JPH06118769A

JPH06118769A - 帯電装置

Info

Publication number: JPH06118769A
Application number: JP27028392A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Sato; 浩明佐藤
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1992-10-08
Filing date: 1992-10-08
Publication date: 1994-04-28

Abstract

(57)【要約】【目的】環境条件の変化に対しても静電潜像担持体の帯
電電位を一定に保持して、長期にわたり良好な画像を安
定に記録できる帯電装置を提供する。【構成】静電潜像担持体１０１に接触する帯電部材１１
８の抵抗層１２０の体積抵抗値Ｒｖを１０⁶ ≦ Ｒｖ ≦
１０¹⁰［Ω・ｃｍ］の範囲とし、かつ環境条件の変化
に対して体積抵抗値の変化の最少値と最大値との差が１
桁以内の材料とし、更に抵抗層と電気的に接触する導電
層１１９の体積抵抗値を前記抵抗層の体積抵抗値よりも
小さい材料を用いることにより、環境条件の変化に対し
て帯電条件の変化を小さく抑えることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はプリンタや複写機等の
電子写真記録方法における帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光プリンタや複写機等において
は、一般に電子写真記録方法が用いられており、帯電、
露光、現像、転写、定着、除電、クリーニングの各記録
プロセスによって画像形成を行うことが知られている。
この電子写真記録方法を用いた記録装置における静電潜
像担持体の帯電装置としては、一般的にコロナ帯電器を
用いているが、コロナ帯電器には５〜１０ｋｖという高
電圧電源を必要とするために人体に危険であり、この高
電圧電源は大変高価なものである。またこのコロナ帯電
器は、コロナ放電現象を利用するためにオゾンを発生
し、静電潜像担持体の特性を著しく劣化させてしまうの
みならず、人体に悪影響を与えるという問題点がある。
この人体への悪影響を防ぐために、画像形成装置にオゾ
ン吸収分解フィルタを設けてオゾンの装置外への流出を
防止している。しかしながら、このオゾン吸収分解フィ
ルタの寿命が短いために頻繁に交換作業を行なければな
らないという問題点もある。

【０００３】そこで、上記の様なコロナ帯電器の問題点
を解消するために、特開平０１−１７９９５９、特開平
０１−２０４０８１、特開平０３−６２０５７等では、
帯電部材として帯電ローラ、帯電ブレード等を用い、こ
の帯電部材を静電潜像担持体に接触させて、帯電部材に
直流電源より定電圧を帯電部材に印加し、静電潜像担持
体を帯電させる接触型帯電装置が提案されている。これ
らの接触型帯電装置では、オゾンを発生しにくいこと及
び電源の低電圧化が図れるという長所がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の接触型帯電装置では、環境条件（温度、湿度）によっ
て帯電部材の体積抵抗値が変化するために静電潜像担持
体の帯電電位を一定に保てなくなるという問題点があっ
た。また、これにより非記録部にトナーが付着するいわ
ゆるカブリという現象が発生するという問題点と、記録
部の濃度が低下してしまい安定に画像を記録できないと
いう問題点があった。

【０００５】この発明は、接触型帯電装置において、環
境条件（温度、湿度）によって帯電部材の体積抵抗値が
変化するために静電潜像担持体の帯電電位を一定に保て
なくなるという問題点を除去し、長期間にわたって良好
な画像を安定に記録できる装置を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、静電潜像を
担持する静電潜像担持体に接触して設けられた帯電部材
を備えた帯電装置において、前記静電潜像担持体に接触
する前記帯電部材の抵抗層は、その体積抵抗値Ｒｖが１
０⁶ ≦ Ｒｖ ≦ １０¹⁰［Ω・ｃｍ］の範囲で、かつ環
境条件の変化に対して体積抵抗値の変化の最少値と最大
値との差が１桁以内の材料とし、前記抵抗層に電気的に
接触する導電層の体積抵抗値が前記抵抗層の体積抵抗値
よりも小さい材料を用いたものである。

