JP2000267388A - 帯電装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決課題】 像担持体の軸方向に沿って均一な量の液
体状のイオン性導電性媒体を供給することで、水漏れ筋
や低帯電によるかぶりを防止することが可能な帯電装置
及びこれを用いた画像形成装置を提供することを課題と
する。 【解決手段】 表面に親水層を有するロール状部材と、
前記ロール状部材の表面に液体状のイオン性導電性媒体
を供給する供給手段と、前記ロール状部材の表面に供給
される液体状のイオン性導電性媒体に電圧を印加する電
圧印加手段とを備え、前記ロール状部材を所定の方向に
移動する被帯電部材の表面に接触させ、前記電圧印加手
段によってロール状部材の表面に供給される液体状のイ
オン性導電性媒体に電圧を印加することにより、被帯電
部材を帯電させることで課題を解決した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真感光体
や静電記録誘電体等の像担持体を帯電する帯電装置、及
びかかる帯電装置を備えた電子写真複写機やレーザービ
ームプリンター、あるいは静電記録装置等の画像形成装
置に関し、特に、放電を伴わずに電荷注入により被帯電
部材の表面を帯電する帯電装置及びこれを用いた画像形
成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記電子写真感光体や静電記録誘電体等
の像担持体を帯電する帯電装置としては、従来よりコロ
ナ放電を用いて像担持体を帯電するコロトロンが広く利
用されている。かかるコロトロンは、像担持体を均一に
帯電する手段としては有効であるが、像担持体を所定の
電位に帯電するために数ｋＶという高電圧を印加しなけ
ればならず、高圧電源を必要とする。また、コロナ放電
によって発生するオゾン等の放電生成物のため、ゴム部
品や像担持体の劣化を引き起こすとともに、コロナ放電
によって発生したオゾンを機外へ排出させないようにオ
ゾンフィルターが必要になり、コストアップを招くこと
になる。

【０００３】そこで、コロトロンに代わる帯電装置とし
て、ロール状、ブラシ状、ブレード状、フィルム状やベ
ルト状などの種々の形状の導電性部材を像担持体に接触
させ、当該導電性部材に電圧を印加することで像担持体
を帯電させる接触型の帯電装置が開発されており、実際
に使用されてもいる。これらの接触型の帯電装置は、オ
ゾンの発生が極めて少なく、しかもコロトロンに比べて
低い電源電圧を用いればよいという長所をもつ。

【０００４】しかしながら、これらの接触型の帯電装置
は、導電性部材にＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳した電圧を
印加して像担持体を帯電する場合、像担持体表面の移動
速度であるプロセススピードが速いと、ＡＣ電圧に対応
した帯電ムラ（所謂ＡＣリップル）が大きくなり、画質
に濃度ムラとなって現れるため、ＡＣ電圧の周波数を高
く設定せざるを得ない。しかし、このように、導電性部
材に印加するＡＣ電圧の周波数を高く設定すると、像担
持体に流れるＡＣ電流が増加するため、感光体等の像担
持体がダメージを受け易く、クリーナーブレードによる
感光体等の像担持体の磨耗の大きな促進要因となる。し
たがって、導電性部材にＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳した
電圧を印加する接触型の帯電装置は、プロセススピード
が速い中高速の複写機等の画像形成装置には搭載できな
いのが現状である。

【０００５】また、上記接触型の帯電装置は、導電性部
材にＤＣ電圧のみを印加して像担持体を帯電する場合、
ＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳した電圧を印加するものに比
べて帯電均一性が劣り、しかも印加電圧と逆極性に帯電
したトナー等が付着するなど、トナーなどによる汚染も
大きく、長期間の維持性にも問題をもつ。

【０００６】そこで、接触型の帯電装置が有するこれら
の問題点を解決する帯電装置としては、水あるいは、電
解質やイオン化可能な気体分子などを分散させたイオン
性導電性媒体を像担持体に接触させ、このイオン性導電
性媒体に電圧を印加することで像担持体を帯電させる帯
電装置が考えられている。

【０００７】この種の新規な帯電装置に関する技術とし
ては、例えば、特開平７−３２５４５８号公報、特開平
９−２２１６０号公報、特開平９−１７９３７６号公報
及び特開平９−１７９３７７号公報に開示されているも
のが既に提案されている。

【０００８】これらの特開平７−３２５４５８号公報、
特開平９−２２１６０号公報、特開平９−１７９３７６
号公報及び特開平９−１７９３７７号公報では、ポリウ
レタンフォームなどの水を染み込ませた部材を感光体ド
ラムに接触させ、水を染み込ませたポリウレタンフォー
ムにＤＣ電圧を印加することで感光体ドラムを帯電させ
た後に、水が感光体ドラムの表面に付着したまま現像器
に流入し、画質欠陥が発生してしまうのを防止するため
に、感光体ドラム上に付着した水を拭い去るワイパー状
のブレードを設けるように構成したものである。

