JPH0444060A

JPH0444060A - 接触帯電装置

Info

Publication number: JPH0444060A
Application number: JP15360190A
Authority: JP
Inventors: Haruo Fujii; 春夫藤井; Masao Yoshikawa; 吉河　雅雄
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-06-11
Filing date: 1990-06-11
Publication date: 1992-02-13

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、電圧を印加した接触帯電部材を被帯電体に当
接させて被帯電体面の帯電（除電を含む）をする接触帯
電装置の改善に関するものである。

（従来技術）例えば、電子写真装置（複写機・レーザービームプリン
タ・画像表示装置など）・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て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
ゾンが比較的多く発生するなど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いて感光体・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５７−１７８２
６７・５６−１０４３５１・５８−４０５６６・５８−
１３９］５Ｂ・５８１５０９７５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Ｖｄｃと、被帯電体の帯電開始電圧
の２倍以上のピーク間電圧ＶｐＰを有する脈流電圧Ｖａ
ｃ　（正弦波・矩形波・三角波など、時間とともに電圧
値が周期的に変化する電圧、以下交流電圧もしくは交流
電圧成分と記す）と重畳した電圧Ｖｄｃ十Ｖａｃ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ど数
多くの提案を行なっている（特開昭６３−１４９６６８
・１４９６６９号公報等）。

第５図は画像形成装置における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例の概略構成
を示している。

２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）の一部であり、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。２ｂは感光ドラムの基層としての接地された
アルミニウムドラム、２ａはそのアルミニウムドラムの
外周面に形成した感光層を示す。

１は接触帯電部材としての帯電ローラであり、例えば、
鉄・ステンレススチール（ＳＵＳ）等の導電性芯金１ａ
と、その外周なローラ状に被覆させて設けた、カーボン
を含んだＥＰＤＭ等の導電性ゴム層１ｂからなり、該導
電性の帯電ローラ１は芯金１ａの両端側を不図示の軸受
に回転自由に軸受させて感光ドラム１に略並行に配列し
、バネ５等の加圧手段により導電性ゴム層１ｂを感光ド
ラム２面に対して所定の押圧力をもって当接させであり
、本例の場合は感光ドラム２の回転に伴い従動回転する
。

３は帯電ローラ１に対して電圧を印加する外部電源で、
該電源３により帯電ローラ１に対して予め設定された、
直流電圧Ｖｄｃと、直流電圧を印加したときの感光層２
ａの帯電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧ｖｐｐの交
流電圧Ｖａｃとの重畳電圧Ｖｄｃ＋Ｖａｃが接点板バネ
４・心金１ａを介して印加されることで、回転駆動され
ている感光ドラム２の外周面が所定の電位に帯電処理さ
れる。

この帯電処理された感光ドラム２面に対して図には省略
した画像露光・現像・転写のプロセス手段が適用され、
画像転写を受けた記録材（転写材）が像定着プロセス手
段を経て出力される。

画像転写後の感光ドラム２面は不図示のクリーニングプ
ロセス手段で転写残りトナー等の付着汚染物の除去処理
を受けて清浄面化され、再び帯電ローラ１て帯電処理を
受けて繰り返して作像に供される。

接触帯電部材１はローラ型ばかりでなく、プレー１〜型
、ロッド型、横長パッド型、横長フロック型など適宜の
形状形態のものにできる。

（発明が解決しようとする問題点）このような接触帯電装置の問題点の１つとして次のよう
な事項が上げられる。

即ち、被帯電体２面に当接させた帯電部材１に交流（脈
流）電圧成分Ｖａｃを含む電圧を印加して被帯電体面の
帯電（又は除電）処理を実行したとき、その実行過程中
、該接触帯電部材１と被帯電体２との間て印加交流電圧
成分Ｖａｃに起因する「帯電台」と呼ばれる振動音の発
生が大なり小なりあり、その振動音が不快音として耳ぎ
わって、問題の１つとなりでいる。

第６図（Ａ）　・（Ｂ）　・　（Ｃ）は帯電台の発生メ
カニズム解説図であり、接触帯電部材は））０述第５図
における帯電ローラ１とし、被帯電体は感光トラム２と
する。

