JPH06208281A

JPH06208281A - 帯電装置

Info

Publication number: JPH06208281A
Application number: JP5003780A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Suzuki; 誠一鈴木; Jiyunichi Nawama; 潤一縄間; Yoshio Umeda; 善雄梅田; Akiyuki Naka; 昭行仲; Toshiki Yamamura; 敏記山村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-01-13
Filing date: 1993-01-13
Publication date: 1994-07-26

Abstract

(57)【要約】【目的】帯電ローラの表面に凹凸や抵抗値むらがあっ
ても均一帯電できる。【構成】帯電ローラの回転中心から感光体に下ろした
垂線をはさんで感光体移動上流側と下流側にそれぞれ１
個ずつ補助ローラを備え、補助ローラは帯電ローラと感
光体の両者に接触し、かつ帯電ローラと補助ローラの接
触部の摩擦抵抗は、帯電ローラと感光体の摩擦抵抗より
も大きくすることにより、帯電領域で帯電ローラと感光
体の移動方向が逆にする。【効果】帯電領域で帯電ローラと感光体が逆回転する
ので平均化効果で均一帯電可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真の感光体を所望
の電位に帯電する帯電装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真装置の低オゾン化が求め
られている。オゾンは空気中の放電で生じ、電子写真装
置では帯電および転写で主に生じている。従来より多く
用いられていたワイヤ電極を用いた帯電では多量のオゾ
ンが発生するため、それに代わる帯電方式としてローラ
状の帯電部材を感光体に接触させて帯電する装置が実用
化さている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら接触式の
ローラ帯電に直流電圧を印加する方法では、ローラ表面
の凹凸や抵抗の局所的なむらが帯電むらとなり、画像の
解像度が下がったり、非画像部に不要なトナーが飛び散
るいわゆるカブリが生じて、画像品位を低下させてい
た。ローラ表面を研磨して凹凸を少なくすれば帯電むら
も減少するが、表面研磨は工程的に時間がかかり、価格
も上昇する。また均一な抵抗値を有する表面層を形成す
るのも難しい。

【０００４】本発明は上記問題点に鑑み、ローラ表面の
粗さや抵抗むらに関係なく均一な帯電ができる帯電装置
を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の帯電装置は、１０⁶〜１０¹¹Ω cm の表面
抵抗を有するローラ状の帯電部材（以下、帯電ローラと
呼ぶこともある）と、帯電ローラの回転中心から感光体
表面に下ろした垂線をはさんで感光体移動の上流側およ
び下流側にそれぞれ１つずつ回転自在な補助ローラを備
え、上流側の補助ローラを補助ローラＡ、下流側の補助
ローラを補助ローラＢと名付けるとき、補助ローラＡま
たは補助ローラＢのうち少なくともどちらか一方は感光
体と帯電ローラの両方に接触し、帯電ローラは感光体と
接触していないかまたは接触してもその摩擦抵抗が補助
ローラＡと帯電ローラの間の摩擦抵抗ならびに補助ロー
ラＢと帯電ローラの間の摩擦抵抗の総和よりも小さくな
るように、帯電ローラと補助ローラＡおよび補助ローラ
Ｂの位置が保持される構成を備えたものである。

【０００６】

【作用】本発明は上記した構成によって、感光体の移動
とは逆方向に帯電ローラが回転するので、帯電時の平均
化作用により帯電ローラ表面の凹凸や抵抗むらによる帯
電むらが生じにくく、均一な帯電が可能となる。また、
帯電の生じる箇所（いわゆる帯電NIP）が補助ローラに
よって囲われているので、帯電時に生じるオゾンの外部
への漏れ量は少ない。

【０００７】

【実施例】以下本発明の一実施例の帯電装置について、
図面を参照しながら説明する。

【０００８】（第１の実施例）図１は本発明の第１の実
施例における帯電装置の断面図である。図１において、
１は帯電ローラ、４は感光体、帯電ローラ１の回転中心
から感光体４の表面に下ろした垂線をはさんで感光体移
動の上流側および下流側にそれぞれ補助ローラを備え、
２は上流側の補助ローラで補助ローラＡ、３は下流側の
補助ローラで補助ローラＢ、５は直流電源である。

【０００９】図１において感光体４は矢印方向に回転し
ている。帯電ローラ１と補助ローラＡおよびＢは回転軸
を中心に回転できるように支持されている。補助ローラ
ＡおよびＢは感光体４と帯電ローラ１に接触している。
帯電ローラ１は補助ローラＡ、Ｂと接触しているが、感
光体４とは微小の空隙をあけ離れている。この空隙は10
〜200μmが望ましい。帯電はこの空隙範囲内で生じる。
この構成により、補助ローラＡおよびＢは感光体４との
接触面で感光体４と同じ方向に回転するが、帯電ローラ
１は感光体４との近接点で感光体４とは逆方向に移動し
ている。帯電ローラ１の表面抵抗は１０⁶〜１０¹¹Ω c
m、また補助ローラＡおよびＢの表面抵抗も１０⁶〜１０
¹¹Ω cmの範囲が望ましい。それよりも小さい抵抗で
は、帯電ローラ１と感光体４、帯電ローラ１と補助ロー
ラＡまたはＢ、あるいは補助ローラＡまたはＢと感光体
４間で火花放電を生じやすくなり、またそれ以上の抵抗
では、電荷の移動が阻害され、安定した帯電ができな
い。