【０００９】また、特開平７−１４０７２９号公報や特
開平８−６２９３２号公報では、水を含浸した吸水性の
スポンジローラを感光体ドラムの表面に接触させ、この
吸水性のスポンジローラに直流電圧を印加することによ
り、感光体ドラムの表面を帯電するように構成したもの
である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の場合には、次のような問題点を有している。す
なわち、上記特開平７−３２５４５８号公報、特開平９
−２２１６０号公報、特開平９−１７９３７６号公報及
び特開平９−１７９３７７号公報に開示された帯電装
置、あるいは特開平７−１４０７２９号公報や特開平８
−６２９３２号公報に開示された帯電装置の場合には、
次のような二つの問題点を有している。

【００１１】まず第一に、いずれの帯電装置の場合に
も、ポリウレタンフォームなどの水を染み込ませた部材
や水を含浸した吸水性のスポンジローラを、感光体ドラ
ムの表面に接触させることにより、感光体ドラムの表面
を所定の電位に帯電するものであるため、感光体ドラム
の軸方向に沿って均一な量の水を含浸させるのが困難で
ある。そのため、水が多く感光体ドラムに供給された部
分は、正常に帯電はするものの、水が感光体ドラムの表
面に付着したまま現像装置に流入し、正常な現像が行わ
れず斑筋状の画質欠陥（以下、「水漏れ筋」ともい
う。）が発生してしまう。また、水が十分に感光体ドラ
ムに供給されなかった部分は、低帯電を起こし、かぶり
等の画質欠陥が発生してしまう。このように、感光体ド
ラムの軸方向に均一な量の水を含浸させることが非常に
困難であり、含水量のむらに応じて種々の画質欠陥が発
生してしまうという問題点があった。

【００１２】第二に、いずれの帯電装置の場合にも、多
くのプリントを繰り返していくうちに、ポリウレタンフ
ォームやスポンジローラ等の部材に、現像に使用するト
ナーや当該トナーの外周に添加される外添剤などの異物
が付着する。すると、上記従来の帯電装置の場合には、
ポリウレタンフォームやスポンジローラ等の部材から感
光体ドラムの表面に、水等のイオン性導電性媒体が部分
的に供給されなくなり、感光体ドラムの表面電位にむら
が生じ、縦筋状の画質欠陥が現れるという問題点があっ
た。

【００１３】このように、感光体ドラムの表面を帯電す
るための含水部材としては、その吸水性の高さからポリ
ウレタンフォームやスポンジローラ等の多孔性の部材が
用いられることが多いが、多孔性の含水部材を用いる
と、ポリウレタンフォームやスポンジローラ等の孔に現
像に使用するトナーや当該トナーの外周に添加される外
添剤などの異物が付着し易いため、特に、縦筋状の画質
欠陥が発生し易いという問題点があった。

【００１４】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたものであり、その目的とす
るところは、第一に、像担持体の軸方向に沿って均一な
量の液体状のイオン性導電性媒体を供給することで、水
漏れ筋や低帯電によるかぶりを防止すること、第二に、
長期にわたりトナーや外添剤などの汚染を防止すること
で均一な電位を得て、良好な画質を保つことが可能な帯
電装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することに
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１に記載された発明は、イオン性導電性媒体
を被帯電部材に接触させ、当該イオン性導電性媒体に電
圧を印加することによって帯電を行う帯電装置におい
て、表面に親水層を有するロール状部材と、前記ロール
状部材の表面に液体状のイオン性導電性媒体を供給する
供給手段と、前記ロール状部材の表面に供給される液体
状のイオン性導電性媒体に電圧を印加する電圧印加手段
とを備え、前記ロール状部材を所定の方向に移動する被
帯電部材の表面に接触させ、前記電圧印加手段によって
ロール状部材の表面に供給される液体状のイオン性導電
性媒体に電圧を印加することにより、被帯電部材を帯電
させることを特徴とする帯電装置である。

【００１６】また、請求項２に記載された発明は、前記
供給手段は、ロール状部材の表面に液体状のイオン性導
電性媒体を保持可能なように接触するブレード状部材か
らなることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置であ
る。

【００１７】さらに、請求項３に記載された発明は、前
記ロール状部材の表面を清掃する清掃部材を設けたこと
を特徴とする請求項１又は２に記載の帯電装置である。

【００１８】また更に、請求項４に記載された発明は、
前記ロール状部材の表面粗さＲｚが平均トナー粒径以下
であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
載の帯電装置である。

【００１９】さらに、請求項５に記載された発明は、イ
オン性導電性媒体を像担持体に接触させ、当該イオン性
導電性媒体に電圧を印加することによって像担持体の表
面を所定の電位に帯電を行う帯電装置を備え、当該帯電
装置によって像担持体の表面を所定の電位に帯電するこ
とにより画像を形成する画像形成装置において、上記帯
電装置は、表面に親水層を有するロール状部材と、前記
ロール状部材の表面に液体状のイオン性導電性媒体を供
給する供給手段と、前記ロール状部材の表面に供給され
る液体状のイオン性導電性媒体に電圧を印加する電圧印
加手段とを備え、前記ロール状部材を所定の方向に移動
する像担持体の表面に接触させ、前記電圧印加手段によ
ってロール状部材の表面に供給される液体状のイオン性
導電性媒体に電圧を印加することにより、像担持体を帯
電させることを特徴とする画像形成装置である。

