JPH0635293A

JPH0635293A - 帯電装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH0635293A
Application number: JP21201992A
Authority: JP
Inventors: Fumihiro Arataira; 文弘荒平; Takao Honda; 孝男本田; Takeo Yamamoto; 武男山本; Makoto Yanagida; 真柳田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-07-16
Filing date: 1992-07-16
Publication date: 1994-02-10

Abstract

(57)【要約】【目的】ドラムメモリ、ドラム破壊を防止し、長期にわ
たって高品質な画像を形成する。【構成】導電層１３ｂと表面層１３ｃとを有する帯電部
材１３を、感光ドラム１に当接させる。帯電部材１３に
直流電源１５を接続して、直流電圧を印加し、帯電部材
１３を介して感光ドラム１を帯電する。電源１５に制御
装置を備え、この制御装置によって、感光ドラム１の停
止時、スタンバイ時に当接面Ｓを介して感光ドラム１を
流れる電流値を０．１μＡ以下に抑える。これにより、
感光ドラム１における当接面Ｓにドラムメモリ、ドラム
破壊が発生することを防止し、これらに起因する感光ド
ラム１の帯電不良をなくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、レーザビーム
プリンタ等の画像形成装置に装着して好適な帯電装置及
びこれを装着した画像形成装置に係り、詳しくは感光体
等の被帯電体に接触させた帯電部材に電源によって直流
電圧を印加しこれによって被帯電体を帯電する帯電装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置は、
図９に図示するように、矢印Ｒ１方向に回転する感光ド
ラム（被帯電体）１を備え、その周囲に回転方向に沿っ
て順に帯電装置２をはじめとする各装置が配設されてい
る。

【０００３】帯電装置２によって、均一に帯電された感
光ドラム１は、露光手段３によって露光を受け、例えば
原稿等の画像情報に対応する静電潜像が形成される。こ
の感光ドラム１上の静電潜像は、次の現像装置５によっ
てトナー（現像剤）が付着されてトナー像となる。感光
ドラム１上のトナー像は、給紙カセット６から供給され
る転写材上に、転写装置７によって転写される。トナー
像の転写された転写材は、その後、定着装置９によって
トナー像が永久像として固着され、装置本体外部に排出
される。一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、クリ
ーニング装置１０によって残留トナーが除去され、つづ
いて前露光装置１１による前露光を受け、感光ドラム１
の帯電からはじまる次の画像形成プロセスに備える。

【０００４】上述の一連の画像形成プロセスのうちの帯
電プロセスにおいて、近時、感光ドラム１に帯電部材を
直接当接させる接触帯電装置２が提案され、実用化され
ている。接触帯電装置２は、帯電部材を感光ドラム１表
面に押圧接触させ、この帯電部材に電圧を印加すること
によって、感光ドラム１表面を所定の極性、電位に帯電
するものである。なお、この際、電源によって帯電部材
に印加される電圧としては、直流電圧や、直流電圧と交
流電圧との重畳電圧等がある。

【０００５】このような接触帯電装置２は、非接触式の
コロナ帯電装置と比較して、感光ドラム１等の被帯電体
に対し低い印加電圧での均一帯電が可能であり、また、
オゾンの発生が少ない等の利点を有し、耐久寿命の短い
低速機に多く搭載されている。このため帯電部材を印加
する電圧の電源には、小型でコストが安い複合電源が用
いられてきた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
複合電源によると、感光ドラム１を所定の電位に帯電さ
せるとき以外、つまり感光ドラム１が停止状態やスタン
バイ状態にあるときにおいても、帯電部材には、値は低
いながらも直流電圧の印加が続行される。

