JPH07199596A

JPH07199596A - 画像形成装置の帯電装置

Info

Publication number: JPH07199596A
Application number: JP34886593A
Authority: JP
Inventors: Yasutomo Ishii; 康友石井; Ryuji Katsuno; 龍司勝野; Yoichi Kaname; 洋一金目; Kumiko Miyazawa; 久美子宮沢; Hiroyuki Akanuma; 弘之赤沼; Kenichi Mishina; 憲一三品; Hiroshi Daiko; 浩大胡
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1995-08-04

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】感光体ドラムに対して帯電部材としての帯電
ローラを配置し、感光体ドラムに帯電させる装置におい
て、帯電ローラの背後で被覆する被覆部材を設けて、帯
電騒音が発生することを抑制できるようにする。【構成】電子写真方式を用いて画像を形成するための
感光体ドラム１に対して、帯電位置に帯電ローラ１０を
所定の押圧力で接触させる状態に配置し、前記帯電ロー
ラに対して交流成分を重畳した電圧を印加し、感光体ド
ラムの表面を帯電させる。前記帯電ローラ１０に対し
て、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）製の被覆部材１５を
配置し、被覆部材の凹溝１６に帯電ローラを通す状態
で、上部開口から帯電ローラの一部を露出させ、感光体
ドラムに押圧させる。そして、感光体ドラムを帯電させ
る際に印加する交流成分により、感光体ドラムと帯電ロ
ーラに振動が生じることを抑制し、帯電騒音を小さくで
きるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機やレー
ザビームプリンタ、静電気記録装置等の画像形成装置に
関し、特に、帯電部材を感光体ドラム等の画像担持体に
接触させて、画像担持体の表面を帯電または除電処理す
る接触式帯電部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機やレーザビームプリン
タ、静電気記録装置等のように、電子写真方式を用いて
画像担持体の表面にトナー画像を作成し、そのトナー画
像を用紙に転写する画像形成装置においては、その画像
担持体として感光体ドラムが用いられている。そして、
前記感光体ドラムに対してコロトロン部材を配置して、
前記コロトロンからの放電により感光体ドラムの表面を
均一に帯電させるようにしている。ところが、前記コロ
トロンを用いる場合には、感光体ドラムの表面を所定の
電位に帯電させるために、数kVの高電圧を印加する必要
があり、そのコロナ放電によりオゾンが発生し、オゾン
が画像形成装置の機内に設けたゴムや感光体の劣化の原
因となるという問題がある。したがって、前述したよう
なコロトロンを用いた画像形成装置では、機内に使用す
る部材の材料や形状を選択することの他に、オゾンを機
外に排出するための排気ファンを設けることや、排気中
に含まれるオゾンを無害化する等の補助手段を設けるこ
とが必要とされる。

【０００３】また、コロナ放電手段を設けた装置では、
空気中のゴミや定着オイル等が機内に浮遊していると、
コロトロンワイヤが汚れて、感光体ドラムに対する帯電
が均一に行われず、画像ムラ等が発生しやすいという問
題もある。そこで、コロトロンワイヤを定期的に清掃し
て、放電ムラが生じることを防止することの他に、コロ
トロンワイヤに清掃装置等を配置して、ワイヤを定期的
に清掃する等の手段を用いている場合がある。しかしな
がら、コロトロンワイヤに対して清掃手段等を設けるこ
とは、余分な装置を追加して設けることでもあり、スペ
ース的にも問題がある他に、小型の感光体ドラム等に対
して余分な装置を付属させることは、装置の設計に際し
ての制約条件が増加する等の問題ともなる。前述したよ
うなコロトロンワイヤを用いる場合の不都合を解消する
ために、帯電ローラ等の帯電部材を用い、感光体ドラム
に接触させる状態で帯電させる手段が注目されている。

