JP2974844B2

JP2974844B2 - 近接帯電装置

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Publication number: JP2974844B2
Application number: JP4060959A
Authority: JP
Inventors: 久巳田中; 浩樹木須
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-02-18
Filing date: 1992-02-18
Publication date: 1999-11-10
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: JPH05232780A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子複写機・静
電記録装置等の画像形成装置における被帯電体としての
感光体や誘電体等の像担持体の面を均一に帯電処理（除
電処理も含む）する手段として有効な近接帯電装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記例のような像担持体等の被帯
電体の面を所定の電位・極性に均一帯電処理する手段と
しては、均一帯電性のよいコロトロンやスコロトロン等
のコロナ放電器が広く利用されている。

【０００３】しかし、コロナ放電器は高価な高圧電源を
必要とするため、それ自体や高圧電源のシールド空間等
に大きいスペースを必要とし、またオゾン等のコロナ生
成物の発生が多く、その対処のための付加手段・機構を
必要とし、それ等が装置を大型化・高コスト化等する因
子となっている等の問題点を有している。

【０００４】そこで近時は、問題点の多いコロナ放電器
の代りに接触帯電方式の帯電手段・装置の利用が検討さ
れている。

【０００５】接触帯電は、電圧（例えば１〜２ｋＶ程度
の直流電圧或いは直流電圧と交流電圧の重畳電圧等）を
印加した帯電部材を、像担持体等の被帯電体面に所定の
押圧力で当接させて被帯電体面を所定の電位に帯電させ
るもので、ローラ帯電式（特開昭５６−９１２５３号公
報）；ブレード帯電式（特開昭５６−１９４３４９号公
報・同６０−１４７７５６号公報）；帯電−クリーニン
グ兼用式（特開昭５６−１６５１６６号公報）等が提案
されている。

【０００６】接触帯電方式は電源電圧の低電化が可能で
ある；オゾン等のコロナ生成物の発生があるとしても極
々微量である；構成が簡素で装置の小型化・低コスト化
等を図ることができる；等の特長がある。

【０００７】図７は、具体的に、像担持体の均一帯電処
理手段として接触帯電装置を採用した画像形成装置の一
例の概略構成を示すものである。

【０００８】図７において、符号１は被帯電体としての
像担持体である回転ドラム型の電子写真感光体（以下、
感光体ドラムと記す）であり、失示Ａで示す時計方向に
所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動さ
れる。

【０００９】２０は帯電部材としての帯電ローラであ
り、鉄、ステンレス鋼等の導電性芯金棒（軸棒）２０ａ
と、その外側に位置する、カーボンを含ませたＥＰＤＭ
等の所定に抵抗値調整した外層２０ｂからなる。この帯
電ローラ２０は、芯金２０ａの両端側を回転自由に軸支
した状態で、感光体ドラム１の母線に略並行に、不図示
の付勢手段で感光体ドラム１面に所定の押圧力をもって
当接されており、ドラム１の回転に伴なって従動回転す
る。

【００１０】９は、帯電ローラ２０に対して電圧印加す
る外部電源であり、例えば直流電圧と、ドラムの感光層
の帯電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧を有する交流
電圧との重畳電圧が、ローラ芯金２０ａの端部に当接さ
せた摺動接点電極８を介して帯電ローラ２０に印加され
る。

【００１１】回転感光体ドラム１の周面は、電圧が印加
され、かつドラム面に当接している帯電ローラ２０によ
り、接触帯電方式で所定の電位、極性に均一帯電処理さ
れていく。

【００１２】次いで回転感光体ドラム１の均一帯電処理
面に対して、不図示の露光手段（原稿画像のアナログ露
光手段、あるいはレーザースキャナ・ＬＥＤアレイ・液
晶シャッタアレイ等による画像情報のデジタル露光手段
等）により、目的の画像情報（印字情報）の露光３（ス
リット露光・走査露光等）がなされ、これにより回転感
光体ドラム周面に目的の画像情報の静電潜像が順次に形
成されていく。

