JPS5840566A - 電子写真の接触帯電方法 - 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】 無く、直接感光体表面ｔこ接触する電極１こ依り、安定
的に任叡の電位ｔこ充帯電する方式に関するものであり
、従来公知の種々の接触帯電方法の持つ欠陥を改善し、
安定的に良好な結果を与える新規な方法に関するもので
ある。

従来、接触帯電器としては、導電性のローラーを使用す
る米国特許第３乙２６２乙Ｏ号の方法や、ブラシ状電極
を感光体かられずかに離して配置する方法などが試みら
れて来たが、それらの方法では満足すべき結（果は得ら
れなかった。

その原因の７つは、これらの試みが結局はコロナ放＊ａ
の変形に過ぎず、オゾン発生の問題は全く解消されない
点に在り、そのコには、機械的精度を上げたり、或は材
料ｔこ適度な軟らかさを与える等の努力を払っても、感
光体と帯電器の間をこ入り込む異物°の悪影響をまぬか
れる事が困難である事１こ在り、その３ｌｉ、感光体ｔ
こ過剰な電流が流れ、感光体の破壊を起す場合が、しば
しば在る事を完全には防止出来ない点に在った。

本発明者は、種々検討した結果、接触帯電器の合理的な
作動には、次の様な原則が与えられるべきであると考え
るに到った。第１に、電極は一種の針状電極の集合体で
、しかも実質的に感光体に接触するものであり、第２に
、局所的に過剰な電流が流れない様に抵抗体を配置され
て居るものであ１す、第３に、多少の異物が入って来て
も影響の無い様に充分な柔軟性を有するものである事で
ある。

此の考察に基き、第１図に概念的断面図で示す様な帯電
器を製作し、これを実験した結果一応の成果を得た。し
かし、この方式には、後に述べる様な重大な欠陥が在る
事が知られた。第１図の１は例えばアルミ板の様な導電
性基体であり、２は体積固有抵抗が約ｌ×１０Ω−ｍで
ある高電気抵抗層で、厚さは約Ｏ％５ｍである。

３はカーボンをねり込んだレーヨン（ユニチカ製、商品
名メガレーヨンレソクＢ−２３；００＞の直径約３０μ
、長さ約／、５Ｉ１１＋＋＋の短繊維を静電植毛した繊
維状電極群で、電極の有効中は２０園である。此、の電
極を第２図に示す様に感光体４ｔこ直接接触させ、導電
性基体１には、直流電源５に依り乙ＯＯポルトの直流電
圧を、交流電源６に依り１Ｉｏｏ−：ルツ、６００ポｐ
トの交流電圧を与えた。直流及び交流の電源を保護する
為！こ２ＭΩ程度の抵抗７を直流電源側に、０．０３μ
Ｆ程度のコンデンサ８を交流電源側に入れである。感光
体４は酸化亜鉛感光体ドラムを使用し、毎秒！ｒＯＩＩ
Ｉ＋の周速で回転させた。雰囲気の湿度が乙５％以上有
る場合ｔこは、帯電器はおおむね正常に働き、帯電電位
もマイナス１ｌＯＯポルト程度で安定して居り、画質も
一応満足すべきものであったが、雰囲気の湿度が低下し
て行くｔこつれ帯電電位が低下する事が知られ、相対湿
度がｑＯチ程度になると帯電電位はマイナス３ｊＯボッ
ヒト程度迄下り、同時に画像ｔこは多数の筋が観測され
る様になる。湿度がさらに低−ドし２０チ程度になると
帯電電位は２３０ボルト程度迄下り、筋の強さは一層明
瞭になり、特に中間調では筋があまりにも強く、実用性
を持たない迄をこなる。此の実験に於て直流の電圧に加
えて、交流の電圧を印加した目的は、酸化亜鉛感光体の
帯電の立ち上りを良くする事と、繊維電極の持つ局所性
を消す事に在ったのであるが、交流の附加などでは低湿
時に発生する局所性は排除出来ないものとなってしまう
と言うのが此の実験から得られた結論である。

本発明者は、前記の現象の起る原因を種々調べた結果、
此の現象は単１こ雰囲気の湿度低下ｔこ依り繊維状電極
の抵抗が高くなる為だけではなく、繊維状電極の表面が
帯電する事に由来するものである事を知った。これに基
いて、次ｔこ述べる様な新しい帯電器を作り、低湿にな
っても帯電電位が低下せず、筋も発生しない良好な結束
を得た。