【００１０】感光体４を所望の電位Ｖ0に帯電するため
帯電ローラ１には直流電圧Ｖinを印加するが、Ｖinの値
は補助ローラに印加する電圧によって次のように変わ
る。ここに、帯電ローラ１と感光体４間の帯電開始電圧
をＶTH、補助ローラＡと帯電ローラ１間の帯電開始電圧
をＶ1A、補助ローラＢと帯電ローラ１間の帯電開始電圧
をＶ1B、補助ローラＡと感光体４間の帯電開始電圧をＶ
2A、補助ローラＢと感光体４間の帯電開始電圧をＶ2B、
とおくと、（１）補助ローラＡおよびＢが電気的にフロート状態
の場合が図１である。この場合、帯電ローラ１には次の
式で決まる電圧Ｖinを印加する。

【００１１】Ｖin＝Ｖ0＋ＶTH （２）図８に補助ローラＡおよび補助ローラＢが接地
されているの場合を示す。図８で記号１〜５は図１と同
じである。この場合、帯電ローラ１には次の式で決まる
電圧Ｖinを印加する。

【００１２】Ｖin＝Ｖ0＋ＶTH ただし｜Ｖin｜＜｜Ｖ1A｜かつ｜Ｖin｜＜｜Ｖ1B｜かつ
｜Ｖ0｜＜｜Ｖ2B｜となるようにする。

【００１３】もし｜Ｖin｜≧｜Ｖ1A｜の場合は、帯電ロ
ーラ１と補助ローラＡの間に余分な放電が生じ、また｜
Ｖin｜≧｜Ｖ1B｜の場合は、帯電ローラ１と補助ローラ
Ｂの間に余分な放電が生じ、また｜Ｖ0｜≧｜Ｖ2B｜の
場合は、感光体４と補助ローラＢの間に余分な放電が生
じ、所望の感光体電位が得られないことがある。

【００１４】（３）もし（２）の条件では所望のＶ0
が得られない場合は、補助ローラＡに電圧ＶA、補助ロ
ーラＢに電圧ＶBを印加する。図９に補助ローラＡおよ
びＢに電圧を印加する場合を示す。図９で記号１〜５は
図１と同じ、６と７は直流電源である。ただしＶAは、
Ｖin−Ｖ1A＜ＶA＜Ｖin＋Ｖ1A、かつＶBは、Ｖ0−Ｖ1B
＜ＶB＜Ｖ0＋Ｖ1Bなる範囲である。この時帯電ローラ１
に印加する電圧はＶin＝Ｖ0＋ＶTHである。

【００１５】これらの範囲外の電圧ＶAを補助ローラＡ
に印加すると、補助ローラＡと帯電ローラ１の間で余分
な放電が生じ、感光体４への安定した帯電が阻害され
る。同様に上記範囲外の電圧ＶBを補助ローラＢに印加
すると、補助ローラＢと帯電ローラ１の間で余分な放電
が生じ、安定した感光体４の帯電ができない。。

【００１６】（４）さらに補助ローラＡで、一旦感光
体４を所望の電位Ｖ0以上に帯電した後、帯電ローラ１
で除電することで感光体４の電位を所望のＶ0にする印
加方法も有効である。補助ローラＡにＶA＞Ｖ0＋Ｖ2A なる範囲の電圧を印加し、帯電ローラ１にはＶin＝Ｖ0−ＶTH を印加する。この印加方法の利点は、帯電前の感光体４
に余分な電荷が残留していても、感光体４を一旦過剰に
帯電したのちに均一に除電することで残留電荷の影響を
受けずに所望の電位に揃えることができる点である。一
次帯電は、感光体４の電位をＶ0以上にできるならば帯
電むらのある粗い帯電でも構わない。帯電の均一さは帯
電ローラ１の除電の均一さによって決まるからである。
本方法では、帯電ローラ１と感光体４の最近接の周速が
互いに逆方向になる機構なので、帯電ローラ１表面の凹
凸や抵抗むらが平均化され均一な除電が行なわれ、電位
むらなく所望のＶ0が得られる。

【００１７】この場合、帯電ローラ１と補助ローラＡの
長手方向の長さは、補助ローラＡ＜帯電ローラ１が望ましい。理由は後述する。

【００１８】（５）また帯電ローラ１で、一旦感光体
４を所望の電位Ｖ0以上に帯電した後、補助ローラＢで
除電することで感光体４電位をＶ0にする印加方法もあ
る。帯電ローラ１にＶin＞Ｖ0＋ＶTH なる範囲の電圧を印加し、補助ローラＢにはＶB＝Ｖ0−Ｖ2B を印加する。

【００１９】（４）および（５）では帯電ローラ１と補
助ローラＡ、Ｂの長さ関係を特定することが望ましい。
すなわち、帯電ローラ１と補助ローラＡおよびＢの長手
方向の長さ関係は、印加電圧の絶対値の小さいものほど
長く、かつ絶対値の大きい部材の長手方向を完全に包含
しておくことが望ましい。ローラ状の部材を帯電に使う
とき、その両端での帯電電位の絶対値が中央部よりも大
きくなりやすいことが知られている。長手方向にみて印
加電圧の絶対値が高い部材が低い部材に完全に含まれる
構成により、感光体４の帯電が徐々に行なわれ、感光体
４の中央部と両端部での帯電電圧の差が生じにくい。

