JPH043182A - 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ｆ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＃ｒ） 例えば、電子写真装置（複写機・レーザーど−ムプリン
タなど）　・＃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ては従来よりコロナ放電装置か広く
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
ゾンが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徴■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
実用化研究が進められている（特開昭５７−１７８２６
７・５６−１０４３５１・５８−４０５６６・５８−１
３９１５６・５８−１５０９７５号公報等）。

本出願人も、均一な帯′ト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・１４９６８９
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
ものが用いられている。

第５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ｆ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であり、鉄・銅・
アルミニウム・ステンレススチール（ＳＵＳ）等の４電
性芯金２３と、その外周をローラ状に被覆させて設けた
、カーホンを含んたＥＰＤＭ・ウレタン等で出来た低抵
抗層２ｂとトレシンーエどりロルヒトリンコム等からな
る高抵抗層２Ｃからなり、詠ローラ２は芯金２３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であり、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、
該電源９により帯電ローラ２に対してｆめ設定された、
直流電圧と、感光体の帯電開始電圧の２倍以上のピーク
間電圧の振動電圧との重畳電圧が接点ハネ８・芯金２ａ
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。

次いでその感光トラム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かなされて［１的の画像情報に対応した静電潜像
か感光ドラム１面に順次に形成されていく。

次いでその感光ドラム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面の形成潜
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よりも感光ドラム回転方向下流側に
おいて感光ドラム１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か感光トラム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達したとき転写材７の先端
部も圧接部へ丁度到達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か印加されてお
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トラム１面はクリーニング装置６
て転り′残りトナー等の残留物の除去を受けて清掃され
、繰り返して像形成に供される。

（発明か解決しようとする問題点） しかしながら上記従来例ては以ト−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ｉＴ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Ｌ・させる原因になっていた。

２）Ａ３サイズ用の帯電ローラ２ては軸方向の長さもそ
れにつれて長くなり、帯電ローラ２をその両端側をハネ
等の加圧手段番こより加圧して感光トラム１にトラム母
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の表面がら浮いてしまいその部分て帯電不良か発生
してしまう。

３）プロセススピード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Ｆげなければならないか、それ
に伴ない感光トラムｌと帯電ローラ２か振動し７あって
発生する帯電層か大きくなる。

帯電ローラに印加するバイアスのピーク間電圧を小さく
することで帯電層を実用上許容範囲へ士げていくと、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ｔ記のような問題点なく、感光ドラムなどの被
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、前記導電性部材は線材であり、面
記抵抗部材の被帯電体に当接する面が概略平坦である、
ことを特徴とする帯電装置を要旨とする。

（作　用） （１）接触帯電部材の電圧を印加する導電性部材とし・
て直径又は幅或は厚さか例えば５〜１０００μｍの細い
導電性線材や導電性薄板材を用い、被帯電体面に対して
、その導電性線材を直接に又は抵抗部材を介して腹当り
に当接させ、或いは導電性薄板材のエツジ部を直接に又
は抵抗部材を介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ブロードの場合と同様に被帯
電体面の接触帯電処理かできる。

（２）この場合は接触帯電ローラや接触帯電プレートの
場合とは異なり、ゴム等から構成される帯電層を持って
いないため、ゴム帯電層からにしみてる可塑剤の被帯電
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り能となっ
た。

（３）接触帯電部材が（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手段によ
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で当接状態に保持
させることか容易いてもリークによる給電部の′心圧降
Ｆか防１ｊ−浮き、その浮きに起因する帯電不良の問題
を解消することか可能となる。

（４）接触帯電部材の電圧を印加する導電性部材を直径
又は幅或は厚さか小さい線材く薄板材も含む）とするこ
とで帯電層の発生を実用上支障か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か振動を始め、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
いたのであるか、上記のように導電性部材を線材とする
ことで接触帯電部材と被帯電体との間に挟まる空気がほ
とんと無いため該導電性線材か振動しても帯電層が低下
するか、実質的になくなるものと考えられる。

（５）導電性線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どン
ホール等の表面欠陥か存在してｌｔｉ域全体の帯電不良
を防雨することか可能になる。