第３図は新しい帯電器の概念的断面図である。

図中９は導電性ローラーを、ｌＯは高抵抗接着剤層を、
１１はレッグＢの短繊維を静電植毛した電極群の−を、
１２は補助電極を、１３は補助電極に電圧を印加する直
流電源を各々示している。

４から８迄の意味は第一図と全く同じである。

以下に実施例に沿い具体的にその効果を説明する。

実施例 直径３０１１１ｍのアルミローラー表面に下記の配合の
接着剤を、完全乾燥固化後の厚みが０．　Ｊ■になる様
に塗布した。

ポリマイドＬ−２！；／３Ｃ三洋化成製）ｌＩＳ重量部
ヨ　　　ウ　　素　　　　　　　　　　（試　薬　）　
　　　　３　　　〃アラルダイトＧＹ−１乙Ｏ（チバガ
イギー製）３０　　〃ポリオキシエチレンラウリルアミ
ン（試薬）　　　　ＩＯ／／テトラヒドロハイドロフラ
ン（試薬）　　　３０　　　／／別ｔこ乙デニルのレッ
グＢ繊維を長さ／、５ＩＩｌｌ＋のチップとしたものを
用意し、上記の接着剤を塗布したローラー表面に集中静
電植毛法（こ依り、繊維が総てローラー面に垂直に直立
する様ｔこ植毛した後、適度に風乾した後、り０℃に保
たれた炉内で１０分間加熱乾燥し、後、表面の繊維の長
さを整えて帯電ローラーを得た。帯電ローラーは、回転
軸をこ取り附けられ、酸化亜鉛感光ドラムに接する様に
配置された。実験的に送ばれた所謂ニップ巾は約３ｗｇ
であった。更１こ、アルミ板で作られた補助電極を取り
附け、この補助電極も、又帯電ローラー１こ接しさせた
。帯電ロラーにはマイナスタＯＯボルトの直流電性と、
１ｌｏｏヘルツでＳＯＯボルトの交流電圧が印加され、
補助電極にはマイナス７０００ボルトの直流電圧が印加
された。感光ドラムの表面速度は毎秒ｇｅｍに送ばれた
。帯電ローラーに種々の速度と回転方向を与えて実験し
た結果、帯電ローラーの回転方向は、感光ドラムとの接
触部に於て順方向である事と、帯電ローラーの周速が感
光ドラムの周速より速い事が好結果を与える事が確認さ
れた。此の結果は相対湿度！ｒ５％から２０％の間で帯
電電位についても、筋の発生についても殆ど問題なく安
定的ｔこ好結果を与えた。連続的ｔこ行われたコピーテ
ストに於ても１００００枚を超えるコピーに耐え、充分
良好な結果を与える事が確められた。

゛　特ｔこコロナ放電極を用いる場合と異り、酸化亜鉛
感光体の劣化が少く、同種那光体を使用する場合に比し
、数倍以上の繰り返し使用が可能になり、オゾン発生が
少い為、高湿時にしばしば問題になる朝の初動時の動作
不良なども起らない事が確認された。

前記実施例に於て、透ばれた帯電ローラーの回転方向と
回転速度は、此の種帯電器の動作論理と深い関係が認め
られる。先づ回転方向を逆にすると如何なる回転速度を
与えても良好な結果は得られない。又、正しい回転方向
を与えて、も、帯電ローラーの周速が感光ドラムの周速
を上回らないと良い結果が出ない。此の理由を本発明者
は次の様に理解している。

繊維状電極が高湿の雰囲気内に在る場合には、レノクＢ
の高分子成分であるレーヨンが水分を吸着乃至は吸収し
て抵抗が低下し、問題は起きないが、雰囲気の湿度が低
下すると水分を放出する為レッグＢの抵抗、特に表面抵
抗が上昇する。繊維状電極から感光体表面への電荷の乗
り移りには、空気のイオンがやはり関与しているものと
見られるが、乗り移り′の形式の如何を問わず、マイナ
スの電荷を感光体をこ供給した帯電器番こは、プラスの
電荷が残溜する。此の残溜型６；！が、電極の表面或は
内部を通じて電源に吸収されなければ、丁度コンデンサ
ーに充電が終結した様な形になり、電荷の移行は停止し
てしまう。感光体に対して局所性無く電荷を与える為に
は、前記せる繊維状電極の帯電が無い状態の帯電器を使
用しなければならない。帯電器な形成する繊維状電極の
７本ノ本が完全に同一の電気的特性を持っているとは期
待出来ず、特ｔこ雰囲気の湿度が低下して行った場合、
個々の繊維の差異は増大し、若し、抵抗の高くなった繊
維状電極群の中に、７本の低抵抗の繊維状電極が存在す
れば、電流はその７本に集中して流れる様になり、筋を
作ったり感光体を破壊する原因を作る。此の様な理由か
ら、これから帯電されるべき感光体表面には、帯電の無
い帯電器が接触する様に配慮されねばならない。