【００２０】また一旦過剰に電位を感光体４にのせた
後、除電する印加方法においても除電部分が過剰帯電部
分を包含しているので、除電後に感光体４の両端の電位
が大きいということはない。したがって、印加方法が上
述の（４）の場合、帯電ローラ１と補助ローラＡ、Ｂの
長手方向の長さは、補助ローラＡ＜帯電ローラ１＜補助ローラＢが望ましい。図２に本発明の帯電装置の斜視図を示す。
図２で１０は支持側板で、帯電ローラ１、補助ローラＡ
および補助ローラＢ、感光体４の各回転中心軸を軸受け
１１を介して支えている。感光体４表面上の２本の点線
内が作画領域である。作画領域が帯電ローラ１の長手方
向より短いことは当然だが、さらに補助ローラＡまたは
Ｂの少なくともどちらか一方に電位を印加する場合は電
位を印加した補助ローラＡまたは補助ローラＢ（両方に
印加した場合は両方とも）より短くなければならない。
帯電ローラ１、補助ローラＡ、Ｂ、感光体４の各回転中
心軸を図に描くとやや煩雑なので、図３に中心軸を省略
して示す。矢印は回転方向を示している。このような長
さ関係の特定は、補助ローラＡまたはＢに電圧を印加し
ない場合には必ずしも必要ではない。

【００２１】以上のように、１０⁶〜１０¹¹Ω cm の表
面抵抗を有するローラ状の帯電部材と、帯電ローラ１の
回転中心から感光体４表面に下ろした垂線をはさんで感
光体移動の上流側および下流側にそれぞれ１つずつ回転
可能な補助ローラを備え、上流側の補助ローラを補助ロ
ーラＡ、下流側の補助ローラを補助ローラＢと名付ける
とき、補助ローラＡまたは補助ローラＢのうち少なくと
もどちらか一方は感光体４と帯電ローラ１の両方に接触
し、帯電ローラ１は感光体４と10〜200μmの空隙で離間
するように帯電ローラ１と補助ローラＡと補助ローラＢ
および感光体４の位置が保持される構成により、感光体
４と帯電ローラ１は帯電領域において逆方向に移動し、
帯電むらの原因である帯電ローラ１表面の凹凸や抵抗値
むらがあっても、感光体４の表面と対向する帯電ローラ
１表面は順次移動して平均化効果が働くので均一帯電が
可能となる。

【００２２】（第２の実施例）以下本発明の第２の実施
例について図面を参照しながら説明する。図４は本発明
の第２の実施例における帯電装置の断面図と側面図であ
る。図４において記号１から４は図１と同じ、１０は支
持側板、１１は軸受け、１２はバネ、１３はバネ受け、
１４はスライドガイド穴である。

【００２３】放電開始電圧が放電体と被放電体との空隙
距離で決まることはよく知られている。空隙距離は10〜
200μmが望ましいが、ひとたび設定した空隙距離を一定
に保つことが安定した帯電には必要である。帯電ローラ
１と感光体４のそれぞれの中心軸の距離を固定しても良
いが、環境の温度・湿度の変化で帯電ローラ１の直径が
変化することがある。この対策として帯電ローラ１を補
助ローラＡと補助ローラＢに一定の圧力で押し当て空隙
距離を一定にするのが第２の実施例である。すなわち、
帯電ローラ１の中心軸は、バネ受け１１を介してスライ
ドガイド１４内を上下移動可能である。感光体４と補助
ローラＡと補助ローラＢの間隔は支持側板１０で固定さ
れ、帯電ローラ１と感光体４の中心軸が互いに引きつけ
合うようにバネ１２の両端がバネ受け１３を介して、帯
電ローラ１の中心軸および感光体４の中心軸に取り付け
られている。バネ受け１３は中心軸が回転してもバネの
両端を少ない摩擦抵抗で保持できるように、例えばボー
ルベアリングが内蔵されていると良い。この構成によ
り、帯電ローラ１と感光体４の空隙距離は補助ローラＡ
と補助ローラＢの間隔によって決まり、帯電ローラ１の
直径の変化には影響されにくい。

【００２４】以上のように、補助ローラＡとＢの回転中
心軸は固定され、帯電ローラ１は感光体４方向に押し当
てられるようにバネなどの弾性体を帯電ローラの回転中
心軸に備え、１０⁶〜１０¹¹Ω cm の表面抵抗を有する
帯電ローラ１の回転中心から感光体４表面に下ろした垂
線をはさんで感光体移動の上流側および下流側にそれぞ
れ１つずつ１０⁶〜１０¹¹Ω cm の表面抵抗を有する補
助ローラＡ（上流側）と補助ローラＢ（下流側）を備
え、補助ローラＡおよび補助ローラＢは感光体と帯電ロ
ーラの両方に接触し、帯電ローラは感光体と最近接部の
空隙が10〜200μmに保持する構成によって、帯電ローラ
の直径が、経時的に変化したりまたは環境変化に応じて
変化しても空隙距離は一定のまま保持されるので、帯電
量は一定に保たれ、同時に感光体４と帯電ローラ１は帯
電領域において逆方向に移動し、帯電むらの原因である
帯電ローラ１表面の凹凸や抵抗値むらがあっても、感光
体４の表面と対向する帯電ローラ１表面は順次移動して
平均化効果が働くので均一帯電が可能となる。

【００２５】（第３の実施例）以下本発明の第３の実施
例について図面を参照しながら説明する。

【００２６】図７は本発明の第３の実施例における帯電
装置の断面図と側面図である。図７において記号１〜４
および１０、１１は図４と同じ、２１は空気ろ過フィル
タ、２２はフィルタホルダーである。図７は空気ろ過フ
ィルタを取り付けた例で、オゾンが帯電装置の外部へ漏
れるのを抑えるのが目的である。

