JPH0193760A - 画像形成装置 - 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〕 本発明は画像形成装置、更に詳しくは面移動する像担持
体面に該像担持体面を均一帯電する手段を含む作像プロ
セス手段を適用して像形成を実行する方式の画像形成装
置に関する。

〔従来の技術〕

上記のような方式の画像形成装置の具体例としては、転
写方式の電子写真複写装置、転写方式の静電記録装置等
が挙げられる。

転写方式の電子写真複写装置は、像担持体として回転酸
は回動駆動されるドラム型もしくはエンドレスベルト型
の電子写真感光体を用い、その感光体面に均一帯電・像
露光・現像を基本的とする作像プロセス手段を適用して
顕画像を形成させ、その顕画像を転写手段で転写材面に
転写させ、転写顕画像は転写材面に定着手段で定着させ
、該転写材を画像形成物として出力させる。像転写後の
感光体面はクリーニング手段で浄化して繰返して作像に
供する。

転写方式の静電記録装置は、像担持体として回転酸は回
動駆動されるドラム型もしくはエンドレスベルト型の誘
電体を用い、その誘電体面に均一帯電・選択的除電・現
像を基本的とする作像プロセス手段を適用して顕画像を
形成し、以下上記電子写真複写装置と同様に顕画像の転
写材面への転写・定着を実行させて該転写材を画像形成
物として出力させ、又像転写後の誘電体面はクリーニン
グ手段で浄化して繰返して作像に供する。

クリーニング手段は転写材面に対する像転写後の像担持
体としての感光体や誘電体等の面に残留している転写残
り現像剤（トナー）、転写材紙粉、その他の付着汚染物
を除去するものであり、−収約にはウレタンゴム等のゴ
ム弾性部材を用い、該部材を像担持体面に当接させて像
担持体面の付着汚染物を払拭除去する構成のものが用い
られている。

像担持体としての感光体や誘電体等の面を均一帯電処理
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用いられている。しかし
コロナ放電器は高価な高圧電源を必要とする、それ自体
や高圧電源のシールド空間等のスペースを必要とし、又
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。

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
電方式の採用が検討されている。接触帯電は被帯電体と
しての像担持体面に電源により電圧（例えば１〜２ＫＶ
程度の直流電圧、或は直流電圧と、交流電圧との重畳電
圧等）を印加した導電性部材（接触帯電部材）を接触さ
せることにより像担持体面に電荷を直接注入して像担持
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５１３−９１２５３号）、ブレード帯電式（特
開昭５６−１９４３４９号・同８Ｇ−１４７７５６号公
報）、帯電−クリーニング兼用式（特開昭ｓｅ−ｔｅｓ
ｔｅｓ号）等が考案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこの接触帯電方式における問題点の１つと
して、感光体等の像担持体にピンホール部があった場合
に像担持体面の帯電のために該像担持体面に当接させた
電圧印加状態の接触帯電部材と像担持体のピンホール部
との間で火花放電を生じやすく、そのような放電が起き
ると像担持体面にはピンホール部だけにとどまらず該ピ
ンホール部を含む接触帯電部材との帯電域全面に渡って
帯電電荷が乗らなくなる、所謂「電荷抜け」現象をみや
すいことが挙げられる。

第ｉｔ図（Ａ）・（Ｂ）はこの電荷抜は現象の説明モデ
ル図であり、　（Ａ）図においてｌは矢示方向に面移動
する像担持体としての感光体、Ｐは感光体に存在してい
るピンホール部、２０は感光体１面の帯電のために感光
体面に当接させた電圧印加状態の接触帯電部材である。

（Ｂ）図は（Ａ）図の等価回路である。

感光体ｌのピンホール部Ｐ部分は他の感光体部分に比べ
て低抵抗化しているため接触帯電部材２０との接触によ
り、或は該部材面が接近すると該部材との間で火花放電
Ｓを起こしやすく、放電Ｓを生じると感光体長手方向（
感光体と接触帯電部材の接触線方向）に関して感光体上
に印加される各部の電位ＶＡ＠ＶＢ・・・Ｖｚは何れも
ほぼＯｖとなり、感光体面にはピンホール部Ｐを含む部
材２０との接触帯電域全面に渡って帯電電荷が乗らなく
なるのである。

