JPH01277257A - 接触帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、帯電装置に関する。更に詳しくは、電圧を印
加した帯電部材を被帯電体面に接触させて被帯電体面を
帯電処理（除電処理も含む、以下同じ）する接触帯電装
置に関する。

（従来の技術） 例えば電子写真装置・静電記録装置等の画像形成装置に
於いて感光体・誘電体等の像担持体面を帯電処理する手
段機器としては従来よりコロナ放電装置が広く利用され
ている。

コロナ放電装置は像担持体等の被帯電体面を所定の電位
に均一に帯電処理する手段として有効である。しかし、
高圧電源を必要とし、コロナ放電のために好ましくない
オゾンが発生するなどの問題点も有している。

このようなコロナ放電装置に対して、前記のように電圧
を印加した帯電部材を被帯電体面に接触させて被帯電体
面を帯電処理する接触帯電装置は、電源の低圧化が図れ
、オゾンの発生量が少ない等の長所を有していることか
ら、例えば画像形成装置に於いてコロナ放電装置にかえ
て感光体・誘電体等の像担持体、その他の被帯電体面の
帯電処理手段装置として注目され、その実用化研究が進
められている。

例えば、本出願人が先に提案（特願昭６２−５１４９２
、同６２−２３０３３４）Ｌ／たように、接触帯電装置
に於いて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倍以上のピーク間電圧を有する振動電界（交互
電界）を帯電部材と被帯電体との間に形成すること、更
には表層に高抵抗層を設けた帯電部材を用いることによ
り、被帯電体の帯電均一性、感光体等の被帯電体表面の
ピンホール・傷等によるリーク防止等を図ることができ
る。

第５図は帯電手段としてこの方式の接触帯電装置を用い
たドラム型転写式電子写真装置の一例の概略構成を示し
ている・ ２は支軸２ａを中心に矢示の反時計方向に所定の周速度
で回転駆動される被帯電体としての感光ドラムである。

１はこの感光ドラム面を接触帯電処理する帯電部材であ
り、本例の該帯電部材はローラ型のもので、導電性芯金
ＩＣと、その外周の低抵抗基層１ｂと、更にその外周の
高抵抗被覆層１ａからなり、高抵抗被覆層１ａは具体的
にはトレジン・アミランなどのナイロン系樹脂材料、セ
ロハン、ＮＢＲ等、低抵抗基層１ｂはカーボン分散ＥＰ
ＤＭ等である。

帯電ローラ１は感光ドラム２の面に所定の押圧力をもっ
て当接させてあり、感光ドラム２の回転に伴ない従動回
転する。８は該帯電ローラ１に交流成分（振動電圧成分
）を重畳した直流電圧を印加するための外部電源であり
、該電源の電圧が電刷子８ａを介して芯金ＩＣに印加さ
れる。

而して感光トラム２はその回転に伴ない該帯電ローラ１
により正又は負の所定電位の一様帯電処理を受け、その
帯電処理面に不図示の画像露光手段による画像露光しく
原稿像のスリット露光、レーザビーム走査露光など）を
受けることにより該感光ドラム面に露光像パターンに対
応した静電潜像が形成されていく。その潜像は現像装置
６によりトナー像として顕画化され、該トナー像が転写
部において感光ドラム２と転写装置４との間に不図示の
給紙部から感光トラム２の回転と同期とりされて給送さ
れた転写材５の面に順次に転写されていく。トナー像転
写を受けた転写材５は感光ドラム２面から分離されて不
図示の像定着装置へ導入されて像定着処理を受は画像形
成物として装置外へ排出される。トナー像転写後の感光
ドラム２面はクリーニング装置３で残留トナーの除去を
受けて清浄面化されて繰返して画像形成に供される。