【００１３】この形成潜像は、現像手段（現像ローラ）
４によりトナー像として現像され、そのトナー像が感光
体ドラム１と転写バイアスの印加された転写ローラ５と
の間の転写部において、この転写部に不図示の給紙機構
から所定のタイミングで周期給送される転写材７の表面
に順次に転写されていく。

【００１４】トナー像の転写を受けた転写材７は、感光
体ドラム１面から分離され、不図示の定着器へ搬送され
て転写トナー像の定着を受ける。

【００１５】転写後の回転感光体ドラム１面は、クリー
ニング器６により転写残りトナーなどのドラム面の残留
付着物の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供さ
れる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
接触帯電方式の場合の問題点として下記のようなことが
挙げられる。

【００１７】１）「ピンホール」の発生被帯電体としての感光体ドラムに帯電部材として帯電ロ
ーラが接触して電圧を印加すると、感光体ドラムの感光
層が絶縁破壊されてピンホールを発生することがある。
このピンホールにより画像には白ポチ、黒ポチの欠陥と
して現われる。

【００１８】２）「帯電音」の発生帯電ローラに交流電圧を印加したときに、感光体ドラム
１に接触している帯電ローラが振動することで、いわゆ
る「帯電音」を発生しやすい。

【００１９】上記のピンホールや帯電音の問題は、被帯
電体に接触させる帯電部材が帯電ローラ即ちローラ形態
のものに限らず、ブレード形態のもの、ロッド形態のも
のなど他の形態のものについて共通する問題である。

【００２０】３）トナー汚れ接触帯電方式や従来の帯電方式では、帯電部材にトナー
が融着を起こしたり、帯電部材の付着トナーがこぼれ落
ちたりして、画像欠陥を発生しやすい。

【００２１】４）「帯電ローラ跡」の発生被帯電体としての感光体ドラム１に接触している帯電部
材としての帯電ローラ２０の外層２０ａを構成している
ＥＰＤＭ等から可塑剤が滲み出し、これが感光体ドラム
１の表面にドラムの回転停止期間中に付着移行すること
により、いわゆる「帯電ローラ跡」と称される画像不良
部の発生をみることがある。

【００２２】そこで本発明は、接触帯電方式と同様の帯
電性能、利点を全て具備し、しかも接触帯電方式で問題
となる上述のピンホールや帯電音の発生のない、実用的
な帯電装置を提供することを目的とする。

【００２３】さらに本発明は、トナー汚れや帯電ローラ
跡の画像欠陥を発生しない高性能の帯電装置を提供する
ことを目的としている。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明の近接帯電装置
は、被帯電体に近接固定させた帯電部材に電圧を印加す
ることにより帯電を行う近接帯電装置において、該帯電
部材が、該被帯電体に対して平面状に形成された導電層
及び該被帯電体の母線方向に配置され該導電層と該被帯
電体の表面との近接隙間を５μｍ以上３００μｍ以下に
設定するための樹脂層を有し、かつ開放空間の帯電空間
を有することを特徴とする。

【００２５】すなわち従来の接触帯電装置は、電圧を印
加した帯電部材を被帯電体に接触させて帯電を行うもの
であるのに対して、本発明の帯電装置は、帯電部材が有
する導電層を、被帯電体に対して平面状に形成し、樹脂
層を被帯電体の母線方向に配置することにより、導電層
と被帯電体の表面との間に、５μｍ以上３００μｍ以下
の開放空間の帯電空間を存して導電層を被帯電体に非接
触に近接させて帯電を行わせるもので、接触帯電装置に
対して近接帯電装置と称することができる。

【００２６】電圧を印加した帯電部材の導電層を被帯電
体に対して非接触に配設しても、帯電部材を被帯電体に
対して５〜３００μｍの隙間を保たせて近接配設した関
係におかれる限りにおいては、後述の実施例から明かな
通り、接触帯電の場合と同様に、被帯電体面を所定の電
位、極性で均一帯電処理することができる。

【００２７】さらに接触帯電部材のようにローラやブレ
ード形状である必要がなく、感光体に対して平面状に帯
電部材を形成できるので、帯電効率が高く、より高速の
プロセスに適用することも可能である。