■、帯電ローラ１は交流電圧成分Ｖａｃか印加されてい
るため、交流電界かプラスのピークをむかえたときは、
（Ａ）図の実線で示すように、感光層２ａを挟んで、帯
電ローラ１側にプラスの電荷＋ｅ、感光ドラムの基層２
ｂ側にマイナスの電荷−〇が誘起される。これらのプラ
スとマイナスの電荷は、互いに引き合うので、帯電ロー
ラ１の感光ドラム近傍の表面部分は感光ドラム２の方向
へ弾性に抗して引きつけられて実線示の位置ａから２点
鎖線示の位置すに移動する。

■、ついで、交流電界か逆転を始めると、帯電ローラ１
側のプラス電荷＋ｅ、ドラム基板２ｂ側のマイナス電荷
−ｅはそれぞれ誘起してきた逆極性の電荷によって打ち
消され始める。

そして交流電界がちょうどプラスからマイナスに変わる
ときには、帯電ローラ１側のプラス電荷とドラム基層２
ｂ側のマイナス電荷は消滅する（（Ｂ）図）。

その結果、位置すへ移動した帯電ローラエの表面部分は
復元力で（Ｂ）図で２点鎖線で示した位置ａに再び戻る
ことになる。

■、さらに交流電界がマイナスのど−クをもかえるとき
には、（Ｃ）図に示されるように、帯電ローラ１側には
マイナスの電荷−ｅ、ドラム基層２ｂ側にはプラスの電
荷＋ｅが誘起される。

したがって帯電ローラ１の感光トラム近傍の表面部分は
その両電荷の引き合いで再び実線示の位置ａから２点鎖
線示の位置すへ弾性に抗して移動することになる。

以Ｊ二■・■・■のサイクル現象が縁り返し行われるた
め、帯電ローラ１は印加交流成分Ｖａｃに起因して振動
し、その結果「帯電台」が発生するものと考えられる。

さらに、交流電圧Ｖａｃの周波数をｆ、帯電ローラ１の
振動周波数をＦとすると、上記の説明で明らかなように
、交流電圧Ｖａｃの１周期の間に帯電ローラ１は２回振
動することになるので、両者ｆ−Ｆの間には次の関係が
ある。

２ｆ　（Ｈｚ）＝Ｆ　（Ｃ／Ｓ）・・・・・・（１）帯
電台は接触帯電部材がローラ型以外のブレード型等、他
の形状形態のものでも発生する。

印加交流電圧成分Ｖａｃのど−ク間電圧ＶＰＰを被帯電
部材の帯電開始電圧の２倍の値より小さくすれば帯電台
をかなり低減させることができる。

しかし、この場合は被帯電体としての感光ドラム２面上
の均一帯電性が低下して、斑点状の帯電ムラを生じるこ
ともある。斑点状の帯電むら状態の感光ドラム表面に通
常の電子写真画像形成プロセスを適用しても出力画像は
斑点状ムラに対応した斑点状の黒点画像になり、高品位
な画像を得ることはできない。

帯電ローラ１と感光ドラム２との接触面には微視的には
凹凸があり理想的な接着面が得られにくく、交流電圧成
分Ｖａｃのピーク間電圧ＶＰｐはそれにも拘らず均一な
帯電を行なういわゆる「均し効果」を得るものであると
ころ、そのピーク間電圧を下げると言うことは該均し効
果がなくなることを示している。

また帯電台を低減するために感光ドラム２の内部にゴム
なとて出来た防振部材をいれる方法か提案されているが
、感光ドラムの変形、重量化、製造コストの点などで新
たな問題点を生じ、実用性に欠けている。

本発明は上記のような帯電音の問題を合理的に解決する
ことを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明は下記のような構成を特徴とする接触帯電装置で
ある。

（１）脈流電圧成分を含む電圧を印加した接触帯電部材
を被帯電体に当接させて帯電を行なう接触帯電装置にお
いて、接触帯電部材の近傍に、接触帯電部材と被帯電体
との間において印加脈流電圧成分に起因して生じる振動
音とは略逆位相の音波を発生する音源を有することを特
徴とする接触帯電装置。

（２）音源の音圧レベルを可変可能としたことを特徴と
する（１）記載の接触帯電装置。

（３）接触帯電部材の振動音波位相と音源の音波位相関
係を可変に出来ることを特徴とする（１）記載の接触帯
電装置。

（４）接触帯電部材と音源の電源が共通化され、かつ逆
位相成分が供給されることを特徴とする（１）記載の接
触帯電装置。

（５）音源は帯電部材とは別に被帯電体に当接させて帯
電部材に対する印加脈流電圧成分とは略逆位相の脈流電
圧成分を印加した部材であり、この部材自身も被帯電体
面の接触帯電機能を有していることを特徴とする（１）
記載の接触帯電装置。