【００２０】

【作用】前記請求項１〜５のように、表面に親水層を有
するロール状部材と、前記ロール状部材の表面に液体状
のイオン性導電性媒体を供給する供給手段と、前記ロー
ル状部材の表面に供給される液体状のイオン性導電性媒
体に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、前記ロール
状部材を所定の方向に移動する被帯電部材の表面に接触
させ、前記電圧印加手段によってロール状部材の表面に
供給される液体状のイオン性導電性媒体に電圧を印加す
ることにより、被帯電部材を帯電させることで、感光体
ドラム等の被帯電部材（像担持体）の軸方向に均一な量
の水等からなる液体状のイオン性導電性媒体を供給する
ことができ、水漏れ筋や低帯電によるかぶりを防止する
ことができる。

【００２１】また、請求項３や４のように、ロール状部
材の表面を清掃する清掃部材を設けたり、ロール状部材
の表面粗さＲｚが平均トナー粒径以下であるように構成
することにより、長期にわたりトナーや外添剤などの汚
染を防止することで、均一な電位を得、良好な画質を保
つことができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下にこの発明を図示の実施の形
態に基づいて説明する。

【００２３】実施の形態１ 図２はこの発明の実施の形態１に係る帯電装置を適用し
た画像形成装置を示すものである。

【００２４】図２において、１は像担持体としての感光
体ドラムを示すものであり、この感光体ドラム１として
は、例えば、直径８０ｍｍのアルミニウム製パイプに有
機光導電性物質を塗布した所謂、有機感光体をベースと
したものが用いられる。上記感光体ドラム１は、紙面に
垂直な方向に軸線を有し、図示の矢印方向に沿って図示
しない駆動手段により、所定の速度で回転駆動されるよ
うになっている。また、上記感光体ドラム１の表面は、
この発明の実施の形態１に係る帯電装置２によって、所
定の電位にマイナス帯電された後、露光装置３によって
画像が露光され、当該感光体ドラム１の表面には、画像
に応じた静電潜像が形成される。上記感光体ドラム１上
に形成された静電潜像は、現像装置４によりマイナスの
トナーが反転現像されて、可視像化される。その後、上
記感光体ドラム１上に可視像化されたトナー像は、当該
トナー像と同期して感光体ドラム１の表面の転写位置へ
と搬送される転写用紙５上に、転写ロール６が形成する
転写電界と押圧力によって転写される。上記のごとくト
ナー像が転写された転写用紙５は、感光体ドラム１の表
面から分離され、図示しない定着装置へと搬送されて、
この定着装置によりトナー像が定着されて、装置の外部
に排出される。

【００２５】なお、トナー像が転写用紙５上に転写され
た後の感光体ドラム１の表面は、クリーニング装置７の
ディスターバーブラシ８とクリーナーブレード９によっ
て、残留したトナーや紙粉等が除去されて、次の画像形
成工程に備えるようになっている。また、上記クリーニ
ング装置７と帯電装置２との間には、感光体ドラム１の
表面を除電する図示しない除電装置を設けても良い。

【００２６】図２中、符号１０は、帯電装置２に所定の
直流電圧を印加する直流電源を示すものである。

【００２７】図１はこの発明の実施の形態１に係る帯電
装置を示すものである。

【００２８】上記帯電装置２は、図１に示すように、大
別して、表面が親水性を有するロール状部材としての帯
電ロール２１と、前記帯電ロール２１の表面に液体状の
イオン性導電性媒体２３を供給して含浸させる供給手段
２２と、前記帯電ロール２１の表面に含浸された液体状
のイオン性導電性媒体２３に電圧を印加する電圧印加手
段２４とで構成されている。

【００２９】上記帯電ロール２１は、直径８ｍｍの金属
製のシャフト２５上に、肉厚３ｍｍの適度な弾性を有す
るエピクロロヒドリンゴム２６を被覆し、当該エピクロ
ロヒドリンゴム２６上に市販の優れた親水性を示すＴｏ
Ｔｏ社製の「Ｈｙｄｒｏｔｅｃｔ Ｆｉｌｍ」からなる
親水性フィルム２７を貼着して構成されている。この帯
電ロール２１は、シャフト２５の両端を押圧するスプリ
ング２８によて、感光体ドラム１の表面に当接するよう
に配置されており、当該感光体ドラム１の回転に伴って
従動回転するようになっている。

