JP3184026B2 - 帯電部材及び電子写真装置 - Google Patents

帯電部材及び電子写真装置

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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、電子写真装置に用いら
れる帯電部材および電子写真装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子複写機、静電記録装置等の電子写真
装置は、被帯電体を均一に帯電する工程を含んでいる。
その帯電処理方法として、一般的にはコロナ帯電法が用
いられているが、コロナ帯電法はオゾン等の生成物の発
生が多く、その対処のための付加手段、機構を必要と
し、そのため装置が大型化および高コスト化し易い問題
点を有している。
【0003】そこで最近では、コロナ帯電法に代わる新
しい帯電法として、接触帯電法の検討が行われ、一部に
おいて実用化されている。
【0004】接触帯電法は電圧を印加した帯電部材を被
帯電体に所定の押圧力で当接させて被帯電体を帯電させ
るものである。オゾンの発生がコロナ帯電法に比べて大
幅に減少することから、コロナ帯電法では不可欠な付加
手段、機構が不要であるといった長所がある。印加電圧
には、直流電圧と直流電圧を帯電部材に印加したときの
帯電開始電圧の2倍程度のピーク間電圧を有する交流電
圧との重畳電圧を用いる場合が多い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】被帯電体に接触して帯
電を行う接触帯電部材の場合、被帯電体との接触面には
異物が入りこみやすい。
【0006】例えば、電子写真装置において、ローラー
状の接触帯電部材を用いると、耐久が進むにつれて、被
帯電体である感光ドラムから残存トナー、紙粉等を拾っ
て帯電部材表面が汚れてくる。すると、低湿環境下で感
光ドラムと帯電部材との摩擦力が低下し帯電部材の従動
回転が不規則となり易い、高温環境下ではトナーの感光
ドラムへの融着が起こり易い、等の原因で帯電不良を発
生するという問題があった。
【0007】また、接触帯電部材面や被帯電体面の汚損
現象は、帯電部材に対する印加電圧に交流電圧を併用し
て接触帯電を実行させる場合や、高速タイプの電子写真
装置においては特に顕著にあらわれることが多い。
【0008】すなわち、帯電部材に対する印加電圧に交
流電圧を併用したときはその印加交流電圧により帯電部
材に振動が発生して帯電部材と被帯電体との接触部分に
該振動による脈動的な圧力が作用するので、それが被帯
電体面側から帯電部材面へのトナー等の汚染物質の転移
付着や被帯電体面に対するトナー等の汚染物質の融着を
助長するものと思われる。また、高速タイプの電子写真
装置においては、帯電部材に印加した交流電圧の周波数
ピッチに対応するの帯電ムラの出現を防止するために印
加交流電圧の周波数を高める必要があり、そのために帯
電部材と像担持体との接触部分に生じる上記の振動によ
る脈動的圧力の作用回数が増加することで、それが被帯
電体面側から帯電部材面へのトナー等の汚染物質の転移
付着や被帯電体面に対するトナー等の強固付着化をさら
に助長するものと思われる。
【0009】また直流電圧のみを印加して接触帯電を実
行させる場合には交流電圧を印加して接触帯電を行う場
合に比べて帯電部材の振動がないために被帯電体面に対
するトナー等の融着化等による画像不良は軽減される
が、その分帯電能が劣るために帯電部材の表面の汚れに
よる帯電不良による画像不良が発生し易い。
【0010】さらに直流電圧のみを印加する場合、帯電
部材に印加するバイアスの極性とトナーの電荷の極性が
反対の場合には帯電部材にトナー等が付着し易いために
画像不良がさらに発生し易くなる。
【0011】従って、本発明の目的は、帯電部材のトナ
ー汚染や被帯電体面のトナー融着等に起因する画像不良
が生じない帯電部材およびそれを用いた電子写真装置を
提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、被
帯電体に接触し、電圧を印加して帯電を行う帯電部材に
おいて、該帯電部材の表面層がポリエチレンワックス
含有することを特徴とする帯電部材である。
【0013】また、感光体、潜像形成手段、形成した潜
像を現像する手段および現像した像を転写材に転写する
手段を有する電子写真装置において、該潜像形成手段と
して該感光体を帯電処理するのに上記帯電部材を用いる
ことを特徴とする電子写真装置である。
【0014】
【0015】上記ポリエチレンワックスを帯電部材の表
面層に混入させると長期耐久でも表面が汚損されないた
め、被帯電体による帯電部材の従動に乱れが起こらずか
つトナー融着が起こらないため帯電は安定している。
