剤か滲みたし被帯電体たる感
光トラム１の表面に付着したり、融着したりして、画像
流れを生じさせる原因になっていた。

２）Ａ３サイズ用の帯電ローラ２では軸方向の長さもそ
れにつれて長くなり、帯電ローラ２をその両端側をバネ
等の加圧手段により加圧して感光トラム１にドラム母線
並行させて押し当てたとき、ローラ中央部か感光トラム
１の表面から浮いてしまいその部分で帯電不良が発生し
てしまう。

３）プロセススど一トの速い機種では帯電不良防止のた
めプロセススピードの速さにあわせて帯電ローラ２に印
加する１次電源周波数も上げなければならないが、それ
に伴ない感光トラム１と帯電ローラ２が振動しあって発
生する帯電音が大きくなる。

帯電ローラに印加するバイアスのど−り間電圧を小さく
することで帯電層を実用ト許容範囲へｔげていくと、必
要な電流か流れにくくなり、帯電不良を発生する結果と
もなる。

本発明はＬｍ記のような問題点なく、感光トラムなとの
被帯電体面を接触帯電方式で良好に帯電処理することを
可能にしたものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、電圧を印加した導電性部材を直接に又は抵抗
部材を介して被帯電体に当接させて被帯電体面の帯電を
行なう接触式の帯電装置であり、航記導電性部材の被帯
電体に対する対向部の幅ｄを５μｍ＜ｄ＜１０００μｍ
に設定したことを特徴とする帯電装置を要旨とする。

（作　用） （１）被帯電体に対する対向部の幅ｄか５μｍ＜ｄ＜１
０００４ｍ の接触帯電部材としての導電性部材は、−数的には、直
径又は幅か５〜１０００μｍの導電性線材の形態、或い
は厚さか５〜ｉ　ｏｏｏμｍの導電性薄板材の形態のも
のとすることかでき、その導電性線材を接触帯電部材と
して被帯電体面に腹当り直接に当接させる、或いは導電
性薄板材のエツジ部を直接に当接させる。

該導電性線材や導電性薄板を抵抗部材を介して被帯電体
に当接させる場合の該抵抗部材は一般的にはその導電性
の線材や薄板材の表面被覆層の形態とすることかできる
。

（２）接触帯電部材としての電圧を印加した導電性部材
を直接に又は抵抗部材を介して被帯電体面に対して当接
させて相対移動させることで、接触帯電ローラや接触帯
電プレートの場合と間柱に被帯電体面の接触帯電処理が
なされる。

（３）接触帯電ローラや接触帯電プレートの場合とは異
なり、ゴム等から構成れさる帯電層を持っていないため
、ゴム帯電層からにしみでる可塑剤の被帯電体面への付
着・融着、それによる画像形成装置における画像流れと
いった問題の発生を押えることか（ｒ’ｆ能となった。

（４）接触帯電部材か（１）項で述へた線材や板材のよ
うな形態のものは適当な押え込み手段や支持持丁段によ
って線材の全長部或は薄板材のエツジ部の全長部を被帯
電体面に対して各部浮きなく押え込んて当接状態に保持
させることか容易であり、接触帯電ローラの場合のよう
な中央部の浮き、その浮きに起因する帯電不良の問題を
解消することが可能となる。

（５）被帯電体に直接に又は抵抗部材を介して当接させ
る接触帯電部材としての導電性部材の被帯電体に対する
対向部の幅ｄを ５μｍ＜ｄ＜１０００μｍ と小さいものに設定したことで帯電層の発生を実用」二
支障がない範囲内に低下させる、或いは実質的になくす
ることができた。

この理由は、帯電ローラの場合、帯電ローラに外部バイ
アスを印加するとローラが振動を始め、ローラと被帯電
体との間に挟まっていた空気の流動で帯電層が発生して
いたのであるが、上記のように幅ｄを５μｍ＜ｄ＜１０
００μｍと小さいものに設定すると接触帯電部材と被帯
電体との間に挟まる空気か無いため該接触帯電部材か撮
動しても帯電層か低下するか、実質的になくなるものと
考えられる。

（６）接触帯電部材としての導電性部材を抵抗部材を介
して被帯電体に当接させて被帯電体面の帯電処理をする
場合は被帯電体にピンホール等の表面欠陥が存在してい
てもリークによる給電部の電圧降下が防止され、接触帯
電部材が被帯電体と接触している領域全体の帯電不良を
防止することが可能になる。

即ち、接触帯電部材は裸の金属ワイヤなと無被覆の導電
性部材そのものを使用することかできるのであるか、例
えば航述例の画像形成装置において被帯電体としての感
光ドラムになんらかの原因（例えば打痕や異物混入等）
でどンホールか生した場合、接触帯電部材が無被覆の導
電性部材であるとどンホール部か該帯電部材と感光ドラ
ムの接点である帯電領域に移動したとき該帯電部材と感
光ドラムのどンホールの間でリークか発生して給電部の
電圧が著しく降下してしまう。

