JP3070144B2 - 帯電装置 - Google Patents

帯電装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は帯電装置に関するもので
ある。主に電子写真装置の潜像保持部材への帯電に用い
られる接触帯電装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真装置例えば普通紙複写機
或るいはレーザープリンター、LEDプリンター、液晶
プリンター等に用いられる潜像保持部材への帯電装置は
コロナ放電装置をが広く使われている。しかしコロナ放
電装置には、次の問題がある。
【0003】1)放電を生じさせるために、凡そ4KV
以上の高圧電源が要求される。従って電源のコストが高
くなり、配線等にも高圧ケーブルが必要になり、また電
気的な高圧絶縁材も使用しなければならないので、更に
コストを押上げることになる。 2)気中放電の為、オゾンの発生が避けられない。近年
環境問題の為に、人体には好ましくないこのオゾンの発
生は極力避けなければならない。
【0004】3)帯電が不均一になりがちである。即ち
放電現象を生じさせる為に、一般的にはワイアーとその
周りにシールドケースを配置しこれらの間に高電圧を印
加するが、長時間使用すると放電による生成物がワイア
ーおよびケースに沈着し放電が不安定になる。従って潜
像保持部材の帯電が不均一になり、画像上にムラが生じ
る。
【0005】特に負コロナ放電時にはこの生成物がワイ
アーの汚れとなり著しく放電を不安定にする。従って定
期的なワイアー清掃が不可欠になり、メンテナンスに手
間がかかる。これらのコロナ放電装置の欠点を改良する
為に接触帯電装置を使用し、低電圧源でオゾンの発生が
少ないコンパクトな帯電装置とすることが提案されてい
る。(例えば特開昭63−149669号公報参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、この様な接
触帯電装置を用いた場合、帯電の均一性が問題となる。
すなわち帯電部材の電気抵抗が低すぎると潜像保持部材
の帯電ムラが生じて、正規現像時は黒部分の画像ムラ、
反転現像時は白部分のカブリとなる画像欠陥になる。逆
に電気抵抗が高すぎると帯電不良が生じて像担持体が、
十分に帯電されないという問題があった。
【0007】また、潜像保持部材に直接帯電部材が接触
するので、潜像保持部材にピンホール等の欠陥があると
帯電部材から、電流のリークが生じて、潜像保持部材が
不均一に帯電し、画像欠陥が生じる。またこの時帯電部
材自体もリーク電流により損傷を受けるという問題もあ
った。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者等はこれらの問
題を解決する為に種々検討した結果、特定の帯電部材を
用いる事によって、均一な帯電を保証し、またピンホー
ル等の欠陥が潜像保持部材にあっても、画像欠陥を生じ
にくい接触帯電装置を得られることを知得して本発明に
到達した。
【0009】即ち本発明の要旨は、帯電部材を潜像保持
部材に接触させて帯電させる装置に於いて、該帯電部材
が、支持部材と表面部材からなり、該表面部材として2
0℃に於ける水中飽和吸収率が7%以下のポリアミド樹
脂を主成分とする表面部材を用いることを特徴とする帯
電装置に存する。
【0010】以下本発明を詳細に説明する。帯電装置の
形状はブラシ状、ブレード状、或るいはローラー状等潜
像保持部材に接触すればその形態は問わないが、ローラ
ー状の形状が使用上好ましい。帯電装置がローラ状の場
合、通常は、芯材とその周囲を覆う帯電部材から構成さ
れる。帯電部材としては潜像保持部材に、密着させて接
触させる必要から比較的硬度が低い導電性または半導電
性の弾性体が好ましく、例えばゴム材にカーボン等の導
電性粒子或いはその他の半導電性粒子を含有させた導電
性ゴム等が使用される。
【0011】帯電部材の電気電導度をコントロールする
方法としては、帯電部材に含有させる導電性粒子量を変
化させる方法等が知られているが硬度と導電性が相反す
る性質を持ち、バランスをとるのが難しい。これを解決
する為に帯電部材を支持部材と表面部材に分けて、支持
部材に適当な硬度を持たせ潜像保持部材への密着性等を
保ちながら、表面部材で画質上最適な電気電導度を保持
させるように、機能を分離させた帯電部材を用いる。ま
た適度な絶縁性を持つ表面部材を設けることにより、潜
像保持部材のピンホール欠陥に対して、帯電部材からの
電流が局所的にリークして生じる画像欠陥を抑制する事
ができる。