而して感光体１面の帯電処理に上記のような電荷抜は部
が生じると出力画像はその電荷抜は部に対応する画像部
が白抜けし品位低下する。

ピンホールＰは感光体等の像担持体の製造時に発生した
り、傷付けにより発生したり、電気的絶縁破壊により発
生したりし易く、皆無とすることはなかなか難しい。

本発明は同じく接触帯電方式により感光体等の像担持体
面の帯電処理を行わせるものであるが、像担持体にピン
ホール部が存在していても接触帯電部材との間で火花放
電を発生することを防止させ、該火花放電に起因する前
述のような電荷抜は現象をなくすることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、 面移動する像担持体面に該像担持体面を均一帯電する手
段を含む作像プロセス手段を適用して像形成を実行する
方式の画像形成装置であって、前記帯電手段は、像担持
体面に対して当接させて電圧を印加した接触帯電部材で
あり、該接触帯電部材は像担持体当接部より徐々に離間
する面を有するブレード状の導電性部材を基体とし、そ
の導電性部材の前記像担持体と静電的に影響する部位面
を導電性部材よりも電気抵抗値の大きい一種類以上の抵
抗層で被覆したものである、 ことを特徴とする画像形成装置 である。

〔作　用〕

接触帯電部材の主体たる導電性部材について、感光体と
静電的に影響のある部位面を抵抗層で被覆化することに
より、感光体等の像担持体にピンホールや傷等があった
場合でも実際上接触帯電部材とピンホールや傷等の間で
火花放電を生じることが防止され、電荷リークによる電
荷抜は現象がなくなる。

抵抗層を設けたことによって、導電性部材それ自体から
なる接触帯電部材に比べ帯電性が著しく悪くなるという
ことはない。

また、被帯電体たる像担持体面に対する設定角を小さく
とることが可能であるため、帯電幅を広くすることが可
能であり、外径の大きい帯電ローラを使ったのと同等の
帯電性をもたすことができる。

さらに構成が簡単であるため、装置の小型・軽量・省ス
ペース化ができ、装置の大幅なコストダウンを図ること
ができる。

〔実施例〕

実施例−１（第１〜４図） 第１図は一実施例装置の構成略図である０本例はプロセ
スカートリッジ着脱型の転写方式電子写真複写装置であ
る。

図において、ｌは支軸１ａを中心に矢示方向に所定の周
速度で回転駆動される像担持体としてのドラム型電子写
真感光体（以下、感光体と略記する）である、２は該感
光体の周面を均一帯電する手段としての接触帯電部材、
３は光像露光手段としての短焦点レンズアレイ、４は現
像装置、５は転写装置、５１は不図示の給紙部より１枚
宛搬送された転写材１０を感光体ｌの回転と同期取りし
て感光体１と転写袋Ｍ５との間に給送するタイミングロ
ーラ、５２はタイミングローラ５１と転写装置５との間
に配設した転写材ガイド部材、５３は感光体ｌと転写装
置５との間を通過して像転写を受けた転写材１０を不図
示の定着装置へ導入する搬送装置、６は像転写後の感光
体１面を浄化するクリーニング装置である。

本例の装置は感光体１・接触帯電部材？・現像装置４・
クリーニング装置６の４つのプロセス機器についてそれ
等を互いに所定の配置関係をもって一括して組込んだプ
ロセスカートリッジ７として構成してあり、該プロセス
カートリッジ７は複写装置本体内に支持レール８１１８
に沿って挿入装着することができ、逆に複写装置本体外
へ抜き外し自在である。

プロセスカートリッジ７を複写装置本体内に十分に挿入
して装着することにより、複写装置本体側とプロセスカ
ートリッジ７側とが機械的・電気的に相互カップリング
し複写装置として作動回部状態となる。