【０００７】

【作用】この発明によれば、静電潜像担持体に接触する
帯電部材の抵抗層の体積抵抗値Ｒｖを１０⁶ ≦ Ｒｖ ≦
１０¹⁰［Ω・ｃｍ］の範囲とし、かつ環境条件の変化
に対して体積抵抗値の変化の最少値と最大値との差が１
桁以内の材料とし、更に抵抗層に電気的に接触する導電
層の体積抵抗値を前記抵抗層の体積抵抗値よりも小さい
材料を用いたことにより、環境条件の変化に対して帯電
条件の変化を小さく抑えることが可能となり前記課題が
解決される。

【０００８】

【実施例】図５は本発明の帯電装置を用いた画像形成装
置の概略構成図である。ドラム状に形成された静電潜像
担持体１０１が図示しない駆動手段により、図示の矢印
Ａの方向に一定周速度で回転する。この静電潜像担持体
１０１は導電性支持体１０１ａ上に光導電層１０１ｂを
設けたもので、有機系感光体の他にセレン感光体、酸化
亜鉛感光体、アモルファスシリコン感光体などいずれも
使用できる。

【０００９】次にこの画像形成装置における画像形成プ
ロセスを順に述べる。初めに、静電潜像担持体１０１の
表面に対持して設けられた帯電装置１０２を用いて一様
均一に帯電させる。この帯電装置１０２は後で詳細に述
べる。

【００１０】露光プロセスでは、露光装置１０３によっ
て、画像信号に対応した光が静電潜像担持体１０１に照
射され静電潜像が形成される。露光装置１０３として
は、ＬＥＤアレイとセルフォックレンズ（商品名）を組
み合わせたものや、レーザと作像光学系を組み合わせた
ものなどいずれも利用できる。

【００１１】次に、静電潜像担持体１０１に密着もしく
は、微小空間距離をおいて現像装置１０４が設けられお
り、この現像装置１０４はトナー担持体１０５上にトナ
ー１０６を吸着して、これを図示の矢印Ｂの方向に搬送
し、静電潜像担持体１０１上に形成された静電潜像に対
応して現像するものである。この実施例では反転現像を
行なうため静電潜像担持体１０１の導電性支持体１０１
ａとトナー担持体１０５間にはバイアス電圧が印加され
る。

【００１２】このような構成で、トナー担持体１０５と
静電潜像担持体１０１の空間には、静電潜像担持体１０
１に形成された静電潜像に伴う電気力線が発生する。こ
のため、トナー担持体１０５上の帯電したトナーは静電
気力により、静電潜像担持体１０１上に付着し、現像さ
れトナー像が形成される。現像装置１０４としては、二
成分磁気ブラシ現像器、一成分磁気ブラシ現像器、一成
分非磁性現像器など公知の技術がいずれも利用できる。

【００１３】その後、用紙カセット１０７に収容された
記録紙１０８は給紙ロール１０９により取り出され、回
転が停止された送紙ロール１１０に送られ、記録紙１０
８のスキュウが矯正される。ここで送紙ロール１１０が
起動し記録紙１０８は転写部へと送られ、転写装置１１
１によって、記録紙１０８上に静電潜像担持体１０１上
のトナー像が転写される。

【００１４】その後この後記録紙１０８は、加圧ロール
１１２と発熱ロール１１３で構成される定着装置１１４
へ搬送される。発熱ロール１１３の熱がトナーを溶融
し、加圧作用により記録紙１０８の繊維間にトナー１０
６が浸透し、記録紙１０８への定着が行われる。定着さ
れた記録紙１０８は排紙ロール１１５により装置外部へ
排出される。

