JP2000356888A - 帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 間隔形成手段によって被帯電体と面状電極と
の間に間隔を形成することによって従来の帯電装置にお
ける問題を解決し、被帯電体の均一な帯電と寿命の向上
を可能にして信頼性の優れた帯電装置を提供する。 【解決手段】 感光体ドラム１表面と面状電極２６表面
とが対向する位置において、感光体ドラム表面と面状電
極表面との間隔を所望の間隔にするための間隔形成手段
として間隔形成部材Ｇを設ける。この間隔形成部材は、
面状電極上に設けた凸状部ＧＣから構成し、感光体ドラ
ム表面と前記面状電極とが実施的に接触することがない
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンタ等で実施される画像形成装置に適用でき
る帯電装置に関するものであり、特に、電子写真方式の
画像形成装置の転写装置、除電装置などを含む帯電装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ
など電子写真方式の画像形成装置においては、感光体の
感度付与の目的で該感光体を全面帯電させるための帯電
装置、感光体上に形成されるトナー像を記録媒体へ転写
させるための転写装置、及び転写工程終了後の感光体に
残存するトナー及び電荷を除去し感光体を再使用可能に
初期化する除電装置として、コロナ放電装置が好都合に
使用されてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、コロナ放電
装置は、以下に示すように種々の課題を有している。例
えば、高電圧印加をしなければならないこと。リーク防
止のために高絶縁被覆ケーブルを必要としたり、コロナ
ワイアやグリッドを設ける必要があるため、構成が複雑
で大型になりがちなこと。電流の多くがシールド電極へ
流れるため帯電効率が悪く、電流量が大きいため、コス
トが高くなること。オゾンを多く発生すること。又、高
電圧を印加したコロナワイアへは、塵埃が付着しやす
く、コロナワイアあるいはシールド電極は酸化されるな
ど化学変化を生じやすいため、耐久性に問題があるとと
もに、画像ムラの原因となり易いことなど多くの課題を
有している。

【０００４】近年、上記コロナ放電装置の課題を解決す
るために、バイアスローラー、あるいは板状電極を電子
写真感光体などの被帯電体に直接接触させて（以下接触
方式という）、バイアス電圧を印加する接触型帯電装置
が普及してきている。しかしながら、この接触型帯電装
置は、被帯電体である電子写真感光体における感光層に
存在するピンホールなど電気的に弱い部分に集中放電
し、帯電ムラを発生させたり、感光層を劣化あるいは破
壊させたりしてしまう恐れがあった。更に、上記接触型
帯電装置に用いられるバイアスローラーあるいは板状電
極は、物理的、電気的均一性が得られにくく、このた
め、被帯電体における帯電ムラが発生し易い。この帯電
ムラを減少させるために、直流バイアス電圧に交流バイ
アス電圧を重畳させることも考えられる。しかしなが
ら、この構成によってある程度の効果が得られるもの
の、騒音や熱発生の問題が生じてしまう。

【０００５】また、上記接触帯電装置においては、被帯
電体が電子写真感光体の場合、クリーニング不良により
感光体上にトナーが残留したり、空気中の塵埃などの物
質が感光体表面に付着し易く、帯電ムラの原因となりや
すいという不具合もある。その上、上記接触帯電装置に
おいては、帯電装置と被帯電体との間に機械的な摩擦が
発生する。このため、被帯電体の摩耗、キズ発生が生じ
易く、特に被帯電体が前記電子写真感光体である場合、
該感光体の耐久性を低下させてしまう恐れもある。

【０００６】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、例えば、被帯電体が電子写真感光体である場
合、感光体を帯電することにより感光性を付与する帯電
装置、画像露光により静電潜像を形成し、該静電潜像を
現像装置によりトナー現像することにより感光体上に形
成されたトナー像を普通紙のごとき転写材に転写する転
写装置、又は、転写終了後、感光体及び感光体上に残留
するトナーの電荷を除去し感光体を初期化する除電装置
を有する画像形成装置において、前記帯電装置、転写装
置、除電装置のうちの少なくとも一つで従来の帯電装置
における前記の問題を解決するためのものである。

【０００７】従って、本発明の目的とするところは、上
記の様な種々の問題を解消し、信頼性の優れた帯電装置
を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の帯電装置は、被帯電体表面に面状電極を
近接させ、該被帯電体電極と該面状電極との間にバイア
ス電圧を印加することにより、該被帯電体表面の帯電あ
るいは除電を行う該面状電極を有する帯電装置におい
て、上記面状電極と、該面状電極と上記被帯電体電極と
の間にバイアス電圧を形成するバイアス電圧印加手段
と、該バイアス電圧印加手段によるバイアス電圧印加に
より該被帯電体を所定の帯電量に均一に帯電あるいは除
電することを可能にすべく該被帯電体表面と該面状電極
表面との間隔を所望の間隔にする間隔形成手段とを設け
たことを特徴とするものである。

【０００９】上記目的を達成するために、請求項２の帯
電装置は、請求項１の帯電装置において、前記間隔形成
手段を前記面状電極に設けたことを特徴とするものであ
る。

【００１０】上記目的を達成するために、請求項３の帯
電装置は、請求項１、２の帯電装置において、前記面状
電極の表面比抵抗を１０^１２Ωｃｍ以下としたことを特
徴とするものである。

【００１１】上記目的を達成するために、請求項４の帯
電装置は、請求項１、２又は３の帯電装置において、前
記面状電極を、導電性微粉体をバインダーに分散させる
ことにより形成したことを特徴とするものである。