而して感光体ｌは回転過程でその周面が、高圧電源Ｅに
より電圧（バイアス）の印加された接触帯電部材２によ
り順次に均一帯電され１次いで光像露光手段３の位置を
通過して光像露光Ｌ（原画像のスリット露光）を順次に
受けることにより露光光像パターンに対応した静電潜像
が順次に形成されていく、７ａは光像露光手段３に対応
するカートリッジハウジング壁部分に開口させた光透過
窓孔部を示す、光像露光りはレーザビーム走査で行うこ
ともできる。静電記録装置の場合は感光体面を選択的に
除電する電極アレー等の手段により感光体面に潜像が順
次に形成されていく。

感光体１面の形成潜像は次いで現像装Ｍ４により順次に
トナー画像として顕像（現像）され、その感光体面のト
ナー画像が転写装置５にて該転写装置５と感光体ｌとの
間に不図示の給紙部よりｌ枚宛搬送され、タイミングロ
ーラ５１で感光体１の回転と同期取りされて給送された
転写材１０面に転写される。

転写装置５を通過して像転写を受けた転写材ｌＯは感光
体１面から順次に分離され、搬送装置５３で不図示の定
着装置へ導入されて像定着を受け、画像形成物として出
力される。

一方像転写後の感光体１面はクリーニング装置６により
転写残りトナー、転写材紙粉、その他の付着汚染物の除
去がなされて清浄面化され、繰返して像形成に供される
。

第２図（Ａ）は第１図における接触帯電部材２部分の拡
大図である。

該接触帯電部材２は、基体としての導電性部材２ａと、
その導電性部材の感光体１との対向面側を被覆させた抵
抗層２ｂとからなるブレード部材である（以下、帯電ブ
レードと記す）、抵抗層２ｂは基体とし゛ての導電性部
材２ａより抵抗が大きい、導電性部材２ａの体積固有抵
抗は１０’Ω・ｃｓ＋以下、抵抗２ｂのそれは１０７〜
１０１５Ω・ｃｍ、特には１０８〜１０１２Ω・ｃｍの
範囲に設定するのが良い。

２ｃは該帯電ブレードを支える導電性支持体であり、帯
電ブレード２の導電性部材２ａは該導電性支持体２Ｃに
電気的に導通しており、該導電性支持体２ｃを介して電
源Ｅの電圧が帯電ブレード２に印加される。

これにより感光体１の表面は帯電ブレード２の抵抗層２
ｂとして適当な抵抗層を選んだ場合に均一に所望の電位
に帯電されるのである。

実験■ 具体的に、帯電ブレード２の導電性部材２ａはクロロプ
レンゴムにカーボンを分散させて１０２Ω・ｃｍ程度の
抵抗にした、ゴム硬度８０’程度、厚さｔａ＝１鳳層と
したブレード材を用いた。

その導電性部材２ａの感光体１に面する側の面は厚さｔ
ｂの抵抗層２ｂで被覆した。抵抗層２ｂの材料としては
アミラン（商品名）・トレジン（同）等のナイロン系の
物質、及びそれを適当な比率で分散させたもの、ポリウ
レタンゴム・ポリウレタンエラストマ・　ＮＢＲ・クロ
ロプレンゴム−ＰＶｄＦ−ＰＶｄＣｌ　＠ＰＥＴ等が挙
げラレル。

それ等の抵抗層材料による抵抗層２ｍ＞の厚さｔｂは一
律５０ＪＬｍで統一した。又、導電性部材２ａのエツジ
部の端面も抵抗層材料で厚さａ＝２００ｇｍに被覆した
形態にした、この厚さａは予め厚めに作製しておき、そ
の複数７ｔｍ程度のエツジ精度でカット処理して調整し
ている。

帯電ブレード２の感光体ｌに対する設定角θは感光体と
の接平面に対して１５°として腹当り長さｈを１〜２ｍ
■程度とした。

上記のような帯電ブレード２の形態条件、感光体ｌに対
する設定条件にて、帯電ブレード２を、５０ｍｍ／ｓｅ
ｅで回転駆動させた、Ａｌドラム表面に有４　機態光体
を積層した感光体ドラムｌの面に当接させ、該帯電ブレ
ード２の導電性部材２ａに一７００Ｖの直流電圧Ｖｏｃ
と、１４００Ｖのピーク間電圧ＶＰＰを持つ交流電圧Ｖ
ＡＣが重畳された電圧を印加して感光体面を接触帯電処
理することにより、感光体の帯電性と、リーク性を調べ
た。

