JPH02282280A - 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−１−の利用分野） 本発明は電圧な印加１．た接触帯電部材を被帯電体面に
接触させて相対的昏こ移〃１ｙゼることにより被帯電体
面を帯電処理（除電処理も含む）する接触帯電装置に関
する。

（従来の技術） 便宜−１−１電子写真複写装置・静電記録装置′＠の画
像形成装置を例にして説明する。

電子写真複写装置や静電記録装置は周知のように像担持
体としての電子写真感光体や静電記録誘電体（回転ドラ
Ｌ５型中回動ベルト型・走行ウェブ型等）に核部を均一
に帯電処理する手段を含む作像プロセス手段を適用り、
て■的の画像情報に対応した画像を間接式（転写式）に
又は直接式に形成するものである。

被帯電体たる像担持体の面を均一帯電処理する手段とし
ては均・帯電性のよいコロトロンやスコロ）・ロン等の
コロト、ｌｉ＋畢器がＪｌτ〈用いられている。しかし
コロづ放電器は高価な高圧電源を必要とする。それ自体
六高圧゛屯源のシールド空間等のスヘースを必要上シ、
Ｖ才？ノン等のコロナ生成物の発生が多くイ（ハ対処の
た杓の付加手段・機構を８貿とし、それ’Ｖが装置を、
丸型化・高コス］・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（直接帯電方式）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（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５６−９１２５３号）、ブレード帯電
式（特開昭５６−１！３４３４８号争同６０−１４７７
５６号公報）帯電−クリーニング兼用式（特開昭５８−
１８５１６８号）等が考案されている。

（発明が解決しようとする問題点） 接触帯電方式は被帯電体たる像担持体の面に対して帯電
部材たる導電性部材をその長手に沿う各部において均一
に当接させた状態に適用させることが肝要であり、均一
な当接状態が得られない場合は像担持体面に帯電ムラを
生じさせる結果となる。

又帯電−クリーニング兼用式の場合は像転写後の像担持
体面から拭掃された転写残り現象剤、転写材紙粉、その
他の異物が帯電部に蓄積されることによる帯電ムラを生
じる場合があり、特にプロセスカートリッジ着脱式の画
像形成装置である場合にはプロセスカートリッジの着脱
操作時や持ち運び時などに作用する振動等で帯電領域に
異物が混入する場合があった。

又、上記従来例においては被帯電体たる像担持体の成型
時におけるピンホール、傷等によるピンホール、絶縁破
壊によるピンホール等が発生した場合、像担持体のピン
ホール部と接触帯電部との間に火花放電が発生し、像担
持体のピンホール部だけでなく、その部分を含む接触帯
電部材との帯電域全面に渡って電荷が乗らなくなる所謂
「電荷抜け」を生じるという欠点があった。

本発明は接触帯電方式について像担持体等の被帯電体に
ピンホールがある場合でも電荷抜けが生じることを予防
し、更に接触帯電部材の被帯電体面に対する当接設定を
高精度にし、即ち被帯電体面に対して接触帯電部材をそ
の長手に沿う各部において均一に安定に当接させた状態
を確保させて、被帯電体面を均一に帯電処理させること
を目的とする。

更に、接触帯電部材が長期に渡って被帯電体面に当接し
ていても、接触帯電部材のへたりをなくして、均一・に
圧接させることを目的とする。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明は、電圧を印加した接触帯電部材を被帯電体面に
接触させて相対的に移動させることにより被帯電体面を
帯電処理する接触帯電装置であり、前記接触帯電部材は
、弾性たわみ性を有する導電性部材で構成され、前記被
帯電体と静電的に影響する部位を一種類以りの、電気抵
抗を持つ弾性部材で被覆してあり、前記導電性部材の弾
性たわみの反力により、被帯電体面に加圧接触されるこ
とを特徴とする接触帯電装置である。

（作用） ■接触帯電部材の１体たる導電性部材について、被帯電
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、像担持体等の被帯電体にピンホールや傷等が
あった場合でも実際ト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。

■導電性部材は金属板などの弾性たわみ性を有するもの
にしてその曲げ弾性を用いて、被帯電体に圧接させてい
るためゴム等に生ずる「へたり」がほとんどなく、耐久
によって圧接力が変化して被帯電体と接触帯電部材との
密着力が変化することもなぐ良好な密着性を得られる。

