JPH05100545A - 帯電方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被帯電体をムラなく帯電し、且つ帯電部材の
清掃や圧痕の問題を解決する帯電方法を提供する。 【構成】 磁性かつ導電性を有する粉体を導電性部材の
表面に磁気的に吸着して粉体層を形成する。この粉体層
を被帯電体に接触させ前記導電性部材と被帯電体との間
に交番電界を作用させながら前記導電性部材の表面を漸
次に前記被帯電体から離間させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被帯電体を帯電する帯
電方法および装置に関し、特には電子写真感光体の帯電
を行なうのに適した帯電方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真感光体のように均一な帯
電を必要とする被帯電体を帯電するための方法の一つと
して、コロナ放電手段を利用した方法が良く知られてい
る。この方法は安定的に均一な帯電を与えることができ
るが、コロナ放電に伴って発生するオゾンによる臭気や
オゾンによる人体への有害性の問題を有しており、更に
は、形成される電子写真画像の画質が湿度や粉塵などの
環境の影響を受け易いという問題を有している。

【０００３】このため、コロナ放電手段に代えて、直流
または脈流の外部電圧を印加した導電性繊維毛ブラシや
導電性弾性ローラを感光体表面に接触させ、感光体表面
に電荷を直接に注入して帯電を行なう、いわゆる接触式
帯電方法が提案されている。

【０００４】この方法は、上記したようなオゾン発生の
問題を解消することができるが、繊維毛ブラシにあって
は帯電ムラが生じ易く、また弾性ローラにあっては、ロ
ーラを感光体に接触させたまま長時間放置した場合、感
光体と接触していた部分に感光特性に悪影響を与える圧
痕が発生し易いという問題を有している。更に、ローラ
やブラシの汚れが帯電特性に悪影響を与えるためこれら
の清掃の問題を有している。

【０００５】一方、例えば特公昭５９ー１３０２９号公
報に開示されるように、刷子状に連ならせた磁性紛を介
して、高電圧体により直流電圧を感光体表面に印加し、
感光体を帯電をさせる方法が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この従来方法は、上記
した圧痕や清掃の問題を解決するが、帯電ムラの問題を
未だ解決していない。特にこの方法によっては、感光体
上の表面電荷により感光体表面に粉体が付着し易く、こ
の付着した粉体が次工程における光像照射の影となり良
好な静電像の形成を行なうことができない。また、感光
体上に付着した粉体が現像工程において現像スリーブに
逆付着し現像にムラを生じさせる問題を有する。また更
には感光体表面を傷付ける恐れがある等の問題を有す
る。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、磁性紛を利用した帯電方法において、感光体への
粉体の吸着を防止し、かつ均一な帯電を行なうことので
きる帯電方法を提供することを目的とする。

【０００８】また更には、かかる方法をより好適に具現
化した帯電装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため、本発明による
帯電方法は、磁性かつ導電性を有する粉体を導電性部材
の表面に磁気的に吸着して粉体層を形成し、この粉体層
を被帯電体に接触させ前記導電性部材と被帯電体との間
に交番電界を作用させながら前記導電性部材の表面を漸
次に前記被帯電体から離間させることを特徴とする。

【００１０】また、より具現化した装置として、被帯電
体と隣接して配置されかつ内部に磁界発生手段を備えた
回転する導電性スリーブと、このスリーブの表面に磁性
かつ導電性を有する粉体を供給して粉体層を形成する手
段と、スリーブ表面に形成された粉体層を実質的に均一
な厚さに規制する手段と、前記スリーブと前記被帯電体
との間に交番電界を形成する手段とを有する帯電装置が
提案される。

【００１１】

【作用】このような手段により、導電部材と被帯電体間
に印加した交番電界は、導電部材と被帯電体との間で振
動電界を形成し、電荷および粉体を振動させてムラのな
い一様な帯電を被帯電体に与える。同時に、この振動電
界は導電部材との面が被帯電体から離れるにつれ減衰
し、終局的には粉体は導電部材側へと吸着され、被帯電
体面から離間する。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照として、本発明による帯電
方法および装置を説明する。尚、説明の便宜上、以下に
おいては、被帯電体を電子写真感光体として、本発明を
電子写真装置に適用した場合について説明するが、これ
に限定されるものではない。