【００３０】また、上記帯電ロール２１の表面に液体状
のイオン性導電性媒体２３を供給して含浸させる供給手
段２２としては、水供給用のフッ素ゴムからなるワイパ
ーブレードが、帯電ロール２１の表面に当接されてい
る。そして、上記帯電ロール２１の表面とワイパーブレ
ード２２との間の部分２９には、液体状のイオン性導電
性媒体としての純水２３が保持されるように構成されて
いる。この帯電ロール２１の表面とワイパーブレード２
２との間の部分２９には、液体状のイオン性導電性媒体
として通常のイオン交換水として得られた純水２３が、
適宜補給されるようになっている。なお、上記帯電ロー
ル２１とワイパーブレード２２の接触部の両端部には、
図示しない高撥水性のテフロン（登録商標）系ブラシを
当てることで、液体状のイオン性導電性媒体としての純
水２３が両端部から漏れるのを防止するサイドシールが
設けられている。

【００３１】ここで、「ワイパーブレード」とは、図３
に示すように、当該ブレード２２の先端部２２ａが感光
体ドラム１の回転方向下流側に圧接し、当該ブレード２
２の基端部２２ｂ側が感光体ドラム１の回転方向上流側
に位置し、尚かつ当該ブレード２２の基端部２２ｂ側が
感光体ドラム１の表面に対して傾斜した状態に配置され
ているブレードを意味する。上記ワイパーブレード２２
は、ウレタンゴム等の弾性体からなるため、感光体ドラ
ム１の表面に所定量だけ圧接した場合には、図３（ｂ）
に示すように、その先端部が感光体ドラム１の表面に圧
接した状態で、上向きにカーブするように湾曲した形状
となる。

【００３２】この実施の形態では、液体状のイオン性導
電性媒体２３として通常のイオン交換水として得られる
純水を使用したが、その限りではなく、蒸留水、水道水
などの水、もしくは水、アルコールなどの溶剤に電解質
やイオン化可能な気体分子などを溶解させた液体などを
使用することができる。また、上記水やアルコールなど
の溶剤に溶解される電解質としては、ＬｉＣｌＯ₄ 、Ｎ
ａ₂ Ｓｏ₄ 、Ｎａ₂ ＣＯ₃ 、ＮａＨＣＯ₃ 、ＮａＣｌ、
ＫＣｌ、ＬｉＣｌ、ＭｇＣｌ₂ 、ＣａＣｌ₂ 、（Ｎ
Ｈ₄ ）₂ ＳＯ₄ などさまざまな電解質を用いることがで
きる。一方、イオン化可能な気体分子などとしては、Ｃ
Ｏ₂ などが挙げられる。このＣＯ₂ などのイオン化可能
な気体分子は、水等の中に自然に溶解したものを用いて
もよいし、積極的に溶解させたものを用いても勿論よ
い。

【００３３】また、上記した物質を含浸した状態の帯電
ロール２１の体積抵抗率は、１０²〜１０⁹ Ωｃｍ程度
の範囲内で適宜設定されるが、本実施の形態の水の抵抗
は約１０⁵ Ωであった。これは、純水２３を使用したも
のの、すぐに空気中の不純物等を取り込んで抵抗が下が
ったためと考えられる。

【００３４】さらに、上記帯電ロール２１の表面に親水
性を持たせるために、この実施の形態では、簡易的に親
水性のフィルム２７を用いたが、これに限られるもので
はない。例えば、親水性シリコーンゴム、シロキサンと
メタクリル酸エステルの共重合体、ポリ酢酸ビニル、Ｐ
ＶＡ、ポリ塩化ビニル、セルロース、ＰＭＭＡなどの親
水性の比較的高い高分子を、帯電ロール２１の表面層に
使用すること、または、グリセリン脂肪酸エステル、ソ
ルビトールエチレンオキシド付加物の脂肪酸エステル、
高級アルコールオキシカルボン酸エステル、多価アルコ
ール類の脂肪酸エステルのエチレンオキシド付加物、グ
リセリンモノステアリン酸エステル、グリセリン脂肪酸
乳酸エステルなどの界面活性剤の表面層への混練、また
は、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムとポリアク
リル酸、含フッ素界面活性剤とポリビリルピロリドンを
あわせたもの、含フッ素および非フッ素界面活性剤とア
ニオン性ポリアクリルアミドをあわせたものなどのよう
に親水性高分子と界面活性剤をあわせて処理したものを
表面層に塗布すること、または、紫外線処理、プラズマ
処理やコロナ放電処理などによるヒドロキシル基やカル
ボキシル基などの親水性官能基の表面層への導入、また
は、ＰＶＡと微粒子状シリカをあわせて処理したものな
どの親水性樹脂の表面層へのコーテイングなど様々な手
段が適用でき、適宜選択される。

【００３５】また、この実施の形態では、親水性の層２
７の下地としてエピクロロヒドリンゴム２６を用いた
が、ウレタンゴム、ニトリルゴム、クロロプレーンゴ
ム、シリコーンゴム、天然ゴム、ＮＢＲ、フッ素ゴム、
ポリ酢酸ビニル、ＰＶＡ、ポリ塩化ビニル、セルロー
ス、ＰＭＭＡ、ポリカーボネートなどの種々のポリマ
ー、または金属などさまざまな材料が使用可能であり、
適宜選択される。この実施の形態では、適度な弾性を持
たせるためにゴムを使用した。