■また、被帯電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°型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、画像形成装置等の本体
装置の小型・軽ｔＬｌ・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・２図） 第２図は本発明に従う接触帯電装置を像担持体の帯電処
理手段として用いた画像形成装置の一例の構成略図であ
る。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、１は支軸ＩＣ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（被帯電体）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、５は光像露光手段としての短焦点レンズア
レイ、６は現像装置、７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１の回転
と同期取り（レジストレーション）して感光体１と転写
装置７との間に給送するタイミングロラ、５２はタイミ
ングローラ５１と転写装置７との間に配設した転写材ガ
イド部材、５３は感光体１と転写装置７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、８は像転写後の感光体１面を清浄面化す
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２・現像装置６１
１クリーニング装置８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組込んだプロセス
カートリッジ１１として構成してあり、該プロセスカー
トリッジ１１は複写装置本体内に支持レール９−９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１１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１１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可能状態となる。

面して感光体ｌは回転過程でその周面が、高圧電源４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、次いで光像露光手段５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。ｌｌａは光像露光手段５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像担持体としての
誘電体面を選択的に除電する電極アレー等の手段の作用
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置６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７にて該転写装置７と感光体ｌとの
間に不図示の給紙部より１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７を通過して像転写を受（すた転写材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８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１図は接触帯電装置部分の拡大断面図を示している。

本例装置において感光体ｌは導電性基体としてのＡｎド
ラム１ａの外周面に有機感光体（ＯＰＣ）ｌｂを２０ｐ
ｍ程度塗布してなるもので、５０　ｍ　ｍ　／　ｓ　ｅ
　ｃのスピードで回転駆動される。

接触帯電部材２は感光体１の幅方向を長手とするブレー
ド状部材である（以下帯電ブレードと記す）。本例の帯
電ブレード２は主体としての導電性部材を弾性たわみ性
を有する金属薄板２ａとし、これを抵抗層２ｂで全面的
に被覆してなる。

金属薄板２ａは厚さが１１００ｐＬ程度の薄いもので、
ここでは燐青銅やＳＵＳ等を用いた。

抵抗層２ｂとしてはアミラン（商標名）、トレジン（商
標名）などのナイロン系の物質、及びそれらを適当な比
率で分散させたもの、ポリウレタンゴム−ポリウレタン
エラストマー・ＮＢＲ・りロロレンゴム・ＰＶｄＦ−Ｐ
ＶｄＣ等の体積固有抵抗として１０ｇ”　］、　０”ｎ
ｅ１１程度の値を持つ材質を用いると良い　抵抗層２ｂ
の厚みは１０〜５００　ＪＬｍ程度とするのがよいが、
さらに好ましくは５０〜１００　ＪＬｍ程度とするのが
よい。

３は帯電ブレード２の固定支持体であり、本例では、材
質として金属を用いていて、金属薄板２ａを電気的に導
通して支持し、さらにこれを通して高圧電源４から電圧
を帯電ブレード２に印加している。支持体３は金属等の
導電性部材でなくとも良く、その場合は高圧電源４から
直接に金属薄板２ａに電圧を印加する。この結果、感光
体ｌの表面を接触帯電させることができる。

印加する電圧は本例ではＤＣ電圧（Ｖ　ＤＯ）とＡＣ電
圧を重畳させたものであり、さらに詳しくは感光体ｌの
帯電開始電圧ＶＴＨの２倍以上のピーク間電圧ｖＰＰを
ＶＤＣに重畳した電圧を帯電ブレード２に印加すること
により、感光体１の表面はほぼＶＤＣに均一に帯電する
のである。ここでは、感光体（７）ＶＴＨカー　６００
　Ｖテあるため、ｖｐｐは１５００ＶＰＰとした。周波
数ｆは１０００Ｈ２としたが別に、帯電性は３００曲２
以上であるならほとんど影響がない。ｖＤＣは一７００
Ｖとしたが、感光体ｌの表面はほぼ一７００ｖになる。

次に、帯電ブレード２の設定条件は図示した様に、感光
体ｌの回転方向に対してカウンターに当接させるのが良
い。これは従方向の場合に起こるような感光体ｌの回転
に伴い、帯電ブレード２が浮き上がってしまって帯電不
良を発生するということがなく、更に感光体との当接部
より徐々に離間されていく構成となっているため、帯電
ムラができに＜＜、均一な帯電を得られるからである。

当接角θはあまり大きくない方が良い。なぜなら、感光
体に圧接する力が小さくなるために、ステイクスリップ
を起こしにくくなり、また圧接力か弱いために、感光体
を傷つけることなく、更には同じ印加電圧条件で帯電さ
せた場合放電領域が広がるため帯電性も良くなるのであ
る。

