JPH04177378A - 画像形成装置の帯電ロール - 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、複写機、プリンタ、ファクシミリ、簡易印刷
機等の電子写真技術を使用する画像形成装置における帯
電器、転写器、その他の除電ロール等の帯電のための帯
電ロールに関するものである。

［従来技術］ 電子写真法を使用する、複写機、プリンタ、ファクシミ
リ等の画像形成装置では、帯電、転写、除電プロセスの
少なくとも１つのプロセスにおいては、従来コロナワイ
ヤを使用するコロナ放電装置が広く採用されている。

しかし、コロナ放電装置は高圧印加を行うために危険性
があること、又リークを防止するため高絶縁被覆ケーブ
ルを必要とし、大型でコスト高となりがちであること、
ｉｔ流の大部分がシールド電極の方へ流れるため効率が
低いこと、オゾンを多量に発生させるため人体に有害で
あり且つ材料に化学的変化を発生して耐久性に問題があ
ること、又高圧を印加したコロナワイヤは空気中の塵埃
を付着しやすく、ワイヤ汚れが発生し、画像ムラの原因
となり易いなどの問題がある。

近年、上記問題点を解決すべくローラタイプなどの接触
型帯電装置が提案されている。しかしながら接触型帯電
装置は、被帯電体である電子写真感光体等の潜像担持体
の電気的に弱い部分に集中放電しピンホールを生し易く
、帯電ムラが発生じ易い等の問題点を有しており、実用
化が困難であった。

又潜像担持体に付着するトナーや紙粉、空気中の塵埃は
前記接触型帯電装置に付着し、クリーニングが困難であ
り、帯電ムラの原因となり、耐久性を低下せしめる結果
と−なっていた。

〔発明が解決しようとする課題］ 本発明は、従来の上記の問題点を解消し、ピンホールを
発生することなく、均一な帯電を行うことができ、耐久
性を大巾に向上することができる画像形成装置の帯電ロ
ールを提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の課題を、潜像担持体を帯電器により帯
電し、静電潜像を形成し、現像装置により現像してトナ
ー像を形成し、転写材に転写器の作動により転写し、転
写後の潜像担持体上に残留するトナーの静電荷を除去す
る除電部材を有する画像形成装置において、前記帯電器
、転写器、除電部材のうちの少なくとも一つが帯電ロー
ルを有し、該帯電ロールは軸部に設けた電極層と、該電
極層上に設けられた界面活性剤を含有する樹脂層又はゴ
ム材を有することを特徴とする画像形成装置の帯電ロー
ルにより解決した。

〔作用〕

本発明により、帯電ロールが潜像担持体に接触帯電し、
潜像担持体に接触する樹脂層又はゴム材よりなる帯電層
が界面活性剤を含有するため、オゾンの発生が大幅に低
減し、効率が増大し、トナー等の付着が防止される。

〔実施例〕

本発明の詳細を図に示す実施例に基づいて説明する。

第１図において、潜像担持体１、例えば電子写真感光体
が接触帯電器２により帯電され、露光光学系３によりオ
リジナルの画像が露光されて静電潜像が形成され、現像
装置４により現像されてトナー像が形成され、図示しな
い給紙部より搬送される転写材Ｐに転写位置Ｔにおいて
転写装置５により転写され、転写後の転写材は図示しな
い定着装置により定着されて排出され、転写後の感光体
１はクリーニング装置６によりクリーニングされイレー
スランプ７により除電され帯電からの次の工程をくり返
す。

帯電器２には帯電ロール２ａが使用され、図示されてい
ない電源により直流バイアス電圧又は直流バイアス電圧
に重畳された交流バイアス電圧が、感光体１に好都合な
電位を与えるように印加される。帯電ロール２ａには必
要に応して帯電ローラ２ａに付着しがちなトナーなどの
付着物を除去するクリーニング部材２ｂが設けられる。