（作　用）即ち、上記の発生振動音つまり帯電音は、上記音源から
発生する、帯電音とは略逆位相の音波と重なることで帯
電音と音波音のそれぞれの音が打消し合って帯電音が効
果的に消音化される。

（実施例）〈実施例１〉（第１図）本実施例は前述第５図の装置について、帯電ローラ１の
位置に対応する感光ドラム内側面位置に帯電ローラ１と
同じ構成のローラ６を音源用ローラとしてトラム２の肉
厚を挟ませて帯電ローラ１と対向的に押圧当接させであ
る。この音源用ローラ６も感光ドラム２の回転駆動に伴
ない従動回転するように軸受させてドラム１内に配設支
持させである。６ａは芯金部、６ｂは導電性ゴムローラ
部である。

７はこの音源用ローラに対する電圧印加電源であり、こ
の電源７により該音源用ローラに対しては、帯電ローラ
１に対する交流電圧成分（脈流電圧成分）Ｖａｃとは周
波数位相を１８０°ずらした、逆位相の交流電圧（同）
ＶａＣ′を印加した状態で、帯電ローラ１による感光ｌ
・ラム外周面の帯電（又は除電）処理を実行させる。

帯電ローラ１と感光ドラム２との間においては前述した
ように帯電ローラ１に対する印加交流電圧成分Ｖａｃに
起因する振動音即ち帯電音を生じる。

一方、音源用ローラ６と感光ドラム２との間においても
該ローラ６に対する印加交流電圧成分Ｖａｃ　”に起因
する振動音が同様の理屈で発生する。つまりローラ６が
音源として機能する。

而して、帯電ローラ１の発生帯電音に対してローラ６の
発生振動音は、該ローラ６に対する印加交流電圧Ｖａｃ
′の周波数位相と帯電ローラ１に対する印加交流電圧成
分Ｖａｃとが互いに１８０°ずれた逆位相の関係にある
から、逆位相の音波となっている。そのため帯電音はこ
の逆位相の音源音波と重なることで帯電音と音源音波の
それぞれが打ち消し合う。つまり帯電音が消音化される
。

実際に、音源用ローラ６を設けていない第５図の装置に
ついて、帯電ローラ１にピーク間電圧が感光層２ａの帯
電開始電圧の２倍の電圧を維持しなから３００Ｈｚの周
波数の交流電圧成分Ｖａｃ印加して、発生帯電音の音圧
レヘルを無響音電で測定した。測定器はＢｒ１ｉｅｒ　
Ｋｙａｅｒ　Ｔｙｐｅ２２３０を使用し、帯電音発生位
置とプローブ間を約１５ｃｍに設定した。結果は音圧レ
ベル６３ｄｂてあフた。

一方、第５図の装置について、本実施例のように音源用
ローラ６を設けたものについて、電源７により、帯電ロ
ーラ１に対する上記交流電圧成分Ｖａｃとは周波数位相
差を１８０°ずらし、周波数・ピーク間電圧は同一とじ
た交流電圧ＶａＣ′を印加して帯電ローラ１による感光
ドラム２の帯電処理を実行させた。そして同様に帯電台
の音圧レヘルを測定したところ、音圧レベルか５３ｄｂ
に低下した。また感光ドラム１の帯電処理は帯電ムラな
く安定に均一に実行され〈実施例２〉（第２図）本実施例は、音源用ローラ６を帯電ローラ１よりも感光
ドラム面移動方向−上流側において帯電ローラ１に略並
行に近接させて感光ドラム外面に当接させて配設しであ
る。音源用ローラ６は帯電ローラ１と同一の構造のもの
で、感光ドラム２の回転駆動に伴ない従動回転する。

帯電ローラ１による感光ドラム２面の帯電処理実行時に
は音源用ローラ６に対しては電源７より帯電ローラ１に
対する交流電圧成分Ｖａｃとは位相が１８０°異なる逆
位相・同一周波数の交流電圧Ｖａｃ′を印加することで
、前述実施例１の場合と同様の帯電音哨音効果が得られ
る。

この実施例の場合、音源用ローラ６は帯電ローラ１によ
る感光ドラム２面の帯電前に感光ドラム２面の不均一な
残留電荷履歴（電気的メモリ）等を印加交流電圧Ｖａｃ
′の作用で消去（打ち消し）する作用をして、次の帯電
ローラ１による感光ドラム２面の均一帯電処理性を高め
る効果もある。

