JPH05333668A - 接触帯電装置、及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接触帯電における帯電音発生の問題を、帯電
むら、画像品位の低下、コスト高など他に不都合を生じ
させることなく効果的に解消すること。 【構成】 振動電圧を印加した帯電部材２を被帯電体１
に当接させて帯電を行う接触帯電装置において、接触帯
電部材２の重量をＷｃ、被帯電体１の重量をＷｄとした
とき、両者の関係を Ｗｃ／Ｗｄ＜１．０ に設定したこと、また被帯電体１の移動速度（Ｖｐ）と
振動電圧の周波数（ｆ）の関係が Ｖｐ＞ｆ／１００（ｍｍ／ｓ） を満たすこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、接触帯電装置、及びこ
れを使用した画像形成装置のプロセスカートリッジに関
する。

【０００２】

【従来の技術】便宜上、電子写真装置（複写機・プリン
タ等）・静電記録装置等の画像形成装置を例にして説明
する。

【０００３】電子写真装置等の画像形成装置において、
電子写真感光体・静電記録誘電体等の像担持体の帯電
（除電も含む）手段としては従来より非接触帯電方式で
あるワイヤ電極を備えたコロナ放電器が主として用いら
れてきた。

【０００４】コロナ放電器は均一帯電性に優れる利点が
あるが、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する、オゾン
等のコロナ生成物の発生が比較的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。

【０００５】そこで近時は問題点の多いコロナ放電器の
代わりに、接触帯電方式の帯電手段の採用が進められて
いる。接触帯電は電圧を印加した帯電部材（導電性部
材）を被帯電体に接触させることで被帯電体面を所定の
極性・電位に帯電させるもので、電源の低圧化ができ
る、オゾン等のコロナ生成物の発生が少ない、構造が簡
単で低コスト化が図れる等の利点がある。

【０００６】接触帯電部材としてローラ体を用いたロー
ラ帯電式（特開昭５６−９１２５３号公報）、ブレード
体を用いたブレード帯電式（特開昭５６−１９４３４９
号公報）、帯電−クリーニング兼用式（特開昭５６−１
６５１６６号公報）等が考案されている。

【０００７】また本出願人が先に提案（特開昭６３−１
４９６６９号公報等）したように、直流電圧を接触帯電
部材に印加した時の被帯電体の帯電開始電圧の２倍以上
のピーク間電圧（PEAK TO PEAK）を有する振動電圧（交
互電圧；即ち、時間とともに電圧値が周期的に変化する
電圧）を接触帯電部材と被帯電体との間に印加して被帯
電体面を帯電処理（除電処理も含む）する手法（以下、
ＡＣ印加方式と記す）は、均一な帯電処理をすることが
可能であり、有効である。

【０００８】振動電圧は交流電圧成分（以下、ＡＣ成分
と記す）、もしくはＡＣ成分と直流成分（目標帯電電位
に相当する電圧、以下、ＤＣ成分と記す）の重畳電圧で
あり、振動電圧成分の波形としては正弦波・矩形波・三
角波など適宜である。振動電圧は直流電源を周期的にオ
ン・オフすることによっ形成された矩形波電圧であって
もよい。

【０００９】図１０に、像担持体の帯電手段として上述
のＡＣ印加方式の接触帯電手段を採用した画像形成装置
の一例の概略構成を示した。本例の画像形成装置は電子
写真プロセス利用のレーザープリンタである。

【００１０】１は像担持体としてのドラム型電子写真感
光体（以下、感光ドラムと記す）であり、矢示Ａの時計
方向に所定の周速度（プロセススピード、例えば４０ｍ
ｍ／ｓｅｃ）を持って回転駆動される。

【００１１】２０は接触帯電部材としての帯電ローラで
あり、支持部材としての芯金２１と、この芯金２１の外
周に同心一体にローラ状に形成した導電性のソリッドの
帯電層２２（例えば、カーボン分散のＥＰＤＭ等の導電
性ゴム層等）とからなる、所謂一体形の帯電ローラであ
る。

【００１２】帯電ローラ２０は感光ドラム１に略並行に
配列して芯金２１の両端部を軸受け部材（不図示）で保
持させ、かつ加圧バネ２３で感光ドラム１方向へ押圧付
勢させて感光ドラム１面に所定の押圧力で圧接させてあ
り、本例の場合は感光ドラム１の回転に伴い従動回転す
る。

【００１３】この帯電ローラ２０には電源４から、芯金
２１に接触させた摺動電極２４を介して、感光体の帯電
開始電圧の２倍以上のピーク間電圧を有するＡＣ成分
と、目標帯電電位に相当する電圧のＤＣ成分とを重畳し
た振動電圧（Ｖ_ac＋Ｖ_dc）が印加される。これにより回
転感光ドラム１の周面がＡＣ印加方式で均一に接触帯電
処理される。