露光光学系３は図示しないオリジナルを走査し゛て得ら
れるスリット杖の画像光３ａを又は画像信号により変調
されたレーザービーム３ａをミラー３ｂ等を経て感光体
１の上に投射する。

現像装置４は現像ローラ４ａを有し、該現像ローラ４ａ
により現像容器内のトナー４ｂを現像位置りに搬送して
感光体１の静電潜像を現像して可視像化する。

転写器５はバイアス電圧を印加される接触型転写ロール
５ａを存し、現像装置４により現像され転写前チャージ
ャ８の作用後のトナー像を転写材Ｐに転写する。転写ロ
ーラ５ａはクリーニング装置５ｂによりクリーニングさ
れる。

転写器５による転写後、感光体１に残留しているトナー
と残留電荷がクリーニング装置６により除去される。ク
リーニング装置６はクリーニングブレード６ｂとクリー
ニングブレード６ｂによりクリーニングされるトナーを
クリーニング容器内に案内するトナー案内ロール６ａと
、トナー案内ロール６ａに付着するトナーを掻き落し容
器内へトナーを搬送する掻き落し板６Ｃとを有する。ト
ナー案内ロール６ａにはクリーニングバイアス電圧が印
加され、トナーを除電し、潜像担持体１の上に残留する
静電荷を除電し、クリーニングブレード６ｂによるトナ
ーのクリーニング性能を向上させる。

上記の画像形成プロセスにおいては、帯電器２及び転写
器５にロール状接触型帯電器が使用される。クリーニン
グ装置６においてはトナー案内ロール６ａが使用され、
トナー案内ロールとしての機能の外に残留トナーと、感
光体上の残留電荷を除去する除電ロールとしての機能を
併せて付与している。

帯電器２、転写器５、クリーニング装置６の除電機能を
有するトナー案内ロールとしてのロール状接触型帯電器
、つまり帯電ロールとしては第２回に示すように構成さ
れたロールを使用する。

第２図Ａにおいて軸部２１の外周に界面活性剤を含有す
る樹脂層２２が形成される。軸部２１は電極を兼ねてお
り、電極層として形成される。

第２図Ｂは第２図Ａに示す帯電ロールの実施例に対する
変形例を示し、軸部２１の外周に弾性層２３を形成し、
該弾性層２３の外周に界面活性剤を含有する樹脂層２２
が形成される。前記弾性層２３は導電化され電極層とし
ての機能を有するように形成され、この弾性層２３の外
周に樹脂層２２を形成する。弾性層２３としてはゴム材
が好ましく、ウレタンゴム、シリコンゴム、天然ゴム、
ブチルゴム、クロルスルフォン化ポリエチレン、アクリ
ルゴム、など広く使用できる。このゴム材中にはカーボ
ンブランク等、導電性微粉末が分散されて導電化される
。

第２図Ｃに示すように、軸部２１の周りに弾性層２４を
形成し、該弾性層２４の外側に電極層２５を形成し、該
電極層２５の外側に界面活性剤を含有する樹脂層２２を
形成する。前記弾性層２４はスポンジゴム又は弾性を有
する発泡樹脂等のような材料により形成することができ
る。この構成では、第２図Ｂに示す弾性層２３より大幅
にソフト化を図り、使用時の潜像担持体１に対する摩擦
を大幅に低減し、潜像担持体の耐久性向上を考慮してい
る。従って、潜像担持体としてハードなドラム状潜像担
持体を使用する画像形成装置における帯電ロールに対し
てを効である。この場合、弾性層２４は導電化されるの
が望ましい。即ちスポンジゴム又は発泡樹脂の繊維にカ
ーボンブラック等の導電性微粉末を含有する樹脂或いは
ＲＴＶ、シリコンゴム、ウレタンゴム等のゴム材を被着
させて導電化するのが望ましい。前記電極層２５は平滑
な表面を得るため、導電化された薄肉樹脂円筒体或いは
導電化されたゴム材よりなる円筒体により形成するのが
好ましい。前記樹脂層２２として好都合な樹脂としては
、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、含弗素樹脂、シリコン
樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂
等広く選択することができ、特にシリコン樹脂、含弗素
樹脂は発生するオゾンや電気的刺激に強く好ましい材料
である。樹脂層２２の界面活性剤としては、水溶性高分
子、油性剤高分子等法（選択することができるが、特に
含弗素界面活性剤が有効である。