【００１２】上記目的を達成するために、請求項５の帯
電装置は、請求項３の帯電装置において、前記面状電極
を低抵抗の高分子化合物により形成したことを特徴とす
るものである。

【００１３】上記目的を達成するために、請求項６の帯
電装置は、請求項５の帯電装置において、前記面状電極
を有機高分子化合物により形成したことを特徴とするも
のである。

【００１４】上記目的を達成するために、請求項７の帯
電装置は、請求項１、２、３、４、５又は６の帯電装置
において、前記間隔形成手段によって形成される間隔
を、５〜１００μｍとしたことを特徴とするものであ
る。

【００１５】上記目的を達成するために、請求項８の帯
電装置は、請求項１、２、３、４、５、６又は７の帯電
装置において、前記面状電極を、回転軸を有する回転可
能なロール状部材の表面部に設けたことを特徴とするも
のである。

【００１６】上記目的を達成するために、請求項９の帯
電装置は、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の
帯電装置において、前記被帯電体を、回転可能なドラム
形状としたことを特徴とするものである。

【００１７】上記目的を達成するために、請求項１０の
帯電装置は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８又
は９の帯電装置において、前記間隔形成手段を、前記面
状電極表面に設けた凸状部により形成したことを特徴と
するものである。

【００１８】上記目的を達成するために、請求項１１の
帯電装置は、請求項１０の帯電装置において、前記凸状
部を、表面比抵抗が１０^３Ωｃｍ以上の高抵抗体、又は
絶縁体により構成したことを特徴とするものである。

【００１９】上記目的を達成するために、請求項１２の
帯電装置は、請求項１０又は１１の帯電装置において、
前記凸状部を、前記面状電極表面に互いに独立して存在
し、且つ、前記被帯電体を均一に帯電可能となる所望の
間隔に離間している多数の凸状単位により構成したこと
を特徴とするものである。

【００２０】上記目的を達成するために、請求項１３の
帯電装置は、請求項１０、１１又は１２の帯電装置にお
いて、前記凸状部を、粒状体を前記面状電極表面へ被着
させることにより構成したことを特徴とするものであ
る。

【００２１】上記目的を達成するために、請求項１４の
帯電装置は、請求項１０、１１又は１２の帯電装置にお
いて、上記凸状部を、粒状体のバインダー分散体を前記
面状電極表面に塗設することにより構成したことを特徴
とするものである。

【００２２】上記目的を達成するために、請求項１５の
帯電装置は、請求項１４の帯電装置において、前記凸状
部を構成するバインダーの表面比抵抗を、１０^３〜１０
^１２Ωｃｍとしたことを特徴とするものである。

【００２３】上記目的を達成するために、請求項１６の
帯電装置は、請求項１３、１４又は１５の帯電装置にお
いて、前記凸状部を、前記面状電極表面にあらかじめ形
成した接着層に前記粒状体を接着することにより構成し
たこと特徴とするものである。

【００２４】上記目的を達成するために、請求項１７の
帯電装置は、請求項１６の帯電装置において、前記接着
層の表面比抵抗を１０^１２Ωｃｍ以下としたことを特徴
とするものである。

【００２５】上記目的を達成するために、請求項１８の
帯電装置は、請求項１６又は１７の帯電装置において、
前記接着層を熱可塑性にしたことを特徴とするものであ
る。

【００２６】上記目的を達成するために、請求項１９の
帯電装置は、請求項１６又は１７の帯電装置において、
前記接着層を熱硬化性にしたことを特徴とするものであ
る。

【００２７】上記目的を達成するために、請求項２０の
帯電装置は、請求項１３、１４、１５、１６、１７、１
８又は１９の帯電装置において、前記粒状体を球形にし
たことを特徴とするものである。

【００２８】上記目的を達成するために、請求項２１の
帯電装置は、請求項１３、１４、１５、１６、１７、１
８、１９又は２０の帯電装置において、前記粒状体を有
機高分子化合物にしたことを特徴とするものである。

【００２９】上記目的を達成するために、請求項２２の
帯電装置は、請求項８の帯電装置において、前記ロール
状部材を、回転軸、該回転軸に囲繞して設けられたソフ
ト化層、該ソフト化層上に設けた電極層により構成した
ことを特徴とするものである。

【００３０】上記目的を達成するために、請求項２３の
帯電装置は、請求項２２の帯電装置において、前記ソフ
ト化層を、ゴム材、スポンジゴム、又は樹脂発泡体によ
り構成したことを特徴とするものである。

【００３１】上記目的を達成するために、請求項２４の
帯電装置は、請求項２２又は２３の帯電装置において、
前記回転軸及びソフト化層を導電性としたことを特徴と
するものである。

【００３２】上記目的を達成するために、請求項２５の
帯電装置は、請求項２２、２３又は２４の帯電装置にお
いて、前記電極層を、弾性を有するシリンダにより構成
したことを特徴とするものである。

【００３３】上記目的を達成するために、請求項２６の
帯電装置は、請求項２５の帯電装置において、前記シリ
ンダに、前記回転軸及びソフト化層を挿入したことを特
徴とするものである。

【００３４】上記目的を達成するために、請求項２７の
帯電装置は、請求項２５又は２６の帯電装置において、
前記シリンダ外周面上に、前記面状電極を設けたことを
特徴とするものである。

【００３５】上記目的を達成するために、請求項２８の
帯電装置は、請求項２５又は２６の帯電装置において、
前記面状電極を前記シリンダと一体に形成したことを特
徴とするものである。