【００２８】そして帯電部分は被帯電体に対して非接触
であるから、接触帯電装置で問題となっている「帯電ロ
ーラ跡」や「帯電音」の発生はない。

【００２９】また帯電空間が開放空間で形成されている
ため、感光体に付着したトナーが帯電部に引っかかっ
て、帯電を妨害することもない。さらにトナーが離れて
画像を汚染することもない。

【００３０】スペーサリング層は樹脂層で形成されてい
るため、帯電部材は柔軟に感光体に順応し、正確な帯電
空間ギャップを形成することができる。

【００３１】

【実施例】実施例１図１は像担持体の均一帯電処理手段として、本発明の近
接帯電装置を採用した画像形成装置の一例の概略構成を
示している。図２〜６は近接帯電装置部分の断面図と斜
視図を示している。

【００３２】前述の図７の従来例における画像形成装置
と共通の構成部材、部分には同じ符号を付し、その説明
を省略する。

【００３３】本実施例において、感光体ドラム１は、ア
ルミニウム製の基体１ｂと、基体の外周面に形成された
有機感光体（ＯＰＣ）からなる感光体層１ａとを具備
し、外径３０ｍｍのものである。

【００３４】２は帯電板としての近接帯電部材であり、
支持体１０の上にスポンジ、ゴム等の弾性体２ｃを設
け、鉄、アルミニウム、導電性粒子分散樹脂等の導電層
２ｂを設け、さらに導電層の一部の上にナイロン、ポリ
エステル、テフロン等からなる樹脂層のスペーサリング
層２ａを設けたものである。なお、斯かる樹脂層に用い
られる樹脂の体積抵抗は１０¹⁰Ωｃｍ以上であることが
好ましい。この近接帯電部材２は、支持体１０に固定さ
れ、感光体ドラム１の母線にほぼ並行して導電層２ｂを
弾性体２ｃの付勢手段で押え込んで、スペーサリング層
２ａ部において近接帯電部材２を感光体ドラム１面に所
定の押圧力をもって当接されている。従って近接帯電部
材２は、スペーサリング層２ａの厚さにほぼ対応して、
導電層２ｂ部分が感光体ドラム１面に対して隙間ｔを存
して対面した非接触の状態に保持される。

【００３５】近接帯電部材２には電源９より、導電層２
ｂの端部に接続された導線を介して、交流電圧と直流電
圧の重畳された振動電圧（時間とともに周期的に電圧値
が変化する電圧）が印加される。近接帯電部材２に対す
る印加電圧は、たとえば感光体の帯電開始電圧の倍以上
のピーク間電圧を有する交流電圧と、直流電圧を重畳し
た振動電圧が好ましい。また振動電圧の波形としては正
弦波に限らず、矩形波、三角波、パルス波、さらには直
流でも良い。

【００３６】以上の構成において、近接帯電部材２の導
電層２ｂと感光体ドラム１との間の隙間ｔを、スペーサ
リング層２ａにより３０μｍに設定し、感光体ドラム１
を周速１５πｍｍ／ｓで回転させ、近接帯電部材２に電
源部９から−７００Ｖの直流電圧と、ピーク間電圧１５
００Ｖ、周波数２２５Ｈｚの交流電圧とを印加したとこ
ろ、感光体ドラム１面は約−７００Ｖに均一に帯電処理
された。

【００３７】つぎに近接帯電部材２と感光体ドラム１の
隙間ｔを、スペーサリング層２ａにより１μｍから５０
０μｍまで変化させたときの実験結果をまとめて表１に
示す。

【００３８】１）画像隙間ｔは、３００μｍまでであれば帯電は正常に行わ
れ、良好な画像が得られる。隙間ｔが３５０μｍより大
きくなると放電可能領域を越えてしまうので正常な帯電
は行われなくなり異常画像となってしまう。表１におい
て、○は正常な画像、△は若干異常な画像、×は異常画
像を示す。