【０００７】この停止状態での電圧の印加は、耐久寿命
の短い低速機においては、それほど問題にならないが、
耐久寿命の長い高速機においては耐久が進むにつれて感
光ドラム１の膜厚が薄くなるため、感光ドラム１が停止
状態で長期間放置されると、感光ドラム１に流れる不要
な直流電流によって、帯電部材と感光ドラム１との当接
部にドラムメモリと呼ばれる細い帯状の帯電不良部分が
生じ、最終的な画像に感光ドラムの周長に対応する間隔
で転写材の左右方向に沿った何本かの帯状の画像不良が
形成されてしまう。この状態がさらに悪化すると、感光
ドラム１の表面が部分的に破壊して穴が開き、さらに画
像不良が進行する。さらに、交流電圧印加時の長期にわ
たる耐久による感光ドラム１へのトナーの固着いわゆる
“融着”による画像不良を防止するために、また帯電音
を低減するために直流電圧のみ印加して帯電させる接触
式帯電装置の場合、感光ドラム（被帯電体）１に同様の
電位を得るために印加する直流電圧が交流重畳電圧に比
べて約２倍になってしまう。このため複合電源の場合、
感光ドラム１の停止時、スタンバイ時に印加される電圧
も大きくなってしまい、ドラムメモリと呼ばれる帯電不
良や感光体の破壊が生じやすい。

【０００８】そこで、本発明は、停止状態、スタンバイ
状態にある感光ドラム等の被帯電体に流れる電流を所定
値以下に抑えることによって、ドラムメモリや感光ドラ
ムの破壊を防止し、長期にわたって、安定した高品質の
画像を形成するようにした帯電装置及び画像形成装置を
提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、帯電装置は、被帯電体に接
触させた帯電部材に、電源によって直流電圧を印加し、
前記被帯電体を帯電する帯電装置において、前記電源
が、前記帯電部材に印加する直流電圧を制御する制御手
段を有し、該制御手段によって、停止状態における前記
被帯電体に流れる電流が所定値以下となるように制御す
る、ことを特徴とする。

【００１０】この場合、前記所定値を０．１μＡとする
と好ましい。

【００１１】また、画像形成装置は、被帯電体と、該被
帯電体を帯電する請求項１または請求項２記載の帯電装
置と、該被帯電体を露光して静電潜像を形成する露光手
段と、該静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成
する現像装置と、該トナー像を転写材に転写する転写装
置とを備える、ことを特徴とする。

【００１２】

【作用】以上構成基づき、被帯電体の停止状態等におい
て、電源から被帯電体に流れる電流は、所定値以下に抑
えられているから、被帯電体と帯電装置とが長期間にわ
たって当接した場合であっても、画像形成に大きく影響
するようなドラムメモリ等が、被帯電体における帯電装
置との当接面に形成されることはない。したがって、長
期にわたって良好な画像形成を行うことが可能である。

【００１３】

【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。

【００１４】図１に、本発明に係る帯電装置と、この帯
電装置を装着した画像形成装置の概略を図示する。帯電
装置１２は、帯電部材１３と電源１５とを主要部材とし
て構成されている。帯電部材１３は、中心部を貫通する
芯金１３ａ、及びその周囲を被覆する導電層１３ｂを有
する。導電層１３ｂは、低硬度の部材、例えば、ポリウ
レタン、ポリエステル、ピリビニルアルコール等の樹脂
や、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ等のゴムによって形成されてい
る。また、これらの部材には、導電性の顔料として、カ
ーボンブラックやカーボングラファイト、酸化チタン、
酸化亜鉛等が適度に分散されている。導電層１３ｂは、
その外周面を表面層１３ｃによって覆われている。表面
層１３ｃは、画像形成領域部に対応する部分の抵抗値が
中程度（１０⁶ 〜１０¹⁰Ω）になるように形成されてい
る。この表面層１３ｃを構成する部材は、例えば、樹脂
としてのポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリ
エステル、シリコン、テフロン等の母材に、全体を中抵
抗に調整するためにカーボンブラックやカーボングラフ
ァイト、酸化チタン、酸化亜鉛等の導電層１３ｂのとき
と同様の導電性顔料を適宜添加させて形成する。なお、
表面層１３ｃの抵抗値が、１×１０⁶ Ω以下では、後述
の感光ドラムに損傷等が発生したときに、耐圧が出せず
に好ましくなく、また反対に、１×１０¹⁰Ω以上では、
電流が流れずに、帯電不良が発生するおそれがある。帯
電部材１３全体は円柱状に形成されて不図示の画像形成
装置本体に回転自在に支持されるとともに、中心の芯金
１３ａが直流電源１５に接続されている。直流電源１５
は、停止状態、スタンバイ状態にある感光ドラム１に対
し、帯電部材１３を介してこの感光ドラム１に流れる電
流値が所定値（ここでは、０．１μＡ）以下になるよう
に、電圧値を制御可能な電源であるものとする。