【００１４】次いでこの回転感光ドラム１の帯電処理面
に対して、不図示のレーザースキャナから、目的の印字
（画像）情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して
変調されて出力されるレーザー光５による走査露光がな
されることで印字情報の書き込みがなされて印字情報の
静電潜像が形成される。

【００１５】その潜像が現像器の現像スリーブ６により
反転現像でトナー像として可視化（現像）され、そのト
ナー像が、不図示の給紙部から感光ドラム１と転写ロー
ラ８との圧接ニップ部（転写部位）に所定のタイミング
で給送された転写材７に順次に転写されていく。

【００１６】トナー像転写を受けた転写材７は感光ドラ
ム１面から分離されて不図示の定着手段へ搬送され、ト
ナー像定着を受けて画像形成物として出力される。また
転写材分離後の回転感光ドラム１面はクリーニング器
（クリーナ）のクリーニングブレード９で転写残りトナ
ー等の残留付着物の除去を受けて清掃され、繰り返して
作像に供される。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＡＣ印加方
式の接触帯電手段の問題点として、接触帯電部材に対す
る印加帯電バイアスのＡＣ成分に起因する「帯電音」と
呼ばれる振動音の発生が挙げられる。

【００１８】この帯電音発生のメカニズムを図１１の模
型図を用いて説明する。

【００１９】１は被帯電体としての感光ドラムであり、
１ｂはアルミニウム製の接地された導電性基層（基
板）、１ａはその基層外面に形成された感光層である。

【００２０】２０はこの感光ドラム１の面に圧接させた
接触帯電部材としての帯電ローラであり、２１は芯金、
２２はカーボン分散のＥＰＤＭ等の導電性ゴム材製の帯
電層である。

【００２１】．帯電部材２０には印加振動電圧（Ｖ_ac
＋Ｖ_dc）のＡＣ成分により、ある瞬間には、（ａ）の太
い実線のように感光層１ａを挟んで帯電層２２側にプラ
ス、基層１ｂ側にマイナスの電荷が誘起される。

【００２２】．これらのプラスとマイナスの電荷は互
いに引き合うので、帯電層２２の表面は感光ドラム１側
に帯電層２２の弾性に抗して引きつけられて太い実線の
位置から細い実線の位置（（ｂ）では太い実線の位置）
に移動する。

【００２３】．ついでＡＣ電界が逆転を始めると、帯
電層２２側のプラス電荷と、基層１ｂ側のマイナス電荷
はそれぞれ誘起してきた逆極性の電荷によって打ち消さ
れ始める。

【００２４】そして交流電界がちょうどプラスからマイ
ナスに変わるときには、帯電層２２側のプラス電荷と、
基層１ｂ側のマイナス電荷は消滅する。（ｂ）はこの消
滅時の状態を示している。

【００２５】．その結果、帯電層２２の表面は帯電層
２２の弾性に抗しての引きつけ力が解除されることで弾
性戻り力で（ｂ）の太い実線の位置から細い実線の位置
（（ａ）の太い実線の位置）へ戻ることになる。

【００２６】．更にＡＣ電界がマイナスのピークを向
かえるときには（ｃ）に示されるように、帯電層２２側
にはマイナス、基層１ｂ側にはプラスの電荷が誘起され
る。このためそのマイナスとプラスの両電荷の引き合い
力で、帯電層２２の表面は再び感光ドラム１側に帯電層
２２の弾性に抗して引きつけられて太い実線の位置から
細い実線の位置に移動する。

【００２７】このようにＡＣ電界のプラスとマイナスの
繰り返し反転に対応して、帯電層２２の表面が帯電層２
２の弾性に抗して感光ドラム１側へ引きつけられて位置
移動する運動と、引きつけ力の解除による戻り移動運動
との繰り返し現象が生じることで、帯電部材２０が振動
電圧の印加に伴い振動を始めて感光ドラム１を叩き、そ
の結果「帯電音」が発生するものと考えられる。

【００２８】ＡＣ電圧の周波数をｆ、帯電部材２０の振
動周波数をＦとすると、上記の説明で明らかなように、
ＡＣ電圧の１周期の間に帯電部材２０は２回振動するこ
とになるので、両者ｆとＦの間には次の関係がある。

【００２９】２ｆ（Ｈ_Z ）＝Ｆ（ｃ／ｓ） 帯電音は接触帯電部材が帯電ローラである場合に限ら
ず、帯電ブレードや帯電パッド等でも同様のメカニズム
で発生する。

【００３０】さて、一般的に云って、プロセススピード
（Ｖｐ）が一定の場合、印加バイアスの周波数（ｆ）は
大きくなればなるほど、帯電ローラが感光ドラム表面の
周方向単位長さを叩く回数は増える。

