JP2849507B2

JP2849507B2 - 帯電装置

Info

Publication number: JP2849507B2
Application number: JP21130292A
Authority: JP
Inventors: 克己足立
Original assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Current assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Priority date: 1992-08-07
Filing date: 1992-08-07
Publication date: 1999-01-20
Anticipated expiration: 2014-01-20
Also published as: JPH0659557A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置の感光体
（光導電性誘電体層）を帯電させる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置の感光体を所望の電位に帯
電させる装置としては、従来、コロナ放電を利用したコ
ロナ帯電器が使用されていた。しかし、コロナ帯電器
は、高電圧を必要とすることから、マイクロコンピュー
タ等に電気的な影響を与える虞れが多いといった問題、
さらに、コロナ放電時に多量のオゾンが発生するため、
感光体や装置内の部品、特にクリーニングブレード等の
樹脂製部品が劣化するといった装置上の問題に加えて、
発生オゾンより使用者らに不快感が及ぶなどの環境上の
問題もあり、これらの点を解消するために、従来では、
接触による帯電方式が提案されている。

【０００３】この接触による帯電方式においては、帯電
付与部材の接触点近傍の空隙での放電によって帯電が発
生し、その放電電流が帯電付与部材に流れる。このた
め、帯電付与部材は、電圧効果の影響を少なくするため
に低抵抗であることが望ましく、この点を考慮して、従
来では、帯電付与部材として、図８(a) に示すような形
状の導電性ゴムローラ８０５が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した接
触方式を採用した帯電装置によれば、導電性ゴムローラ
を、経年変化の少ない材質で構成する必要があり、しか
も、均一な放電を得るために、ローラ表面を極めて滑ら
かに仕上げる必要がある。さらに、感光体に存在するピ
ンホール等で導電性ゴムローラに異常電流が流れた場合
であっても、ローラが損傷しない構造とすること、ま
た、導電性ゴムローラの全体が電圧降下しないような構
造とする必要があることなど、製作上における諸条件な
どが厳しいといった問題がある。

【０００５】そこで、そのような問題点を解決するため
に、帯電付与部材として導電性繊維集合体を用いて、そ
の繊維集合体を感光体に接触させつつ電圧を印加するこ
とによって帯電を行う装置が提案されている。また、そ
の帯電の接触方式としては、例えば図８(b) に示すよう
な板状の導電性繊維集合体８５１を、固定保持した状態
で導電性繊維と感光体８０１とを接触させる方式と、図
示しないが、導電性繊維集合体を導電性芯部材に巻き付
けてブラシローラ構造として、そのローラを回転させつ
つ導電性繊維と感光体とを接触させる方式がある。

【０００６】ところが、それらの方式のうち、前者の方
式によれば、装置構成が簡単であるといった利点がある
ものの、導電性繊維にトナー等の異物がたまり易く、こ
のため帯電ムラによる画像品位の低下が生じ易いといっ
た問題がある。一方、後者の方式によると、導電性繊維
集合体が感光体に対して移動するので異物が堆積し難
く、さらには、異物の清掃手段の取付けも可能である
が、この方式を採用しても依然として繊維の掃き目状の
帯電ムラを完全に除去できない。

【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、帯電付与部材として
構造が比較的簡単な導電性繊維集合体を採用した構造
で、しかも、常に安定した帯電を持続できる帯電装置を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、静電潜像を形成するための感光体に、導
電性繊維集合体を接触させるとともに、その繊維集合体
に電圧を印加することによって、上記感光体を帯電する
装置において、上記導電性繊維集合体は、同等の抵抗値
を有する導電性繊維材で形成される導電性繊維集合域
が、複数の異なる抵抗値の導電性繊維材毎に形成されて
構成され、この導電性繊維集合域を所定周期で上記感光
体に順次接触させるための手段を設けたことによって特
徴づけられる。

【０００９】なお、本発明の具体的な構成としては、例
えば、同等の抵抗値を有する導電性繊維材で形成される
導電性繊維集合域を、高抵抗値と低抵抗値の２種類の導
電性繊維材毎に形成し、その２種類の導電性繊維集合域
（導電性繊維列）を、２条の螺旋状に巻いたブラシロー
ラ構造として、そのローラの回転により、２種類の導電
性繊維集合域を感光体の表面に交互に接触させる、とい
う構成が挙げられる。