そのため、このリーク発生時は帯電部材と感光ドラムと
の接点の長手方向全体か帯電不良となり、実際の画像上
に於ては反転現象では黒帯状、正規現象では白帯状の画
像むらか感光トラムの回転周期毎に現われ画像品質が著
しく低下する。

これに対して接触帯電部材としての電圧を印加した導電
性部材を抵抗部材を介して被帯電体に当接させた態様で
被帯電体面の帯電処理を実行することで抵抗部材の体積
抵抗率が導電性部材より大きいので抵抗部材を伝わって
被帯電体側のピンホール等の表面欠陥部へ流れ込む電流
が小さくなり、たとえ被帯電体にどンホール等の表面欠
陥が生じてもその部分に於て接触帯電部材とのリーク（
過剰電流流れ）による給電部の電圧降下を防止すること
が出来る。従って、被帯電体面にピンホール等かあフて
も接触帯電部材か被帯電体と接触している領域全体の帯
電不良を防＋ｈすることか出来る。画像形成装置にあっ
ては前述の画像品質の低下の問題か解消される。しかも
、供給電圧なア・ツブする事なく現状のままで被帯電体
に十分電圧かかかるので、交流電圧不足による帯電不良
中帯電むらも防１トすることが出来る。

上記の効果は、接触帯電部材に印加する交流電圧のピー
ク間電圧を直流電圧のみ印加したときの被帯電体を帯電
する帯電開始電圧の２倍以上にする接触帯電方式に於て
特に有効である。

（実　施　例） 〈実施例１〉（第１〜５図） 第１図は本発明の帯電装置の一例の側面図、第２図はそ
の平面図、第３図はその斜視図である。

１は前述第Ｉ０図の画像形成装置における被帯電体とし
ての感光ドラムであり、該感光ドラム１はアルミニウム
製のドラム基体１ｂと該基体１ｂの外周面に形成された
感光体層１ａ（本実施例では有機感光体（ＯＰＣ））と
からなり、本実施例では外径３０φとされ、矢印の時計
方向に所定の速度で回転駆動される。

１０は接触帯電部材としての帯電線材（以下、帯電ワイ
ヤと記す）であり、本実施例では第４図（ｅ）の断面模
型図のように該帯電ワイヤ１０は直径ｄか６０μｍのタ
ングステン線を導電性部材（電極）１０ａとし、その外
周面を体積抵抗率を１０１０Ωｃｍに抵抗制御したカー
ボン入りふっそ樹脂（商品名、エムラロン、日本アジソ
ン社）を厚さ２５μｍに被覆処理１０ｂしたものを用い
た。この被覆層１０ｂか被帯電体としての感光トラム１
と導電性部材１０ａとの間に介在する抵抗部材となる。

導電性部材としてのタングステン＠　１０　ａの直径寸
法ｄが被帯電体としての感光トラム１に対する対向部の
幅である。

導電性部材１０ａはタングステンに限らず、鉄・銅・ア
ルミニウム・ＳＵＳなど導電性材質のものであればよい
。断面形状は円形に限らす第４図（ｆ）　・　（ｇ）　
・（ｈ）のように三角形・四角形（矩形）・楕円形なと
任意である。

抵抗部材としての被覆層１０ｂは一般に１０〜１０００
μｍの層厚とされる。被覆層１０ｂは第４図（ｉ）・（
ｊ）・（ｋ）・（［）のように導電性部材１０ａの被帯
電体１面に対向する部分面に限定形成した形態に施こし
てもよい。

接触帯電部材１０は第４図（ａ）・（ｂ）（Ｃ）・　（
ｄ）のように被覆層のない裸の導電性部材を用いること
もてきる。

抵抗部材としての被覆層１０ｂを構成させる材料として
は、その他、Ｎ−メトキシメヂル化ナイロン（商品名ト
レジン：帝国化学産業■）、ポリビニルブチラール樹脂
、ポリウレタン樹脂、エチレン・酢酸ビニル樹脂、スチ
レン・ブタジェン樹脂、再生セルロース等の樹脂、さら
には、工どクロルヒドリン、ウレタン、ＣＲ，ＮＢＲ系
のゴム等を用いることが出来る。更に熱収縮チューブを
用いることも可能である。

而して、本実施例において帯電ワイヤ１０はその左右端
側をデルリン等で作った押し当て部材１１・１１により
感光ドラム１面に対してドラムｍ線とほぼ並行に圧接さ
せである。１２・１２は押し当て部材１１・１１を感光
トラム感光トラム１の方向へ常時押圧付勢するためのハ
ネを示す。