【００３１】その結果、クリーニングブレードをすり抜
けてきた転写残りのトナーや紙粉は帯電ローラに依って
叩かれ、感光ドラム表面に融着しやすくなる。

【００３２】また一方、印加バイアスが一定の場合は、
プロセススピード（Ｖｐ）は遅い方が、帯電ローラが感
光ドラム表面の周方向単位長さを叩く回数は増え、融着
は発生し易くなる。

【００３３】従って、プロセススピード（Ｖｐ）が余り
遅すぎるか、印加バイアスの周波数が余り大きすぎて
も、ドラム融着の点から好ましくなく、それらには適正
範囲がある。

【００３４】帯電音低減策として、接触帯電部材２０に
対する印加帯電バイアスである振動電圧（Ｖ_ac＋Ｖ_dc）
のＡＣ成分のピーク間電圧Ｖ_PPを被帯電体の帯電開始電
圧の２倍の値より小さいものとすれば帯電音をかなり小
さいものに改善できる。

【００３５】しかしＡＣ印加方式の接触帯電において、
ＡＣ成分のピーク間電圧Ｖ_PPを下げるということは、Ａ
Ｃ成分の印加で均一な帯電を行わせる所謂「均し効果」
が低下することになるから被帯電体上に均一な帯電を得
ることができなくなり、斑点状の帯電むらを生じさせる
ことになる。これは帯電部材２０と被帯電体１との接触
面には微視的には凹凸があり、理想的な接触面が得られ
ないためである。

【００３６】電子写真画像形成プロセスにおいて被帯電
体である感光ドラム１の斑点状の帯電むら状態は出力画
像にこの斑点状帯電むらに対応した斑点状の黒点画像む
らを発生させることになり、高品位な画像を得ることが
できない。

【００３７】そこで本発明は、接触帯電における帯電音
発生の問題を、帯電むら、画像品位の低下、コスト高な
ど他に不都合を生じさせることなく効果的に解消するこ
とを目的とする。

【００３８】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする接触帯電装置、及びプロセスカートリッジであ
る。

【００３９】（１）振動電圧を印加した帯電部材を被帯
電体に当接させて帯電を行う接触帯電装置において、接
触帯電部材の重量をＷｃ、被帯電体の重量をＷｄとした
とき、両者の関係を Ｗｃ／Ｗｄ＜１．０ に設定したことを特徴とする接触帯電装置。

【００４０】（２）被帯電体の移動速度（Ｖｐ）と振動
電圧の周波数（ｆ）の関係が Ｖｐ＞ｆ／１００（ｍｍ／ｓ） を満たすことを特徴とする（１）に記載の接触帯電装
置。

【００４１】（３）少なくとも、像担持体と、該像担持
体の帯電手段を包含し、画像形成装置に対して着脱され
るプロセスカートリッジにおいて、帯電手段が振動電圧
を印加した帯電部材を被帯電体に当接させて帯電を行う
接触帯電装置であり、接触帯電部材の重量をＷｃ、像担
持体の重量をＷｄとしたとき、両者の関係を Ｗｃ／Ｗｄ＜１．０ に設定したことを特徴とするプロセスカートリッジ。

【００４２】（４）像担持体の移動速度（Ｖｐ）と振動
電圧の周波数（ｆ）の関係が Ｖｐ＞ｆ／１００（ｍｍ／ｓ） を満たすことを特徴とする（３）に記載のプロセスカー
トリッジ。

【００４３】

【作用】 ．後述の実施例１の試験結果より、被帯電体と、これ
に当接させる帯電部材との重量比を上記のようにＷｃ／
Ｗｄ＜１．０にする、即ち帯電部材の重量を被帯電体の
重量に対して小さくするほど、発生帯電音も小さくな
り、上記の重量比関係に設定することで発生帯電音を問
題のないレベル（気にならないレベル）に抑えることが
できることを知見した。

【００４４】これは被帯電体に接触させる帯電部材が被
帯電体の重量に対して小さければ小さいほど、帯電部材
に、印加振動電圧のＡＣ成分により前述のメカニズムで
振動現象を生じても被帯電体を叩くエネルギー（質量）
が小さいから、発生帯電音は問題のないレベルまで低減
化されると考えられる。これはちょうど、樫などの重い
棒で太鼓を叩くより、発泡スチロールや丸めた新聞紙の
ような軽い棒で太鼓を叩く方が音が小さいことに似てい
る。