【００２７】オゾンは人体に有害であることが知られ、
発生量の規制も強まっている。従来のローラ方式の帯電
では帯電面が開放された空気に直接暴露されていたた
め、帯電時に生じるオゾンが拡散され帯電装置外に漏れ
ていた。本発明によれば２本の補助ローラに閉ざされた
空間内で帯電が生じるため、発生したオゾンは外部に漏
れにくい。更に、外部の空気との通路であるローラ両側
の開口面にオゾン吸着剤やオゾン分解剤を含んだ空気ろ
過フィルタを取り付けるとオゾン低減の効果は上がる。
空気ろ過フィルタ周辺にファンを付けて換気を促進する
とよい。ファンは吸気よりも排気の方が、装置機内の気
流の乱れが少なく望ましい。

【００２８】以上のように、補助ローラＡと感光体で囲
われた空間の少なくともどちらか一方の側面にオゾン吸
着剤またはオゾン分解剤を含んだ空気ろ過フィルタ２１
を具備し、１０⁶〜１０¹¹Ω cm の表面抵抗を有する帯
電ローラ１の回転中心から感光体４表面に下ろした垂線
をはさんで感光体移動の上流側および下流側にそれぞれ
１つずつ補助ローラを備え、上流側の補助ローラを補助
ローラＡ、下流側の補助ローラを補助ローラＢと名付け
るとき、補助ローラＡまたは補助ローラＢのうち少なく
ともどちらか一方は感光体４と帯電ローラ１の両方に接
触し、帯電ローラ１は感光体４と10〜200μmの空隙で離
間するように帯電ローラ１と補助ローラＡと補助ローラ
Ｂおよび感光体４の位置が保持される構成により、感光
体４と帯電ローラ１は帯電領域において逆方向に移動
し、帯電むらの原因である帯電ローラ１表面の凹凸や抵
抗値むらがあっても、感光体４の表面と対向する帯電ロ
ーラ１表面は順次移動して平均化効果が働くので均一帯
電が可能となり、同時に発生したオゾンは補助ローラＡ
とＢで囲まれた空間内より外に出ることはなく、唯一の
空気の出入り口である空気ろ過フィルタ２１ではオゾン
は吸収または分解されるので帯電装置より外へオゾンが
漏れることはない。

【００２９】（第４の実施例）以下本発明の第４の実施
例について図面を参照しながら説明する。

【００３０】図５は本発明の第４の実施例における帯電
装置の断面図および側面図を示す。図５において記号１
〜１４は図４と同じである。図５は帯電ローラ１の回転
中心から感光体４表面に下ろした垂線をはさんで感光体
４移動の上流側に補助ローラＡを一個取り付けた場合
で、スライドガイド穴１４により帯電ローラ１の移動範
囲を線上に限定し、帯電ローラ１と補助ローラＡの接触
摩擦抵抗が帯電ローラ１と感光体４の接触摩擦抵抗より
も大きくなるように補助ローラＡの設置位置を決定す
る。電圧の印加方法は、図５のように感光体４の移動上
流側に補助ローラＡがある場合は第１の実施例で述べた
（１）、（２）、（３）、（４）のいずれかの方法を補
助ローラＢを除き補助ローラＡについてのみ適応した方
法がよい。以下に（１’）、（２’）、（３’）、
（４’）として示す。

【００３１】すなわち、感光体４を所望の電位Ｖ0に帯
電するため帯電ローラ１には直流電圧Ｖinを印加する
が、Ｖinの値は補助ローラに印加する電圧によって次の
ように変わる。ここに、帯電ローラ１と感光体４間の帯
電開始電圧をＶTH、補助ローラＡと帯電ローラ１間の帯
電開始電圧をＶ1A、補助ローラＡと感光体４間の帯電開
始電圧をＶ2Aとおくと、（１’）補助ローラＡが電気的にフロート状態の場合、
帯電ローラ１には次の式で決まる電圧Ｖinを印加する。

【００３２】Ｖin＝Ｖ0＋ＶTH （２’）補助ローラＡが接地されているの場合、帯電ロ
ーラ１には次の式で決まる電圧Ｖinを印加する。

【００３３】Ｖin＝Ｖ0＋ＶTH ただし｜Ｖin｜＜｜Ｖ1A｜となるようにする。もし｜Ｖ
in｜≧｜Ｖ1A｜の場合は、帯電ローラ１と補助ローラＡ
の間に余分な放電が生じ安定した帯電が得られないこと
がある。

【００３４】（３’）もし（２’）の条件では所望のＶ
0が得られない場合は、補助ローラＡに電圧ＶAを印加す
る。ただしＶAは、Ｖin−Ｖ1A＜ＶA＜Ｖin＋Ｖ1A なる
範囲である。これらの範囲外の電圧を補助ローラＡに印
加すると、補助ローラＡと帯電ローラ１の間で余分な放
電が生じ、感光体４への安定した帯電が阻害される。こ
の時帯電ローラ１に印加する電圧はＶin＝Ｖ0＋ＶTHで
ある。

【００３５】（４’）さらに補助ローラＡで、一旦感
光体４を所望の電位Ｖ0以上に帯電した後、帯電ローラ
１で除電することで感光体４の電位を所望のＶ0にする
印加方法も有効である。補助ローラＡにＶA＞Ｖ0＋Ｖ2A なる範囲の電圧を印加し、帯電ローラ１にはＶin＝Ｖ0−ＶTH を印加する。この印加方法の利点は、帯電前の感光体４
に余分な電荷が残留していても、感光体４を一旦過剰に
帯電したのちに均一に除電することで残留電荷の影響を
受けずに所望の電位に揃えることができる点である。一
次帯電は、感光体４の電位をＶ0以上にできるならば帯
電むらのある粗い帯電でも構わない。帯電の均一さは帯
電ローラ１の除電の均一さによって決まるからである。
本方法では、帯電ローラ１と感光体４の最近接の周速が
互いに逆方向になる機構なので、帯電ローラ１表面の凹
凸や抵抗むらが平均化され均一な除電が行なわれ、電位
むらなく所望のＶ0が得られる。