【００１０】

【作用】まず、単一の導電性繊維材で構成される導電性
繊維集合体による感光体の帯電機構は次のように考えら
れる。

【００１１】導電性繊維と感光体とは、互いに接した状
態で相対的な回転運動が与えられており、この状態で、
例えば導電性繊維の先端エッジ部のように導電性繊維と
感光体とが接触している部分と、その接触部分の近傍や
導電性繊維の側面のように感光体と一定の距離を有する
部分ができる。ここで、そのような近接部において、空
隙に電圧がかかると、図９に示すパッシェンの放電特性
（例）にしたがって放電が起こる。この放電によって電
荷が感光体側に移動し、その空隙の電位が放電開始電圧
以下になると放電は止まる。

【００１２】一方、導電性繊維と感光体との接触部では
電位の高い側から低い側へと電荷が移動する。その繊維
接触部分は比較的広いが、放電による帯電は、繊維接触
部の上流側の領域ですでに完了していると考えられる。
このため、放電による帯電後も導電性繊維の先端エッジ
と感光体との間には数１００Ｖの電位差があり、その繊
維の感光体への接触部分に電荷が引き続いて注入され、
この電荷注入によって感光体の表面電位は上昇する。従
って、導電性繊維の接触時間が長い部位もしくは接触す
る確率の高い部位は電位が高くなり、このことが導電性
繊維の掃き目が帯電ムラとして現れる原因となってい
た。

【００１３】本発明では、前記した構成により、導電性
繊維集合域毎に導電性繊維材の抵抗値が異なるため、導
電性繊維集合域の体積抵抗値が異なり、この体積抵抗値
の異なる導電性集合域が所定周期毎に感光体に順次接触
することで感光体表面の同一部位（回転周方向に沿う部
分）に振動電界を形成し、繊維接触部での電荷注入によ
る表面電位の上昇を少なくしている。すなわち、感光体
表面の電界を振動電界とすることによって、放電による
帯電が完了した直後に、その帯電部分に接触する導電性
繊維の先端エッジと感光体との間の電位差を小さくし
て、繊維からの感光体への電荷注入量を少なくしてい
る。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説
明する。まず、図１を参照して、本発明を適用する画像
形成装置の概略構造を、その各部の動作とともに説明す
る。

【００１５】ホストコンピュータ（図示せず）から送ら
れてくる画像形成に関する画像データはコントローラ１
６で処理される。これに続いて画像形成の開始信号がエ
ンジンコントローラ１７に送られ、この時点から、あら
かじめ入力されている工程に従って各部が動作される。

【００１６】その各工程の具体的な動作は、まず、転写
材カセット７に収納されている転写材（例えば紙）が、
給紙ローラ８により一枚づつ引き出され、搬送ローラ
９，１０によってレジストローラ１１の手前まで搬送さ
れる。

【００１７】一方、感光体１は、後述する構造の帯電ロ
ーラ５によって、その表面が所定の電位で均一に帯電さ
れる。なお、感光体１は、回転駆動機構（図示せず）に
よって図面上で右廻りに一定速度で回転する。

【００１８】また、現像器２においては、マグネットロ
ーラ２ｄ上のトナーが所定の濃度となるように、トナー
タンク２ｅからトナーが供給ローラ２ｂで、現像槽２ｆ
に適宜に送られミキサローラ２ｃで攪拌される。このと
き、トナーは、感光体１の帯電電位と同じ極性に帯電さ
れており、従って、マグネットローラ２ｄに感光体１の
帯電電位に近い電圧を印加することで、トナーは、感光
体表面の露光書き込みヘッド６によって照射された部分
に付着し現像される。