また、ここで大事なことは、帯電ブレード２の曲げ弾性
率である。すなわち、帯電ブレード２の曲げ弾性率が高
い値になると、感光体ｌに対して全幅にわたって均等な
押圧力で圧接することが困難となり、さらには感光体が
回転すると、その移動時に帯電ブレード２自体に振動が
発生し易くなり帯電不良を起こし易くなってしまうが１
曲げ弾性率が低くなると、感光体表面へ、の当接が均一
に維持され易くなり、均一で安定な帯電を行うことが可
能となるのである。

本実施例においては、薄い金属板２ａを用いているため
帯電ブレード２の曲げ弾性率を小さくすることができる
。また一方その金属板２ａに電気抵抗部材２ｂが被覆さ
れていてもその抵抗層は２０〜１００ｇｍ程度と非常に
薄層なため、その抵抗層自体の曲げ弾性部材は金属板２
ａに比べほどんど影響がなく、帯電ブレード２としての
曲げ弾性率はほとんど金属板２ａの曲げ弾性率に依存し
、でいる。よって金属板２ａの厚みを適当な値にするこ
とによって帯電ブレード２を良好な状態で感光体ｌに当
接させることが可能である。

またゴムと違って金属板２ａの場合はかなりの薄さのも
のが作製可能てあり、曲げ弾性率の制御が容易である。

実施例２ 実施例１の帯電ブレード２について、金属板２ａとして
１１００ｐの厚さの燐青銅板を用い、その表面の両面に
体積固有抵抗が１ＯＱｃ＋１で、硬度が６５°（ＪＩＳ
−＾）のポリウレタンエラストマーを１００１Ｌｍの厚
さに形成して抵抗層２ｂとした。支持体３から帯電ブレ
ード端部までの自由長文１　（第２図参照）は１００ｍ
ｍとした。設定角θは１０’　とし、感光体１と接触す
る帯電ブレード端部の長さ交２は２ｍｍとなるようにし
た所、圧接力は５　ｇ　／　ｃ　ｍ以下となった。また
帯電ブレードの端部は、あらかじめ燐青銅板２ａより長
めにポリウレタンエラストマーを形成させておいて、□
燐青銅板２ａの端部から帯電ブレードの端部までの長さ
文３が２００　ＪＬｍとなるように精度良くカットした
。

高圧電源４からの出力電圧は１００ＯＨ２，１４００Ｖ
ＰＰ、ＶＤＣ−７００Ｖとして導電性支持体３を通じて
燐青銅板２ａに印加させると、感光体１の表面はほぼＤ
Ｃ電圧（Ｖ　ＯＣ）と同じ７００Ｖに帯電した。また、
帯電ブレード２の感光体表面への密着性は良く、当接圧
が均一となっているため、異常放電による帯電・ムラは
なく、均一なものとなっている。

またこの帯電方法を用いて、電子写真法による画像形成
を行ない、１００００枚のｍｌ久を行ったが、帯電ブレ
ード２の感光体１に対する圧接力が弱いため、感光体１
に傷がつくこともなく良好な画像を得ることができた。

また、感光体１に故意にピンホールを開けて帯電を行っ
たが、ピンホール部以外は電荷のリークもなく、所謂電
荷抜けなく良好な帯電がなされた。また帯電ブレードな
当接した状態で１ケ月程度の長期保存をしておいたが、
ゴム材で生じるようなへたりはなかった。

上記のポリウレタンエラストマー２ｂの代りにトレジシ
（商標）等で燐青銅板２ａを被覆させて、ポリウレタン
エラスＩ・マーの場合と同様にブレードの端部を精度よ
くカー／　トした場合も、同様な結果が得られた。

実施例３（第３・４図） 帯電ブレード２の導電性部材として２００　ｇｍの厚さ
の燐青銅板２ａを用い、この板２ａの感光体１に面する
側の片面に抵抗層２ｂとして、体積固有抵抗が１０Ｊ’
Ｌｃｍ、硬度が６５”　　（ＪＩＳ−Ａ規格）のポリウ
レタンエラストマーの１１００１Ｌのシートを熱融着に
より貼りつけた。この際、燐青銅板２ａとポリウレタン
エラストマーシート２ｂの間には空気のあわなどが入ら
ないように気をつけた。または、導電性の接着剤により
きれいに密着させても構わない。また第３図・第４図に
示すように、ポリウレタンエラストマーシート２ｂの方
が金属板２ａの端部より長＜　Ｃ１ｚ　＝　１ｍｍ）は
み出る様に貼り付けることが重要であり、こうすること
によって感光体１にピンホールがあっても、そのピンホ
ール部だけが電荷が乗らないだけであって、他の帯電部
は均一に安定して帯電される。設定条件は支持体３から
ブレード端部までの自由長文１を８　ｍ、　ｍとし、設
定θを５°、感光体ｌと接触するブレード゛端部の長さ
立２は２　ｍ　ｍとなるようにした所、圧接力は５　ｇ
　／　ｃ　ｍ程度であった。印加′市川は実施例２と同
様にして行った所、帯電性は良好であった。また帯電ブ
レード２と感光体ｌとの密着性は良く、帯電ムラもなく
均一な帯電であった。またｉ、　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ枚の耐
久を行った結果も感光体に傷がつくことなく、すし状の
帯電ムラは生じなかった。