【００４５】．また発生帯電音を小さくできるという
ことは、接触帯電部材に対する印加振動電圧のＡＣ成分
周波数を大きくすることができることであり、低い周波
数のときに問題となっていた「モアレ」と呼ばれる、走
査レーザー光とＡＣ成分周波数に起因する帯電むらとの
干渉による画像上のモアレ干渉縞の発生をなくすことが
可能となった。

【００４６】．さらに画像形成装置においては接触帯
電部材が被帯電体としての像担持体を叩く力が弱まり、
又叩く回数が制限されるので、クリーニング残りのトナ
ーが像担持体面に押しつけられることによって発生して
いた「トナー融着」現象も抑えることが可能となった。

【００４７】

【実施例】

〈実施例１〉（図１〜図５） 図１は本発明の接触帯電部材もしくは接触帯電装置の一
実施例の横断面模型図、図２は一端側の縦断面模型図で
ある。

【００４８】１は被帯電体としての、帯電極性がマイナ
スまたはプラスの回転感光ドラムである。プロセススピ
ードＶｐは３７ｍｍ／ｓである。

【００４９】本実施例の感光ドラム１は、アルミニウム
ドラムを基体とし、その外周に感光層を形成した、外径
３０ｍｍ、重量（フランジ部分も含む感光ドラムユニッ
ト全体の重量）Ｗｄ＝８６．９ｇのものとする。

【００５０】２は接触帯電部材としての帯電ローラであ
る。この帯電ローラ２は、支持部材としてのステンレス
等でできた金属心金２ａと、この芯金２ａの外周に同心
一体にローラ状に形成した発泡部材（発泡層）２ｂと、
この発泡部材２ｂの外周面及び両端面を被覆させた帯電
層２ｃの３重構造のものである。

【００５１】発泡部材２ｂはポリスチレン・ポリオレフ
ィン・ポリエステル・ポリウレタン・ポリアミド系等の
発泡部材、ＥＰＤＭやウレタンにカーボン・酸化錫など
の導電性粉体を分散発泡させた柔軟・低比重の部材であ
る。本実施例では発泡させたポリスチレン（発泡スチロ
ール）である。２ｂ′はこの発泡部材の気泡部（空気・
窒素・アルゴンガスなどの封入気泡）である。

【００５２】帯電層２ｃは本実施例ではカーボン分散の
ＥＰＤＭ等の導電性ゴム材層である。ｔはこの帯電層２
ｃの厚さを示しており、５μｍ＜ｔ＜１００００μｍの
範囲で設定される。

【００５３】発泡部材２ｂは、その外周の導電性の帯電
層２ｃが図２のように発泡部材２ｂの端面に延在して導
電性芯金２ａと電気的に導通していれば、強いて導電性
にする必要はない。

【００５４】本実施例における帯電ローラ２の仕様は下
記の通りである。

【００５５】芯金２ａ ；直径９ｍｍ、長さ３３２
ｍｍのステンレス丸棒 発泡部材２ｂ ；発泡スチロール、比重０．３ 層厚１３ｍｍ、長さ３１０ｍｍ 帯電層２ｃ ；カーボン分散のＥＰＤＭ導電性ゴム材
層 体積抵抗値１０⁵ Ωｃｍ 層厚ｔ ８０μｍ 帯電ローラ２の重量Ｗｃ＝６５ｇ この帯電ローラ２も、前述図１０の従来の帯電ローラ２
０と同様に、芯金２ａの両端部を不図示の軸受け部材で
保持させ、かつ加圧バネ２３で感光ドラム１方向へ押圧
付勢させて感光ドラム１面に所定の押圧力、本実施例で
は総圧３００ｇで圧接させてあり、感光ドラム１の回転
に伴い従動回転する（積極的に正転又は逆転駆動させて
もよい）。

【００５６】この帯電ローラ２には電源４から、帯電ロ
ーラ心金２ａに接触させた摺動電極２４を介して、 交流電圧Ｖ_ac；本実施例では２．０ＫＶ_PP、６００Ｈ
_Z 、 直流電圧Ｖ_dc；目標帯電電位に相当する直流電圧 との重畳振動電圧（Ｖ_ac＋Ｖ_dc）が印加される。これに
より回転感光ドラム１の周面がＡＣ印加方式で目標帯電
電位に均一に接触帯電処理される。

【００５７】（１）帯電ローラ２は芯金２ａの外側部材
が発泡部材２ｂと薄肉の帯電層２ｂからなり、図１０の
従来のソリッドの帯電ローラ２０よりも帯電ローラ全体
としては非常に軽くなり、また硬度も低い。