【００１３】図１および図２は、本発明による帯電装置
の一例を示すものであって、符号１は被帯電体である電
子写真感光体を示す。感光体１は導電性の基体上に光導
電層を設けてなる公知の構成からなり、ＯＰＣ、Ｓｅ、
ＺｎＯ、ＣｄＳ、ａ−Ｓｉなど、ＰタイプおよびＮタイ
プのいずれのタイプの感光体であっても良い。図示例で
は感光体１はドラム形状よりなり、その一部のみが図示
されている。

【００１４】感光体１の表面に隣接して、導電性部材２
が配置されている。導電性部材２は感光体の移動方向に
従って、感光体の表面に対して漸次に離間する面２ａを
有している。導電性部材２が、例えば図２に示すように
スリーブよりなる場合には、かかる面はその外周面によ
って形成される。導電性部材２はスリーブの形状の他、
感光体の表面から漸次に離間する方向に延びた円弧面ま
たは傾斜面を有するパッドなどの形状であっても良い。
導電性部材２と被帯電体との間隔はできるだけ小さい事
が好ましいが、余り小さい間隔にすると粉体層が被帯電
体表面に強く摺擦され被帯電体を損傷する恐れがある。

【００１５】導電性部材２の表面抵抗は１０¹²Ωcm以下
が好ましくそれ以上になると感光体１の帯電電位が得ら
れなくなる。この表面抵抗は、後述する電荷伝導体とし
て採用する粉体の抵抗値に応じて設定され、粉体の抵抗
値が低い場合は導電性部材２の表面抵抗値を増すことが
好ましい。例えば導電性部材としてアルミニウム材を用
いた場合には、その表面にアルマイト処理、希望する抵
抗を有する導電層等の処理を行なうことにより火花放電
電位を高くすることができる。

【００１６】導電性部材２の背面（スリーブの場合にあ
ってはその内部）には磁界発生手段としての複数の磁極
３ａを有する磁石ロール３が配置されており、それによ
って形成される磁界により、導電性部材２の表面に磁性
かつ導電性の粉体４を吸着し、複数の粉体が連なって集
合した粉体層５を形成する。

【００１７】導電性部材２と感光体１との間隔および磁
界発生手段３の磁界強度は、導電性部材２上の粉体層５
が感光体１の表面に接触しまたは微少の間隔を保って近
接するように設定される。

【００１８】図２は、スリーブ状の導電性部材２を用い
た場合の一例を示し、導電性部材２は矢印Ｂで示す方向
に回転する。導電性部材２の移動（回転）方向は、感光
体１の移動（回転）方向と、粉体層の接触部において逆
向きであることが好ましいが、これに限定されない。実
験では逆方向の移動の方が感光体面への粉体の付着が発
生しにくいという結果を得たが、粉体層が被帯電体表面
に付着した粉体を拭き取る作用をするためと推測され
る。導電性部材２の表面は、粉体の搬送面からみて、２
５０〜４００メッシュのショットブラストを施すことが
好ましく、これにより粉体の搬送ムラを減少させること
ができる。

【００１９】粉体４は、適当なケーシング６内に収容さ
れており、導電性部材２上に磁気吸着された後、ドクタ
ーブレード７によりその層厚を均一に整えられて感光体
１に提供される。この層厚の規制は、感光体１に均一な
帯電を与えるために重要である。

【００２０】導電性部材２内に配置された磁界発生手段
３は静止であっても、またいずれかの方向に回転させて
も良い。

【００２１】粉体４は、平均粒径０．１μm〜１００μm
のものが好ましく、粒径が大き過ぎる場合、後述する現
像工程後の複写像にムラや地かぶりが発生しやすく、粒
径が０．１μm以下になると感光体表面に粉体自体が付
着して好ましくない。また、粉体４の電気抵抗は１０³
Ωcm〜１０¹²Ωcmの範囲が好ましく、それ以上の高抵抗
になると感光体表面の均一な帯電電位が得られなくな
り、低過ぎると火花放電が生じて感光体表面を損傷し易
くなる。粉体４の形状は、限定されるものではないが、
球形が好ましく、さらに強磁性体粉であることが好まし
い。