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】図1は本発明に従う帯電部材を用いた接触
帯電装置を像担持体の一次帯電手段とした電子写真装置
(レーザープリンタ)の一例の概略構成を示した。
【0027】1は被帯電体としての回転ドラム型の電子
写真感光体(以下、感光ドラムと記す)であり、矢示の
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。1aは該感光ドラム1のアルミニウム
等の導電性ドラム基体、1bはそのドラム基体1aの外
周面に形成した感光層である。
【0028】2は接触帯電部材であり、本例は感光ドラ
ム1面にドラム母線方向に略平行にして所定の押圧力で
圧接させて配設したローラー体(以下、帯電ローラーと
記す)で、感光ドラム1の回転に従動回転する。
【0029】本例の帯電ローラー2は導電性芯金2a
と、該芯金に同心一体に金型成形等でローラー状に成形
した導電性ゴム等の弾性層2bと、更にその外周に形成
した表面層2cとからなる複合層構造のものである。更
に、必要に応じて弾性層2bと表面層2cの間に中間層
を設けることができる。本例の帯電ローラー2は被帯電
体である感光ドラム1の面に接する材料層である表面層
2cにポリエチレンワックスを配合含有させてある。
【0030】3は帯電ローラー2に対する電圧印加電源
であり、この電源から帯電ローラー2の芯金2aに所定
の電圧を印加することで、回転する感光ドラム1の周面
が所定の極性、電位に接触帯電式で帯電処理される。
【0031】帯電ローラー2に対する電圧は直流電圧だ
けでもよいが、被帯電体としての感光ドラム1面を均一
に帯電処理するために直流電圧VDCと交流電圧VACの重
畳電圧(振動電圧)を印加する方が好ましい。本出願人
は先に特開昭63−149669号公報等において、被
帯電体の帯電開始電圧の2倍以上のピーク間電圧VPP
有する交流電圧VACと、直流電圧VDCとを重畳した振動
電圧を印加することで被帯電体面を均一帯電する手法を
提案している。被帯電体の帯電電位は直流電圧VDCによ
って決定され、交流電圧VACはその帯電電位の均一化作
用をする。
【0032】帯電ローラー2により所定の電位に均一に
一次帯電処理された感光ドラム1面に対して、不図示の
レーザースキャナ(画像露光手段)による目的画像情報
のレーザービーム走査露光4、現像器5によるトナー現
像、形成トナー像の転写手段6による転写材7に対する
転写の工程が順次に実行され、トナー像転写を受けて感
光ドラム1面から分離された転写材7が不図示の定着手
段へ導入されて画像形成物(プリント)として出力され
る。トナー像転写後の感光ドラム1面はクリーニング装
置8で転写残りトナーの付着汚損物の除去がなされて清
浄面化され、繰り返して作像に供される。
【0033】帯電ローラ2ーにおいて、弾性層2bは被
帯電体としての感光ドラム1に対する給電と、帯電ロー
ラー2の感光ドラム1に対する良好な均一密着性を確保
するために適当な導電性と弾性を持たせてある。導電性
はゴム等の弾性材料中に導電性カーボンブラックなどの
導電物質を添加することにより調整される。弾性はプロ
セス油、可塑剤等の添加により調整される。
【0034】弾性層2bの材料としてはポリウレタン、
ポリエステル、ポリビニルアルコール等の樹脂やEPD
M、NBR等のゴム、または発泡体等が用いられる。導
電物質としてはカーボンブラックやカーボングラファイ
ト、酸化チタン、酸化亜鉛等が挙げられる。
【0035】本発明に用いられる画像領域部での表面層
2cは中抵抗(106 〜1010Ω)の抵抗値を有する材
料が用いられる。例えば樹脂としてはN−メチルメトキ
シ化ナイロン(商品名トレジン:帝国化学産業社)、ポ
リビニルブチラール、ポリエチレン、酢酸ビニル、スチ
レン・ブタジエン、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレ
タン、ポリエステル、シリコン樹脂等が、さらにはエピ
クロルヒドリン、ウレタン、クロロプレン、アクリロニ
トリルブタジエン系のゴム等が用いられ、中抵抗に調整
するためにカーボンブラックやカーボングラファイト、
酸化チタン、酸化亜鉛等の導電性顔料を適宜添加させて
もよい。抵抗値が1×106 未満では感光体に損傷等が
発生した場合に耐圧が出せずに好ましくない。また、1
×1010Ωを越えると電流が流れずに帯電不良が発生し
好ましくない。
【0036】
【実施例】以下、実施例について説明する。まず、表面
層にポリエチレンワックスを含有する帯電部材の具体例
を示す。
【0037】(実施例1) 弾性層用コンパウンドの調製 EPDM 100重量部、酸化亜鉛5重量部、ステアリ
ン酸1重量部、導電性カーボンブラック5重量部、パラ
フィンオイル10重量部、硫黄2重量部、加硫促進剤M