帯電性は以下のように評価する。即ち、感光体ｌの帯電
開始電圧の２倍以上のピーク間電圧ＶＰＰを持つ交流電
圧ｖＡｃを直流電圧Ｖｏｃに重畳した電圧を、感光体ｌ
に接触させた帯電ブレード２の導電性部材２ａに印加し
た場合１．特願昭８１−２９８４１９号に記載の通りに
感光体の表面電位はほぼ直流電圧Ｖｏｃに等しくなるよ
うに帯電する。そこで帯電性は、感光体の表面電位がＶ
ｏｃ近くに帯電している場合に良好と考えるものとする
。

又リーク性°は、電荷抜けしない場合に良好とみなす。

結果を第３図に示した。この図から明らかなように、帯
電ブレード２の抵抗層２ｂの膜厚ｔｂが５０Ｂｍの場合
、　１０８〜１０１２Ω１１　ｅｌｌ（７）抵抗範囲で
、帯電性・リーク性の相反する条件を満たしていること
が分かった。

体積固有抵抗Ω・ｃｍは１ｃＩＩ２の抵抗層２ｂの抵抗
を１０〜ｔｏｏｏｖの印加電圧で測定して逆算したもの
であり、個々の抵抗層構成物質についての値は、カタロ
グや理科学辞典等に示されている値と若干違う場合があ
る。

而してこの実験により良い結果が得られた抵抗層２ｂの
材質は、アミラン・トレジン・アミランとトレジンを適
当な比率で分散させたもの、導電性の粒子を分散させて
低抵抗化させたポリウレタンエラストマ・　ＮＢＲ等で
あった。

尚、帯電ブレード２の導電性部材２ａの端面についても
抵抗層で被覆ａすると、クリーニング後の感光体面の中
のクリーニング不良の部分や、空気中のホコリφゴミ等
が、回動する感光体１とブレード２との接触部より感光
体回動方向下流側の帯電域にすり抜けることがなく１部
分的な帯電不良を起しにくくする。

また、このエツジ部の被覆ａがない場合を第１．０図に
示したが、この場合Ｐ２のようなどンホール部の位置で
は火花放電を起さないが、Ｐｌのような位置では火花放
電Ｓが起って電荷抜けが生ずることがある。

本実施例の帯電ブレード２は、第２図（Ａ）の様に導電
性部材２ａの感光体ｌとの対向側の面及びエツジ部端面
が抵抗層２ｂｓａで覆われているため火花放電は起らず
電荷抜けは生じない。

実験■ アミランを抵抗層２ｂの材料として用い、層厚ｔｂを５
〜２００４ｍの範囲で変えて、実験■と同様の要領で帯
電性及びリーク性を調べた。

帯電性は良好（０，Ｋ）であったが、リーク性に関して
は層厚ｔｂを１１０１Ｌ以下にすると不良（Ｎ、Ｇ）と
なる、これはアミランが絶縁破壊を起してピンホールが
出来たために、感光体のピンホール部と近接したとき火
花放電を起してリークするためであり、ある程度の膜厚
が必要なことがわかった。

そこで、アミラン以外の物質についても層厚ｔｂを変え
て実験した所、傷等が発生した場合でもリークに対して
安全であるためには、少なくとも２０ｐ、ｍ以上の厚み
が必要であることがわかった。

実験■ 実験■において、リークしなかった帯電ブレード２の抵
抗層２ｂの面に更に導電性（１０ＳΩ・ａｍ）の塗料を
ｌｏＩＬｍ程度塗布して実験したところリークが生じた
。

この結果及び★験■の結果かられかることは、帯電ブレ
ード２の表面の抵抗がリークに影響を与えていることで
ある０表層に抵抗層２ｂがある場合の等価回路としては
第２図（Ｂ）が考え−られ、この場合だと感光体１にピ
ンホールがあっても、感光体に印加される電圧はピンホ
ールＰがある所だけｖＡＬ：、０■となるが、他の部分
ＶＢ−Ｖｚは抵抗層２ｂの表面抵抗ｒにより、電位が維
持されるためリークは起らないのである。