【００２２】上記した構成において、導電性部材２と感
光体１との間に交番電圧源８により交番電界を付与す
る。電圧源８は、交番電圧として直流成分に交流成分を
重畳した電圧を導電性部材２と感光体１間に印加し、粉
体層５を介して感光体１の表面に電荷を付与する。この
印加電圧は、火花放電開始電圧以下でなければならな
い。

【００２３】交番電圧の交流成分の周波数は１００Ｈｚ
〜１０ｋＨｚの範囲が好ましく、１００Ｈｚ以下になる
とプロセス速度にも関係するが感光体の母線に沿った帯
電ムラが生じ、良質な可視像を形成できない。１０ｋＨ
ｚ以上になるとノイズが大きくなり、また、火花放電開
始電圧が低くなり火花放電による感光体損傷の恐れが大
きくなる。

【００２４】以上の構成により、感光体１の表面に対
し、導電性部材２に磁気吸着された粉体層が接触し、電
圧源８によって印加された交番電界によって、感光体１
の表面に電荷が付与される。このとき、電荷および粉体
は交番電界により導電性部材２と感光体１間で振動し良
好な帯電を行なう。感光体１の移動に従い、導電性部材
２は漸次に感光体面から離間し、これにより交番電界は
漸次減衰することになり、結果的に感光体１の表面に居
残ろうとする粉体は、磁界発生手段３の作用により導電
性部材２側に吸着され、感光体面に残存しない。

【００２５】図３は、本発明による帯電装置を電子写真
装置に組み入れた一例を示す。図３において、図１およ
び図２と同じ作用をなす部分は同じ符号で表している。

【００２６】被帯電体である感光体１は、接地した導電
性基体１１上に光導電層１２を設けたドラム形状よりな
り、矢印Ａで示す方向に回転する。この感光体１の周面
に沿って、帯電装置２０、光像照射部３０、現像装置４
０、転写コロナ放電装置５０、分離コロナ放電装置６
０、クリーニング装置７０が作動的に配置される。

【００２７】帯電装置２０は図２に示した構成よりな
り、該装置により帯電された感光体１の表面は光照射部
３０により形成すべき光像を照射され静電像を形成す
る。この静電像は現像装置４０によりトナーを付与され
てトナー像となり、次いで、転写コロナ放電装置５０に
より転写紙等の転写材８０上に静電転写される。トナー
像を転写された転写材８０は分離コロナ放電装置６０に
より感光体面から分離され、次順の定着装置（図示な
し）へと搬送される。転写後に残存する感光体表面のト
ナー等の不要物はクリーニング装置７０により清掃さ
れ、清掃された感光体面が次の帯電のために帯電装置２
０に搬送される。

【００２８】実験例 図３に示す装置において、被帯電体として、直径４０mm
のＮタイプの有機感光体ドラムを用い、これを周速約４
０mm／Secで矢印Ａ方向に回転させ、導電性部材２とし
て直径１８mmのＳＵＳ材またはＡＬ材からなるスリーブ
を用い、これを周速約５０mm／Secで矢印Ｂ方向に回転
させた。内部に配置した磁石ロール３は固定であり、感
光体面に対して磁極の一つを対面させた。光照射部とし
てはレーザー光を用い、現像装置４０において、一成分
トナーを用いて反転現像を行った。

【００２９】この構成において、磁界発生手段の磁界強
度、導電部材２と被帯電体１との間隔、導電性部材２と
ドクターブレード７との間隔、粉体４の平均粒径および
電気抵抗、交互電圧のピーク間電圧Ｖｐｐおよび周波数
を任意に組み合わせたところ、以下の条件を満たすとき
に最適な帯電が行われることが確認された。 導電性部材２の表面ガウス：４００〜１３００Ｇ（好ま
しくは８００Ｇ） 導電性部材の表面抵抗：１０¹²Ωcm以下 導電性部材２と被帯電体１との間隔：０．３〜０．７mm 導電性部材２とドクターブレード７との間隔：０．２〜
０．４５mm 粉体４の平均粒径：０．１μm〜１００μm 粉体４の電気抵抗：１０³〜１０¹²Ωcm（好ましくは１
０⁷Ωcm） 好ましくは強磁性体（フェライト粉，還元鉄粉） 交互電界の交流成分のＶpp：火花放電開始電圧以下（粉
体の抵抗値とスリ−ブと被帯電体との間隔により決定さ
れる。） 例えば１０００〜１５００Ｖが最適であるがこれに限定
されない。 交流成分の周波数：１００〜１０ｋＨｚ