即ち、接触帯電部材は裸の金属ワイヤなと無被覆の導電
性線材そのものを使用することかできるのであるか、例
えば前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）
でどンホールが生した場合、接触帯電部材か無被覆の導
電性線材であるとどンホール部が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
光ドラムのピンホールの間でリークか発生して給電部の
電圧か著しく降丁してしまう。

そのため、このリーク発生時は接触帯電部材と感光ドラ
ムとの接点の長手方向全体が帯電不良となり、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
の画像むらが感光ドラムの回転周期毎に現われ画像品質
か著しく低下する。

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
性線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
抵抗率が導電性線材より大きいので抵抗部材を伝わって
被帯電体側のどンホール等の表面欠陥部へ流れ込む電流
か小さくなり、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、被帯電体面にどンホール等があって
も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が解消される。しかも、
供給電圧をアップ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や帯
電むらも防止することが出来る。

（６）電圧を印加する導電性部材としての線材の直径又
は幅或いは厚さ、即ち導電性線材の被帯電体に対する対
向部の幅を小さくすればするほど発生帯電音の大きさを
実用範囲まで小さくてき、或いは実質的になくすること
かできる。

しかし上記の幅を小さくしていくと接触帯電部材の帯電
幅か小さくなっていき、その結果、帯電部の抵抗か大き
くなって、電流か流れにくくなり帯電不良が発生しやす
くなる。

例えば、第４図に模型的に示しように接触帯電部材１０
を、導電性部材として横断面丸型の導電性ワイヤ１０ａ
を用い、その導電性ワイヤの外周面を抵抗材料で被覆処
理１０ｂ（抵抗部材）した形態のものとし、これを被帯
電体とし・ての例えば感光ドラム１面に押し当て部材１
１と押圧部材１２により感光ドラム１面に対してドラム
母線とほぼ並行に有効全長部を圧接させた状態となし、
導電性ワイヤＩＯａに電源９より電圧を印加して感光ド
ラム１面の接触帯電処理を実行させる構成の場合につい
ていえば、註接触帯電部材１０の導電性ワイヤｆｏａの
感光トラム１に対する対向部の幅（＝ワイヤ１０ａの直
径）をｄとし、帯電幅をＬとしたとき、帯電幅しは幅ｄ
よりも小さく、発生帯電音の低減のために幅ｄを小さく
していくと帯電幅りは増々小さくなり、帯電不良を発生
しやすくなる。

帯電幅りは次のようにして求めることかできる。ます感
光ドラム１を停止させた状７態で数分間導電性ワイヤ１
０ａに電源９よりバイアスを印加する。次にこのトラム
１をハーフトーン電位で現像し転写材に転写する。する
と転写材上には現像された帯電メモリー像が転写される
。

この帯電メモリー像の幅が帯電幅してある。

なお、ｔは帯電限界を示し、接触帯電部材１０の表面が
このｔ以上感光ドラム１表面がらはなれた場合では帯電
できなくなる離れ限界であり、パッシェンの法則により
決まり、通常環境ではおよそ数１０ミクロンである。

従ってこのような系では発生帯電音を小さくするために
幅ｄを小さくすることには十分な帯電幅りを確保するこ
ととのかね合いからある限界かある。

本発明の場合は航記したように抵抗部材の被帯電体に当
接する而を概略平坦とした点に特徴かあり、このように
すると第１図に模型的に示したように幅ｄに対して帯電
幅りが広がる。

この第１図の接触帯電部材１０は導電性部材（線材）１
０ａとして横断面丸型の導電性ワイヤを用い、これをモ
ルトプレイン等の横長のクツション材１０ｃの下面に添
設し、該ワイヤ１０ａを添設したクツション材１０ａの
下面を全面的に高抵抗材料で被Ｎ　１０　ｂ　Ｌ／、こ
の被覆層１０ｂ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。

被覆層１０ｂか抵抗部材であり、被帯電体１に当接する
面が概略平坦である。

この接触帯電部材１０を抵抗部材である被覆層１０ｂ側
を被帯電体としての感光ドラム１面に対して対面させて
クツション材１０ｃの弾性に抗して適度に押し付は状態
にして保持させ、ワイヤ１０ａに対して電圧を印加して
感光ドラム１面を接触帯電するものである。