上記のような接触帯電装置により、仮に被帯電体たる感
光ドラム２面にピンホールあるいは打痕等による傷が発
生しても、帯電部材１の高抵抗層１ａが大電流の流れる
のを防止する。ゆえに火花放電が発生せず、その結果外
部型＠８の電圧降下が生じることに起因する帯電異常を
なくすことができるようになった。

（発明が解決しようとする問題点） 帯電部材１の高抵抗層１ａは上記のように機能し、重要
な構成要素であるが、その高抵抗層として通常利用され
るナイロン系の樹脂材料、セロハン、ＮＢＲなどのゴム
系材料は、外部環境変動に伴なう抵抗値変動がかなり大
きい。例えば、高温高湿の環境下では、帯電部材と被帯
電体とが接している部分（以下ニップと呼ぶ、２２０　
””Ｘｌ　””）の抵抗が６．３Ｘ１０’Ωであったも
のが、低温低湿下では２．５Ｘ１０’Ωにも大幅変動し
てしまう場合もある。

この結果、以下のような問題が発生する。

１）高温高湿（３２，５°Ｃ１８５％）帯電部材ｌの高
抵抗層１ａの抵抗が高温高湿の環境では低下するので、
被帯電体２上にピンホールが発生した場合、その部分に
向りて大電流が流れてしまう。その結果、電源出力が低
下し、その部分で帯電異常を起こしてしまうようになる
のである。

つまり、高温高湿の環境下ではリーク対策効果がなくな
ってしまうのである。

２）低温低湿（ｉｓ°Ｃ１１０％） また、低温低湿の環境では反転現像方法において「砂カ
ブリ」と呼ばれる白地に砂をまいたような斑点状の帯電
不良が発生する。この理由は次のように考えられる。つ
まり、帯電部材１に印加される電源８の交流成分は被帯
電体２上の電位を均一にする為のものである。したがっ
てこの交流電流が少ないと被帯電体上の均一な帯電が阻
害され「砂カブリ」と呼ばれる現像が発生するのである
。

表１にその「砂カプリ」と交流電流ＩＡＣ（μＡ）の関
係を示す。

表　　１ ０印は出力サンプルに全く「砂カプリ」が発生しない。

Δ印は出力サンプルの５割に発生する。

ｘ印は全数発生することを示す。

この結果から、「砂カプリ」が全く発生しないためには
被帯電体２に７５０μ八以上の交流電流を流す必要があ
ることがわかる。

しかし帯電部材１の高抵抗層１ａの構成材料として通常
利用されるナイロン・セロハン等を用いた場合では、低
温低湿下で７５０μ八以上の交流電流を流すには、２５
００Ｖのピーク間電圧ＶＰＰを帯電部材１に印加しなけ
ればならず、高抵抗層１ａの絶縁破壊にもつながった。

第２図にピーク間電圧ｖｐｐと、交流電流ＩＡＣの関係
を示す。横軸は帯電部材１に印加する交流電源８のピー
ク間電圧ｖＰＰを示して七つ、縦軸はその時に流れる交
流型ｍ　Ｉ　ＡＣ（μＡ）を示す。ａはナイロン、セロ
ハン等従来材料を帯電部材１の高抵抗層１ａに使用した
場合を示し、ａの範囲の右部分は低温低湿の場合の、ま
た左部分は高温高湿の場合の、交流電圧・電流特性を示
す。

この第２図グラフからも云えるように、ナイロン・セロ
ハン等を高抵抗層１ａとする従来の帯電部材１は２５０
０Ｖ以上のピーク間電圧ｖｐＰの出せる電源８が必要と
されたのである。

また、ピーク間電圧ＶｐＰが大きくなると、オゾンの発
生量も増加する。その様子を第６図に示す。横軸は帯電
部材１に印加するピーク間電圧ＶＰＰ、縦軸はその時発
生するオゾン量をＰＰＭで示したものである。