【００１５】一方、転写後の静電潜像担持体１０１には
若干のトナーが残留する場合があるが、そのときにはク
リーナ１１６により除去される。また除電手段である除
電ランプ１１７によって静電潜像担持体１０１は全面に
光が照射されて、静電潜像担持体１０１上の残留電荷が
除去される。こうして、静電潜像担持体１０１は、繰り
返し利用される。

【００１６】つぎに、帯電装置１０２の第１の実施例に
ついて図１を用いて詳細に述べる。図１は図５の静電潜
像担持体１０１の一部と帯電装置１０２の第１の実施例
を図示したものであり、帯電部材として帯電ブレード１
１８を用いた例を示している。帯電ブレード１１８は導
電層１１９と抵抗層１２０とで構成されている。

【００１７】この帯電ブレード１１８は、ガイド１２１
によって支持されており、開放端は、静電潜像担持体１
０１に図示するように帯電ブレード１１８の抵抗層１２
０の腹もしくは、エッジが接触して配置される。この帯
電ブレード１１８の導電層１１９と静電潜像担持体１０
１の導電性支持体１０１ａとの間には、直流電源１２２
が接続されている。直流電源１２２の導電層１１９への
印加電圧の極性は、マイナスの場合を示すが、これは、
マイナス帯電型の静電潜像担持体１０１を用いているた
めであり、プラス帯電型の静電潜像担持体１０１を用い
る場合は、直流電源１２２の導電層１１９への印加電圧
の極性はプラスとなる。

【００１８】導電層１１９としては、体積抵抗値が１０
⁴Ω・ｃｍ以下のものであればよく、例えば、バネ性の
金属薄板、例えば、ＳＫ鋼、ステンレス、リン青銅、
銅、洋白、ベリリウム銅等の厚さ１０〜１０００μｍの
薄板や、体積抵抗値が１０⁴Ω・ｃｍ以下で、静電潜像
担持体１０１との好適な接触幅を当接面の長手方向に均
一にとるためにゴム硬度が９０゜以下（ＪＩＳＡ）の
ブレード状の導電性ゴムが好適である。この導電性ゴム
としては、例えば、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ウ
レタンゴム、シリコンゴム、ニトリルゴム、スチレンゴ
ム、ブタジエンゴム等のゴム材にカーボン、グラファイ
ト、フェライト、アルミニウム粉、銅粉、ブロンズ粉、
ステンレス粉、酸化チタン、酸化スズ等の導電性粉末、
金属粉末、金属繊維等を添加させたものや、ポリイミ
ド、ポリアミド、ポリエステル、ポリスチレン、ポリカ
ーボネイト、フッ素系樹脂等の樹脂からなる軟脂の高分
子フィルムにカーボン、グラファイト、フェライト、ア
ルミニウム粉、銅粉、ブロンズ粉、ステンレス粉、酸化
チタン、酸化スズ等の導電性粉末、金属粉末、金属繊維
等を添加させたものがある。

【００１９】本実施例では抵抗層１２０としては厚さ２
ｍｍ、短辺２５ｍｍ、長辺２５０ｍｍのシリコンゴムに
導電性カーボンを添加させ、体積抵抗値を４×１０⁸Ω
・ｃｍ、ゴム硬度６０゜（ＪＩＳＡ）とした導電性ゴ
ムブレードを用いた。また、導電層１１９としては、厚
さ１００μｍ、短辺２５ｍｍ、長辺２５０ｍｍのステン
レス板を用い、導電層１１９と抵抗層１２０とを接触さ
ることによって、導電層１１９と抵抗層１２０との電気
的な導通をとったものである。

【００２０】これらの帯電部材の長辺の長さ２５０ｍｍ
は、静電潜像担持体１０１の光導電層１０１ｂの長手方
向の長さによって決まり、静電潜像担持体１０１の製作
上、静電潜像担持体１０１の長手方向の両端部の円周上
には、光導電層１０１ｂが形成しずらいために、静電潜
像担持体１０１へ直流電源１２２の電流がリークしない
ように、静電潜像担持体１０１の光導電層１０１ｂの長
手方向の長さよりも、若干短くしている。