【００１９】そして、レジストローラ１１の手前まで搬
送された転写材は、このレジストローラ１１によって、
感光体１の画像位置に対応するようにタイミングをとっ
て転写ローラ３に送られる。このとき、転写ローラ３に
は、トナーとは反対の極性の電圧が印加され、これによ
って、感光体１の表面のトナーは転写材へと転写され
る。このトナー転写後の転写材は、定着器１２のヒート
ローラ１２ａと圧力ローラ１２ｂとの間に挟まれて送ら
れるが、その二つのローラ１２ａ，１２ｂを通過する間
において転写材にトナーが溶融定着される。この後、転
写材は、搬送ローラ１３および排紙ローラ１４によって
スタックガイド１５へと送られる。一方、先の転写時に
おいて、感光体１から転写されなかったトナーは、クリ
ーニングユニット４のクリーニングブレード４ａで感光
体１の表面から掻き落とされ、トナースクリュー４ｂに
よってトナー廃棄用容器（図示せず）へと排出される。
以上で、一連の画像形成工程を終了する。

【００２０】さて、本発明実施例で用いる帯電ローラ５
は、図２(a) に示すように、直径６mmの導電性の帯電ロ
ーラシャフト５３に、同図(b) の拡大図〔図(a) のＢ
部〕に示す構造の導電性繊維布５１を螺旋状に巻き付け
た構造のものである。

【００２１】その導電性繊維布５１は、カーボン分散型
レーヨンのカーボン含有量が調整された、高い抵抗値を
有する繊維束列５１H と、これよりも低い抵抗値を有す
る繊維束列５１L とが、幅20mmの布上にそれぞれ 0.5mm
間隔で交互に配列された構造である。また、導電性繊維
布５１は、帯電ローラシャフト５３に巻き付けられた後
に、その全体の外径が１２mmとなるように、繊維の先端
が切断されている。なお、各繊維束列５１H ，５１L の
それぞれの抵抗値は、カーボンの分散量の調整によっ
て、その高・低を設定している。

【００２２】以上の構造の帯電ローラ５は、間隙保持材
（図示せず）で支承され、その導電性繊維布５１が、先
の図１に示した感光体１の外周面に一定の食い込み量を
もって接触し、さらに、ローラ駆動用モータ５２によっ
て、感光体１の周速度の２０倍の速度で、その感光体１
に対して逆向きに回転される。

【００２３】次に、本発明実施例の作用を図３および図
４を参照して述べる。まず、互いに逆向きに回転する感
光体１と帯電ローラ５との接触位置の一つの点，例えば
図３に示すＡ点に注目すると、そのＡ点上に、図４
（イ）に示すように、帯電ローラの繊維束列（低抵抗）
５１L が位置しているときには、そのＡ点部分の感光体
１と帯電ローラ５との間に高電界が印加される。これに
対し、同図（ロ）に示すように、Ａ点上に帯電ローラの
繊維束列（高抵抗）５１H が位置しているときには感光
体１と帯電ローラ５との間に低電界が印加される。

【００２４】ここで、各繊維束列５１H と５１L とが交
互に配列された導電性繊維布５１はローラ周り螺旋状に
巻かれており、しかも帯電ローラ５は一定の速度で回転
するので、上記したＡ点上には、低抵抗の導電性繊維材
と高抵抗の導電性繊維材とが一定の周期でもって交互に
位置することになり、これによって、Ａ点には、図４
（ハ）に示すように、高電界〔（イ）の状態〕と、低電
界〔（ロ）の状態〕とが周期的に印加される振動電界が
形成される。なお、以上の説明はＡ点についてのみ行っ
たが、他の部位にも同様な作用によって振動電界が形成
されることは言うまでもない。

【００２５】そして、以上の構造の実施例において、帯
電ローラ５に直流電圧を印加して、感光体１と導電性繊
維集合体５１との間に振動電界を形成したところ、画像
に掃き目状のムラが発生することはなかった。ここで、
振動電界は、２種の導電性繊維材の抵抗と、その混在比
および密度によって決まり、その低抵抗の導電性繊維材
については、感光体から繊維材に電荷が逆注入されない
ような抵抗値とし、また、高抵抗の導電性繊維材につい
ては、放電可能な抵抗値に設定することが好ましい。な
お、この例においては、帯電ローラ５に、−１２００Ｖ
の直流電圧が印加され、これによって感光体１の表面上
は所望の電位（−６００Ｖ）に均一に帯電される。