【0012】この様に機能分離型にする事により、支持
部材とは独立に表面部材の電気抵抗を選ぶことが可能と
なり、設計の自由度が増えて、帯電均一性および耐ピン
ホール特性を自由にコントロールすることが、可能とな
り良好な画像が達成出来る。以下本発明の帯電装置を、
ローラ状の構成例図1に基づいて説明する。
【0013】図中、1は帯電部材を支える芯材である。
この芯材の両端は潜像保持部材4に帯電部材を接触させ
る為に適当な圧力印加装置、例えば金属バネ等で支えら
れた軸受けに保持される。そしてこの芯材の軸受け或る
いは他の電気的接触手段を使ってバイアス電位が印加さ
れる。芯材の材質としては導電性をもつものならば何で
も良く、通常は金属が使われることが多い。金属の例と
しては、鉄、銅、真鍮、ステンレス材、アルミニウム等
がある。その他導電性の有機材料例えばカーボン等を練
り込んだ樹脂成型品等を用いることも出来る。図1中、
2はローラ状の支持部材であり、潜像保持部材に表面部
材を介して密着して回転する。回転の駆動力は外部から
加えても良く、または潜像保持部材との接触摩擦力で自
由に回転させても良い。
【0014】支持部材の材質としては導電性或いは半導
電性を持つものならばなんでも良い。通常は潜像保持部
材と表面部材を介して密着させる必要から比較的表面の
硬度が低い弾性体であるゴム材例えば,NBR、EPD
M,シリコン、ネオプレン、或いは天然のゴム材および
これらのゴムにカーボン等の導電性粒子或いはその他の
半導電性粒子を練り込んだ導電性ゴムが使用される。も
ちろん良好な密着性が保たれる様によく精密加工された
表面をもてば、ゴムのような弾性体以外の材料でも良
い。支持部材の抵抗率としては102−1015Ωcmが
良く、好ましくは104−1012Ωcm、更に好ましく
は106−1010Ωcmが良い。図1中3は表面部材で
ある。本発明では20°Cに於ける水中飽和吸水率が1
0%以下のポリアミド樹脂を主成分とし、抵抗率として
は、106−1012Ωcmが良く、さらに好ましくは1
7−1012Ωcmが良い。
【0015】ここで水中飽和吸水率とは、ASTMD5
70に示される方法によって測定され、20°C水中に
試料を浸漬した後に経時的に増加する吸収率の飽和値を
意味し、ポリアミド樹脂の吸湿性の程度を表わす。この
様なポリアミド樹脂としては11ナイロン、12ナイロ
ンが6ナイロン、66ナイロンと比べ著しく吸水率が低
く好適である。又ポリアミド樹脂として溶媒に対する溶
解性の良いことが好ましく、上記11ナイロン又は12
ナイロンを主成分とした共重合ナイロンが好適である。
共重合成分としては6ナイロン、610ナイロン、66
ナイロンなどがあげられ、これらの3元ないし、4元の
共重合体が好ましいが、11ナイロン又は12ナイロン
の少なくともいずれかを30ないし70重量%含有する
共重合ナイロンが好ましい。アゼライン酸及び1,10
−デカンジカルボン酸とピペラジンから得られるポリア
ミドも共重合成分として使用できる。
【0016】水中飽和吸水率は10%以下とするが、好
ましくは7%以下が好適である。水中飽和吸水率が10
%より高い範囲では、ピンホール等の欠陥が潜像保持部
材にあると、画像欠陥が生じやすくなり好ましくない。
ポリアミドの樹脂の重量平均分子量としては5000な
いし30000、より好ましくは10000ないし20
000が好適である。
【0017】表面部材の膜厚は、帯電部材としての摩耗
による耐久性を考慮すると厚いほうが良いが、厚くしす
ぎると潜像保持部材への帯電能が悪くなるので、0.0
1μ−1000μ、好ましくは0.1μ−500μ、更
に好ましくは0.5μ−100μが良い。表面部材の製
法としては支持部材の上にディップ法、スプレー法、真
空蒸着法、プラズマコーティング法等で表面部材を形成
するが、これらの方法に於て製造工程の点ではディップ
法が有利である。
【0018】4は潜像保持部材である。潜像保持部材と
してはA−Se、ZnO、CdS、A−Siの様な無機
感光体または有機感光体であって、形状はドラム状また
はシート状でも何でも使用出来る。この様な潜像保持部
材を帯電させる為に、帯電部材即ち芯材に印加する電圧
としては直流電圧のみ、あるいは直流に交流を重畳して
も良い。交流としては周期的に変化する電圧ならば何で
も良い。電圧の範囲として直流電圧の場合100−40
00V、好ましくは300−3000V、更に好ましく
は400−2000Vが適当である。重畳する交流電圧
としてはピーク間電圧が100−4000V、好ましく
は300−3000V、更に好ましくは400−200