【００３６】この場合、帯電ローラ１と補助ローラＡの
長手方向の長さは、補助ローラＡ＜帯電ローラ１が望ましい。すなわち、帯電ローラ１と補助ローラＡの
長手方向の長さ関係は、印加電圧の絶対値の小さいもの
ほど長く、かつ絶対値の大きい部材の長手方向を完全に
包含しておくことが望ましい。ローラ状の部材を帯電に
使うとき、その両端での帯電電位の絶対値が中央部より
も大きくなりやすいことが知られている。長手方向にみ
て印加電圧の絶対値が高い部材が低い部材に完全に含ま
れる構成により、感光体４の帯電が徐々に行なわれ、感
光体４の中央部と両端部での帯電電圧の差が生じにく
い。

【００３７】また一旦過剰に電位を感光体４にのせた
後、除電する印加方法においても除電部分が過剰帯電部
分を包含しているので、除電後に感光体４の両端の電位
が大きいということはない。したがって、印加方法が上
述の（４’）の場合、帯電ローラ１と補助ローラＡの長
手方向の長さは、補助ローラＡ＜帯電ローラ１が望ましい。このような長さ関係の特定は、補助ローラ
Ａに電圧を印加しない場合には必ずしも必要ではない。

【００３８】以上のように、１０⁶〜１０¹¹Ω cmの表面
抵抗を有する帯電ローラ１と感光体４の最近接部からみ
て感光体移動の上流側に１０⁶〜１０¹¹Ω cm の表面抵
抗を有する回転可能な補助ローラＡを備え、補助ローラ
Ａの回転中心軸は固定され、帯電ローラ１は感光体４方
向にむかう直線上を動くようにスライド・ガイド１４を
介して支持側板１４と連結され、かつ帯電ローラ１の中
心軸が感光体４方向に押し当てられるような位置にバネ
１２を帯電ローラ１の回転中心軸に備え、補助ローラＡ
は感光体４と帯電ローラ１の両方に接触し、帯電ローラ
１は感光体４と最近接部の空隙が10〜200μmに保持する
構成によって、帯電ローラ１の直径が、経時的に変化し
たりまたは環境変化に応じて変化しても空隙距離は一定
のまま保持されるので、帯電量は一定に保たれ、同時に
感光体４と帯電ローラ１は帯電領域において逆方向に移
動し、帯電むらの原因である帯電ローラ１表面の凹凸や
抵抗値むらがあっても、感光体４の表面と対向する帯電
ローラ１表面は順次移動して平均化効果が働くので均一
帯電が可能となる。

【００３９】（第５の実施例）以下本発明の第５の実施
例について図面を参照しながら説明する。

【００４０】図６は本発明の第５の実施例における帯電
装置の断面図および側面図で、帯電ローラ１の回転中心
から感光体４表面に下ろした垂線をはさんで感光体４移
動の下流側に補助ローラＢを１個取り付けた場合であ
る。記号の１〜１４は図４と同じである。図６で、スラ
イドガイド穴１４により帯電ローラ１の移動範囲を線上
に限定し、帯電ローラ１と補助ローラＢの接触摩擦抵抗
が帯電ローラ１と感光体４の接触摩擦抵抗よりも大きく
なるように補助ローラＢの設置位置を決定する。電圧の
印加方法は、第１の実施例で述べた（１）、（２）、
（３）、（５）のいずれかの方法を補助ローラＡを除き
補助ローラＢにのみ適応した方法がよい。以下に
（１”）、（２”）、（３”）、（５”）として示す。
すなわち、感光体４を所望の電位Ｖ0に帯電するため帯
電ローラ１には直流電圧Ｖinを印加するが、Ｖinの値は
補助ローラに印加する電圧によって次のように変わる。
ここに、帯電ローラ１と感光体４間の帯電開始電圧をＶ
TH、補助ローラＢと帯電ローラ１間の帯電開始電圧をＶ
1B、補助ローラＢと感光体４間の帯電開始電圧をＶ2B、
とおくと、（１”）補助ローラＢが電気的にフロート状態の場
合、帯電ローラ１には次の式で決まる電圧Ｖinを印加す
る。

【００４１】Ｖin＝Ｖ0＋ＶTH （２”）補助ローラＢが接地されているの場合、帯電
ローラ１には次の式で決まる電圧Ｖinを印加する。

【００４２】Ｖin＝Ｖ0＋ＶTH ただし｜Ｖin｜＜｜Ｖ1B｜かつ｜Ｖ0｜＜｜Ｖ2B｜とな
るようにする。

【００４３】もし｜Ｖin｜≧｜Ｖ1B｜の場合は、帯電ロ
ーラ１と補助ローラＢの間に余分な放電が生じ、また｜
Ｖ0｜≧｜Ｖ2B｜の場合は、感光体４と補助ローラＢの
間に余分な放電が生じ、所望の感光体電位が得られない
ことがある。

【００４４】（３”）もし（２”）の条件では所望の
Ｖ0が得られない場合は、補助ローラＢに電圧ＶBを印加
する。ただしＶBは、Ｖ0−Ｖ1B＜ＶB＜Ｖ0＋Ｖ1Bなる範
囲である。この時帯電ローラ１に印加する電圧はＶin＝
Ｖ0＋ＶTHである。