【００３６】上記目的を達成するために、請求項２９の
帯電装置は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、
９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１
７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２
５、２６、２７又は２８の帯電装置において、前記面状
電極と前記被帯電体とにおける、前記間隔形成手段によ
り形成された間隔をもって対向している部分が、所定の
幅を有することを特徴とするものである。

【００３７】上記目的を達成するために、請求項３０の
帯電装置は、請求項８、９、１０、１１、１２、１３、
１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２
２、２３、２４、２５、２６、２７、２８又は２９の帯
電装置において、前記回転可能なロール状部材の表面線
速と被帯電体の表面線速とに線速差を設けたことを特徴
とするものである。

【００３８】上記目的を達成するために、請求項３１の
帯電装置は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、
９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１
７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２
５、２６、２７、２８、２９又は３０の帯電装置におい
て、前記被帯電体が、電子写真方式の装置に用いられる
感光体であることを特徴とするものである。

【００３９】請求項１乃至３１の帯電装置においては、
間隔形成手段により面状電極表面と被帯電体表面との間
隔が、常に所望の間隔に維持される。このため、面状電
極を被帯電体に接触させる接触方式のように直流バイア
スに交流バイアスを重畳させなくても、直流バイアス電
圧のみの印加で被帯電体を均一に帯電することができる
ようになる。その上、従来の接触方式のように面状電極
と被帯電体との接触による摩擦を生じさせないので、被
帯電体の劣化や損傷を防止でき、該被帯電体の寿命を増
大させるのに有用となる。また、除電についても、同様
にして均一な除電を行うことができるようになるため、
例えば電子写真感光体のような被帯電体の不均一な残留
電荷を除電する場合にも、均一に除電できるようにな
る。

【００４０】請求項３乃至３１の帯電装置においては、
面状電極の表面比抵抗を１０^１２Ωｃｍ以下の低抵抗に
し、被帯電体をより均一に帯電できるようにする。

【００４１】請求項１０乃至２１、２９、３０、３１の
帯電装置においては、面状電極表面に設けた凸状部によ
り面状電極と被帯電体表面との間隔を均一且つ安定に保
つ。

【００４２】請求項１８、２０、２１、２９、３０、３
１の帯電装置においては、粒状体を接着層に接着すると
き、接着層を加熱して軟化させるか、又は、溶剤を含有
して軟化させ、粒状体を接着するのに好都合な状態にす
る。

【００４３】請求項１９、２０、２１、２９、３０、３
１の帯電装置においては、粒状体を接着層に接着すると
き、加熱による接着層の硬化が不十分な硬化不十分状
態、溶剤を含有して軟化した状態、或いは溶剤を含有し
ない未硬化状態にして、粒状体を接着するのに好都合な
状態にする。

【００４４】請求項２２乃至３１の帯電装置において
は、面状電極を、回転軸に囲繞して設けられたソフト化
層の上層に設け、面状電極と被帯電体との間に間隔形成
手段としての間隔形成部材を挾むような場合でも、間隔
形成部材の接触による衝撃をソフト化層が吸収する。こ
れにより、被帯電体が受ける衝撃を、従来の接触帯電装
置における摩擦接触による衝撃より小さくできる。これ
により、被帯電体の劣化や損傷を防止し、該被帯電体の
寿命を増大させる。また、面状電極が表面部に設けられ
ているロール状部材にはソフト化層が設けられているの
で、被帯電体にロール状部材を当接させて面状電極を撓
ませ、面状電極と被帯電体との対向領域の幅を広くする
ことが可能となる。これにより、対向領域を、対向領域
が幅を有しないで点又は線で対向するのに比して充分広
くすることができる。

【００４５】請求項２５乃至３１の帯電装置において
は、電極層にシリンダを使用して、面状電極の精度を向
上させる。

【００４６】請求項２９、３０、３１の帯電装置におい
ては、間隔形成手段により形成された間隔をもって対向
している面状電極と被帯電体との対向領域が所定の幅を
有するようにし、この対向領域が幅を有しないで点又は
線で対向するのに比して、対向領域を充分広くする。

【００４７】請求項３０、３１の帯電装置においては、
回転可能なロール状部材の表面線速と被帯電体の表面線
速とに線速差をつけ、面状電極表面に設けられた間隔形
成手段としての間隔形成部材が被帯電体表面に当接して
も、被帯電体表面の当接位置が常に移動するようにす
る。これにより、面状電極表面に設けられた間隔形成部
材の当接痕が被帯電体表面に形成されることを防止す
る。

【００４８】請求項３１の帯電装置においては、本発明
の帯電装置を電子写真方式の装置に用いる感光体を被帯
電体とし、例えば、電子写真方式の画像形成装置の感光
体上に形成された画像の転写装置、感光体上の残留電荷
を除電する除電装置に用いれば、転写ムラ、除電ムラを
安定して防止できるようになる。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の帯電装置を電子写
真複写機に適用した実施形態について説明する。図１
は、本発明にかかる帯電装置を使用した電子写真複写機
としての画像形成装置の概略構成図である。この画像形
成装置は、被帯電体としての感光体ドラム１の周囲に、
帯電装置２、露光光学系３、現像装置４、転写装置５、
クリーニング装置６等が配設されている。