【００２１】また、帯電ブレード１１８の抵抗層１２０
の材料としては、シリコンゴムにカーボン、グラファイ
ト、フェライト、アルミニウム粉、銅粉、ブロンズ粉、
ステンレス粉、酸化チタン、酸化スズ等の導電性粉末、
金属粉末、金属繊維等を添加させ、抵抗層１２０の体積
抵抗値を１０⁶〜１０¹⁰［Ω・ｃｍ］としたものであれ
ばよい。また静電潜像担持体１０１との好適な接触幅を
当接面の長手方向に均一にとるためにゴム硬度が９０゜
以下（ＪＩＳＡ）のものが良好である。

【００２２】導電層１１９としては、前述のように体積
抵抗値が１０⁴Ω・ｃｍ以下のものであればいずれのも
のでもよく、アルミニウム箔、銅箔等の金属箔や、体積
抵抗値が１０⁴Ω・ｃｍ以下の導電性テープ等を抵抗層
１２０に張合わせたり、また各種金属をメッキ、スパッ
タリング、厚膜印刷等で抵抗層１２０に導電層１１９と
して形成してもよい。また、帯電ブレード１１８が静電
潜像担持体１０１と圧接させるために弾性体でなければ
ならないために、すくなくとも導電層１１９または抵抗
層１２０が弾性体であればよい。

【００２３】次に、静電潜像担持体１０１に接触する帯
電ブレード１１８の抵抗層１２０のゴム材料について検
討した結果を、図２を用いて説明する。図２の折線ａ
は、帯電ブレード１１８の抵抗層１２０に体積抵抗値が
４×１０⁸Ω・ｃｍの導電性ウレタンゴムを用い、直流
電源１２２からの帯電部材への印加電圧を所定の電圧値
（−１４００Ｖ）にした場合の、高温高湿時（４０゜
Ｃ、８５％ＲＨ）と常温常湿時（２０゜Ｃ、５０％Ｒ
Ｈ）と低温低湿時（５゜Ｃ、２０％ＲＨ）の静電潜像担
持体１０１の帯電電位との関係を示したものである。

【００２４】常温常湿時で静電潜像担持体１０１が約−
７００Ｖに帯電されるように、印加電圧を−１４００Ｖ
に定電圧制御を行っておくと、高温高湿時には、静電潜
像担持体１０１は約−８００に帯電してしまう。このた
めに露光装置１０３によって静電潜像を形成させようと
露光しても帯電電位が通常の場合よりも高いために所望
の露光後電位まで減衰させることができなく、現像のコ
ントラスト電位が小さくなってしまうために記録濃度が
低下してしまう。反対に低温低湿時には、静電潜像担持
体１０１を約−５００Ｖしか帯電させることができない
ために、静電潜像担持体１０１の帯電電位と現像バイア
ス電位との電位コントラストが小さいために、非露光部
すなわち非記録部にもトナーが付着してしまういわゆる
カブリが発生してしまう。

【００２５】図２の折線ｂは、帯電ブレード１１８の抵
抗層１２０に体積抵抗値が４×１０⁸Ω・ｃｍの導電性
エチレンプロピレン系ゴムを用い、導電性ウレタンゴム
の場合と同様の条件で検討した結果である。常温常湿時
で静電潜像担持体１０１が約−７００Ｖに帯電されるよ
うに、印加電圧を−１４００Ｖに定電圧制御を行ってお
くと、高温高湿時には、静電潜像担持体１０１は約−７
６０Ｖに帯電し、反対に低温低湿時には、静電潜像担持
体１０１を約−６００Ｖしか帯電させることができない
ために、導電性ウレタンゴムの場合と同様に記録濃度の
低下や、カブリが発生してしまう。