【００４５】これらの範囲外の電圧ＶBを補助ローラＢ
に印加すると、補助ローラＢと帯電ローラ１の間で余分
な放電が生じ、安定した感光体４の帯電ができない。。

【００４６】（５”）また帯電ローラ１で、一旦感光
体４を所望の電位Ｖ0以上に帯電した後、補助ローラＢ
で除電することで感光体４電位をＶ0にする印加方法も
ある。補助ローラＢと感光体４の間の帯電開始電圧をＶ
4とするとき、帯電ローラ１にＶin＞Ｖ0＋ＶTH なる範囲の電圧を印加し、補助ローラＢにはＶB＝Ｖ0−Ｖ2B を印加する。

【００４７】（３”）および（５”）では帯電ローラ１
と補助ローラＡ、Ｂの長さ関係を特定することが望まし
い。すなわち、帯電ローラ１と補助ローラＡおよびＢの
長手方向の長さ関係は、印加電圧の絶対値の小さいもの
ほど長く、かつ絶対値の大きい部材の長手方向を完全に
包含しておくことが望ましい。ローラ状の部材を帯電に
使うとき、その両端での帯電電位の絶対値が中央部より
も大きくなりやすいことが知られている。長手方向にみ
て印加電圧の絶対値が高い部材が低い部材に完全に含ま
れる構成により、感光体４の帯電が徐々に行なわれ、感
光体４の中央部と両端部での帯電電圧の差が生じにく
い。

【００４８】また一旦過剰に電位を感光体４にのせた
後、除電する印加方法においても除電部分が過剰帯電部
分を包含しているので、除電後に感光体４の両端の電位
が大きいということはない。したがって、印加方法が上
述の（３”）、（５”）の場合、帯電ローラ１と補助ロ
ーラＢの長手方向の長さは、帯電ローラ１＜補助ローラＢが望ましい。

【００４９】以上のように、１０⁶〜１０¹¹Ω cm の表
面抵抗を有する帯電ローラ１と感光体４の最近接部から
みて感光体移動の下流側に１０⁶〜１０¹¹Ω cm の表面
抵抗を有する回転可能な補助ローラＢを備え、補助ロー
ラＢの回転中心軸は固定され、帯電ローラ１の中心軸は
感光体４方向にむかう直線上を動くようにスライド・ガ
イド１４を介して支持側板１４と連結され、かつ帯電ロ
ーラ１の中心軸が感光体４方向に押し当てられるような
位置にバネ１２を帯電ローラ１の回転中心軸に備え、補
助ローラＢは感光体４と帯電ローラ１の両方に接触し、
帯電ローラ１は感光体４と最近接部の空隙が10〜200μm
に保持する構成によって、帯電ローラ１の直径が、経時
的に変化したりまたは環境変化に応じて変化しても空隙
距離は一定のまま保持されるので、帯電量は一定に保た
れ、同時に感光体４と帯電ローラ１は帯電領域において
逆方向に移動し、帯電むらの原因である帯電ローラ１表
面の凹凸や抵抗値むらがあっても、感光体４の表面と対
向する帯電ローラ１表面は順次移動して平均化効果が働
くので均一帯電が可能となる。

【００５０】なお、第１および第２および第３の実施例
において帯電ローラと感光体には10〜200μmの空隙が望
ましいとしたが、帯電ローラと感光体が接触していて
も、帯電ローラと補助ローラＡの接触部の摩擦抵抗ｆ2
A、補助ローラＡと感光体の摩擦抵抗ｆ3A、帯電ローラ
と補助ローラＢの接触部の摩擦抵抗ｆ2B、補助ローラＢ
と感光体の摩擦抵抗ｆ3Bとすると、ｆ2A＝ｆ3A かつｆ2B＝ｆ3B を満足しつつ、ｆ1＜ｆ2A＋ｆ2B＝ｆ3A＋ｆ3B を満足するならば、帯電領域において帯電ローラと感光
体は逆方向に移動するので、帯電ローラと感光体が接触
していても構わない。

【００５１】また第４および第５の実施例で、帯電ロー
ラと感光体には10〜200μmの空隙が望ましいとしたが、
帯電ローラと感光体が接触していても、帯電ローラと感
光体の接触部の摩擦抵抗ｆ1と帯電ローラと補助ローラ
の接触部の摩擦抵抗ｆ2、補助ローラと感光体の摩擦抵
抗ｆ3を比較したとき、ｆ1＜ｆ2＝ｆ3を満たすならば、
帯電領域において帯電ローラと感光体は逆方向に移動す
るので、帯電ローラと感光体が接触していても構わな
い。

【００５２】また第２の実施例において、バネの代わり
にスポンジやゴムなど他の弾性体を用いてもよい。また
帯電ローラの中心軸に圧力をかけるのではなく、帯電ロ
ーラ表面全体をスポンジや弾性ブレードで押し当てる構
成にしても同じ効果が得られる。また図４ではバネの引
きつける力を利用しているが、帯電ローラ１と感光体４
が引きつけ合う力を発生するならばバネやスポンジやゴ
ムなどの弾性体の一端を帯電を帯電ローラ１の中心軸
に、他端を帯電ローラ１の中心軸からみて感光体４の中
心軸の反対側に取り付け、弾性体の押し出す力で両者を
引きつけ合うようにしても良い。