このグラフから、ピーク間電圧ｖＰＰが２３００Ｖ以上
になると発生するオゾン量も急激に増加することがわか
る。

一方、ナイロン、セロハン、ＮＢＲ等材料はオゾンに弱
くて劣化も激しいので、帯電部材１としての耐久性がな
いという問題も生じていた。

以上のようなことからこの種の接触帯電装置においては
帯電部材として環境変動に伴なう抵抗等の特性変化がな
いか、或は変動幅の少ないもの、及び耐オゾン性があり
耐久使用性を有するものの開発が望まれている。本発明
はこの要請に応えるものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、外部より直流電圧と振動電圧を重畳した電圧
を帯電部材に印加し、この帯電部材を被帯電体に当接さ
せて被帯電体面の帯電を行なう接触帯電装置において、
前記帯電部材がエピクロルヒドリンゴムから成る層を有
することを特徴とする接触帯電装置を要旨とする。

（作用） 即ち、エピクロルヒドリンゴムは帯電部材の高抵抗層構
成材料として十分な高抵抗値を有し、しかもその抵抗値
の環境変動に伴なう変動が少なく、そして耐オゾン性に
も優れており、このエピクロルヒドリンゴムを高抵抗層
とする帯電部材は実際上環境変動に伴なう抵抗等の特性
変化が少なく、従って特性変化幅が大きい場合における
ような萌述従来の諸問題なく、常に安定に被帯電部材面
の一様帯電処理を実行し得ると共に、耐オゾン性もよく
長期にわたる耐久使用ができることを見い出して本発明
を完成したものである。

（実施例） 第１図は前述第５図の電子写真装置におけるローラ型の
帯電部材１（帯電ローラ）についてその高抵抗層１ａを
本発明に伴ってエピクロルヒドリンゴムで構成したもの
である。芯金１０はφ６ｍｍの金属棒、低抵抗基層１ｂ
は厚さ３ｍｍのカーボン分子ｌｔＥ　Ｐ　Ｄ　Ｍ、高抵
抗層１ａは厚さ８０μｍである。

この帯電ローラ１の芯金１０に対して直流電圧と振動電
圧（時間と共に電圧値が周期的に変化する電圧。正弦波
、矩形波、三角波など）重畳した電圧を′ｉｔ源８から
印加した。本実施例ではＴｆ、源８から直流成分は一７
５０ｖの定電圧制御を、交流成分（振動電圧成分）は７
５０μＡの定電流制御を行なって電圧を印加して被帯電
体たる感光ドラム２の一様帯電処理を行なわせ、画像形
成を実行させた。

本実施例では、電気抵抗の環境安定性が非常にすぐれた
工どクロルヒドリンゴムを帯電部材１の高抵抗層１ａに
用いたので、７５０μＡｍすのに必要なピーク間電圧Ｖ
ＰＰを１４００〜２０００ｖ程度に納めることが可能と
なった。その様子を第２図のｂに示す。ｂの範囲におい
て右側は低温低湿の場合の、また左側は高温高湿の場合
のピーク間電圧・電流特性を示す。前述した従来例の範
囲ａに比べて大幅にピーク間電圧の変動幅がせばまって
いるのがわかる。

その結果、高温高湿の環境においても高抵抗層１ａにエ
ピクロルヒドリンゴムを使えば抵抗が下がることがない
ので、被帯電体２上にピンホールがあってもリーク放電
しなくなり帯電異常を起こすことがなくなった。

さらに低温低湿の環境下においても電気抵抗が安定して
いるので、７５０μＡｍす為にピーク間電圧Ｖｐｐを２
０００Ｖ程度印加すれば良く、オゾンの発生も減少した
。

次に各環境における高抵抗層の抵抗変動をトレジン・ア
ミランなどのナイロン系材料についてのそれと、エピク
ロルヒドリンゴムについてのそれとを比較して表２に示
す。

表　　２ この表からエピクロルヒドリンゴムの抵抗は環境に対し
て、他の材料より安定していると云える。

またエピクロルヒドリンゴムは耐オゾン性に秀れている
ので、少量のオゾンでは劣化せず、帯電部材としての耐
久性も向上した。永久圧縮歪が非常に良いためローラ型
帯電部材の耐久性が良く、さらに硬度が低いので弾性も
良好であり比較的少ない圧力で帯電に適切なニップ幅を
得ることができる。