【００３６】この実施の形態の水供給用ワイパーブレー
ド３３は、図３に示すように、厚さｔ＝２ｍｍ、幅ｌ＝
１５ｍｍ、自由長Ｌ＝１０ｍｍ、長さが感光体ドラム１
の略全幅に形成され、そのセッティングアングル（以
下、「ＳＡ」という）は２０°、帯電ロール２１への食
い込み量（以下、「ニップ量」という）は、主に０．２
ｍｍに設定されている。ただし、ワイパーブレード２２
のＳＡやニップ量は、他の値に設定しても良いことは勿
論である。また、上記ワイパーブレード２２の基端部の
表面側には、ステンレスやアルミニウム等からなる板金
３０が接着等の手段によって固着されており、当該ワイ
パーブレード２２は、この板金３０を図示しない帯電装
置本体に取り付けることによって、帯電ロール２１に接
触した状態で、上述したセッティングアングルＳＡとな
るように設定されている。

【００３７】上記水供給用ワイパーブレード２２の材料
もフッ素ゴム以外に、ウレタンゴム、ニトリルゴム、ク
ロロプレーンゴム、シリコーンゴム、天然ゴム、ＮＢＲ
などさまざまな材料が使用可能であり、適宜選択され
る。また、上記実施の形態では、水供給用のブレード２
２上に電圧印加手段としての電極２４を取り付けたが、
供給された水２３に電圧を印加できる位置であれば、ど
こに取り付けてもよい。

【００３８】以上の構成において、この実施の形態１に
係る帯電装置は、次のようにして、像担持体の軸方向に
沿って均一な量の液体状のイオン性導電性媒体を供給す
ることで、水漏れ筋や低帯電によるかぶりを防止するこ
とが可能となっている。また、この実施の形態１に係る
帯電装置は、次のようにして、長期にわたりトナーや外
添剤などの汚染を防止することで均一な電位を得て、良
好な画質を保つことが可能となっている。

【００３９】すなわち、この実施の形態１に係る帯電装
置２では、図１に示すように、感光体ドラム１の表面に
帯電ロール２１が接触した状態で従動回転するようにな
っている。この帯電ロール２１の表面に設けられた親水
性フィルム２７には、当該帯電ロール２１の表面に圧接
するワイパーブレード２２によって保持された純水２３
が供給され、当該帯電ロール２１の表面には、純水２３
が全体的にべったり塗られた状態となっており、当該帯
電ロール２１の表面に塗られた純水２３には、ワイパー
ブレード２１の内面に設けられた給電用電極２４を介し
て所定の電圧を印加することにより、通常のイオン交換
水として得られた純水２３、及びこの純水２３に溶解し
ているイオン化可能な気体であるＣＯ₂ 等が、次に示す
ように電離してイオン化し、この水２３にマイナス極性
の電圧を印加することにより、マイナスに電離したイオ
ンを感光体ドラム１の表面に静電気的に付着させ、当該
感光体ドラム１の表面を所定の電位に帯電するようにな
っている。 Ｈ₂ Ｏ⇔Ｈ⁺ ＋ＯＨ^- ＣＯ₂ ＋Ｈ₂ Ｏ⇔Ｈ₂ ＣＯ₃ Ｈ₂ ＣＯ₃ ⇔Ｈ⁺ ＋ＨＣＯ₃ ^- ＨＣＯ₃ ^- ⇔Ｈ⁺ ＋ＣＯ₃ ^2-

【００４０】そのため、上記帯電装置２の帯電ロールの
表面に含浸された液体状のイオン性導電性媒体としての
純水２３には、感光体ドラム１の帯電電位と等しい直流
電圧を印加すればよく、コロナ放電等は基本的には生じ
ないので、オゾンの発生をほとんど完全に抑制すること
ができる。また、上記帯電ロール２１とワイパーブレー
ド２２で囲まれた領域２９には、イオンを発生させる通
常のイオン交換水として得られた純水２３や、この純水
２３にイオン化可能な気体であるＣＯ₂ 等を溶解させた
液体を供給すればよく、これらの純水２３等が電離して
イオン化することにより、直ちに感光体ドラム１の表面
を所定の電位に帯電することができるので、中高速の複
写機等の画像形成装置でも十分使用することが可能であ
る。さらに、上記帯電ロール２１とワイパーブレード２
２で囲まれた領域２９に保持された液体状のイオン性導
電性媒体２３に印加する電圧は、感光体ドラム１の帯電
電位と等しい直流電圧でよいので、接触型の帯電部材に
ＡＣ電圧を重畳させたＤＣ電圧を印加する必要がないの
で、ＡＣ電圧を印加することによって感光体ドラム１の
表面を損傷させる虞れがなく、感光体ドラム１の磨耗が
まったく問題となることはない。