【００５３】また第３の実施例におけるオゾン吸着剤と
しては、二酸化マンガン（ＭｎＯ₂）、二酸化鉛（Ｐｂ
Ｏ₂）、酸化銅（ＣｕＯ）、微紛白金などが有効であ
る。

【００５４】

【発明の効果】以上のように本発明は、１０⁶〜１０¹¹
Ω cm の表面抵抗を有するローラ状の帯電部材と、帯
電ローラの回転中心から感光体表面に下ろした垂線をは
さんで感光体移動の上流側および下流側にそれぞれ１つ
ずつ１０⁶〜１０¹¹Ω cm の表面抵抗を有する補助ロー
ラを備え、上流側の補助ローラを補助ローラＡ、下流側
の補助ローラを補助ローラＢと名付けるとき、補助ロー
ラＡまたは補助ローラＢのうち少なくともどちらか一方
は感光体と帯電ローラの両方に接触し、帯電ローラは感
光体と接触していないかまたは接触してもその摩擦抵抗
が補助ローラＡと帯電ローラの間の摩擦抵抗ならびに補
助ローラＢと帯電ローラの間の摩擦抵抗の総和よりも小
さくなるように、帯電ローラと補助ローラＡおよび補助
ローラＢの位置が保持されていることにより、帯電ロー
ラの表面の凹凸や抵抗値むらに影響されずに感光体を均
一に帯電することができる。また帯電ローラと感光体が
非接触または弱い接触なので、長期使用でも帯電ローラ
に傷がつきにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における帯電装置の断面
図