【００２６】以上説明したように、環境条件の変化によ
って抵抗層１２０として導電性ウレタンゴムを用いた場
合では約３００Ｖ、導電性エチレンプロピレン系ゴムを
用いた場合では約１６０Ｖ、静電潜像担持体１０１の帯
電電位が変化してしまう。この帯電電位の変化の原因
は、環境条件の変化によって帯電ブレード１１８の抵抗
層１２０の体積抵抗値が変化することによるものであ
る。

【００２７】抵抗層１２０に導電性ウレタンゴムを用い
た場合、導電性ウレタンゴムの体積抵抗値は、常温常湿
時には４×１０⁸Ω・ｃｍであるが、高温高湿時には、
１×１０⁷Ω・ｃｍ、低温低湿時には４×１０⁹Ω・ｃｍ
と環境条件の変化に対して体積抵抗値の変化の最少値と
最大値との差が２桁以上変化した。また導電性エチレン
プロピレン系ゴムを用いた場合では、常温常湿時には４
×１０⁸Ω・ｃｍであるが、高温高湿時には、５×１０⁷
Ω・ｃｍ、低温低湿時には２×１０⁹Ω・ｃｍとなり、
環境条件の変化に対して体積抵抗値の変化の最少値と最
大値との差が１桁以上変化した。

【００２８】図２の折線ｃは、帯電ブレード１１８の抵
抗層１２０に体積抵抗値が４×１０⁸Ω・ｃｍの導電性
シリコンゴムを用いた場合である。図のように、常温常
湿時で静電潜像担持体１０１が約−７００Ｖに帯電され
るように、印加電圧を−１４００Ｖに定電圧制御を行っ
ておいても、高温高湿時、低温低湿時でも静電潜像担持
体１０１の帯電電位はほとんど変化がないことがわか
る。

【００２９】このように環境条件が変化しても、静電潜
像担持体１０１と接触している帯電ブレード１１８の抵
抗層１２０に導電性シリコンゴムを用いれば、体積抵抗
値は、高温高湿時には、１×１０⁸Ω・ｃｍ、低温低湿
時５×１０⁸Ω・ｃｍと、環境条件の変化に対して体積
抵抗値の変化の最少値と最大値との差が１桁以内と、ほ
とんど変化しないために、静電潜像担持体１０１の帯電
電位をほぼ一定に保つことができ、記録濃度の低下や、
非記録部へのトナーの付着がない。

【００３０】つぎに、帯電装置１０２の帯電部材の第２
の実施例を示す。図３は、導電性ゴムロール１２３を帯
電装置１０２として用いた場合であり、導電性シャフト
１２４にゴム抵抗層１２５を形成したものである。

【００３１】導電性シャフト１２４は、ステンレス、鋼
鉄、アルミニウム等の金属シャフトであり、この導電性
シャフト１２４と静電潜像担持体１０１の導電性支持体
１０１ａとには直流電源１２２が接続されている。

【００３２】ゴム抵抗層１２５の材料としては、シリコ
ンゴムのゴム材にカーボン、グラファイト、フェライ
ト、アルミニウム粉、銅粉、ブロンズ粉、ステンレス
粉、酸化チタン、酸化スズ等の導電性粉末、金属粉末、
金属繊維等を添加させ、ゴム抵抗層１２５の体積抵抗値
を１０⁶〜１０¹⁰［Ω・ｃｍ］のものを用いればよい。
また静電潜像担持体１０１との好適な接触幅を当接面の
長手方向に均一にとるためにゴム硬度が９０゜以下（Ｊ
ＩＳＡ）のものが好適である。

【００３３】また導電性ゴムロール１２３は図示してい
ない駆動系によって、静電潜像担持体１０１の回転方向
（Ａ方向）とならいの方向（Ｃ方向）回転させ、あるい
は静電潜像担持体１０１の回転方向と同方向（Ｄ方向）
に回転させ、または回転しないように固定させてもよ
い。導電性ゴムロール１２３をならいの方向（Ｃ方向）
に回転させる場合、静電潜像担持体１０１の周速度と導
電性ゴムロール１２３の周速度が異なっていても、また
同一でもよい。特に静電潜像担持体１０１の周速度と導
電性ゴムロール１２３の周速度が、同一の場合、導電性
ゴムロール１２３が静電潜像担持体１０１の回転負荷と
ならないために特によい。