【００４１】さらに、この実施の形態１に係る帯電装置
２では、帯電ロール２１に全面的にべったり塗られた液
体状のイオン性導電性媒体としての純水２３が、感光体
ドラム１の表面に直接接触して、上記のごとく当該感光
体ドラム１の表面を所定の電位に帯電するため、感光体
ドラム１の表面にトナーや外添剤などの異物が付着して
いる場合であっても、電位むらが生じることがなく、電
位むらによる縦筋状の画質欠陥が発生するのを防止する
ことが可能となっている。

【００４２】また、上記実施の形態１に係る帯電装置２
では、帯電ロール２１の表面に親水性フィルム２７が設
けられており、この親水性フィルム２７にべったり塗ら
れた液体状のイオン性導電性媒体２３をイオン化するよ
うに構成されているので、当該帯電ロール２１の表面層
２７には、均一な量の純水が含浸され、感光体ドラム１
の軸方向に沿って均一な量の純水２３を供給することが
でき、水漏れ筋や低帯電によるかぶりを防止することが
可能となっている。

【００４３】更に、この実施の形態１に係る帯電装置２
では、表面に親水性フィルム２７が設けられた帯電ロー
ル２１が回転した状態で、感光体ドラム１の表面に接触
するため、長期にわたりトナーや外添剤などの汚染を防
止することで均一な電位を得て、良好な画質を保つこと
ができる。

【００４４】実験例１ 次に、本発明者らは、本発明の効果を確認するため、図
１に示すような帯電装置２を試作し、この帯電装置を画
像形成装置に搭載して、コピーをとる実験を行ったとこ
ろ、プリントサンプルは良好な画質であった。また、感
光体ドラム１の表面電位も軸方向に沿って１０ポイント
測定したところ、すべて約−６５０Ｖであり、非常に優
れた帯電均一性を示した。

【００４５】これは、表面に親水性フィルム２７が設け
られた帯電ロール２１に、ブレード２２を用いて外部か
ら水２３を供給することで、軸方向に画質欠陥が生じな
い程度に均一に水２３を供給できたためと考えられる。

【００４６】なお、上記の実施の形態では、ワイパーブ
レード２２を用いて帯電ロール２１上に水２３を供給し
たが、当該帯電ロール２１の軸方向に沿って水２３を均
一に供給できるものであれば、ドクターブレード、ロー
ル状部材、パッド状部材などその形状は限られるもので
はない。また、その材料も限定されるものではなく、適
宜選択されるものである。

【００４７】また、感光体ドラム１の帯電ロール２１の
下流側に、万が一のために水を堰き止めるブレードなど
のシール部材を設けるように構成しても良い。

【００４８】比較例 この比較例では、図４に示すように、感光体ドラム１に
直径８ｍｍの金属製シャフト５０に純水を吸収した肉厚
１．５ｍｍのＰＶＡからなる吸水層５１が被覆された含
水ロール５２が、スプリング５３により接触するように
配置されている。金属製シャフト５０には、電極５４が
接触しており、直流電圧が帯電装置用電源５５により給
電され、感光体ドラム１の表面が帯電されるように構成
されている。

【００４９】本比較例では、まず、図５に示すように、
前記含水ロール５２を純水５６中に一定時間浸し、飽和
含水量まで純水５６を吸収させた。その後、図６に示す
ように、平板５７上で含水ロール５２を一定の圧力を加
えながら余分な水５６を取り除き転動させることで、平
均含水量を３２ｍｇ／ｃｍ² になるように設定した。こ
のとき、含水ロール５２の軸方向の含水量分布を測定し
たところ、図７（ａ）に示すとおりであった。この含水
ロール５２を用いた帯電装置を図２に示すような画像形
成装置に取り付け、画像を形成したところ、プリントサ
ンプル上には、水漏れによる斑状筋と低帯電による高濃
度筋が発生していた。図７（ｂ）に示したように、含水
ロール５２の含水量が３５ｍｇ／ｃｍ² 以上のところが
水濡れ筋に、含水量が３０ｍｇ／ｃｍ² 以下のところが
低帯電による高濃度筋にそれぞれ対応している。発明者
らの以前の研究により同一の含水部材を用いた場合、３
５ｍｇ／ｃｍ² 以上の場合に水濡れ筋が、３０ｍｇ／ｃ
ｍ² 以下の場合は低帯電が発生することが報告されてお
り、本比較例の結果も妥当であるといえる。

【００５０】このように、水濡れ筋と低帯電がどちらも
発生しない含水量のラチチュードは非常に狭く、水を染
み込ませた部材を感光体ドラムに当接される帯電装置の
場合には、このラチチュード内で軸方向に均一な量を含
水させるのが難しいことがわかる。

【００５１】実施の形態２ 図８はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記
実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明
すると、この実施の形態２では、帯電ロール２１とし
て、その表面に紫外線処理を施すことで簡易的に親水層
３１を形成したポリカーボネート製のロールを用いるよ
うに構成されている。なお、帯電ロール２１の紫外線処
理は、窒素雰囲気中で約３０分行われた。