感光体に故意にピンホールを開けた場合もピンホール部
以外は電荷のリークもなく、良好な帯電性が得られた。

また感光体に帯電ブレードを加圧したままで１ケ月放置
しておいたが、ゴム材で見られるようなへたりはなく、
圧接力は放首前どほとんど変わらず安定していた。

ここでトレジンや、アミラン、導電性を持たせたシリコ
ンゴム等で１．　ＯＯｇ　ｍ厚のシート２ｂを形成して
、上記したのと回様な構成で実験を行った場合も同様に
良い結果を（！また。

比較例 帯電ブレード２の燐青銅板２ａの厚みを薄くして、ブレ
ード全体に対する金属板（燐青銅板）の曲げ弾性率の割
合を小さくした場合の実験を試みた。

金属板２ａは２０ｇｍの厚みの燐青銅板を用い、表層に
１０１０ｆｆの抵抗で厚さ１１００ｐのポリウレタンエ
ラストマー２ｂを被覆形成した。

帯電性やリーク性に関しては、まったく問題なく良好で
あったが、金属板２ａが薄すぎるため、長手方向に対し
て波うちか生じやすくなり、帯電ムラが出やすくなった
。

この様に、金属板２ａの厚みはあまり薄すぎると良くな
いことがわかった。

（発明の効果） 以」−説明したように、 ■被帯電体にピンホールかあっても、リークによる電荷
抜けが生じることなく被帯電体が画像形成装置の像担持
体である場合でも画像品質を損なわない。

■接触帯電部材を、その導電性部材として金属板のよう
な弾性たわみ性を有するものを用いその曲げ弾性を用い
て、被帯電体に圧接させているため、ゴム等に生ずる「
へたり」などもなく耐久によって圧接力が変化して被帯
電体と接触帯電部材との密着力が変化することもなく、
良好な密着性を得られる。

■被帯電体に接触する部分が弾性体であるため被帯電体
の傷付き等の損傷が起こりにくい。

■接触帯電部材の主体たる導電性部材を金属とすること
で、それに抵抗層を被覆する場合、高い温度がかかるよ
うな方法を用いてもゴムなどの様に溶けるという問題が
ない。

■導電性部材を金属とすることで、その片側面だけに抵
抗層を被覆した場合、抵抗層の伸縮による接触帯電部材
のそりがない。

■構成及び成形方法が簡単なため安価である。

■構成が小さいため、本体装置、例えば前述例のような
画像形成装置について感光体・クリーナー・現像装置等
を一体化したカートリッジの小型化に寄与でき、ひいて
は装置全体の小型化が達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例の接触帯電装置の横断面図、第２図は
該装置を使用した画像形成装置の一例の概略構成図、第
３図は他の実施例の接触帯゛市装置の横断面図、第４図
はその横断斜視図である。 １は被帯電体としての像担持体（感光体ドラム）、２は
接触帯電部材（帯電ブレード）、２ａは金属板、２ｂは
抵抗層、３は導電性支持体、４は電圧印加電源。 特許出願人　　　ギヤノン株式会社 娩

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電圧を印加した接触帯電部材を被帯電体面に接触
   させて相対的に移動させることにより被帯電体面を帯電
   処理する接触帯電装置であり、前記接触帯電部材は、弾
   性たわみ性を有する導電性部材で構成され、前記被帯電
   体と静電的に影響する部位を一種類以上の、電気抵抗を
   持つ弾性部材で被覆してあり、前記導電性部材の弾性た
   わみの反力により、被帯電体面に加圧接触されることを
   特徴とする接触帯電装置。
2. （２）導電性部材は弾性たわみ性を有する金属板である
   ことを特徴とする請求項１記載の接触帯電装置。