【００１５】帯電部材１３は、図１に示すように、被帯
電体としての感光ドラム１に押圧されている。感光ドラ
ム１は、帯電部材１３と同様に円柱状に形成されるとと
もに、その周囲に感光面が形成され、さらに不図示の画
像形成装置本体によって軸１ａを中心に矢印Ｒ１方向に
回転自在に支持されている。感光ドラム１の軸１ａと帯
電部材１３の芯金１３ａとは相互に平行に配置されてお
り、弾性を有する帯電部材１３を感光ドラム１に押圧す
ると、帯電部材１３の外周の一部が芯金１３ａに沿って
押し縮められ、両者の間には、芯金１３ａ及び軸１ａに
沿った細長い当接面Ｓが形成される。つまり、両者の当
接面Ｓは、それぞれの母線に沿って形成されることにな
る。感光ドラム１は、不図示の駆動機構によって矢印Ｒ
１方向に回転駆動され、積極的な回転機構を有しない帯
電部材１３は、感光ドラム１の回転によって、当接面Ｓ
を介して従動回転するようになっている。

【００１６】上述の帯電装置１２を備えた画像形成装置
を簡単に説明すると、感光ドラム１の周囲には、その回
転方向に沿って順に、帯電後の感光ドラム１の表面を例
えば原稿の画像情報に応じて露光し静電潜像を形成する
露光手段３、静電潜像にトナーを付着させてトナー像を
形成する現像装置５、給紙カセット６から供給された転
写材Ｐに感光ドラム１上のトナー像を転写する転写帯電
器７、転写後の感光ドラム１上の残留トナーを除去する
クリーニング装置１０、次の帯電に備え、感光ドラム１
上の電荷を除去する前露光装置１１が配設されている。
さらに転写帯電器７の下流側には、転写材Ｐ上に転写さ
れたトナー像を転写材Ｐに定着する定着装置９が配設さ
れている。

【００１７】次に、本発明を詳述する。

【００１８】図６に図するように、帯電部材１３（同図
では板状に図示している）を感光ドラム１に当接させ、
感光ドラム１を停止させた状態で帯電部材１３に電源１
５によって電圧を印加する。このとき、感光ドラム１に
流れる電流（以下「ドラム電流」という）を、電流計１
６によって測定する。帯電部材１３を、図１のように、
感光ドラム１に当接させて、両者の間に当接面Ｓを形成
する。この状態で、感光ドラム１側の当接面Ｓに形成さ
れるドラムメモリ、さらに、感光ドラム１の表面の感光
体の破壊について評価を行う。なお、感光体の破壊の評
価は、目視によって行った。

【００１９】上述の方法で、接触式帯電装置において、
ドラム電流が流れやすい、つまり感光体の表層の薄膜が
薄い８μｍの感光ドラム１を用い、印加電圧を変えたと
きの、印加時間とドラム電流との関係を図２に示す。こ
れによると、印加時間が長くなると、ドラム電流が多く
なること、また、印加電圧が−１００Ｖのときは、印加
時間の増加に対して、ドラム電流がほとんど変化しない
ことが分かる。なお、２４時間電圧を印加した場合、印
加電圧が−２００Ｖのときは、ドラムメモリが現れ、ま
た−３００Ｖ、−４００Ｖのときは、感光体の表層（Ｃ
Ｔ層）が破壊されたことが確認された。

【００２０】さらに、感光ドラム１に対する電圧の印加
を２４時間継続したときのドラム電流と、ドラムメモ
リ、感光体の相関図を図３に示す。

【００２１】図２、図３より、感光ドラム１に流れるド
ラム電流が０．１μＡ以下であれば、ドラムメモリ、感
光体の破壊等に基づく帯電不良は、生じないことが分か
る。

【００２２】また、今回は、接触帯電部材に導電性のロ
ール状の帯電部材１３を感光ドラム１に押し当てて、感
光ドラム１を帯電する帯電装置１２を選択したが、図２
に示す印加電圧とドラム電流との関係は、帯電部材１３
の形状、材質、感光ドラム１への接触方法、さらには感
光ドラム１の材質、表層膜厚によって変化するものの、
感光ドラム１への影響という点では、感光ドラム１に流
れる電流値によって決定される。