【００５２】まず、前処理として、ポリカーボネート製
の帯電ロール２１の表面を、イオンスパッター処理する
ことで、表面粗さＲｚの異なるロールを数種類作成し
た。

【００５３】上記数種類の帯電ロール２１にそれぞれ紫
外線処理を施すことで、表面粗さが異なり、さらに親水
層３１を有するポリカーボネート製のロール２１を作成
した。最終的に帯電ロール２１の表面Ｒｚは、それぞれ
０．７，３、４、６、９、１２μｍであった。

【００５４】また、上記帯電ロール２１の表面には、清
掃部材３２として、滑りの良いフッ素ゴムからなるドク
ターブレードが当接するように配置されている。

【００５５】ここで、「ドクターブレード」とは、当該
ブレードの先端部が帯電ロール２１の回転方向上流側に
圧接し、当該ブレードの基端部側が帯電ロール２１の回
転方向下流側に位置し、尚かつ当該ブレードの基端部側
が帯電ロール２１の表面に対して傾斜した状態に配置さ
れているブレードを意味する。

【００５６】この実施の形態のドクターブレード３２
は、セッティングアングル（以下、「ＳＡ」という）は
２０°、帯電ロール２１への食い込み量（以下、「ニッ
プ量」という）は、主に１．０ｍｍに設定されている。
但し、このドクターブレード３２のＳＡやニップ量は、
他の値に設定しても良いことは勿論である。

【００５７】水供給用のブレード３２は、前記実施の形
態１と同様のワイパーブレードを同じ条件で当接させて
いる。また、電圧を印加するための電極２４も同一に構
成されている。

【００５８】実験例２ 次に、本発明者らは、この帯電装置２を用いて強制耐汚
染テストを行った。図２に示す画像形成装置において、
感光体ドラム用のクリーナーブレード７のエッジを紙や
すりで適度に粗し、強制的にクリーニング不良が発生す
るようにした。このため、帯電装置２には、通常よりも
多いトナーが突入することになる。その他の構成及び作
用は、前記実施の形態１と同一であるのでここでは省略
する。

【００５９】この強制耐汚染テストでは、１００枚のプ
リントを行い、感光体ドラム１の表面電位と画質欠陥の
有無を調べた。なお、この１００枚というプリント枚数
は、通常の条件で、磨耗等で規定される感光体ドラム１
の寿命がくるまでの枚数をプリントしたときに帯電装置
２に突入するであろう累積トナー量とほぼ同量のトナー
が帯電装置２に突入する枚数である。

【００６０】図９に実験結果を示した。帯電ロール２１
の表面粗さＲｚが３μｍ以下の場合は、軸方向の電位む
ら（以下、ΔＶＨ）は５Ｖであり、初期の優れた帯電性
能を維持しており、画質欠陥も発生しなかった。また、
このときの帯電ロール２１の表面を目視で観察したとこ
ろ、トナー等による汚染もみられなく、ドクターブレー
ド３２で十分にトナーが清掃できていることがわかる。

【００６１】次に、帯電ロール２１の表面粗さＲｚが６
μｍの場合でも、軸方向の電位むらは７Ｖ程度であり、
少々の悪化はあるが十分優れた帯電性能を示し、画質欠
陥も発生しなかった。また、帯電ロール２１の表面は、
全体的にかなり汚れているものの、十分湿っていた。こ
れは、ドクターブレード３２による帯電ロール２１表面
のクリーニング性は低下するものの、この程度の汚染で
あれば、水が帯電ロール２１に付着したトナー間を伝っ
て感光体ドラム１上に十分供給され、帯電可能であった
ためと考えられる。

【００６２】さらに、帯電ロール２１の表面粗さＲｚが
９μｍ以上となるにしたがい、ΔＶＨも悪化し、電位不
良による縦筋が発生するようになった。当然ながら、帯
電ロール２１の表面は、かなり汚染されており、湿って
いる部分とそうでない部分とがあった。これは、ドクタ
ーブレード３２によるクリーニング性がさらに悪化し、
水も十分に感光体ドラム１に供給されないほど、トナー
が堆積したためと考えられる。

【００６３】この実施の形態では、現像装置４において
粒径７μｍのトナーを使用したため、帯電ロール２１の
表面粗さＲｚがそれ以上であると、トナーが帯電ロール
２１表面の凹凸に入り込んでしまい、クリーニング不良
が発生すると考えられる。実際には、トナーに粒度分布
があるので、７μｍ以下のトナーも存在する。したがっ
て、この実施の形態では、帯電ロール２１の表面粗さが
Ｒｚ＝６μｍの場合でも、帯電ロール２１表面のクリー
ニング性が低下したと考えられる。しかしながら、帯電
ロール２１の表面粗さＲｚをトナーの平均粒径以下に設
定しておくことにより、清掃用のドクターブレード３２
で清掃しきれない分のトナー汚染があるものの、その程
度の量では、液体である水を使用しているために、トナ
ー間を十分水が伝わり感光体ドラム１を正常に帯電する
ことができると考えられる。