【００５８】例えば、従来のソリッドの一体形帯電ロー
ラ２０として、 芯金２１ ；直径９ｍｍ、長さ３３２ｍｍのステン
レス丸棒 帯電層２２ ；カーボン分散のソリッドのＥＰＤＭ導
電性ゴム、 比重１．０ 体積抵抗値１０⁵ Ωｃｍ 層厚２．５ｍｍ、長さ３１０ｍｍ の帯電ローラ２０の重量Ｗｃは１３０．４ｇである。

【００５９】本実施例の接触帯電装置を無響室にセット
して前記の振動電圧印加条件において発生騒音（帯電
音）を測定した。測定はＩＳＯ ７７７９の６項に従っ
て行なった。その結果、発生帯電音は３３ｄＢと小さい
ものであった。

【００６０】これに対して上記従来のソリッドの一体形
帯電ローラ２０の場合の発生帯電音は同様の測定法にて
６３．０ｄＢであった。

【００６１】（２）帯電ローラ２と感光ドラム１との間
に印加する振動電圧の周波数と発生帯電音との関係を下
記のように調べた。

【００６２】その結果を図３に示す。このグラフの縦軸
は帯電音を表わしており、横軸は上記周波数を示す。ま
たグラフの実線は帯電ローラの重量Ｗｃを感光ドラムの
重量Ｗｄで割ったＷｃ／Ｗｄ＝１．５の場合、点線はＷ
ｃ／Ｗｄ＝０．８の場合を示す。

【００６３】この図からも明らかなように、実線で示す
従来の帯電ローラの場合は、印加バイアスの周波数が２
０００Ｈｚを越えると、帯電音は５０ｄＢを越え、以
後、周波数が大きくなるに連れて、帯電音も大きくなる
ことが解る。それに比べて、点線で示す本実施例は、周
波数に連れて帯電音は大きくなるが、５０ｄＢを越える
ことはない。

【００６４】従って帯電ローラの重量Ｗｃは感光ドラム
の重量Ｗｄに対して、小さければ小さいはど帯電音も小
さくなると考えられる。

【００６５】（３）帯電ローラ２の重量と、感光ドラム
１の重量と、発生帯電音との関係を下記のように調べ
た。

【００６６】帯電ローラ２の芯金２ａの外径及び軸長を
変化させることで帯電ローラ２の重量Ｗｃを種々変化さ
せた。この場合各帯電ローラにおいて感光ドラム１との
圧接ニップ部の幅を一定にするために帯電層２ｃと発泡
部材２ｂから成る部分の肉厚は、芯金２ａの外径を変化
させたときも常に一定にしておいた。

【００６７】感光ドラム１の重量Ｗｄは感光ドラムの外
径、アルミニウムドラム基体の肉厚、ドラム長を変化さ
せることで変えた。なお、感光ドラムの重量はフランジ
部分を含む感光ドラムユニット全体の重量である。

【００６８】その結果を図４に示す。このグラフの縦軸
は帯電ローラ２に対して前記の振動電圧を印加したとき
に観測される帯電音を表わしており、横軸は帯電ローラ
２の重量Ｗｃを感光ドラムの重量Ｗｄで割ったものであ
る。

【００６９】本実施例では前記したように、 帯電ローラ２の重量Ｗｃ＝６５ｇ 感光ドラム１の重量Ｗｄ＝８６．９ｇ であり、Ｗｃ／Ｗｄは０．７５、発生帯電音は約３３ｄ
Ｂであった。

【００７０】また前記例の従来のソリッドの帯電ローラ
２０の重量Ｗｃは１３０．４ｇであり感光ドラム１の重
量Ｗｄ（８６．９ｇ）との比Ｗｃ／Ｗｄは１．５０であ
り、発生帯電音は６３．０ｄＢであった。

【００７１】このように図４のグラフから明らかなよう
に、Ｗｃ／Ｗｄが１．０より小さくなると、発生帯電音
は急激に小さくなることがわかる。

【００７２】従って、発生帯電音を小さくするにはＷｃ
／Ｗｄ＜１．０の関係に設定することで問題のないレベ
ル（例えば５０ｄＢ以下）にすることができる。

【００７３】重量比Ｗｃ／Ｗｄの値を１．０より小さく
する方法としては、帯電ローラ２の重量を小さくする方
法の他に、感光ドラム１の重量を大きくしてもよい。前
記例の従来の重量１３０．４ｇのソリッドの帯電ローラ
２０をそのまま使用した場合でも、感光ドラム１の中に
粘土やゴムを詰めて、感光ドラムの重量Ｗｄを大きくし
てＷｃ／Ｗｄ＜１．０の関係とすることで、同様の効果
が得られた。