押し当て部材１１・１１間の帯電ワイヤ１０はその有効
全長部が感光ドラム１而に対して圧接密着した状態に保
たれる。

帯電ワイヤ１０にはその導電性部材１０ａの一端側に電
源部９より接点８を介して電圧か印加され、交流電圧と
直流電圧を重畳して振動電圧が供給される。ここで振動
電圧とは時間とともに周期的に電圧埴が変化する電圧で
ある。更に詳【ノく云えば、好ましくは、感光体の帯電
開始電圧の２倍以上のピーク間電圧を有する交流電圧と
直流電圧とを重畳した電圧が印加される。

振動電圧の波形としては正弦波に限らず矩形波、三角波
、パルス波でもよい。また、直流電圧たけでも同様に被
帯電体の帯電処理が可能である。

以上の構成に於て、感光トラム感光トラム１を周速４０
　ｍ　ｍ　／　ｓ　ｅ　ｃで回転させ、帯電ワイヤ１０
に電源９より一７００ｖの直流電圧と、ど−ク間電圧１
８００Ｖｐｐ、周波数２５０Ｈｚの交流電圧を印加した
ところ、感光体１ａ而は大略−７００Ｖに均一帯電し良
好な画像が出力された。

本実施例は帯電部材１０に印加する交流電圧のピーク間
電圧を、直流電圧のみ印加した時の被帯電体を帯電する
帯電開始電圧の２倍以上にする場合に応用した時に特に
効果か大きい。

なお本実施例に於ては直流電圧のみ印加したときの帯電
開始電圧は一５６０ｖであった。

また帯電ローラや帯電ブレードの場合におけるような導
電性ゴム層からの滲出可塑剤に起因する画像流れの発生
、帯電部材の浮きによる部分的な帯電不良部の発生、帯
電音の発生等もなかった。

また帯電ワイヤが感光ドラム感光ドラムに軽く当接して
いるだけの接触ワイヤ帯電では、感光ドラムに一定の圧
力で押しつけられてる帯電プレートの場合と異なり、画
像形成装置においてクリーニング装置６をくぐり抜けて
きたシリカやトナーなどがワイヤをすり抜けやすく、そ
の結果ワイヤに付着しにくいといった利点もある。

ここで帯電音に関して次のような測定を行なフた。

本実施例において帯電ワイヤ１０の導電性部材１０ａに
対する電圧印加を前述のように一７００Ｖの直流電圧と
、ど−ク間電圧１５ｏｏｖｐｐ、周波数２５０Ｈｚの交
流電圧として、導電性部材１０ａの幅ｄ、即ち直径を大
小変化させたときの発生帯電音の変化を測定した。その
結果を第５図のグラフに示した。

第５図のグラフにおいて、横軸は導電性部材の幅（直径
）ｄ、縦軸は発生帯電音の大きさ（ｄＢ）である。

幅ｄが１０００μｍを越えると実質的な騒音界としての
５０ｄＢを越えてしまう。これは接触帯電部材に一般的
に印加されるピーク間電圧・周波数の交流電圧について
同様であった。

この理由は次のように考えられる。つまり接触帯電では
、接触帯電部材に外部バイアスを印加すると接触帯電部
材が振動を始め、接触帯電部材と被帯電体との間に挟ま
っていた空気の流動で帯電音か発生するものと考えられ
る。しかし接触帯電部材が従来の太い接触帯電ローラの
場合と異なり、本実施例の帯電ワイヤ１０のように細く
、それが細くなればなるほど接触帯電部材１０と被帯電
体１との両者の間に挟まる空気がほとんど無くなるため
、発生帯ｔ　ｆが低下していくものと考えられる。

しかじ幅ｄをあまり小さくし４μｍ以下にすると、今度
は帯電部分の面積が小さくなるので帯電抵抗が大きくな
り、帯電不良が発生するようになり、表１のように出力
画像が恋化する。

表　　１ ○：良　　　　△・Ｘ：不良 このような測定から、電圧を印加した導電性部材を直接
に又は抵抗部材を介して被帯電体に当接させて被帯電体
面の帯電を行なう場合には導電性部材の被帯電体に対す
る対向部の幅ｄを５μｍ＜ｄ＜１０００μｍに設定する
ことて発生歪電音を実用上許容限界内にすることが可能
であることがわかった。

なお導電性部材１０ａに被覆層１０ｂ（抵抗部材）を設
ける場合にはその厚みか幅ｄに関与しないこともないか
、その厚みは一般に薄く実質的に導電性部材１０ａの幅
ｄを前記のように規定することで足りる。むしろ被覆層
１０ｂが′介在すると該被覆層１０ｂのクツション性が
帯電音を減少させる方向に働く。