【０００４】前記帯電部材を用いた画像形成装置として
は、例えば、図６に示されるような装置が用いられてい
る。前記図６に示される装置では、感光体ドラム１の周
囲に、現像装置３とクリーニング装置５および、画像書
き込み手段等を配置する。さらに、感光体ドラムに一様
な帯電を行うための帯電ローラ１０と、用紙にトナー画
像を転写するための転写ローラ２を設け、前記帯電ロー
ラ１０に対して、清掃部材１４を配置して、ローラ表面
を清掃することができるようにする。前記現像装置３
は、感光体ドラムに対応する位置に現像ローラ４を配置
して、前記現像ローラの表面に担持するトナーを感光体
ドラムに飛翔させて、トナー画像を形成する。また、ク
リーニング装置５では、感光体ドラム１の表面に接する
ブレード６を設けて、画像転写後に残留するトナーを掻
き取るようにするもので、用紙の移動経路側の開口部に
フィルムシール７を配置して、クリーニング装置のハウ
ジング内に回収したトナー等から、トナークラウドが漏
れ出さないように構成している。そして、帯電ローラに
より感光体ドラム表面を一様に帯電させた後で、画像の
情報をレーザ光により書き込んで静電潜像を形成し、そ
の静電潜像に対して現像装置からトナーを供給してトナ
ー画像として可視像化し、画像転写位置で、用紙の裏面
から転写ローラ２の放電によりトナー画像を用紙に転写
させる。

【０００５】前記図６に示される画像形成装置におい
て、感光体ドラム１に対して帯電させるための帯電ロー
ラ１０は、図７に示されるように、感光体ドラム１の画
像形成領域全体に対応させて、長いものとして構成して
いる。そして、感光体ドラム１に対して帯電ローラ１０
を両側の軸部材に配置したスプリング等を用いて、所定
の押圧力で接触させ、感光体ドラムの回転に追従させ
て、回転しながら感光体ドラムの表面を帯電させるよう
な動作を行う。前記帯電ローラ１０は図８に示されるよ
うに構成されているもので、鉄やステンレス等の材料で
構成した芯金１１に対して弾性体１２を一体に設け、そ
の表面にカバー部材１３を設けている。前記弾性体１２
はカーボン等を分散したＥＰＤＭゴム等を用いており、
その表面に設けるカバー部材１３は、ピンホールリーク
を防止するために、カーボン等を分散したナイロン等の
樹脂で構成している。

【０００６】前述したように構成した装置では、前記帯
電ローラ１０の芯金１１の両端部を軸受で支持して、自
由な回転を許容する状態で感光体ドラムに押圧させるよ
うにする。そして、前記帯電ローラ１０の帯電部材に対
して、あらかじめ設定された直流電圧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
交流電圧Ｖacを重畳し、電圧Ｖdc＋Ｖacを芯金１１を通
して印加することで、感光体ドラムに対する帯電を行わ
せるようにする。したがって、前記帯電ローラを用いて
感光体ドラムの表面を帯電させることにより、感光体ド
ラムに対する一様な帯電を行うことができ、その後の工
程で、画像情報の光を走査することにより、静電潜像を
良好な状態で形成することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したよ
うな帯電ローラを用いて、感光体ドラムに対する帯電を
行う場合に、感光体ドラムが振動電圧成分に起因する耳
障りな帯電音が発生し、画像形成装置の騒音の１つの原
因となるという問題がある。前記帯電音による騒音は、
図９に示されるように、感光体ドラム１に押圧される帯
電ローラ１０に対して交流成分電圧Ｖacを印加すること
により、帯電ローラを介して感光体ドラム１に周期的な
振動を加えることにより発生する。そして、前記図９に
示される例のように、感光体ドラム１が鎖線で示す１ａ
の状態と、１ｂの状態の間で膨縮を繰り返すことによ
り、交流成分の周波数の２倍の周波数の振動が発生し、
その感光体ドラムの周囲の空気を振動させて、帯電騒音
として機外に伝波する。

【０００８】前述したような問題を解決するために、例
えば、特開平４−４４０６０号公報等に示されるよう
に、帯電騒音を打ち消すような音波を出力する部材を配
置することが提案されている。前記従来例では、帯電騒
音と逆位相の音波を発生する音源を設けて、振動音を打
ち消すことができるようにしているもので、前記振動音
の周波数が変化する場合には、打ち消すための音波の周
波数を変化させ得るようにする装置を構成している。し
かしながら、前記従来例に示されるような手段を用いる
場合には、帯電騒音の周波数を測定する手段を設けるこ
とに加えて、帯電騒音と逆位相の音波を出力する装置を
別個に配置する必要があり、装置の構成が複雑になるこ
との他に、メンテナンスが面倒になる等の問題も発生す
ることが懸念される。