また、そのときのリークを起さない抵抗の下限が実験■
の結果から１０日Ω・ａｍである。

実験■ ２００ＪＬｍの膜厚のアミランを抵抗層２ｂとし、帯電
ブレード２の感光体ｌに対する設定角θを変化させて、
上記と同様の実験を行った。θは５″〜６０°の範囲で
行ったが、４０°より大きくした場合に帯電性が悪くな
ってきた。

同じ印加電圧条件で帯電させた場合に第４図（Ａ）　−
（Ｂ）のようにパッシェンの放電距離範囲Ｑは変わらな
いが、帯電ブレード２の設定角θが大きくなるほど、そ
れに対応する放電領域Ｃが小さくなるため、帯電性が悪
くなるのである。このことから設定角θはなるべく小さ
い方が帯電性が良いことがわかる。

実施例−２（第５図） 本例の帯電ブレード２は、１０２Ωｅｃｍの抵抗を有し
、厚さ１層履の導電性ウレタンゴムブレード材を導電性
部材２ａとし、その両面及びエツジ部端面に１０９〜１
０１１Ω・ｃｍ程度の抵抗を有し、層厚５゜ＩＬｍの抵
抗層２ｂをトレジンやアミラン等を塗布することにより
形成してなるものである。

この帯電ブレード２を、設定角θ＝１０°、自由長文＝
７鵬層、接触幅ｈ；準層層にして感光体１面に接触させ
、電圧を印加して感光体面の接触帯電を行ったところ均
一でしかも良好な帯電が行われた。

印加電圧の条件は５００　Ｈｚ、−７００Ｖ　、　１４
００Ｖ　ｐｐテあり、はぼ−７００ｖの感光体表面電位
が得られた。

感光体に故意にピンホールを形成させてリーク性を見た
実験においても、リークは起らず良好であった。

また導電性部材２ａの全面に抵抗層２ｂを塗布形成した
ため１片面だけ塗布した場合（第２図（Ａ））に生じる
ことがあるブレードのそりがないため、感光体との接触
において波うちがほとんどなく、すし状の帯電ムラが生
じないという効果もあった。

実施例−３（第６図） 本例の帯電ブレード２は、１０２Ω・Ｃ論、厚さ１．５
　ｒａｔｓのクロロプレンシートを導電性部材２ａとし
、そのシートの上に１０１０Ω・ＣＩ＋のポリウレタン
エラストマを５０ｍｍ厚に被覆して抵抗層２ｂとし、そ
の２層材料２ａ会２ｂを帯電ブレードとして所定の大き
さ・形状にカット処理し、カットしたエツジ部の端面は
、導電性部材２ａの端面がむき出しになっているので、
１０１５Ω・ｃｍのポリウレタンエラストマで１１００
１Ｌ程度の被覆層ａを形成したものである。

上記のエツジ部端面被覆層ａである１０１５Ω・Ｃ■の
ポリウレタンエラストマは硬度が６５°であり、クリー
ニングブレード材として通常用いられているものであり
、感光体との密着性・すべり性等が非常に良好であり、
設定角θをｌθ°とし、自由長文を１０ｍｍとしたため
、感光体に対する線圧も５ｇｎａｔｓ以下となり、感光
体に傷をつけることもなく非常に良好な帯電を行うこと
ができた。またリーク性に関してはまったく問題なかっ
た。

実施例−４（第７図） 本例の帯電ブレード２は、導電性部材２ａとして１０２
Ω・ｃｍに制御した。厚さ１■、硬度７０°の導電性Ｅ
ＰＤＭのシート材を用い、それをトレジン・アミラン・
　ＮＢＲ等の溶液に浸して引き上げて乾燥させることに
より抵抗層２ｂを形成させたもので、抵抗層２ｂの厚み
は最大の所で７０ＪＬｍであった。抵抗層２ｂはブレー
ド面の感光体に面する側のエツジから４層層まで塗布し
たが残りは塗布していない、自由長文は８罵騰とした。