【００２６】本発明は、以上の実施例の構成に限定され
ることなく、他の代替手段を採用しても実施可能であ
る。例えば、図５に示すように、帯電ローラ１０５の外
周に設ける導電性繊維布１５１の高抵抗繊維束列１５１
H と低抵抗繊維束列１５１L とを、それぞれ帯電ローラ
１０５の回転軸方向に平行となるように配列し、この帯
電ローラ１０５をモータ１５２によって回転させる構造
を採用してもよいし、また、図６に示すように、導電性
繊維布２５１の高抵抗繊維束列２５１H と低抵抗繊維束
列２５１L とを、それぞれ帯電ローラ２０５の回転軸方
向と直交するように配列し、この帯電ローラ２０５を、
その軸方向に沿って振動させる構造を採用してもよい。
あるいは、図７に示すように、帯電ローラ３０５の外周
に設ける導電性繊維布３５１を矩形状の高抵抗繊維束列
３５１H と低抵抗繊維束列３５１L とをランダムに配置
した構造として、帯電ローラ３０５に回転もしくは軸方
向の振動を与えるよう構成してもよい。なお、図５乃至
図７において、図(b) は、それぞれ図(a) の導電性繊維
集合体１５１・・３５１の部分拡大図である。

【００２７】また、以上実施例において、帯電ローラの
駆動手段としては、図２などで示したように、専用モー
タを駆動源とする機構であってもよいし、あるいは、感
光体などの駆動用の動力源を利用した機構を採用しても
よい。

【００２８】さらに、以上の本発明実施例では、帯電付
与部材の構造をブラシローラとしているが、本発明はこ
れに限られることなく、抵抗値が異なる２種類以上の導
電性繊維布をベルト状に巻き掛けた構造のものを用いて
もよい。なお、この場合においても、感光体の表面に振
動電界を形成すべく、ベルト状の導電性繊維布を感光体
に対して相対的に移動させることで、ローラの場合と同
等の効果を得ることがきる。

【００２９】さらにまた、本発明においては、導電性繊
維集合体を、抵抗値が互いに異なる３種類以上の導電性
繊維材で構成しても、特に問題はない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の帯電装置
によれば、同等の抵抗値を有する導電性繊維材で形成さ
れる導電性繊維集合域を、複数の異なる抵抗値の導電性
繊維材毎に形成して導電性繊維集合体を構成すること
で、その導電性繊維集合体における導電性繊維集合域の
体積抵抗値が異なるようにし、この体積抵抗値の異なる
導電性集合域を所定周期毎に感光体に順次接触させるよ
うに構成しているので、感光体表面の同一部位（回転周
方向に沿う部分）に振動電界を形成することができ、こ
れにより繊維接触部での電荷注入による表面電位の上昇
を少なくすることができる結果、感光体に掃き目状の帯
電ムラがなくなり、品位の高い画像を得ることができ
る。しかも、比較的簡単な装置構成で、上記した効果を
達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する画像形成装置の概略構成を示
す図

【図２】本発明の帯電装置の実施例の帯電ローラ５の構
造を示す図

【図３】本発明実施例の作用説明図

【図４】本発明実施例の作用説明図

【図５】本発明の他の実施例の構造を示す図

【図６】本発明の他の実施例の構造を示す図

【図７】本発明の他の実施例の構造を示す図

【図８】帯電付与部材の従来の構造例を示す図

【図９】パッシェンの放電特性の例を示すグラフ

【符号の説明】

１・・・・感光体５・・・・帯電ローラ５１・・・・導電性繊維布（導電性繊維集合体）５１H ・・・・導電性繊維材（高抵抗）５１L ・・・・導電性繊維材（低抵抗）５２・・・・ローラ駆動用モータ５３・・・・帯電ローラシャフト

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像を形成するための感光体に、導
電性繊維集合体を接触させるとともに、その繊維集合体
に電圧を印加することによって、上記感光体を帯電する
装置において、上記導電性繊維集合体は、同等の抵抗値を有する導電性
繊維材で形成される導電性繊維集合域が、複数の異なる
抵抗値の導電性繊維材毎に形成されて構成され、この導電性繊維集合域を所定周期で上記感光体に順次接
触させるための手段を設けたことを特徴とする帯電装
置。