含弗素界面活性剤としては、例えばモディパー１１０、
モディパ−１００、モディバ−３１０、モディパ−３２
０（日本油脂型）、ＦＣ４３０、ＦＣ４３１（住友３Ｍ
製）、ゾニルＦＳＮ、ゾニルＦＳＫ　（デュポン製）等
がある。樹脂に含有させる界面活性剤の量は樹脂１００
重量部に対し０．０５〜３０重量部であり、より好まし
くは樹脂１００重量部に対して０．５〜１０重量部であ
る。

別に実施例として、第２図Ａ、Ｂ、Ｃの帯電ロールの前
記の樹脂層２２に替えて界面活性剤を含有するゴム材に
よる帯電層を形成することもできる。ゴム材としては、
天然ゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、
シリコンゴム等広く選択することができる。該帯電層の
厚みとしては、１〜２０００μ、好ましくは５０〜５０
０μが好ましい。

更に別の実施例として、第２図Ａ、Ｂ、、Ｃの帯電ロー
ルの前記の樹脂層２２に替えて、樹脂、又はゴム材に対
してカーボンブラックをトルエンなど樹脂あるいはゴム
材を溶解するトルエンなど溶剤（又は分散剤）とともに
ボールミル等の分散装置により充分に分散を行って得ら
れたカーボンブランク分散液を電極層上に塗設した充分
に細かいカーボンブラックが分散した樹脂層あるいはゴ
ム材層を形成固化した帯電層を形成することもできる。

一般にカーボンブランクを含有する樹脂材、ゴム材など
は製造工程を容易にするため、無溶剤系にて分散が行わ
れているため、分散が不充分で、このような材を帯電層
とした場合、帯電ムラが住し、この結果画像ムラが発生
する。これに対し、上記の更に別の実施例に示した帯電
ロールの最外層２２に形成する帯電層では溶剤系で充分
なる分散を行うため、前記の無溶剤系で作られる帯電ロ
ールに比して、均一な帯電が得られ、従って高品位な画
像が得られる。

この場合、前記樹脂材としてシリコン系樹脂、含弗素樹
脂、ゴム材としてシリコンゴムあるいは含弗素ゴムを使
用することにより、材料が帯電中に発生するオゾン等の
化学的刺激により劣化することがなく、耐久性の高い帯
電ロールが得られる。

このようにして作られる帯電層の比抵抗値は、前記潜像
担持体に対して集中放電を発生させしめないよう１０３
〜１０Ｉ４Ωｃｍに、より好ましくは１０５〜１０１２
Ω１になるよう、前記カーボンブラックの含有量、分散
条件が決定される。

又、帯電層に対しては、カーボンブラックの分散性の向
上、帯電ロール上のトナーフィルミングの防止より含弗
素系の界面活性剤が含有されることが好ましい。

帯電層の厚みは任意に決定できるが、通常加工性の面よ
り、５〜５００μが望ましい。

前記更に別の実施例における、第２図Ｂに対応する弾性
層２３では、導電化されたゴム材が好ましく用いられ、
該ゴム材の導電化は、カーボンブラックが通常使用され
、ゴム材内に好都合な比抵抗を得られるべく、前記ゴム
材内に含有させられる。この場合、生産性を向上せしめ
るため、無溶剤にてゴム材中にカーボンブラックが混合
含有せしめられるため、必ずしも均一な分散とはなって
いない０弾性層２３の外周の帯電層２２は、弾性層２３
の上に塗布することにより、弾性層２３を形成するゴム
材に対するカーボンブラックの分散が良くなくても、前
記帯電層を設けることにより、帯電ムラを防止すること
ができる。