〈実施例２〉（第６図） 本例は帯電ワイヤ１０を前述実施例１の場合の１本に対
して２本配設したものである。２本の帯電ワイヤｌ０Ａ
−１０Ｂは押し当て部材１１により互いに略並行に被帯
電体としての感光ドラム１面にドラム母線に略並行に圧
接され、どちらにも電圧が印加される。

このように帯電ワイヤを２本以上複数本とすることによ
り１本の場合よりも確実な帯電性か得られる。仮に１本
の帯電ワイヤに異物か付着したり、断線しても残りの帯
電ワイヤで帯電を確実に続行させることができる。

この場合は、個々の帯電ワイヤＩＯＡ・ＩＯＢ・・・は
導電性部材１０ａの幅ｄを前記の規定範囲に設定するこ
とで個々の帯電ワイヤの発生歪電音は小さくなるが、合
計で大きな帯電音となることもあるから、各帯電ワイヤ
の導電性部材の合計幅が前記の規定範囲に納まるものと
なるようにするのがよい。

〈実施例３〉（第７図） 接触帯電部材１０は第７図（Ａ）や同図（Ｂ）に横断面
図を示したように、１本或いは複数本の導電性部材１０
ａを抵抗部材１０ｂの肉厚内に埋設した形態の両部材１
０ａ・１０ｂの一体成型体とすることもてき、量産性が
あり、低コスト化が図れるメリットがある。

〈実施例４〉（第８図） この実施例は接触帯電部材１０を第８図に横断面図を示
したように、導電性部材１０ａとして幅ｄ＝６０μｍの
横断面矩形のフラットワイヤを用い、これをモルトブレ
ン等の横長のクツション材１０ｃの下面に添設し、該フ
ラットワイヤ１０ａを添設したクツション材１０ｃの下
面を全面的に抵抗部材としてのカーボン人すのテフロン
（商品名、エムラロン、日本アジソン社）等の高抵抗材
料で被覆１０ｂし、この被覆層ｉｏｂとは反対側のクツ
ション材１０ｃの上面に剛体製の押し当て板１０ｄを設
けた形態のものとしたものである。

被帯電体としての感光ドラム１面に対して上記の接触帯
電部材１０を抵抗部材である被覆層１０ｂ側を対面させ
てクツション材ｆｏｃの弾性に抗して適度に押し付は状
態にして保持させ、導電性部材１０ａに対して電圧を印
加する。

導電性部材１０ａがｄ＝直径６０μｍの横断面丸形ワイ
ヤである場合に比べて幅６０μｍのフラットワイヤを用
いた場合には感光ドラムに対向する実効幅ないしは実効
面積か増えて、即ち帯電幅が増えて帯電能力が増加する
効果かある。

またクツション部材１０ｃか存在することで帯電音の発
生か低減される効果かある。

〈実施例５〉（第９図） この実施例は接触帯電部材１０を第９図に横断面を示し
たように、導電性部材１０ａとしてリン青銅やＳＵＳ等
の厚さｄ＝６０μｍの導電性薄板材を用い、これにトレ
ジン等の抵抗材料を厚さ１００μｍ程度に塗布して被覆
したものとしたものである。

この接触帯電部材１０をそのエツジ部を被帯電体として
の感光トラム１に押圧接触させ、導電性部材１０ａに電
圧を印加する。

接触帯電部材１０が線材である場合と興なり、押え部材
が必要ないという利点がある。

（発明の効果） 以Ｆのように本発明に依れば、接触帯電方式の帯電装置
について発生帯電音を低減もしくは実質的になくするこ
とかでき、所期の目的かよく達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例装置の側面図。 第２図のその平面図。 第３図はその斜視図。 第４図＜ａ＞乃至同図（１）は接触帯電ワイヤの各種拡
大横断面図。 第５図は導電性部材の幅（直径）ｄと帯電音の大きさｄ
Ｂの測定。 第６図は第２の実施例装置の要部の横断面図。 第７図（Ａ）・（Ｂ）は夫々第３の実施例装置の要部の
横断面図。 第８図は第４の実施例装置の要部の横断面図。 第９図は第５の実施例装置の要部の横断面図。 第１０図は帯電ローラな用いた画像形成装置例の概略図
。 １は被帯電体としての感光トラム、１０・１０Ａ・ＩＯ
Ｂは接触帯電部材、１０ａは導電性部材、Ｊｏｂは抵抗
部材、９は外部電源。 ノ 茅 図 茅 Ａ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電圧を印加した導電性部材を直接に又は抵抗部材
   を介して被帯電体に当接させて被帯電体面の帯電を行な
   う接触式の帯電装置であり、前記導電性部材の被帯電体
   に対する対向部の幅ｄを５μｍ＜ｄ＜１０００μｍに設
   定したことを特徴とする帯電装置。