【００７４】具体的には約８７ｇの粘土を、本実施例の
重量８６．９ｇの感光ドラムの中に詰めて感光ドラム１
の重量Ｗｄを１７４．０ｇにすると、 重量比Ｗｃ／Ｗｄは１３０．４／１７４．０＝０．７５ となる。その結果、帯電音は上記方法で測定したところ
約３３ｄＢとなった。

【００７５】（４）帯電ローラ２と感光ドラム１との間
に印加する振動電圧の周波数とプロセススピード、及び
感光ドラム１に対するトナー融着の関係を下記のように
調べた。

【００７６】図５に、トナー融着の割合と印加バイアス
の周波数（ｆ）、プロセススピード（Ｖｐ）の関係を示
す。トナー融着の割合とはＡ４の紙に画像をプリントし
たときにこの画像に対してトナー融着による画像不良が
発生した割合である。横軸はｆ／Ｖｐを示し、これはＦ
／２Ｖｐ（Ｆは帯電部材の振動周波数）に等しい。従っ
て帯電ローラが感光ドラム表面の周方向単位長さを叩く
回数を示している。

【００７７】この図からも明らかなように、ｆ／Ｖｐが
１００を越える辺りから、融着による画像不良が発生し
ているのが解る。

【００７８】（５）帯電層２ｃは、その内側に発泡部材
２ｂがあるため、薄肉（５μｍ以上）でもバックアップ
されて良好に保形されるので、帯電ローラ２が感光ドラ
ム１面に押圧圧接されても感光ドラム１面との間に浮き
離れ部分を生じることなく全長域にわたって感光ドラム
面に圧接密着するので、帯電ローラ２の軸長を長くして
も、密着不良による帯電ローラの回転周期に対応した帯
電不良部の発生をみない。

【００７９】（６）発生帯電音を小さくできるというこ
とは、接触帯電部材に対する印加振動電圧のＡＣ成分周
波数を大きくすることができることであり、低い周波数
のときに問題となっていた「モアレ」と呼ばれる、走査
レーザー光とＡＣ成分周波数に起因する帯電むらとの干
渉による画像上のモアレ干渉縞の発生をなくすことが可
能となった。

【００８０】（７）接触帯電部材としての帯電ローラ２
が感光ドラム１を叩く力が弱まり、さらに叩く回数も制
限されるので、クリーニング残りのトナーが感光ドラム
１面に押しつけられることによって発生していた「トナ
ー融着」現象も抑えることが可能となった。

【００８１】〈実施例２〉（図６・図７） 本実施例は帯電ローラ２の帯電層２ｃの外周に更にエピ
クロルヒドリンゴムや紙等の高抵抗層２ｄを設けたもの
である。

【００８２】本実施例において発泡部材２ｂはローラ状
に成形した発泡スチロールである。その両端面にそれぞ
れ支持部材としての、軸部を設けた金属フランジ２ｅを
接着して取り付けてある。ローラ状発泡部材２ｂの外周
面及び両端側の金属フランジ２ｅにかけて帯電層２ｃを
形成し、更にその外周に高抵抗層２ｄを設けた形態のも
のである。

【００８３】本実施例における帯電ローラ２の仕様は下
記の通りである。

【００８４】発泡部材２ｂ ；発泡スチロール、比重
０．３ 直径１３ｍｍ、長さ３１０ｍｍ 帯電層２ｃ ；カーボン分散のＥＰＤＭ導電性ゴム層 体積抵抗値１０⁵ Ωｃｍ 層厚 ８０μｍ 高抵抗層２ｄ ；エピクロルヒドリンゴム 体積抵抗値１０¹⁰Ωｃｍ 層厚８０μｍ 帯電ローラ２の重量Ｗｃ ５０ｇ この帯電ローラ２は両端側のフランジ２ｅの各軸部を不
図示の軸受け部材で保持させ、かつ加圧バネ２３で感光
ドラム１方向へ押圧付勢させて感光ドラム１面に所定の
押圧力、本実施例では総圧３００ｇで圧接させてあり、
感光ドラム１の回転に伴い従動回転する。

【００８５】この帯電ローラ２には電源４から加圧バネ
２３・金属フランジ２ｅを介して、実施例１と同様の振
動電圧（Ｖ_ac＋Ｖ_dc）が印加される。印加バイアスは金
属フランジ２ｅを介してこれに電気的に導通している帯
電層２ｃに導かれる。

【００８６】高抵抗層２ｄは感光ドラム１上のピンホー
ル部等の低耐圧欠陥部に帯電ローラが対向したときに、
そのピンホール部等にの集中的に電流がリークして異常
放電が発生するのを防ぐ働きをする。