【００５０】上記構成において、感光体ドラム１は帯電
装置２により全面帯電され、露光光学系３により画像光
３ａが感光体ドラム１に照射されて、感光体ドラム１に
画像光３ａに対応した静電潜像が形成される。該静電潜
像は、現像装置４により可視化され、感光体ドラム１表
面にトナー像が形成される。感光体ドラム１上に形成さ
れたトナー像は、転写位置Ｔにおいて、転写装置５によ
り転写材Ｐ上へ転写される。該トナー像を担持する転写
材Ｐは、図示されていない定着装置、例えば熱ローラー
定着装置へ搬送され、定着され、永久トナー像が転写材
Ｐ上に形成される。転写終了後の感光体ドラム１は、除
電装置７により、感光体ドラム１及び感光体ドラム１上
に残留するトナーの除電が行われ、その後、クリーニン
グ装置６において感光体ドラム１上に残留するトナーが
除去される。更に、感光体ドラム１は必要に応じて、イ
レースランプ８により、履歴現象を防止すべく、特に感
光体ドラム１内部にトラップされている電荷が解放され
る。かくして、感光体ドラム１は初期化され、再使用可
能状態となり、再び画像形成が行われる。

【００５１】上記帯電装置２には、表面に面状電極２６
を有する帯電ローラ２０が使用されている。そして、図
示されていないバイアス電源により、直流バイアス電圧
あるいは、交流バイアス電圧が重畳された直流バイアス
電圧が、感光体ドラム１を画像形成に好都合な全面帯電
を行うべく該帯電ローラ２０に与えられる。又、帯電ロ
ーラ２０には、必要に応じて、帯電ローラ２０に付着し
がちなトナーなどの付着物を除去するクリーニング部材
２ｂが設けられる。この帯電装置２は、本発明にかかる
ものであるので、後に詳述する。上記露光光学系３は図
示されていない原稿を走査して得られるスリット状の画
像光、又は画像信号を処理変換したレーザー光などの画
像光３ａをミラー３ｂを介して感光体ドラム１へ照射
し、静電潜像を形成するものである。上記現像装置４
は、現像ローラ４ａを有し、該現像ローラ４ａにより、
現像容器４ｃ内のトナー４ｂを現像位置Ｄに搬送して、
感光体ドラム１上の静電潜像を現像して可視像化し、ト
ナー像を形成するものである。上記転写装置５は、バイ
アス電圧が印加された転写ローラ５ａを有し、前記現像
装置４により、感光体ドラム１上に形成されたトナー像
を転写材Ｐに転写するものである。この転写ローラ５ａ
は、必要に応じて、転写ローラクリーニング装置５ｂに
より表面がクリーニングされる。そして、転写装置５に
よるトナー像の転写終了後、前記のごとく、除電装置
７、感光体クリーニング装置６、イレースランプ８によ
り感光体ドラム１は初期化され、再び画像形成工程を遂
行する。

【００５２】次に、本発明を適用した帯電装置２の構成
について説明する。図２は、本実施形態の帯電装置２に
用いられる帯電ローラ２０の断面図である。この帯電ロ
ーラ２０は、回転可能なロール状部材表面に面状電極２
６を設け、かつ、感光体ドラム１との間隔を所望の間隔
にするための間隔形成手段を有している。

【００５３】先ず、面状電極２６を設けることができる
回転可能なロール状部材（以下、ロール状部材という）
について説明する。図２において、このロール状部材
は、回転軸としての軸部２１の外周に、両面接着テー
プ、ホットメルト接着剤などの好都合な第一接着剤２２
により、前記軸部の周りに設けられるソフト化層として
の弾性体層２３が固定されている。この弾性体層２３の
外面には第二接着剤２４により電極層２５が固定されて
いる。この第二接着層２４は、必要に応じて設けられる
ものである。

【００５４】上記弾性体層２３は、被帯電体としての感
光体ドラム１への機械的負荷低減と均一帯電と帯電の速
度向上のために帯電ローラ２０と感光体ドラム１との接
触幅を多く取れるようにするためのものである。このた
め、弾性体層２３として、スポンジゴム、ウレタンフォ
ームのごとき樹脂発泡体を使用することができる。この
ように弾性体層２３を設けることによって、帯電ローラ
２０のソフト化を促進し感光体ドラム１との接触圧を大
幅に低減し、感光体ドラム１の損傷、磨耗を防止し、感
光体ドラム１の耐久性を向上させることができる。

【００５５】上記電極層２５には、好都合な材として、
弾性を有するシリンダ（円筒体）を使用している。この
円筒シリンダは、導電性を有することが好ましい。弾性
シリンダにより形成される電極層２５は、前記弾性体層
２３が該弾性シリンダへ挿入されることにより、前記弾
性体層上へ設けられている。この場合、必ずしも第二接
着剤は必要でないが、前記シリンダが軸方向へ移動する
ことを防止するため、弾性体層上には、あらかじめ、シ
リコンゴムなどのゴム系、エポキシやウレタンなど樹脂
系接着剤が設けられることが望ましい。特に、シリコン
ＲＴＶやエポキシ系など無溶剤の接着剤は望ましい。

【００５６】この電極層２５には、帯電、除電を達成す
べく、バイアス電圧が印加されている。ここで、バイア
ス電源（図示せず）より供給される該バイアス電圧は、
帯電ローラ２０の電極層２５へ直接印加することもでき
るが、この帯電ローラ２０は軸周りに回転運動をしてい
るため、電圧印加不良の発生を防止するためには、軸部
２１へ印加することが望ましい。従って、帯電ローラ２
０を形成する軸部２１、第一接着層２２、弾性体層２
３、第二接着層２４は、導電性を有することが望まし
い。