【００３０】尚、上記において、粉体を磁気吸着する導
電性部材として磁界発生手段を内包したスリーブを例示
したが、上記電圧に耐え得る導電性の磁石体であっても
良い。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、導電性繊維毛ブラシま
たは弾性ローラを用いた従来の帯電方法によって避け得
なかった感光体の帯電ムラや、圧痕による特性の変化、
清掃の問題を解決することができ、また従来の磁性粉に
直流電界を付与した帯電方法における感光体への粉体の
付着の問題を解決し、ムラのない帯電を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による帯電方法を説明するための構成
図。

【図２】本発明による帯電方法を具現化した装置の一例
を示す概略図。

【図３】本発明による帯電装置を組み入れた電子写真装
置の概略図。

【符号の説明】

１ 被帯電体 ２ 導電性部材 ３ 磁界発生手段 ４ 粉体 ５ 粉体層 ７ ドクターブレード ８ 交互電圧源

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性かつ導電性を有する粉体を導電性部
   材の表面に磁気的に吸着して粉体層を形成し、この粉体
   層を被帯電体に接触させ前記導電性部材と被帯電体との
   間に交番電界を作用させながら前記導電性部材の表面を
   漸次に前記被帯電体から離間させることを特徴とする帯
   電方法。
2. 【請求項２】 前記粉体が平均粒径１００μm以下の粉
   体であることを特徴とする請求項１記載の帯電方法。
3. 【請求項３】 前記粉体の電気抵抗が１０³〜１０¹²Ωc
   mの範囲内であることを特徴とする請求項１または２記
   載の帯電方法。
4. 【請求項４】 前記粉体が強磁性体であることを特徴と
   する請求項１〜３いずれか記載の帯電方法。
5. 【請求項５】 前記交番電界を形成する電圧が直流成分
   に交流成分を重畳した電圧であることを特徴とする請求
   項１記載の帯電方法。
6. 【請求項６】 前記交流成分の周波数が１００Ｈｚ〜１
   ０ｋＨｚであることを特徴とする請求項５記載の帯電方
   法。
7. 【請求項７】 前記導電性部材の表面電気抵抗が１０¹²
   Ωcm以下であることを特徴とする請求項１記載の帯電方
   法。
8. 【請求項８】 前記導電性部材が内部に磁界発生手段を
   備えた回転するスリーブであることを特徴とする請求項
   １記載の帯電方法。
9. 【請求項９】 前記導電性部材が被帯電体に対して漸次
   に離間する面を有する固定した部材であることを特徴と
   する請求項１記載の帯電方法。
10. 【請求項１０】 前記被帯電部材が電子写真感光体であ
    ることを特徴とする請求項１記載の帯電方法。
11. 【請求項１１】 磁性かつ導電性を有する粉体を導電性
    部材の表面に磁気的に吸着して粉体層を形成し、この粉
    体層を被帯電体に近接させ前記導電性部材と被帯電体と
    の間に交番電界を作用させることを特徴とする帯電方
    法。
12. 【請求項１２】 被帯電体と隣接して配置されかつ内部
    に磁界発生手段を備えた回転する導電性スリーブと、こ
    のスリーブの表面に磁性かつ導電性を有する粉体を供給
    して粉体層を形成する手段と、スリーブ表面に形成され
    た粉体層を実質的に均一な厚さに規制する手段と、前記
    スリーブと前記被帯電体との間に交番電界を形成する手
    段とを有する帯電装置。
13. 【請求項１３】 前記被帯電体が電子写真感光体である
    ことを特徴とする請求項１２記載の帯電装置。