この帯電ブレード２を用いて、感光体１の接触帯電を行
った所、良好であった。また、リークに関しても抵抗層
２ｂは導電性部材２ａの感光体側の面全体に渡って塗布
形成していないが、感光体のピンホールと導電性部材２
ａとの距離は十分あるために火花放電は起らず問題はな
かった。

実施例−５（第８図） 本例の帯電ブレード２はその構成は第２図（Ａ）のもの
と同様であるが、回転感光体１の面移動方向に対して、
第２図（Ａ）の場合はカウンタ方向に当接させて配設し
であるが、本例の場合は従方向に当接させたものである
。

帯電性に関して帯電ブレード面が感光体の回転方向に対
して下流側に向って徐々に離間していく方がムラが出す
好ましいが、従方向でもそれほどの問題はない、この従
方向配設の帯電ブレードでも結果は良好であった。

前述第５〜７図のカウンタ方向配設の帯電ブレード２に
ついても従方向配設にて使用することができる。

実施例−６（第９図） 本例の帯電ブレード２は、導電性部材２ａとして抵抗１
０２Ω・Ｃ１１、厚み１ｍｍのポリウレタンエラストマ
であり、そのエツジ部端面ば湾曲状に面取りｄしである
。抵抗層２ｂは抵抗１ｏ１０Ω・ｃｍ、厚み１００ｇｍ
のポリウレタンエラストマシートを用い、それを導電性
部材２ａの感光体１に面する側の面に空気層を介入させ
ないように熱により融着させである。導電性部材２ａの
エツジ部端面は湾曲状面に面取りしである。その面取り
により帯電ブレードの腰が弱くなっているため自由長文
を５ＩＩｍ程度と短くしたが感光体に対する圧力は弱く
なっている。

上記の帯電ブレード２を用いて感光体１の接触帯電を行
ったところ、良好な結果を得た。リークに関しても問題
はなく、このような構成にすれば導電性部材２ａのエツ
ジ部端面を抵抗層で被覆せずとも火花放電を防げる。

また先に述べたようにブレード先端の腰を弱くすること
ができるため、感光体に傷をつけにくくしている。

〔発明の効果〕　　− 以上本発明に依れば、像担持体にピンホール等が存在し
ていても接触帯電部材との間で火花放電を生じることが
防止され、従って該放電に起因する像担持体の帯電面の
電荷抜は現象がなくなるので、接触帯電方式を採用しそ
の利点を十分に生かした画像形成装置を構成することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の画像形成装置の構成略図、第２図
（Ａ）はその装置の接触帯電ブレード部分の拡大横断面
図、第２図（Ｂ）はその等価回路図、第３図は接触帯電
ブレードの抵抗層の抵抗に対する帯電性とリーク性の関
係の実験結果グラフ、第４図（Ａ）・（Ｂ）は接触帯電
ブレードの帯電領域の説明モデル図、第５図乃至第９図
は夫々第２乃至第６実施例の画像形成装置における接触
帯電ブレード部分の横断面図、第１０図・第１　”１図
（Ａ）はピンホール部の存在によるリーク発生のモデル
図、第１１図（Ｂ）は第１１図（Ａ）の等価回路図であ
る。 ｌは像担持体としての回転感光ドラム、２は接触帯電部
材、２ａは導電性部材、２ｂは抵抗層、Ｅは電圧印加電
源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、面移動する像担持体面に該像担持体面を均一帯電す
   る手段を含む作像プロセス手段を適用して像形成を実行
   する方式の画像形成装置であって、 前記帯電手段は、像担持体面に対して当接させて電圧を
   印加した接触帯電部材であり、 該接触帯電部材は像担持体当接部より徐々に離間する面
   を有するブレード状の導電性部材を基体とし、その導電
   性部材の前記像担持体と静電的に影響する部位面を導電
   性部材よりも電気抵抗値の大きい一種類以上の抵抗層で
   被覆したものである、 ことを特徴とする画像形成装置。