【００３９】２）ドラムのピンホール隙間ｔが１から３μｍまでの場合には、導電層２ｂの表
面の凹凸の一部が感光体ドラム表面に接触するので電圧
印加時にドラムの感光層の絶縁破壊による「ピンホー
ル」が発生した。しかし５μｍ以上にすると、導電層２
ｂは感光体ドラムに接触しなくなるので、絶縁破壊によ
るピンホールは発生しなくなる。表１において○は「ピ
ンホール」が発生しなかったもの、△は若干発生したも
の、×は発生したものを示す。

【００４０】３）帯電音隙間ｔが１から３μｍまでの場合、導電層２ｂの凹凸の
一部が感光体ドラム表面に接触するので、近接帯電部材
に外部バイアスを印加すると帯電音が発生する。しかし
５μｍ以上になると、導電層２ｂ表面は感光体ドラムに
接触しなくなるので帯電音は発生しなくなる。表１にお
いて、○は「帯電音」が発生しない、△は若干発生す
る、×は発生する、を示す。

【００４１】以上の結果より、導電層２ｂと感光体ドラ
ム１の隙間ｔは５μｍから３００μｍの範囲に設定する
ことで良好な結果が得られる。

【００４２】

【表１】実施例２図３から図６は、近接帯電部材として、スペーサリング
層がライン状、ノコギリ状、島状、クシ形状の例を示し
ている。

【００４３】各部の符号は図２で用いたものと同じであ
る。

【００４４】この実施例においても、実施例１と同じよ
うに、画像、ピンホール、帯電音に対して顕著な効果が
認められた。

【００４５】さらに図３、図５のようにスペーサリング
層２ａよりドラム回転時の上流側に導電層がある場合、
トナーを静電的に回収することができ、クリーニング効
果が認められた。

【００４６】このように近接帯電部材２は可動しない構
成になっているので電気接点部でのノイズの発生を押さ
えることができる。

【００４７】比較例図８に示すように、スペーサリング層２ａに空孔を開け
た近接帯電部材を形成した。実施例１と同様にして電圧
を印加し、感光体ドラムに帯電した。

【００４８】初期には−６５０Ｖに帯電されたが、１０
０枚画像をとると空孔中にトナーが詰まり始め、正常な
帯電は不可能となってしまった。

【００４９】

【発明の効果】以上のように本発明の近接帯電方式の帯
電装置は、接触帯電方式と同様の帯電性能、利点を全て
具備し、しかも接触帯電方式で問題の「ピンホール」や
「帯電音」の発生はないもので、たとえば画像形成装置
における像担持体の均一帯電処理手段等として有効であ
る。

【００５０】さらにトナー汚れや帯電ローラ跡のような
画像欠陥の発生がなく、高性能の帯電装置である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による近接帯電装置を用
いた画像形成装置の概略構成図。

【図２】（ａ）は図１の近接帯電装置部分の断面図、
（ｂ）はその斜視図。

【図３】本発明の第２の実施例による近接帯電装置部分
を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図。

【図４】本発明の第３の実施例による近接帯電装置部分
を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図。

【図５】本発明の第４の実施例による近接帯電装置部分
を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図。

【図６】本発明の第５の実施例による近接帯電装置部分
を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図。

【図７】従来の接触帯電装置を用いた画像形成装置の一
例の概略構成図。

【図８】比較例の帯電装置を示し、（ａ）は断面図、
（ｂ）は斜視図。

【符号の説明】

１被帯電体としての感光体ドラム２近接帯電部材ｔ隙間９電圧印加電源２ａスペーサリング層２ｂ導電層２ｃ弾性体２０接触帯電ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被帯電体に近接固定させた帯電部材に電
圧を印加することにより帯電を行う近接帯電装置におい
て、該帯電部材が、該被帯電体に対して平面状に形成さ
れた導電層及び該被帯電体の母線方向に配置され該導電
層と該被帯電体の表面との近接隙間を５μｍ以上３００
μｍ以下に設定するための樹脂層を有し、かつ開放空間
の帯電空間を有することを特徴とする近接帯電装置。
【請求項２】前記樹脂層が、体積抵抗１０¹⁰Ωｃｍ以
上の樹脂を用いて形成されている請求項１記載の近接帯
電装置。