【０００９】

【発明の目的】本発明は、前述したような帯電部材を用
いた画像形成装置において、帯電音が発生する問題を解
消するもので、帯電ローラの表面形状に沿う凹溝を設け
た被覆部材を設けて、帯電ローラの背後の部分を被覆す
る手段を提供することを目的とし、帯電ローラに振動が
生じた場合でも、被覆部材によりその振動を抑制して、
帯電騒音が機外に出力されることを防止できるようにす
る装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、画像担持体の
表面に接触し、前記画像担持体表面を帯電処理する画像
形成装置の帯電処理部材に関する。本発明においては、
前記帯電部材の画像担持体に対して軸中心から反対側に
配置し、前記帯電部材の表面形状に対応する凹溝を設け
た被覆部材を設けている。また、本発明においては、前
記帯電部材を導電性ローラとして構成し、前記ローラに
対して配置する被覆部材の凹溝は、ローラの中心角度の
６０°以上の範囲に形成することができる。さらに、本
発明では、前記被覆部材を帯電部材の１部に、１箇所以
上配置することができる。

【００１１】

【作用】前述したように構成した本発明の画像形成装置
の帯電装置においては、感光体ドラムに押圧される帯電
ローラに対して、帯電ローラの円弧に一致する凹溝を設
けた被覆部材を配置し、帯電ローラに振動が生じた場合
にその振動を被覆部材により抑制することができる。そ
して、前記帯電ローラに振動が生じることを抑制するこ
とにより、感光体ドラムに振動が生じる自由度を小さく
し、帯電部材と感光体ドラムの双方の振動が、空気に伝
達されることを防止することができる。また、本発明に
おいては、被覆部材をウレタン樹脂やポリアセタール樹
脂等を用いて構成し、感光体ドラムに帯電ローラが接す
る部分以外の部分をカバーすることや、感光体ドラムの
背後に角度を６０°以上の範囲でカバーする凹溝を設け
ることができる。さらに、前記帯電ローラに対して被覆
部材を配置する範囲は、帯電ローラの長さ方向全体、ま
たは中心部の一部のみで、長さ方向に複数の箇所に配置
する手段を用いて、被覆部材による被覆作用を発揮させ
ることを可能にする。

【００１２】

【実施例】図示される例にしたがって、本発明の画像形
成装置の帯電装置を説明する。図１に示される例は、前
記図６の例と同様に構成される装置において、感光体ド
ラム１と帯電部材としての帯電ローラ１０、および帯電
ローラに対して配置する被覆部材１５の構成を示してい
る。前記図１の例において、帯電ローラ１０は、前記図
８に示されたものと同様に構成されるもので、芯金（支
軸）に対して交流成分を重畳した電圧を印加する手段を
配置し、導電性のゴム部材を介して感光体ドラムに帯電
させる手段を構成している。また、前記帯電ローラ１０
の背後（感光体ドラムに帯電ローラを押圧する方向）に
対応させて配置する被覆部材１５は、ポリアセタール樹
脂（ＰＯＭ）等のプラスチック材料を用いて構成し、帯
電ローラの外周の一部を残して他の部分をカバーする状
態で、凹溝１６の中に収容する状態に構成している。

【００１３】前記被覆部材１５に設ける凹溝１６は、帯
電ローラの外形とほぼ一致する形状の孔として構成され
るもので、帯電ローラの外周部が凹溝の内部で摺動する
状態に構成する。前記被覆部材１５に収容される帯電ロ
ーラ１０は、感光体ドラム１に対応する部分のみが、所
定の角度θａだけ露出される状態に設けられている。前
記帯電ローラの上部が被覆部材から露出される角度θａ
は、被覆部材１５が比較的硬質のプラスチック材料であ
る場合には、大きな角度に設定することができるが、帯
電ローラの軸部材が被覆部材の内部に位置する状態に保
持できるようにすると良い。

【００１４】そして、前記被覆部材１５を配置する状態
で、感光体ドラム１と帯電ローラ１０を回転させること
ができる。さらに、本発明の被覆部材により帯電ローラ
を保持する手段では、被覆部材１５の凹溝１６の内部で
帯電ローラを回転させる際に、被覆部材を構成するプラ
スチック部材を比較的摩擦係数の小さいものとして構成
することにより、帯電ローラの回転抵抗が、感光体ドラ
ムの回転に悪影響を与えたり感光体ドラムへの一様帯電
に悪影響が出たりすることを防止できるようにする。し
たがって、前記図１の例では、感光体ドラムに対して交
流成分を重畳した電圧を印加した際に、帯電ローラや感
光体ドラムに振動が発生しようとしても、その感光体ド
ラムの膨縮が大きく発生することを抑止することが可能
になり、画像形成装置から発生する帯電騒音を小さくす
ることができる。