【００３４】このような導電性ゴムロール１２３を帯電
部材として用いても、第１の実施例と同様に静電潜像担
持体１０１と接触している導電性ゴムロール１２３のゴ
ム抵抗層１２５の材料として、環境条件の変化に対して
体積抵抗値の変化の最少値と最大値との差が１桁以内の
材料、例えばシリコンゴムを用いることによって、環境
条件（温度、湿度）が変化しても、静電潜像担持体１０
１の帯電電位を一定に保つことができる。

【００３５】以上、帯電ブレード１１８、帯電ローラ１
２３の場合について説明したが、これらの形状のみに限
定されるものではなく、帯電ベルト等でも良く、静電潜
像担持体１０１と接触する部分の体積抵抗値が１０⁶〜
１０¹⁰［Ω・ｃｍ］の範囲で、環境条件の変化に対して
体積抵抗値の変化の最少値と最大値との差が１桁以内の
材料、例えばシリコンゴムで構成されていればよい。

【００３６】また配置方法もこれに限定されるものでは
なく、種種の変更が可能である。例えば、図４のように
帯電ブレード１１８を抵抗層１２０のみで構成し、ガイ
ド１２１として金属等の導電体を用い、このガイド１２
１と抵抗層１２０とを電気的に導通させ、このガイド１
２１と静電潜像担持体１０１の導電性支持体１０１ａと
の間に直流電源１２２を接続するこのような構成でもよ
い。

【００３７】また、これまでの実施例では、導電層１１
９と抵抗層１２０の２層構造と抵抗層１２０のみの１層
構造について述べたが、導電層１１９と抵抗層１２０の
中間に、低抵抗層、弾性層、導電弾性層、樹脂層等の中
間層を設けた、３層、４層構造の帯電ブレードや帯電ロ
ールも使用できることはいうまでもない。すなわち、静
電潜像担持体１０１に接触する帯電部材１０２の抵抗層
に、環境条件の変化に対して体積抵抗値の変化の最少値
と最大値との差が１桁以内の材料を用いることによって
同様な結果が得られる。

【００３８】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、静電潜像担持体に接触する接触型帯電装置の帯電ブ
レード、帯電ローラの抵抗層の材料として、環境条件の
変化に対して体積抵抗値の変化の最少値と最大値との差
が１桁以内の材料を用いたために、環境条件（温度、湿
度）が変化しても、静電潜像担持体の帯電電位を一定に
保つことができるために、長期間にわたって良好な画像
を安定に記録できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】帯電装置の第１の実施例を示す図である。

【図２】環境変化と表面電位との関係を示す図である。

【図３】帯電装置の第２の実施例を示す図である。

【図４】帯電装置の第１の実施例の変形例を示す図であ
る。

【図５】本発明の帯電装置を用いた画像形成装置の構成
図である。

【符号の説明】

１０１静電潜像担持体１１８帯電ブレード１１９導電層１２０抵抗層１２１ガイド１２２直流電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像を担持する静電潜像担持体に接
触して設けられた帯電部材を備えた帯電装置において、前記静電潜像担持体に接触する前記帯電部材の抵抗層
は、その体積抵抗値Ｒｖが１０⁶ ≦ Ｒｖ ≦ １０
¹⁰［Ω・ｃｍ］の範囲で、かつ環境条件の変化に対して
体積抵抗値の変化の最少値と最大値との差が１桁以内の
材料とし、前記抵抗層に電気的に接触する導電層の体積
抵抗値が前記抵抗層の体積抵抗値よりも小さいことを特
徴とする帯電装置。