【００５７】上記弾性体層２３の導電化の方法について
触れておく。この弾性体層２３は、スポンジゴム、発泡
樹脂のごとき多孔質弾性体より構成されている。このこ
とを踏まえて、次の様な方法を行うことができる。 カーボンブラック、銀、銅、アルミニュームなどより
なる金属微粉体などの導電性微粉体を、材料の発泡前に
あらかじめ含有させた後、発泡させる方法。 金属の真空蒸着、カーボンブラックなど微粉体の物理
的被着による方法。 前記導電性徴粉体を樹脂、シリコンＲＴＶなどのゴム
材へ、例えばトルエンなどの溶剤の分散煤に分散させた
分散液へ前記弾性体層２３を浸積する事により、該弾性
体層２３へ該分散液をコートし、乾燥硬化させる方法。 ここで、上記の方法においては、導電性微粉体のバイ
ンダーとして、弾性体層２３のソフト性を保持するため
にはゴム材が望ましい。このゴム材としては、特に無溶
剤型のシリコンＲＴＶゴムが望ましいバインダーであ
る。

【００５８】上記第二接着層２４を導電化する方法とし
ては、帯電ローラ２０のソフト性を損なわないようにす
るため、弾性ある導電材を使用することが望ましい。例
えば、弾性体層２３を導電化する上記の方法で使用さ
れる導電性微粉体を、弾性の有る樹脂やゴム材などをバ
インダーとして、該バインダーに分散させた材を用いる
ことが望ましい。

【００５９】次に、電極層２５について説明する。図２
において、電極層２５には弾性シリンダを用いている。
以下に、弾性シリンダとして使用するのに好ましいもの
の例をいくつか挙げておく。 電鋳（エレクトロフォーミング）により形成されたＮ
ｉシリンダ。 カーボンブラックなどの導電材を含有する導電化樹脂
の押し出し法により形成される樹脂シリンダ。 導電化熱収縮チューブを、型材へ収縮させ、この後、
型材より引き抜いて形成したチューブ材。 この導電化熱収縮チューブとしては、カーボンブラッ
ク、金属あるいは、ＩＴＯなど無機化合物などの導電性
徴粉体を、熱収縮チューブ製造前に分散させたポリエチ
レン、塩化ビニル、シリコンゴムなどの樹脂、或いは、
天然ゴム、ウレタンゴム、シリコンゴムなどのゴム材が
好都合に使用できる。円柱状型材へカーボンブラック
など導電材を含有させ樹脂、あるいはゴム材を塗設した
後、乾燥、必要に応じて硬化する。この後、前記円柱状
型材より塗設された樹脂を剥離して、得られた樹脂チュ
ーブあるいはゴムチューブも好都合に使用できる。

【００６０】上記構成のロール状部材において、その電
極層２５としてのシリンダ表面上に面状電極２６が設け
られている。以下に、面状電極２６について説明する。
本実施形態においては、面状電極２６の表面比抵抗を１
０^１２Ωｃｍ以下にしている。これにより、感光体ドラ
ム１の全面帯電はもちろん、感光体ドラム１上に形成さ
れるトナー像の転写材Ｐへの転写のためのバイアス電圧
印加や感光体ドラム１の初期化を達成する除電を良好に
行うことが可能である。

【００６１】面状電極２６に使用する材料としては、樹
脂バインダー中に導電性微粉体を分散させた材料、又
は、低抵抗有機高分子化合物などを使用することができ
る。具体的には、樹脂バインダー中に導書性微粉体を分
散させたものとしては、樹脂バインダーとして、エポキ
シ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、シリコン樹
脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド、
ポリアミド等を使用し、導電性微粉体として、カーボン
ブラック、金属微粉体を使用することが考えられる。ま
た、低抵抗有機高分子化合物としては、ナイロン、カゼ
イン、セルロースなどが考えられる。

【００６２】尚、上記電極層２５を導電性にしているた
め、電極層２５が面状電極２６を兼ねることが出来る。
この場合は、電極層２５上へ面状電極２６を設ける必要
がなくなるため、帯電ローラ２０の構造を簡素化するこ
とができ、帯電ローラ２０を低コストで形成することが
できる。また、電極層２５にシリンダを使用しているの
で、、面状電極２６の精度を向上させることができ、感
光体ドラム１を精度の良く均一に帯電させることができ
る。

【００６３】次に、本実施形態の特徴部である間隔形成
手段について説明する。本実施形態の帯電装置において
は、被帯電体である感光体ドラム１表面と上記面状電極
２６表面とが対向する位置において、感光体ドラム１表
面と面状電極２６表面との間隔を所望の間隔にするため
の間隔形成手段として間隔形成部材Ｇを有している。図
２において、間隔形成部材Ｇは、面状電極２６上に設け
た凸状部ＧＣから構成されている。この凸状部ＧＣは、
感光体ドラム１表面の均一帯電を達成するために、感光
体ドラム１表面と前記面状電極２６とが実質的に接触す
ることがないよう、感光体ドラム１の帯電すべき全ての
面積に渡って均一な間隔が確実に形成できるようにする
ためのものである。このため、面状電極２６上に多数の
凸状部（ＧＣ１、ＧＣ２、ＧＣ３…）が、互いに間隔を
有して設けられている。

【００６４】感光体ドラム１表面と面状電極２６との間
隔ＧＰは、バイアス電圧印加を良好に行って上記現像部
Ｄにおける現像で高画質の画像を形成できるようにする
ために、好都合な均一帯電ができるような間隔に設定す
る。更に、感光体ドラム１表面と面状電極２６との間隔
ＧＰは、空気中のパッシェンの放電開始条件が満たされ
る間隔以上の大きさとなることが望ましい。感光体ドラ
ム１表面と面状電極２６との実質的に好ましい間隔ＧＰ
は、５〜１００μｍである。