この場合は前記したように幅ｄに対して帯電幅りか広が
るから幅ｄを小さく設定し・て発生帯電音の大きさを１
分に押えて或いは実質的になすようにし、し・かも十分
な帯電幅りを確保して常に安定した充分な帯電を行なわ
せることが可能となる。

Ｆ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） 第１図において１は航述第５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、益感光トラムｌは
アルミニウム製のトラム基体１ｂと該基体１ｂの外周面
に形成された感光体層Ｉａ（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は前述した接触帯電部材である。具体的には下記の
通りである。

導電性線材１０ａ：直径ｄ＝６０μｍのタングステンワ
イヤ。

抵抗部材１０ｂ＝体積抵抗率をＩＱＩＯΩｃｍに抵抗制
御したカーボン人フッソ樹脂 （商品：エムラロン、日本アシソン社）、厚さ２５μｍ
０ この接触帯電部材１０の場合、導電性線材１０ａの直径
ｄ：６０μｍに対して帯電幅りは２００μｍであった。

なお航述の第４図例の、抵抗材料を被覆１０ｂ（厚さ２
５μｍ）した直径ｄ＝６０μｍのタングステンワイヤ１
０ａの形態からなる接触帯電部材ｌＯの場合の帯電幅し
は４０μｍで小さいものであった。

本実施例では以上の構成に於て、感光ドラム１を周速４
０　ｍ　ｍ　／　ｓ　ｅ　ｃで回転させ、帯電ワイヤ１
０に電源９より一７００Ｖの直流電圧と、ピーク間電圧
１８００Ｖｐｐ、周波数２５０Ｈｚの交流電圧を印加し
たところ、感光体１８面は大略−７００Ｖに均一帯電し
どンホールによる異常画像の発生や帯電音の発生もなく
或いは極めて小さく、物良好な画像が出力された。

本実施例の場合はクツション部材１０ｃが存在すること
で帯電音の発生かより低減される効果かある。

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
電性ゴム層からのにしみ可塑剤に起因する画像流れの発
生、帯電部材の浮にきによる部分的な帯電不良部の発生
等もなかった。

本実施例は帯電部材１０に印加する交流電／Ｅのピーク
間電圧を、直流電圧のみ印加した時の波帯電体を帯電す
る帯電開始電圧の２信置１−にする場合にシ用した時に
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てあった。

導電性部材１０ａはタングステンに限らす、鉄・銅・ア
ルミニウム・ＳＵＳなと導電性材質のものであればよい
。

導電性部材１０ａの断面形状は円形に限らす第２図例の
もののように横断面長方形（矩形）正方形・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。構成材料としては、その他、Ｎ−
メトキシメチル化ナイロン（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、エピクロル
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。

振動電圧の波形としては正弦波に限らず矩形波、二角波
、パルス波でもよい。また、直流電圧たけでも同禄に被
帯電体の帯電処理か可能である。

４電＋１線材１０ａは１本に限らずを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が得られ
る。仮に１本の帯電ワイヤに異物が付着したり、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。

導電性線材ｆｏａは第３図（Ａ）や同図（Ｂ）に横断面
模型図を示したように、１本或いは複数本を抵抗部材１
０ｂの肉厚内に埋設した形態の一体成型体とすることも
でき、量産性があり、低コスト化が図れるメリットがあ
る。

（発明の効果） 以↓−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し、
しかも良″好な帯電性を確保することかでき、その他、
従来の問題点か解消され、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の実施例装置の横断面模型図。 第２図の第２の実施例装置の同上図。 第３図（Ａ＞・（Ｂ）は夫々第３の実施例装置の同上図
。 第４図は比較例装置の同上図。 第５図は帯電ローラを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・は接触帯電部
材、１０ａは導電性部材、１０ｂは抵抗部材、９は外部
電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）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、前記導電性部材は線材であり、前記抵
   抗部材の被帯電体に当接する面が概略平坦である、こと
   を特徴とする帯電装置。