BT 1重量部、加硫促進剤TMTD 1重量部および
加硫促進剤ZnMDC 1.5重量部を2本ロールにて
冷却しながら20分間混合し、コンパウンドを調製し
た。
【0038】
【0039】
【0040】
【0041】
【0042】
【0043】
【0044】
【0045】
【0046】
【0047】
【0048】
【0049】
【0050】
【0051】
【0052】
【0053】
【0054】
【0055】
【0056】
【0057】
【0058】
【0059】被覆層用塗料の調製 熱可塑性ポリウレタンエラストマー100重量部、導電
性酸化チタン30重量部、低分子量ポリエチレンワック
ス10重量部、THF 420重量部およびMEK 1
50重量部を小型のビーズミルを用いて混練し、ウレタ
ン塗料を調製した。
【0060】帯電部材の作製および評価 直径10mmのステンレス製芯金にまず上記弾性層用コ
ンパウンドを150℃で15分間加熱加硫させ、厚さ3
mmの弾性層を有するゴムローラーを得た。次に、この
ゴムローラーの上に上記被覆層用塗料(ウレタン塗料)
を浸漬塗布し、80℃で0.5時間加熱乾燥することに
より厚さ10μmの被覆層を有する帯電部材を得た。
【0061】この帯電部材をアナログ複写機(NP20
20 キヤノン(株)製)の一次帯電器位置に取り付
け、常温低湿環境で−1500VDCのバイアス条件下、
間欠耐久試験を行ったところ2万枚を過ぎても帯電不良
等を発生せず良好な画像が得られた。
【0062】また、高温高湿環境でも同様に間欠耐久試
験を行ったが2万枚を過ぎても帯電不良等を発生せず良
好な画像が得られた。
【0063】
【0064】
【0065】
【0066】
【0067】
【0068】
【0069】
【0070】
【0071】
【0072】
【0073】
【0074】
【0075】
【0076】
【0077】
【0078】
【0079】
【0080】
【0081】
【0082】
【0083】
【0084】
【0085】
【0086】
【0087】
【0088】
【0089】
【0090】
【0091】
【0092】
【0093】
【0094】
【発明の効果】本発明によれば、被帯電体に接触し、電
圧を印加して帯電を行う帯電部材であって、前記帯電部
材が表面層にポリエチレンワックスを含有する帯電部材
を用いることで、電子写真装置で帯電部材の従動の乱
れ、トナー融着等に起因する画像不良をなくすことが可
能となった。
【0095】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従う帯電部材を用いた接触帯電装置を
像担持体の一次帯電手段とした電子写真プロセス利用の
画像形成装置の一例の概略構成図である。
【図2】(a)・(b)・(c)・(d)は夫々接触帯
電部材の他の形態例を示した図である。
【図3】帯電部材の抵抗値測定方法を示す図である。
【符号の説明】
1 被帯電体としての感光ドラム 2 帯電部材としての帯電ローラー、帯電ブレード、
帯電パッド、帯電ワイヤ 2a 芯金 2b 弾性層 2c 表面層 3 電圧印加電源 4 金属シート 5 電流計 6 電源(250V)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−342236(JP,A) 特開 平4−303861(JP,A) 特開 平4−86764(JP,A) 特開 平4−86765(JP,A) 特開 平6−11948(JP,A) 特開 平6−161210(JP,A) 特開 平6−175470(JP,A) 特開 平6−266206(JP,A) 特開 平7−42728(JP,A) 特開 昭64−66673(JP,A) 特開 平5−107874(JP,A) 特開 平5−249802(JP,A) 特開 平5−127494(JP,A) 特開 平3−7966(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/02 - 15/02 101 G03G 15/06 101 G03G 15/08 201 G03G 15/16 103 G03G 21/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被帯電体に接触し、電圧を印加して帯電
    を行う帯電部材において、該帯電部材の表面層がポリエ
    チレンワックスを含有することを特徴とする帯電部材。
  2. 【請求項2】 感光体、潜像形成手段、形成した潜像を
    現像する手段および現像した像を転写材に転写する手段
    を有する電子写真装置において、該潜像形成手段として
    該感光体を帯電処理するのに請求項1記載の帯電部材を
    用いることを特徴とする電子写真装置。
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