【００２３】以上のことより、電源１５として、感光ド
ラム１が停止状態、または、スタンバイ状態中のドラム
電流を検知し、その値が０．１μＡ以下になるような電
圧値にする制御が可能な電源を用いる必要がある。

【００２４】以下にさらに具体的な実施例を示す。〈実施例１〉導電層１３ｂとして、カーボンブラックを
分散させたＥＰＤＭを用い、ポリアメド樹脂であるトレ
ジン（ＥＦ−３０Ｔ、帝国化学）に、１０⁸ Ωの抵抗値
になるように酸化スズを分散させ、ディッピング方法に
て表面層１３ｃを形成させ、１５０℃、３０分間加熱乾
燥させて、帯電部材としての導電性ローラ１３を作製し
た。

【００２５】上記の導電性ローラ１３を図１に示す画像
形成装置の一次帯電器として、表層膜厚が８μｍの感光
ドラム１に押し当てて感光ドラム１全幅に均一に当接す
るように配置した。電源１５には、スタンバイ時にドラ
ム電流が０．１μＡ以下の直流電圧しか印加されないよ
うな制御装置を搭載したものを用い、３２℃、９０％湿
度の環境下でスタンバイ状態で放置した。

【００２６】上記の状態で、１０、２４、３６、４８時
間後に、印加電圧とドラム電流、ドラムメモリ、及び感
光ドラム１の破壊を調べた。結果を図４、図５、図７に
示す。〈実施例２〉スタンバイ時に、電源１５に、ドラム電流
が０．３μＡ以下の直流電圧しか印加されないような制
御装置を搭載した電源を用いた以外は、実施例１と同様
な評価を行った。結果を図４、図５、図７にまとめる。〈実施例３〉表層の膜厚が１６μｍ感光ドラム１にした
以外は、実施例１と同様な評価を行った。結果を図４、
図５、図７にまとめる。〈比較例１〉スタンバイ時に、電源１５に−３００Ｖの
直流電圧が出力され続ける電源を用いた以外は、実施例
１と同様な評価を行った。結果を図５、図８にまとめ
る。〈比較例２〉スタンバイ時に、電源１５に−５００Ｖの
直流電圧が出力され続ける電源を用いた以外は、実施例
１と同様な評価を行った。結果を図５、図８にまとめ
る。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
帯電部材を被帯電体に接触させて被帯電体を帯電する帯
電装置において、帯電部材を介して停止時、スタンバイ
時に被帯電体に流れる電流値を所定値以下、例えば０．
１μＡ以下に抑える制御装置を有する電源を備えること
によって、被帯電体における帯電部材との接触面にドラ
ムメモリ、ドラム破壊等が発生するのを防止し、長期に
わたって安定した高品質な画像を形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る帯電装置と画像形成装置の概略を
示す縦断面図。

【図２】印加電圧を変えたときの、印加時間とドラム電
流との関係を示す図。

【図３】ドラム電流に対する、ドラムメモリ及びドラム
破壊を示す図。

【図４】スタンバイ時間と印加電圧との関係を示す図。

【図５】スタンバイ時間とドラム電流との関係を示す
図。

【図６】図ドラム電流の測定方法を示す図。

【図７】各スタンバイ時間における実施例１から実施例
３の評価を示す図。

【図８】各スタンバイ時間における比較例１と比較例２
の評価を示す図。

【図９】従来の帯電装置、画像形成装置の概略を示す縦
断面図。

【符号の説明】

１被帯電体（感光ドラム）３露光手段５現像装置７転写装置１２帯電装置１３帯電部材１５電源Ｐ転写材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柳田真東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被帯電体に接触させた帯電部材に、電源
によって直流電圧を印加し、前記被帯電体を帯電する帯
電装置において、前記電源が、前記帯電部材に印加する直流電圧を制御す
る制御手段を有し、該制御手段によって、停止状態にお
ける前記被帯電体に流れる電流が所定値以下となるよう
に制御する、ことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】前記所定値を０．１μＡとする、ことを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
【請求項３】被帯電体と、該被帯電体を帯電する請求項１または請求項２記載の帯
電装置と、該被帯電体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現
像装置と、該トナー像を転写材に転写する転写装置とを備える、ことを特徴とする画像形成装置。