【００６４】粒径１０μｍのトナーを使用した場合の結
果も同様に図９に示した。上記と同様にトナーの平均粒
径以下の表面粗さＲｚである場合に、ΔＶＨが良好であ
り、それ以上のときに悪化することがわかる。

【００６５】比較のために、最も粗さが粗い通常よく使
用される水を染み込ませた多孔性のスポンジロールを用
いた場合の結果も図９に示した。目視観察すると、スポ
ンジロールの孔にトナーが完全に入り込んでしまってお
り、軸方向全体にひどいトナー汚染が生じ、ΔＶＨも５
０Ｖと最も悪い結果になった。当然のことながら、画質
も最悪であった。

【００６６】

【発明の効果】以上のとおり、この発明によれば、請求
項１〜５のように、表面に親水層を有するロール状部材
と、前記ロール状部材の表面に液体状のイオン性導電性
媒体を供給する供給手段と、前記ロール状部材の表面に
供給される液体状のイオン性導電性媒体に電圧を印加す
る電圧印加手段とを備え、前記ロール状部材を所定の方
向に移動する被帯電部材の表面に接触させ、前記電圧印
加手段によってロール状部材の表面に供給される液体状
のイオン性導電性媒体に電圧を印加することにより、被
帯電部材を帯電させることで、感光体ドラム等の被帯電
部材（像担持体）の軸方向に均一な量の水等からなる液
体状のイオン性導電性媒体を供給することができ、水漏
れ筋や低帯電によるかぶりを防止することができる。

【００６７】また、請求項３や４のように、ロール状部
材の表面を清掃する清掃部材を設けたり、ロール状部材
の表面粗さＲｚが平均トナー粒径以下であるように構成
することにより、長期にわたりトナーや外添剤などの汚
染を防止することで、均一な電位を得、良好な画質を保
つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明に係る帯電装置の実施の形態
１を示す構成図である。

【図２】 図２はこの発明に係る帯電装置を適用した画
像形成装置の実施の形態１を示す構成図である。

【図３】 図３はワイパーブレードを示す構成図であ
る。

【図４】 図４は比較例に係る帯電装置を示す構成図で
ある。

【図５】 図５は比較例に係る含水ロールの含水状態を
示す説明図である。

【図６】 図６は比較例に係る含水ロールの含水状態を
調整する方法を示す説明図である。

【図７】 図７は比較例に係る含水ロールの帯電結果を
示す説明図である。

【図８】 図８はこの発明に係る帯電装置の実施の形態
２を示す構成図である。

【図９】 図９はこの発明の実施の形態２に係る帯電装
置の実験結果を示す図表である。

【符号の説明】

２：帯電装置、２１：帯電ロール、２２：供給手段、２
２：液体状のイオン性導電性媒体、２４：電圧印加手
段、２７：親水層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 轡田 知己 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 Ｆターム(参考） 2H003 BB11 CC05 EE12

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イオン性導電性媒体を被帯電部材に接触
   させ、当該イオン性導電性媒体に電圧を印加することに
   よって帯電を行う帯電装置において、表面に親水層を有
   するロール状部材と、前記ロール状部材の表面に液体状
   のイオン性導電性媒体を供給する供給手段と、前記ロー
   ル状部材の表面に供給される液体状のイオン性導電性媒
   体に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、前記ロール
   状部材を所定の方向に移動する被帯電部材の表面に接触
   させ、前記電圧印加手段によってロール状部材の表面に
   供給される液体状のイオン性導電性媒体に電圧を印加す
   ることにより、被帯電部材を帯電させることを特徴とす
   る帯電装置。
2. 【請求項２】 前記供給手段は、ロール状部材の表面に
   液体状のイオン性導電性媒体を保持可能なように接触す
   るブレード状部材からなることを特徴とする請求項１に
   記載の帯電装置。
3. 【請求項３】 前記ロール状部材の表面を清掃する清掃
   部材を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の
   帯電装置。
4. 【請求項４】 前記ロール状部材の表面粗さＲｚが平均
   トナー粒径以下であることを特徴とする請求項１乃至３
   のいずれかに記載の帯電装置。
5. 【請求項５】 イオン性導電性媒体を像担持体に接触さ
   せ、当該イオン性導電性媒体に電圧を印加することによ
   って像担持体の表面を所定の電位に帯電を行う帯電装置
   を備え、当該帯電装置によって像担持体の表面を所定の
   電位に帯電することにより画像を形成する画像形成装置
   において、上記帯電装置は、表面に親水層を有するロー
   ル状部材と、前記ロール状部材の表面に液体状のイオン
   性導電性媒体を供給する供給手段と、前記ロール状部材
   の表面に供給される液体状のイオン性導電性媒体に電圧
   を印加する電圧印加手段とを備え、前記ロール状部材を
   所定の方向に移動する像担持体の表面に接触させ、前記
   電圧印加手段によってロール状部材の表面に供給される
   液体状のイオン性導電性媒体に電圧を印加することによ
   り、像担持体を帯電させることを特徴とする画像形成装
   置。