【図２】同実施例における動作説明のための帯電装置の
斜視図

【図３】同実施例における動作説明のための帯電装置の
斜視図

【図４】本発明の第２の実施例における帯電装置の断面
図と側面図

【図５】本発明の第４の実施例における帯電装置の断面
図と側面図

【図６】本発明の第４の実施例における帯電装置の断面
図と側面図

【図７】本発明の第３の実施例における帯電装置の断面
図と側面図

【図８】本発明の第１の実施例における帯電装置の断面
図

【図９】本発明の第１の実施例における帯電装置の断面
図

【符号の説明】

１帯電ローラ２補助ローラＡ３補助ローラＢ４感光体１０支持側板１２バネ１４スライドガイド穴２１空気ろ過フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者仲昭行大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者山村敏記大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１０⁶〜１０¹¹Ω cm の表面抵抗を有する
ローラ状の帯電部材（以下、帯電ローラと呼ぶこともあ
る）と、帯電ローラの回転中心から感光体表面に下ろし
た垂線をはさんで感光体移動の上流側および下流側にそ
れぞれ１つずつ１０⁶〜１０¹¹Ω cm の表面抵抗を有す
る回転自在な補助ローラを備え、上流側の補助ローラを
補助ローラＡ、下流側の補助ローラを補助ローラＢと名
付けるとき、補助ローラＡまたは補助ローラＢのうち少
なくともどちらか一方は感光体と帯電ローラの両方に接
触し、帯電ローラは感光体と接触していないかまたは接
触しても帯電ローラと感光体の接触部の摩擦抵抗をｆ
1、帯電ローラと補助ローラＡの接触部の摩擦抵抗をｆ2
A、補助ローラＡと感光体の摩擦抵抗をｆ3A、帯電ロー
ラと補助ローラＢの接触部の摩擦抵抗をｆ2B、補助ロー
ラＢと感光体の摩擦抵抗をｆ3Bとすると、ｆ2A＝ｆ3A かつｆ2B＝ｆ3B を満足しつつ、ｆ1＜ｆ2A＋ｆ2B＝ｆ3A＋ｆ3B を満足するように接触するように帯電ローラと補助ロー
ラＡと補助ローラＢおよび感光体の位置が保持されてい
ることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】補助ローラＡと補助ローラＢは電気的にフ
ロートしていることを特徴とする請求項１記載の帯電装
置。
【請求項３】補助ローラＡと補助ローラＢは接地されて
いることを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
【請求項４】帯電ローラと補助ローラＡの間の帯電開始
電圧をＶ1、帯電ローラへの直流印加電圧をＶinとする
とき、補助ローラＡに印加する電圧ＶAは、Ｖin−Ｖ1＜
ＶA＜Ｖin＋Ｖ1であることを特徴とする請求項１記載の
帯電装置。
【請求項５】帯電ローラと補助ローラＢの間の帯電開始
電圧をＶ2、帯電ローラへの直流印加電圧をＶinとする
とき、補助ローラＢに印加する電圧ＶBは、Ｖin−Ｖ1＜
ＶB＜Ｖin＋Ｖ1であることを特徴とする請求項１記載の
帯電装置。
【請求項６】帯電ローラと補助ローラＡの間の帯電開始
電圧をＶ1、帯電ローラと補助ローラＢの間の帯電開始
電圧をＶ2、帯電ローラへの直流印加電圧をＶinとする
とき、補助ローラＡに印加する電圧ＶAは、Ｖin−Ｖ1＜
ＶA＜Ｖin＋Ｖ1、かつ補助ローラＢに印加する電圧ＶB
は、Ｖin−Ｖ2＜ＶB＜Ｖin＋Ｖ2であることを特徴とす
る請求項１記載の帯電装置。
【請求項７】補助ローラＡと感光体の間の帯電開始電圧
をＶ3、帯電ローラと感光体の間の帯電開始電圧をＶT
H、帯電ローラに印加する電圧をＶinとするとき補助ロ
ーラＡに印加する電圧ＶAは、ＶA≧Ｖin＋ＶTH＋Ｖ3で
あることを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
【請求項８】補助ローラＢと感光体の間の帯電開始電圧
をＶ4、帯電ローラと感光体の間の帯電開始電圧をＶT
H、帯電ローラに印加する電圧をＶinとするとき補助ロ
ーラＢに印加する電圧ＶBは、ＶB≦Ｖin−ＶTH−Ｖ4で
あることを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
【請求項９】補助ローラＡと補助ローラＢと感光体と帯
電ローラで囲われた空間の左右両端の少なくとも少なく
ともどちらか一方の開口部にオゾン吸着剤またはオゾン
分解剤を含んだ空気ろ過フィルタを具備することを特徴
とする請求項１記載の帯電装置。
【請求項１０】補助ローラＡと補助ローラＢの距離は一
定に保持し、帯電ローラと感光体とが互いに引き合う方
向の圧力成分を生じさせるようにバネ、ゴム、スポンジ
などの弾性体を帯電ローラと感光体の表面全体または表
面の一部または回転中心軸に備えたことを特徴とする請
求項１記載の帯電装置。
【請求項１１】１０⁶〜１０¹¹Ω cmの表面抵抗を有する
ローラ状の帯電部材（以下、帯電ローラと呼ぶこともあ
る）と、帯電ローラの回転中心から感光体表面に下ろし
た垂線をはさんで感光体移動の上流側に１０⁶〜１０¹¹
Ω cmの表面抵抗を有する回転自在な補助ローラを備
え、補助ローラは感光体と帯電ローラの両方に接触し、
帯電ローラは感光体と接触していないかまたは接触して
も帯電ローラと感光体の接触部の摩擦抵抗をｆ1、帯電
ローラと補助ローラの接触部の摩擦抵抗をｆ2、補助ロ
ーラと感光体の摩擦抵抗をｆ3とすると、ｆ2＝ｆ3 を満足しつつｆ1＜ｆ2 を満足するように、帯電ローラと補助ローラと感光体の
位置が保持されていることを特徴とする帯電装置。
【請求項１２】１０⁶〜１０¹¹Ω cmの表面抵抗を有する
ローラ状の帯電部材（以下、帯電ローラと呼ぶこともあ
る）と、帯電ローラの回転中心から感光体表面に下ろし
た垂線をはさんで感光体移動の下流側に１０⁶〜１０¹¹
Ω cmの表面抵抗を有する回転自在な補助ローラを備
え、補助ローラは感光体と帯電ローラの両方に接触し、
帯電ローラは感光体と接触していないかまたは接触して
も帯電ローラと感光体の接触部の摩擦抵抗をｆ1、帯電
ローラと補助ローラの接触部の摩擦抵抗をｆ2、補助ロ
ーラと感光体の摩擦抵抗をｆ3とすると、ｆ2＝ｆ3 を満足しつつｆ1＜ｆ2 を満足するようにその摩擦抵抗が補助ローラと帯電ロー
ラの間の摩擦抵抗よりも小さくなるように、帯電ローラ
と補助ローラと感光体の位置が保持されていることを特
徴とする帯電装置。
【請求項１３】補助ローラは電気的にフロートしている
ことを特徴とする請求項１１および請求項１２記載の帯
電装置。
【請求項１４】補助ローラは接地されていることを特徴
とする請求項１１および請求項１２記載の帯電装置。
【請求項１５】帯電ローラと補助ローラの間の帯電開始
電圧をＶ5、帯電ローラへの直流印加電圧をＶinとする
とき、補助ローラに印加する電圧ＶAは、Ｖin−Ｖ5＜Ｖ
A＜Ｖin＋Ｖ5であることを特徴とする請求項１１および
請求項１２記載の帯電装置。
【請求項１６】補助ローラと感光体の間の帯電開始電圧
をＶ5、帯電ローラと感光体の間の帯電開始電圧をＶT
H、帯電ローラに印加する電圧をＶinとするとき補助ロ
ーラに印加する電圧ＶAは、ＶA≧Ｖin＋ＶTH＋Ｖ5であ
ることを特徴とする請求項１１記載の帯電装置。
【請求項１７】補助ローラと感光体の間の帯電開始電圧
をＶ6、帯電ローラと感光体の間の帯電開始電圧をＶT
H、帯電ローラに印加する電圧をＶinとするとき補助ロ
ーラに印加する電圧ＶBは、ＶB≦Ｖin−ＶTH−Ｖ6であ
ることを特徴とする請求項１２記載の帯電装置。
【請求項１８】補助ローラと感光体で囲われた空間の両
端の開口面の少なくともどちらか一方の開口面にオゾン
吸着剤またはオゾン分解剤を含んだ空気ろ過フィルタを
具備することを特徴とする請求項１１および請求項１２
記載の帯電装置。
【請求項１９】感光体の回転中心へ向かう線上を帯電ロ
ーラの中心軸が上下移動可能となるようにスライド・ガ
イドを帯電ローラの中心軸に取り付け、帯電ローラと感
光体が互いに引き合う方向に圧力成分を生じるようにバ
ネ、ゴム、スポンジなどの弾性体を帯電ローラの回転中
心軸に備えたことを特徴とする請求項１１および請求項
１２記載の帯電装置。
【請求項２０】帯電ローラと補助ローラＡおよび補助ロ
ーラＢのうち印加する電圧の絶対値が大きいものほどロ
ーラの長手方向の長さが短いことを特徴とする請求項１
記載の帯電装置。
【請求項２１】帯電ローラと補助ローラのうち印加する
電圧の絶対値が大きいものほどローラの長手方向の長さ
が短いことを特徴とする請求項１１および請求項１２お
よび請求項１６および請求項１７記載の帯電装置。