若し、帯電器の回転方向を反対ｔこすると、これから帯
電されるべき感光面に接触する帯電器に、既に局所性が
起っている結果をこなる。更に、此処にもう７つの重要
な現象がある。感光体に対して局所的に強い帯電が行わ
れた場合、その極（近傍ｔこ帯電を行うべき電極には、
先に帯電した部位からの静電的影響として繊維状電極内
に分極が発生し、この分極電荷は、電荷の乗り移りを阻
害する方向に働く。かかる理由から単に数学的な確率と
して帯電のない繊維状電極が感光体に接触すれば良いの
ではなく、帯電の無い電極群が新しく帯電されるべき感
光体面ｅこ接触する様をご配慮されねばならない。

従って感光体面と帯電ローラーの面は、接触部しこ於て
同方向に移動するべきである。

補助電極の役割りは、言う迄も無く、繊維状電動こ残虐
する電荷を解除する為のものであり、若し、繊維状電極
が／回転内ｔこ充分１こ帯電電荷を放電し得るならば、
不可欠のものではない。

しかし、補助電極を使用する事の効果は大きく、此の使
用に依り、繊維状電極の送択巾は非常に広くなる。

実施例をこ於て使用された種々の材料やその製造方法が
唯一のものとして示されているものでない事は言う迄も
無い。ローラーの材料はアルミ以外の金属ローラーや、
導電性の非金属ローラーに置き換えられ得るし、その径
も３０■に限定されるものでなく、適度のニップ巾を得
られるならば当然別の径を透析する事が出来る。

高抵抗導電性接着剤層は、基本的舎こは高抵抗材料層で
あれば良いので、実施例は、その製造の一具体例を示す
為に挙げられたもので、此の為に熱的ｔこ架橋する接着
剤を使用したものであり、他の工業的な方法が採用され
得るならば接着剤である必要もなく、勿論例示せる材料
に限定される事は全くない。望ましい抵抗の範囲はｌＯ
６γ　　°γ ｃｒｌ〜１０　、、であり、此の抵抗は、小数の繊維状
電極をこ電流が集中的に流入して、感光体を破壊する事
を防止する為ｔこ設けられるものである。繊維状電極と
して使用されたＶツクＢは、現在比較的容易に入手出来
る材料である為ｔこ採用された−ものであり、これｔこ
限定されない事は勿論である。繊維状電極の長さを比較
的短く送んである事ｔこは論理的な理由がある。此の様
に短くして置くと、ニップ巾は減るが、感光体との接触
部ｔこ於て繊維状電極の倒伏が発生しない。

倒伏の起る事が望ましくない理由は、倒伏すると隣接す
る繊維状電極同志が電気的ｔこ接触し、多くの繊維状電
極が電気的には／箇のものとして作動する様をこなり、
本方法の個々独立した針状電極の群を使用すると言い狙
いから外れ、その結果、帯電の均−性及び安定性を欠き
、あたかも単なるローラーを使用したと同様な効果しか
期待出来なくなる。

実施例では、酸化亜鉛感光体とＨう比較的表面つ軟い感
光体を使用している為に６デニールの如き細い繊維状電
極が透析されているが、若し感光体表面が充分（こ強固
なものであれば、もっと太い素材を使用し得る。補助電
極が他の導電素材や、他の形状に代置され得る事は勿論
である。

本発明の基本的構成要素は、導電性裏打ちと、これに重
ねて層的に設けられる高抵抗材料と、更ｔこその上に設
けられる繊維状電極群である。

此等の原則を具体化する方法としては、必ずしも前記実
施例の如きローラーのみが唯一の方式ではない。＝ノブ
中を更に大きくする為にはローラーを軟く作る事も有効
であるし、エンドレスベルトを使用する事も有効である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に使用した帯電器の概、金的断面
図。第２図は同上帯電器の作用を示す概、金的断面図。 第３図は新しい帯電器の作用を示す概念的断面図である
。 図中１及び９は導電性基体、２及び１０は高電第 図 箒 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ４電性基体と、これの−面に高電気抵抗層を介して設け
   られた繊維状電極群より成るエンドレスな帯電器を、１
   ｅ光体の回転方向と順方向で注つ感光体の周速より速い
   速度で回転せしめつつ上記帯電器に電圧を加える事を特
   徴とする電子写真の接触帯電方法。