【００６５】凸状部ＧＣの形成方法は、種々考えられ
る。以下に、面状電極２６へ凸状部ＧＣを好都合に形成
する方法について説明する。 サンドペーパーなど研磨手段を用いて面状電極２６表
面を機械的に粗面化する方法。 無機あるいは有機化合物の微粉末を面状電極２６に含
有させる方法。 無機あるいは有機化合物の微粉末を面状電極２６表面
へ被着させる方法。 尚、該凸状部ＧＣが被帯電体、例えば感光体ドラム１の
表面に傷など損傷を与え、耐久性を低下させないために
は、面状電極２６表面へ被着される前記無機あるいは有
機化合物の微粉末は、球状であることが望ましい。更
に、上記凸状部ＧＣを形成する微粉末に有機高分子化合
物を用いることも好ましい。

【００６６】この他、上記凸状部ＧＣを形成する方法と
して、粒状体のバインダー分散体を面状電極２６表面に
塗設する方法もある。この際使用するバインダーの表面
比抵抗を１０^３〜１０^１２Ωｃｍとするのが望ましい。

【００６７】また、上記及びの方法において、微粉
末を面状電極２６上へ被着させるには、例えば面状電極
２６上へ、あらかじめ接着層を設けておき、接着層上へ
前記粒状体を吹き付け接着させることにより達成するこ
とができる。この微粉末を前記面状電極２６へ接着させ
るに好ましい接着層材料としては、例えば、エポキシ樹
脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、ポリ
エステル樹脂、ポリカーボネート樹脂など広く選択する
ことができる。尚、前記面状電極２６は導電性であるた
め、接着層は、例えば、カーボンブラック、金属微粉末
などの導電性微粉末を含有することにより、導電化され
ていることが望ましい。更に、接着層の表面比抵抗を１
０^１２Ωｃｍ以下とすることも望ましい。

【００６８】また、上記接着層に粒状体を被着させると
きには、接着層が粒状体を接着可能な状態になっている
ことが必要である。このため、上記接着層にエポキシ樹
脂など熱硬化樹脂を使用する場合は、硬化前の低粘度状
態であること、トルエンや酢酸ブチルなどの溶剤を含有
させる場合は、被着した粒状体が流動しない程度の粘度
となるように接着層が溶剤を含んでいることが望まし
い。また、接着層にポリエチレンなどの熱可塑性樹脂を
使用する場合は、接着層を前記粒状体が接着可能な粘度
となるよう加熱にすることが望ましい。尚、面状電極２
６上に凸状部ＧＣを形成する方法は、上述の例に限るも
のではない。

【００６９】上記凸状部ＧＣは、凸状部ＧＣを通して感
光体ドラム１へ集中放電が発生しない様にするために、
面状電極２６よりも高抵抗か、あるいは絶縁性であるこ
とが望ましい。このため、表面比抵抗で１０^３Ωｃｍ以
上の大きさであることが望ましい。

【００７０】図３は、以上の構成の帯電ローラ２０を有
する帯電装置２を画像形成装置に設けた場合の、帯電ロ
ーラ２０と感光体ドラム１の状態を表した図である。こ
の感光体ドラム１は、ハードなドラム状の感光体ドラム
１であり、これに帯電ローラ２０が付勢状態でセットさ
れている。この状態において、図３に示すように、帯電
ローラ２０に弾性体層２３が設けられているため、感光
体ドラム１に対して凸状部ＧＣを介して帯電ローラ２０
が弾性変形する。これによって、帯電ローラ２０表面
が、帯電位置Ｃにおいて、感光体ドラム１表面に対して
間隔ＧＰをもって対向し、かつ、間隔ＧＰをもって対向
する領域が所定の幅Ｗを有するようになる。

【００７１】図３の帯電ローラ２０を用いることによ
り、面状電極２６と感光体ドラム１とが接触しないの
で、集中放電の発生が抑制され、感光体ドラム１の均一
な帯電を安定して達成することができるとともに、感光
体ドラム１の寿命を大幅に向上することができる。ま
た、帯電ローラ２０の面状電極２６と感光体ドラム１と
の対向領域に幅Ｗを持たせることにより、感光体ドラム
１の帯電の均一性を向上させることができるとともに、
帯電の速度を上げることができる。

【００７２】ここで、本実施形態の画像形成装置におい
ては、帯電ローラ２０と感光体ドラム１との表面の線速
に差を付けている。このように、帯電ローラ２０と感光
体ドラム１との表面の線速に差を付けることによって、
面状電極２６表面に設けた凸状部ＧＣの感光体ドラム１
表面への当接位置が常に移動し、凸状部ＧＣの当接痕が
感光体ドラム１表面に付くことを防止することができ
る。これにより、感光体ドラム１の帯電を不均一にする
恐れのある凸状部ＧＣの当接痕が感光体ドラム１表面に
付かないので、感光体ドラム１の均一な帯電をより確実
に実現させることができる。

【００７３】本実施形態においては、感光体ドラム１を
全面帯電する帯電装置２に、本発明の帯電装置を適用し
たものであるが、本実施形態の画像形成装置において
は、帯電装置２のみでなく、転写装置５、必要に応じて
設けられる除電装置７、あるいは、前記イレースランプ
に換わって設ける除電装置７同様の除電装置等にも、表
面部に面状電極２６を有する帯電ローラ２０を一つ又は
複数個使用することができる。