その上、低温低湿下で印加電圧が小さくてすむことから
、高抵抗層が絶縁破壊を起こすこともなくなった。

第１図の帯電部材としての帯電ローラｌについて高抵抗
層としてのエピクロルヒドリンゴム１ａの外側に、第３
図のように更に２０μｍ程度のトレジン等のナイロン層
１ｄをもうけても良い。こうすることにより帯電部材１
が被帯電体２に接触したまま長期間放置されてもくっつ
いてしまうことがなくなった。さらに、エピクロルヒド
リンゴム層ｌａ内の可塑剤が直接被帯電体２に付着し、
そこの部分の抵抗を下げることもなくなった。また、ト
レジン層１ｄは２０μと非常にうすいため、環境変動に
よる抵抗の変化も考慮する必要がない。

帯電部材としての帯電ローラ１は回転しない不動のロー
ラであってもよいし、逆回転駆動されるローラであって
もよい。又、ローラの形態でなくとも、被帯電体２面に
所定の押圧力をもって接触させたブレート状部材、ブロ
ック状部材、ロット状部材、ブラシ状部材であってもよ
い。

第４図はブレート型としたものの横断面を示している。

この場合、被帯電体２面に当接する向きは、被帯電体の
面移動方向に順方向、又は逆方向どちらでも良い。この
ブレート状にした場合、帯電部材１に電圧を印加する接
点の摺動部分（第１・５図の部材ＩＣと８ａとの相互接
触摺動部）がない為、給電部摺動接点から発生していた
電気ノイズが出なくなるという利点と共に、省スペース
化、さらにはクリーニングプレー１：を兼任できるとい
う利点もある。

（発明の効果） 以上のように本発明の接触帯電装置においては下記のよ
うな効果がある。

■高温高湿の環境下でも被帯電体上のピンホールに対し
てリーク放電しない。

■低温低湿の環境下でも均一帯電に必要な交流電流（振
動電圧電流）を低いピーク間電圧で流すことができ、電
源の小型化、低コスト化が計れる。

■低温低湿下においてオゾンの発生が少ないと同時に、
耐オゾン性に優秀であるため、帯電部材の耐久性が向ト
した。

■低温低湿下において印加ピーク間電圧が低くてすむ所
から帯電部材の高抵抗層の絶縁破壊がなくなった。

■永久圧縮歪が非常に良いためローラ型帯電部材の耐久
性が良く、さらに硬度が低いので弾性も良好であり比較
的少ない圧力で帯電に適切なニップ幅を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はローラ型とした帯電部材の側面図、第２図はピ
ーク間電圧ｖＰＰと交流電流ＩＡＣの関係グラフ、第３
図はローラ型帯電部材の変形構成の横断面図、第４図は
ブレード型とした帯電部材の横断面図、第５図は接触帯
電装置を用いた電子写真装置の一例の概略構成図、第６
図はピーク間電圧ＶＰＰとオゾン発生ｆｆｉｐｐＭの関
係グラフである。 １は帯電部材、１ａは高抵抗層、１ｂは低抵抗基層、１
ｃは芯金、８は電圧印加電源、２は被帯電体としての感
光ドラム。 特許出願人　　キャノン株式会社 第　　１　　区 第４０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）外部より直流電圧と振動電圧を重畳した電圧を帯
   電部材に印加し、この帯電部材を被帯電体に当接させて
   被帯電体面の帯電を行なう接触帯電装置において、前記
   帯電部材がエピクロルヒドリンゴムから成る層を有する
   ことを特徴とする接触帯電装置。