0Vが適当である。
【0019】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。 実施例1.図1に示す帯電装置を用いて表面部材3とし
て20°Cに於ける水中飽和吸水率が6.6%であるナ
イロン6/66/12共重合体(共重合比率は30/3
6/34)をメタノールとn−プロパノール70対30
重量部の混合溶媒に溶解した。
【0020】次にこの表面部材塗布溶液に、芯材1とし
て6mm径のステンレス棒を使用し、支持部材2として
導電性EPDMゴム(108Ωcm)を使用した12m
m径のローラを浸漬し、引上げることにより乾燥後の膜
厚が1.0μとなるように表面部材(1011Ωcm)を
設けた。そして市販のプリンター(日本電気(株)製、
PR406LM)のコロナ帯電器の替りに、この帯電部
材を潜像保持部材に接触させて、電源バイアスとして直
流1200Vを芯材に印加して、画像を評価した結果カ
ブリのない良好な画像が得られた。また潜像保持部材の
ピンホールに対しても電荷がリークした時に発生する黒
い帯状の画像欠陥が発生しなかった。
【0021】実施例2.塗布後の膜厚が5.0μとなる
ように表面部材を設けた以外は実施例1と同様にして帯
電装置を得た。そして市販のプリンター(日本電気
(株)製、PR406LM)のコロナ帯電器の替りに、
この帯電部材を潜像保持部材に接触させて、電源バイア
スとして直流1200Vを芯材に印加して、画像を評価
した結果カブリのない良好な画像が得られた。また潜像
保持部材のピンホールに対しても電荷がリークした時に
発生する黒い帶状の画像欠陥が発生しなかった。
【0022】比較例1.芯材1として6mm径のステン
レス棒を使用し、支持部材2として導電性EPDMゴム
(108Ωcm)を使用した12mm径のローラ、表面
部材3を無しにした、図2に示した帯電装置を作製し
た。そして市販のプリンター(日本電気(株)製、PR
406LM)のコロナ帯電器の替りに、この帯電部材を
潜像保持部材に接触させて、電源バイアスとして直流1
200Vを芯材に印加して、画像を評価をした結果カブ
リが多く良好な画像が得られなかった。また潜像保持部
材のピンホールに対しても電荷がリークした時に発生す
る黒い帯状の画像欠陥が発生した。
【0023】
【発明の効果】この様に本発明に従って、帯電部材に特
定の表面部材を用いることにより帯電が均一で、潜像保
持部材のピンホール欠陥の影響を受けにくく良好な画像
が得られ、製法が容易な接触帯電装置が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の帯電装置の断面説明図 1 芯材 2 支持部材 3 表面部材 4 潜像保持部材
【図2】比較例の帯電装置の断面説明図 1 芯材 2 支持部材 4 潜像保持部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−205180(JP,A) 特開 平4−67069(JP,A) 特開 平4−149480(JP,A) 特開 平3−48869(JP,A) 特開 平1−277257(JP,A) 特開 昭62−258471(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/02 101 G03G 15/08 501 G03G 15/16 103 G03G 21/06

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 帯電部材を潜像保持部材に接触させて帯
    電させる帯電装置に於いて、 該帯電部材が、支持部材と表面部材からなり、 該表面部材として20℃に於ける水中飽和吸収率が7%
    以下のポリアミド樹脂を主成分とする表面部材を用いる
    ことを特徴とする帯電装置。
  2. 【請求項2】 前記ポリアミド樹脂として11又は12
    ナイロンの少なくともいずれかを30ないし70重量%
    含有す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】 前記ポリアミド樹脂が、3元ないし、4
    元の共重合体組成比を有する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】 前記ポリアミド樹脂の重量平均分子量が
    5000ないし30000であることを特徴とする請求
    項1乃至3のいずれか1に記載の帯電装置。
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