【００７４】

【発明の効果】請求項１乃至３１の帯電装置によれば、
面状電極と被帯電体とが接触しないので、集中放電の発
生が抑制され、被帯電体の均一な帯電を安定して達成す
ることができるとともに、被帯電体の寿命を大幅に向上
することができる。また、被帯電体に近接して設けた面
状電極により、該被帯電体の帯電を行うため、従来のコ
ロナワイアを使用するコロナ帯電装置に比して、印加電
圧を低くすることができ安全性を向上することができ
る。また、コロナ帯電装置に比して人体に有害とされる
オゾンの発生を大幅に抑制できると共に、電流量がを小
さくできるため省エネルギー化に貢献できる。これらに
より、信頼性の優れた帯電装置を提供することができる
という優れた効果がある。

【００７５】特に、請求項３乃至３１の帯電装置によれ
ば、被帯電体をより均一に帯電できるので、より信頼性
の優れた帯電装置を提供することができるという優れた
効果がある。

【００７６】請求項１０乃至２１、２９、３０、３１の
帯電装置によれば、面状電極と被帯電体表面との間隔を
均一且つ安定に保つことができるので、被帯電体の帯電
を均一且つ安定に行うことができ、より信頼性の優れた
帯電装置を提供することができるという優れた効果があ
る。

【００７７】特に、請求項１８、２０、２１、２９、３
０、３１の帯電装置によれば、軟化した接着層に粒状体
を接着するので、硬化した接着層に粒状体を接着するの
に比して接着が容易となるという優れた効果がある。

【００７８】特に、請求項１９、２０、２１、２９、３
０、３１の帯電装置によれば、硬化不十分状態、軟化状
態、或いは未硬化状態の接着層に粒状体を接着するの
で、硬化した接着層に粒状体を接着するのに比して接着
が容易となるという優れた効果がある。

【００７９】特に、請求項２２乃至３１の帯電装置によ
れば、被帯電体に機械的負荷を与えることが小さく、被
帯電体の劣化や損傷を防止して被帯電体の耐久性を向上
させることができるので、より信頼性の優れた帯電装置
を提供することができるという優れた効果がある。ま
た、面状電極と被帯電体との対向領域を充分広くするこ
とができるので、被帯電体の帯電あるいは除電の均一性
を向上させることができ、より信頼性の優れた帯電装置
を提供することができるという優れた効果もある。更
に、上記対向領域を充分広くすることにより、帯電、除
電の速度を上げることができ、上記電子写真方式の画像
形成装置にこの帯電装置を用いた場合の画像形成速度を
向上させることができるという優れた効果もある。

【００８０】請求項２５乃至３１の帯電装置によれば、
面状電極の精度を向上させることができるので、被帯電
体を精度の良く均一に帯電させることができ、より信頼
性の優れた帯電装置を提供することができるという優れ
た効果がある。

【００８１】請求項３０及び３１の帯電装置によれば、
面状電極表面に設けられた間隔形成部材の当接痕が被帯
電体表面に形成されることを防止して被帯電体の均一な
帯電除電を確実に達成できるようにするので、より信頼
性の優れた帯電装置を提供することができるという優れ
た効果がある。

【００８２】特に、請求項３１の帯電装置によれば、電
子写真方式の各種装置に用いる帯電装置として、安定し
た性能を発揮することができるという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる帯電装置を使用した画像形成装
置の概略構成図。

【図２】本実施形態の帯電装置に用いられる帯電ローラ
の断面図。

【図３】本発明にかかる、帯電ローラと感光体ドラムの
対向状態の説明図。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 帯電装置 ３ 露光光学系 ４ 現像装置 ４ａ 現像ローラ ５ 転写装置 ５ａ 転写ローラ ６ 感光体クリーニング装置 ７ 除電装置 ８ イレースランプ ２０ 帯電ローラ ２１ 軸部 ２２ 第一接着剤 ２３ 弾性体層 ２４ 第二接着剤 ２５ 電極層 ２６ 面状電極 Ｇ 間隔形成部材 ＧＣ 凸状部 Ｖ 電源