前記更に別の実施例における、第２図Ｃに対応する弾性
層２４の外周に平滑な表面を得るために設けられる、導
電化された薄肉樹脂或いはゴム材による弾性円筒体であ
る電極層２５としては、電鋳法により作成されるＮｊＦ
ｒＪ筒体を使用することも好都合である。

〔効果〕

本発明により、接触型帯電ロールにより、コロナ帯電装
置とは異なり人体に害のあるオゾンの発生を防止し、又
、帯電効率を向上せしめ省工矛ルギー化を促進した。

本発明により、帯電ロールの潜像担持体に接触する層を
ゴム等の弾性を有する層として形成することにより、潜
像担持体を損傷することを防止し、潜像担持体の耐久性
を高めることができた。

本発明により、潜像担持体（例えば電子写真感、光体）
等の被帯電体の電気的に弱い部分に集中放電することに
よる、潜像担持体のピンホールの発生及び帯電ムラが防
止された。

本発明により、ソリコン系、含弗素系化合物が有効に使
用され、帯電ロールへの付着物を除去しやすくすると同
時に帯電ロールの耐久性を低下させるトナーなど付着物
を除去しやすくし、同時に帯電ロールの耐久性を低下さ
せるトナーなど付着物のフィルミング（永久付着）を防
止し、帯電ロールの耐久性を向上せしめ画像形成装置の
信転性を高めた。

又前記のシリコン系、含弗素系化合物はオゾン劣化が小
さく帯電ロールに使用される材料の化合的変化による劣
化を防止するため耐久性、信舷性の高い画像形成装置を
実現できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を利用する画像形成装置の一例の概略図
、第２図は帯電ロールの構成を示す断面図で、Ａ、Ｂ、
Ｃは夫々別の実施例を示す図である。 ｌ・・・潜像担持体　　　　２・・・帯電器５・・・転
写器　　　　　　６・・・クリーニング装置６ａ・・・
トナー案内ロール ２１・・・軸部　　　　　　２２・・・樹脂層２３・・
・弾性層　　　　　２４・・・弾性層２５・・・電極層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）潜像担持体を帯電器により帯電し、静電潜像を形
   成し、現像装置により現像してトナー像を形成し、転写
   材に転写器の作動により転写し、転写後の潜像担持体上
   に残留するトナーの静電荷を除去する除電部材を有する
   画像形成装置において、前記帯電器、転写器、除電部材
   のうちの少なくとも一つが帯電ロールを有し、該帯電ロ
   ールは軸部に設けた電極層と、該電極層上に設けられた
   界面活性剤を含有する樹脂層を有することを特徴とする
   画像形成装置の帯電ロール。
2. （２）潜像担持体を帯電器により帯電し、静電潜像を形
   成し、現像装置により現像してトナー像を形成し、転写
   材に転写器の作動により転写し、転写後の潜像担持体上
   に残留するトナーの静電荷を除去する除電部材を有する
   画像形成装置において、前記帯電器、転写器、除電部材
   のうちの少なくとも一つが帯電ロールを有し、該帯電ロ
   ールは軸部に設けた電極層と、該電極層上に設けられた
   帯電層とを有し、該帯電層が界面活性剤を含有するゴム
   材により形成されることを特徴とする画像形成装置の帯
   電ロール。
3. （３）潜像担持体を帯電器により帯電し、静電潜像を形
   成し、現像装置により現像してトナー像を形成し、転写
   材に転写器の作動により転写し、転写後の潜像担持体上
   に残留するトナーの静電荷を除去する除電部材を有する
   画像形成装置において、前記帯電器、転写器、除電部材
   のうちの少なくとも一つが帯電ロールを有し、該帯電ロ
   ールは軸部に設けた電極層と、該電極層上に設けられた
   帯電層とを有し、該帯電層はカーボンブラックと、樹脂
   溶剤とゴム材溶剤の何れかとからなる分散体を分散した
   分散液を前記電極層上に塗設して形成してあることを特
   徴とする画像形成装置の帯電ロール。