また音源用ローラ６は該ローラよりも感光ドラム面移動
方向上流側にある感光ドラム面クリーニング装置１１を
すり抜けてしまった除去もれトナー等の異物を帯電ロー
ラ１の位置へ至る前に捕獲して帯電ローラ１の汚損を防
止する感光ドラム面のクリーニング手段としても作用す
る。

ローラ６の面に捕獲された異物は該ローラ６にプレート
等のりクリーニング部材１２を当接させて除去し、該ロ
ーラ６自体も常に清浄状態に保持されるようにするとよ
い。

更には、音源用ローラ６には上記の交流電圧ＶａＣ′に
加えて帯電ローラ１に対する直流電圧成分Ｖｄｃと同極
性の直流電圧Ｖｄｃを重畳した電圧Ｖａｃ′＋Ｖｄｃを
印加することで、該ローラ６も感光ドラム２面の帯電部
材として機能し、帯電ローラ１との共働で均一な帯電特
性が選へるし、該ローラ６と帯電ローラ１の距離間と交
流電圧成分の周波数の関係を選べば高速記録の帯電装置
としても都合がよい。

〈実施例３〉（第３図）本実施例は実施例２における帯電部材としての帯電ロー
ラ１、及び音源用としてのローラ６を夫々板ブレードＩ
Ａ（帯電ブレード）、６Ａ（音源用ブレード）としたも
のである。

帯電プレートＩＡ・音源用プレート６Ａは夫々帯電ロー
ラ６と同じ導電性ゴム材料製である。

これ等のプレートＩＡ・６Ａにローラトロに対すると同
様の電圧を印加することで、実施例２と同様の帯電台消
音効果等を得ることができる。

実施例１〜３において電源３と同７は共通化して帯電部
材１・ＩＡと音源部材６・６Ａにそれぞれ逆位相関係の
交流電圧成分Ｖａｃ・Ｖａｃ′を印加する回路構成にし
てもよい。

音源部材６・６Ａへの印加電圧は可変可能にして音圧が
最小になるように調節することも可能である。

〈実施例４〉（第４図）本実施例は帯電部材としての帯電ローラ１の帯電音をマ
イクロフォン１３で検知して制御回路１４へ入加し、該
マイクロフォンで得た信号音と逆位相の音を増幅してス
ピーカー等の音源１５で発音させることで帯電音と打ち
消し合わせて帯電音を消音するようにしたものである。

（発明の効果）以上のように本発明に依れば、接触帯電装置において問
題の発生帯電音の消音を簡単な構成で効果的に行なうこ
とかでき、帯電部材に対する印加脈流電圧成分の周波数
を増大させても不快な帯電音が消音されて発生せず、高
速帯電にも適用可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は夫々第１図乃至第４図の実施例装置
の概略構成図。第５図は接触帯電装置の一例の概略構成図。第６図（Ａ）・（Ｂ）・（Ｃ）は帯電音の発生メカニズ
ム解説図。１・ＩＡは接触帯電部材としての帯電ローラ又は帯電ブ
レード、２は被帯電体としての感光ドラム、６・６Ａは
音源用のローラ又はブレート。啼

Claims

【特許請求の範囲】

（１）脈流電圧成分を含む電圧を印加した接触帯電部材
を被帯電体に当接させて帯電を行なう接触帯電装置にお
いて、接触帯電部材の近傍に、接触帯電部材と被帯電体
との間において印加脈流電圧成分に起因して生じる振動
音とは略逆位相の音波を発生する音源を有することを特
徴とする接触帯電装置。
（２）音源の音圧レベルを可変可能としたことを特徴と
する請求項（１）記載の接触帯電装置。
（３）接触帯電部材の振動音波位相と音源の音波位相関
係を可変に出来ることを特徴とする請求項（１）記載の
接触帯電装置。
（４）接触帯電部材と音源の電源が共通化され、かつ逆
位相成分が供給されることを特徴とする請求項（１）記
載の接触帯電装置。
（５）音源は帯電部材とは別に被帯電体に当接させて帯
電部材に対する印加脈流電圧成分とは略逆位相の脈流電
圧成分を印加した部材であり、この部材自身も被帯電体
面の接触帯電機能を有していることを特徴とする請求項
（１）記載の接触帯電装置。