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被帯電体表面に面状電極を近接させ、該被
   帯電体電極と該面状電極との間にバイアス電圧を印加す
   ることにより、該被帯電体表面の帯電あるいは除電を行
   う該面状電極を有する帯電装置において、 上記面状電極と、該面状電極と上記被帯電体電極との間
   にバイアス電圧を形成するバイアス電圧印加手段と、該
   バイアス電圧印加手段によるバイアス電圧印加により該
   被帯電体を所定の帯電量に均一に帯電あるいは除電する
   ことを可能にすべく該被帯電体表面と該面状電極表面と
   の間隔を所望の間隔にする間隔形成手段とを設けたこと
   を特徴とする帯電装置。
2. 【請求項２】請求項１の帯電装置において、 前記間隔形成手段を前記面状電極に設けたことを特徴と
   する帯電装置。
3. 【請求項３】請求項１、２の帯電装置において、 前記面状電極の表面比抵抗を１０^１２Ωｃｍ以下とした
   ことを特徴とする帯電装置。
4. 【請求項４】請求項１、２又は３の帯電装置において、 前記面状電極を、導電性微粉体をバインダーに分散させ
   ることにより形成したことを特徴とする帯電装置。
5. 【請求項５】請求項３の帯電装置において、 前記面状電極を低抵抗の高分子化合物により形成したこ
   とを特徴とする帯電装置。
6. 【請求項６】請求項５の帯電装置において、 前記面状電極を有機高分子化合物により形成したことを
   特徴とする帯電装置。
7. 【請求項７】請求項１、２、３、４、５又は６の帯電装
   置において、 前記間隔形成手段によって形成される間隔を、５〜１０
   ０μｍとしたことを特徴とする帯電装置。
8. 【請求項８】請求項１、２、３、４、５、６又は７の帯
   電装置において、 前記面状電極を、回転軸を有する回転可能なロール状部
   材の表面部に設けたことを特徴とする帯電装置。
9. 【請求項９】請求項１、２、３、４、５、６、７又は８
   の帯電装置において、 前記被帯電体を、回転可能なドラム形状としたことを特
   徴とする帯電装置。
10. 【請求項１０】請求項１、２、３、４、５、６、７、８
    又は９の帯電装置において、 前記間隔形成手段を、前記面状電極表面に設けた凸状部
    により形成したことを特徴とする帯電装置。
11. 【請求項１１】請求項１０の帯電装置において、 前記凸状部を、表面比抵抗が１０^３Ωｃｍ以上の高抵抗
    体、又は絶縁体により構成したことを特徴とする帯電装
    置。
12. 【請求項１２】請求項１０又は１１の帯電装置におい
    て、 前記凸状部を、前記面状電極表面に互いに独立して存在
    し、且つ、前記被帯電体を均一に帯電可能となる所望の
    間隔に離間している多数の凸状単位により構成したこと
    を特徴とする帯電装置。
13. 【請求項１３】請求項１０、１１又は１２の帯電装置に
    おいて、 前記凸状部を、粒状体を前記面状電極表面へ被着させる
    ことにより構成したことを特徴とする帯電装置。
14. 【請求項１４】請求項１０、１１又は１２の帯電装置に
    おいて、 上記凸状部を、粒状体のバインダー分散体を前記面状電
    極表面に塗設することにより構成したことを特徴とする
    帯電装置。
15. 【請求項１５】請求項１４の帯電装置において、 前記凸状部を構成するバインダーの表面比抵抗を、１０
    ^３〜１０^１２Ωｃｍとしたことを特徴とする帯電装置。
16. 【請求項１６】請求項１３、１４又は１５の帯電装置に
    おいて、 前記凸状部を、前記面状電極表面にあらかじめ形成した
    接着層に前記粒状体を接着することにより構成したこと
    特徴とする帯電装置。
17. 【請求項１７】請求項１６の帯電装置において、 前記接着層の表面比抵抗を１０^１２Ωｃｍ以下としたこ
    とを特徴とする帯電装置。
18. 【請求項１８】請求項１６又は１７の帯電装置におい
    て、 前記接着層を熱可塑性にしたことを特徴とする帯電装
    置。
19. 【請求項１９】請求項１６又は１７の帯電装置におい
    て、 前記接着層を熱硬化性にしたことを特徴とする帯電装
    置。
20. 【請求項２０】請求項１３、１４、１５、１６、１７、
    １８又は１９の帯電装置において、 前記粒状体を球形にしたことを特徴とする帯電装置。
21. 【請求項２１】請求項１３、１４、１５、１６、１７、
    １８、１９又は２０の帯電装置において、 前記粒状体を有機高分子化合物にしたことを特徴とする
    帯電装置。
22. 【請求項２２】請求項８の帯電装置において、 前記ロール状部材を、回転軸、該回転軸に囲繞して設け
    られたソフト化層、該ソフト化層上に設けた電極層によ
    り構成したことを特徴とする帯電装置。
23. 【請求項２３】請求項２２の帯電装置において、 前記ソフト化層を、ゴム材、スポンジゴム、又は樹脂発
    泡体により構成したことを特徴とする帯電装置。
24. 【請求項２４】請求項２２又は２３の帯電装置におい
    て、 前記回転軸及びソフト化層を導電性としたことを特徴と
    する帯電装置。
25. 【請求項２５】請求項２２、２３又は２４の帯電装置に
    おいて、 前記電極層を、弾性を有するシリンダにより構成したこ
    とを特徴とする帯電装置。
26. 【請求項２６】請求項２５の帯電装置において、 前記シリンダに、前記回転軸及びソフト化層を挿入した
    ことを特徴とする帯電装置。
27. 【請求項２７】請求項２５又は２６の帯電装置におい
    て、 前記シリンダ外周面上に、前記面状電極を設けたことを
    特徴とする帯電装置。
28. 【請求項２８】請求項２５又は２６の帯電装置におい
    て、 前記面状電極を前記シリンダと一体に形成したことを特
    徴とする帯電装置。
29. 【請求項２９】請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、
    １７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２
    ５、２６、２７又は２８の帯電装置において、 前記面状電極と前記被帯電体とにおける、前記間隔形成
    手段により形成された間隔をもって対向している部分
    が、所定の幅を有することを特徴とする帯電装置。
30. 【請求項３０】請求項８、９、１０、１１、１２、１
    ３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２
    １、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８又は２
    ９の帯電装置において、 前記回転可能なロール状部材の表面線速と被帯電体の表
    面線速とに線速差を設けたことを特徴とする帯電装置。
31. 【請求項３１】請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、
    １７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２
    ５、２６、２７、２８、２９又は３０の帯電装置におい
    て、 前記被帯電体が、電子写真方式の装置に用いられる感光
    体であることを特徴とする帯電装置。