【００８７】本実施例において、帯電ローラ２と感光ド
ラム１との重量比は、 Ｗｃ／Ｗｄ＝５０ｇ／８６．９ｇ＝０．５８ であり、発生帯電音の測定結果は３０ｄＢで小さいもの
であった（印加振動電圧、測定法は実施例１と同様）。

【００８８】本実施例の帯電ローラ２は支持部材が実施
例１のようなローラ全長を貫通する芯金２ａでなく、両
端部だけに設けたフランジ部材２ｅであるから帯電ロー
ラはより軽くなり、コストも低減化した。

【００８９】高抵抗層２ｄの外側に帯電ローラの内部か
らの可塑剤等のしみだしによる感光ドラム１の汚染を防
止するためのナイロン等のしみだし防止層をさらに設け
ることもできる。

【００９０】〈実施例３〉（図８） 本実施例は接触帯電部材をブレード型（帯電ブレード）
としたものであり、図８は該帯電ブレード２Ａもしくは
接触帯電装置の横断面模型図である。帯電ブレード２Ａ
を用いた接触帯電装置は帯電ローラを用いたものよりも
構成をより簡単なものとすることができる。

【００９１】帯電ブレード２Ａは本実施例の場合は、発
泡ポリプロピレンの発泡部材（心材）２ｂと、この発泡
部材２ｂの外周面を被覆させた、ＥＰＤＭ・ポリウレタ
ン等にカーボン・酸化錫等の導電粉体を分散させてなる
帯電層２ｃと、これを導電性接着剤２ｆを介して取付け
支持させた支持部材としての電極板２ｇからなる。

【００９２】帯電ブレード２Ａの先端部をブレードの腰
に抗して感光ドラム１面に適度に圧接させた状態にして
支持部材としての電極板２ｇを不動部材３０に取付け固
定することで帯電ブレード２を配設してある。

【００９３】帯電ブレード２Ａには電源４から電極板と
しての支持部材２ｇを介して振動電圧（Ｖ_ac＋Ｖ_dc）が
印加されて、回転感光ドラム１面がＡＣ印加方式で均一
に接触帯電処理される。

【００９４】本実施例において、下記の仕様の帯電ブレ
ード２Ａを用いた場合、ブレード重量８２ｇ、ドラム重
量８６．９ｇ、したがってＷｃ／Ｗｄ＝０．９５で、発
生帯電音は４０ｄＢ（印加振動電圧は実施例１と同様）
であった。。

【００９５】発泡部材２ｂ；発泡ポリプロピレン、比重
０．３ 縦１０ｍｍ、長さ３１０ｍｍ、厚さ３ｍｍ 帯電層２ｃ ；カーボン分散のＥＰＤＭ導電性ゴム材層 体積抵抗値１０¹⁰Ωｃｍ 層厚ｔ ５００μｍ 帯電ブレード２Ａの自由長Ｌ ５ｍｍ 感光ドラム１への押し当て総圧７００ｇ 従って、帯電ブレード２Ａにおいても帯電音の低減化が
でき、また帯電ブレード２Ａの感光ドラム１への押し当
て圧をブレードの腰を利用して制御できるという利点が
ある。

【００９６】〈実施例４〉（図９） 本実施例は本発明に従う接触帯電部材もしくは接触帯電
装置を像担持体の帯電手段として用いている画像形成装
置のプロセスカートリッジである。

【００９７】本実施例のプロセスカートリッジは、像担
持体としての回転ドラム型の電子写真感光体１、接触帯
電部材としての帯電ローラ２、現像器６０、クリーニン
グ器９０の４つのプロセス機器を包含させてなるもので
ある。なお、プロセスカートリッジとしてはこれらのプ
ロセス機器をすべて包含させたものに限られることはな
く、それぞれいくつかの組み合わせでも良い。

【００９８】帯電ローラ２は実施例１又は同２又は同４
と同様の構成のものである。

【００９９】現像器６０において、６は現像スリーブ、
６１は現像剤（トナー）Ｔの収容容器、６２は該容器６
１内のトナー撹拌棒であり、トナーＴを撹拌すると共に
現像スリーブ方向へ送り出す役目をしている。６３は現
像スリーブ６上にトナーＴを均一な厚みにコートするた
めの現像ブレードである。

【０１００】クリーニング器９０において、９はクリー
ニングブレード、９１はクリーニングブレード９で回収
されたトナーを溜めるトナー溜である。

【０１０１】１１はプロセスカートリッジのドラムシャ
ッターであり、実線示の閉じ状態から２点鎖線示のよう
に開き状態に開閉自在である。プロセスカートリッジを
画像形成装置本体（不図示）から取り出した状態におい
ては実線示の閉じ状態にあり、感光ドラム１の外部露出
部分面を隠散して感光ドラム面を保護している。