【００１５】前記図１の場合とは別に、本発明において
は、図２に示されるように、被覆部材１５ａをウレタン
ゴム等のように比較的軟質のプラスチック材料により構
成することができる。前記帯電ローラ１０を保持する被
覆部材１５ａは、前記図１の場合と同様に、帯電ローラ
を収容するための凹溝１６ａを設けているもので、前記
凹溝１６ａは、帯電ローラの感光体ドラムに対応する部
分を、図１の場合よりも小さい角度θｂだけ露出させる
ように設定する。そして、前記帯電ローラ１０の露出範
囲を狭く設定し、帯電ローラを感光体ドラム１に向けて
押圧させることにより、帯電ローラを感光体ドラムの回
転に追従させて回転させ、感光体ドラムの表面を一様に
帯電させるようにするとともに、帯電騒音問題に対処さ
せることができるようにする。

【００１６】本発明においては、図３に示されるよう
に、帯電ローラの長さ方向の一部に対して被覆部材１５
ｂを配置し、帯電ローラと感光体ドラムの振動を抑制す
る手段を構成することもできる。前記図３に示される例
では、前記図１の場合と同様に、被覆部材１５ｂをＰＯ
Ｍ等のプラスチック材料により構成し、被覆部材に設け
た凹溝の中に帯電ローラ１０を挿入する状態に設けてい
る。そして、前記被覆部材に支持される帯電ローラに振
動等が生じた場合でも、その振動を被覆部材により抑制
するので、ローラの振動が増幅されて外部に騒音となっ
て出力されることがないようにされる。

【００１７】また、前記図３に示される例では、帯電ロ
ーラの中央部に１個の被覆部材を配置した場合で説明し
ているが、前記被覆部材１５ｂは、帯電ローラの長さ方
向に所定の間隔を介して複数個配置することが可能であ
り、感光体ドラムから発生する振動の条件に対応させ
て、その騒音を抑止するために最適な位置に配置するこ
とができる。したがって、前記図３に示されるような幅
の狭い被覆部材を帯電ローラに対して配置する場合で
も、感光体ドラムと帯電ローラから帯電騒音が発生する
ことを抑止できるものとなる。なお、前記図１〜３にそ
れぞれ示される被覆部材は、帯電ローラの背後に配置す
る固定フレームに対して固着して設けることも可能であ
り、前記被覆部材を固定位置に設けた場合でも、振動騒
音の抑止性能を良好な状態に維持させることが可能にな
る。

【００１８】前述したように構成した本発明の装置にお
いて、図１、２のように、感光体ドラムの画像領域幅に
対応させて、帯電ローラの背後を被覆する被覆部材を配
置した場合には、図４、５に示されるようなモデルを想
定して、騒音の抑止効果を確認した。前記図４、５に示
される例では、被覆部材１５ｃをＰＯＭで構成し、帯電
ローラ１０の背後から被覆部材１５ｃにより被覆する手
段を構成し、前記被覆部材１５ｃに設けた凹溝１６ｃを
比較的浅い溝状のものとして形成し、前記凹溝１６ｃが
帯電ローラの円弧面の背後の部分に対して、小さな角度
θの範囲で接する状態を設定する。また、前記図４、５
に示される例では、次の条件を設定している。・感光体ドラム φ３０mmの有機感光体・回転速度５６mm／sec ・帯電ロール φ１２mmの弾性体（芯金はφ６mmのス
テンレス製）・印加電圧Ｖdc＝−３５０Ｖ、Ｖac＝２００Ｈｚ−
２００μＡ〜５００Ｈｚ−５００μＡ、・シャフトの押圧力片側５００ｇ重前述したような条件を設定して、帯電ローラの背後に被
覆部材を配置し、前記被覆部材１５ｃの凹溝により帯電
ローラを被覆するが、前記被覆部材の凹溝により帯電ロ
ーラを被覆する角度θを６０°以上に設定すると、従来
帯電ローラの軸部材の両端部のみを付勢手段で支持した
場合に比較して、騒音のレベルを低下させることができ
る。例えば、帯電騒音が６５ｄＢの装置の場合に、前記
図１のような対策を施した例では、騒音のレベルを５５
ｄＢに低下させることが可能であり、図２のようなウレ
タンゴム等を用いた被覆部材の場合には、騒音レベルを
５２ｄＢに低下させることができた。さらに、図３のよ
うな被覆部材を用いた場合には騒音のレベルを５３ｄＢ
程度に低下させることができた。また、前記図４、５に
示されるように、被覆部材１５ｃに設ける凹溝１６ｃを
浅い溝として構成し、帯電ローラの背後から被覆するよ
うな装置を構成した場合でも、感光体ドラムと帯電ロー
ラから発生する騒音レベルを５３ｄＢ程度に抑制するこ
とができた。なお、前記図５の例において、被覆部材の
凹溝が帯電ローラに対応する角度θは６０°以上であれ
ば、騒音の抑止効果を奏することができることが判明し
た。