【０１０２】プロセスカートリッジを画像形成装置本体
に装着するときはシャッター１１を２点鎖線示のように
開き状態にする、或いはプロセスカートリッジの装着過
程でシャッター１１が自動的に開き動作し、プロセスカ
ートリッジが正規に装着されると、感光ドラム１の外部
露出部分面が画像形成装置本体側の転写ローラ８に圧接
した状態になる。

【０１０３】またプロセスカートリッジと画像形成装置
本体とが機械的・電気的にカップリングして、画像形成
装置本体側の駆動機構でプロセスカートリッジ側の感光
ドラム１・現像スリーブ６・撹拌棒６２等の駆動が可能
となり、また画像形成装置本体側の電気回路によりプロ
セスカートリッジ側の帯電ローラ２への帯電バイアスの
印加、現像スリーブ６への現像バイアスの印加等が可能
となり、画像形成動作を実行できる状態になる。

【０１０４】１２はプロセスカートリッジのクリーニン
グ器９０と現像器６０との間に設けた露光用通路であ
り、画像形成装置本体側のレーザースキャナ（不図示）
からの出力レーザー光５がこの露光用通路１２を通して
プロセスカートリッジ内に入光して回転感光ドラム１面
が走査露光される。

【０１０５】帯電ローラ２は前述したように振動電圧を
印加しても帯電音の発生がほとんどないので、帯電音の
実質的にない、非常にコンパクトなプロセスカートリッ
ジを構成することが可能である。

【０１０６】

【発明の効果】以上のように本発明に依れば、接触帯電
における帯電音発生の問題を、帯電むら、画像品位の低
下、コスト高など他に不都合な事態を生じさせることな
く、効果的に解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施例の接触帯電部材（帯電ロー
ラ）もしくは接触帯電装置の横断面模型図

【図２】 該装置の一端側の縦断面模型図

【図３】 周波数ｆと発生帯電音の音圧ｄＢの関係測
定グラフ

【図４】 帯電ローラの重量と感光ドラムの重量との
比Ｗｃ／Ｗｄと、発生帯電音の音圧ｄＢとの関係測定グ
ラフ

【図５】 プロセススピードと帯電バイアス周波数と
融着の関係グラフ

【図６】 第２の実施例の接触帯電部材（帯電ロー
ラ）もしくは接触帯電装置の横断面模型図

【図７】 該装置の一端側の縦断面模型図

【図８】 第３の実施例の接触帯電部材（帯電ブレー
ド）もしくは接触帯電装置の横断面模型図

【図９】 第４の実施例のプロセスカートリッジの横
断面模型図

【図１０】 接触帯電装置を用いた画像形成装置の一
例の概略構成図

【図１１】 （ａ）・（ｂ）・（ｃ）は帯電音発生の
メカニズムの説明図

【符号の説明】

１ 被帯電体としての感光ドラム ２・２Ａ・２０ 接触帯電部材としての帯電ローラもし
くは帯電ブレード ２ａ・２ｇ 支持部材としての芯金又は電極板 ２ｂ 発泡部材 ２ｃ 帯電層 ２ｈ 導電層 ４ 帯電バイアス印加電源

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動電圧を印加した帯電部材を被帯電体
   に当接させて帯電を行う接触帯電装置において、接触帯
   電部材の重量をＷｃ、被帯電体の重量をＷｄとしたと
   き、両者の関係を Ｗｃ／Ｗｄ＜１．０ に設定したことを特徴とする接触帯電装置。
2. 【請求項２】 被帯電体の移動速度（Ｖｐ）と振動電圧
   の周波数（ｆ）の関係が Ｖｐ＞ｆ／１００（ｍｍ／ｓ） を満たすことを特徴とする請求項１に記載の接触帯電装
   置。
3. 【請求項３】 少なくとも、像担持体と、該像担持体の
   帯電手段を包含し、画像形成装置に対して着脱されるプ
   ロセスカートリッジにおいて、帯電手段が振動電圧を印
   加した帯電部材を被帯電体に当接させて帯電を行う接触
   帯電装置であり、接触帯電部材の重量をＷｃ、像担持体
   の重量をＷｄとしたとき、両者の関係を Ｗｃ／Ｗｄ＜１．０ に設定したことを特徴とするプロセスカートリッジ。
4. 【請求項４】 像担持体の移動速度（Ｖｐ）と振動電圧
   の周波数（ｆ）の関係が Ｖｐ＞ｆ／１００（ｍｍ／ｓ） を満たすことを特徴とする請求項３に記載のプロセスカ
   ートリッジ。