【００１９】なお、前述したように、帯電ローラの背後
から被覆部材により被覆する手段を設けた装置におい
て、感光体ドラムや帯電ローラの径および材質等は、任
意のものに設定することができる。そして、帯電ローラ
の背後から被覆する被覆部材に関しても、帯電ローラに
摺動させることにより、大きく摩耗しない性質を有する
ものであれば、任意の材質のものを使用することができ
る。また、前記被覆部材と帯電ローラの組み合わせにお
いて、帯電ローラが凹溝に摺動する際の摩擦抵抗が大き
い場合には、感光体ドラムの表面に帯電ローラがこすら
れることになるので、そのような状態が発生する材料を
組み合わせることは得策ではない。しかし、帯電ローラ
の表面にナイロン等のカバー部材を設ける場合には、帯
電ローラの表面の耐摩耗性を良好に設定できるのである
から、被覆部材の材質等は特に限定されない。

【００２０】

【発明の効果】本発明の画像形成装置の帯電装置は、前
述したように、感光体ドラムに対して帯電ローラによる
帯電部材を配置する場合に、帯電ローラの外周部を所定
の範囲に亘ってカバーする状態に被覆部材を配置するこ
とにより、帯電ローラと感光体ドラムから発生する帯電
騒音を低下させることができる。また、本発明の装置で
は、帯電ローラの背後から被覆部材により被覆する作用
を付与し、帯電ローラと感光体ドラムが、交流成分を重
畳した電圧の印加による振動の発生を少なくすることが
でき、その騒音レベルを１０ｄＢ程度少なくすることが
できる。そして、前記帯電ローラに対して配置する被覆
部材として、任意のプラスチック製の部材を使用し、被
覆部材に設けた凹溝に帯電ローラを摺動させるととも
に、帯電ローラの感光体ドラムに接する部分の背後を被
覆する機構を設けることのみで、騒音対策を容易に行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の騒音対策部材の構成を示す説明図で
ある。

【図２】本発明の第２の実施例の構成を示す説明図で
ある。

【図３】本発明の第３の実施例の構成を示す説明図で
ある。

【図４】本発明の第４の実施例の構成を示す説明図で
ある。

【図５】図４の装置の正面図である。

【図６】本発明を適用可能な画像形成装置の構成を示
す説明図である。

【図７】従来の騒音対策を施さない装置の説明図であ
る。

【図８】従来の帯電ローラの断面図である。

【図９】感光体ドラムと帯電ローラの振動状態を示す
説明図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム、２転写ローラ、３現
像装置、４現像ローラ、５クリーニング装
置、１０帯電ローラ、１１芯金、１２
弾性体、１３カバー部材、１４清掃部材、
１５被覆部材、１６凹溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮沢久美子神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者赤沼弘之神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者三品憲一神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者大胡浩神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像担持体の表面に接触し、前記画像担
持体表面を帯電処理する画像形成装置の帯電処理部材に
おいて、前記帯電部材の画像担持体に対して軸中心から反対側
に、前記帯電部材の表面形状に対応する凹溝を設けた被
覆部材を配置することを特徴とする画像形成装置の帯電
装置。
【請求項２】前記帯電部材を導電性ローラとして構成
し、前記ローラに対して配置する被覆部材の凹溝は、ロ
ーラの中心角度の６０°以上の範囲に形成されることを
特徴とする請求項１に記載の画像形成装置の帯電装置。
【請求項３】前記被覆部材を帯電部材の１部に１箇所
以上配置することを特徴とする請求項１または２に記載
の画像形成装置の帯電装置。