JPH07114244A - 帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 製造コストが高くなるのを防止しつつ、極めて簡単な構
成で接触型の帯電部材によって発生する振動音を抑制可
能な帯電装置を提供することを目的とする。 【構成】 像担持体の表面にロール状の帯電部材を接触
させ、このロール状帯電部材に電圧を印加して像担持体
の表面を帯電する帯電装置において、上記ロール状帯電
部材を像担持体の回転中心の鉛直方向に沿った略真上に
配置するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真複写機、レ
ーザービームプリンター、静電記録装置の等の画像形成
装置に使用される帯電装置に関し、より詳しくは、電子
写真感光体や静電記録誘電体等の像担持体に対して帯電
を行う帯電装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の帯電装置としては、シー
ルド部材の内側に長手方向に沿って放電ワイヤーを張設
し、この放電ワイヤーに高電圧を印加してコロナ放電を
発生させ、コロナ放電によって生成されるイオンにより
電子写真感光体や静電記録誘電体等の像担持体の表面に
帯電処理を施す、所謂コロトロンが広く使用されてい
る。このコロトロンは、像担持体等の表面を均一に帯電
する手段として有効な装置であるが、感光体を所定の表
面電位に帯電するためには数Ｋｖという高電圧を必要と
するため、コロナ放電によって空気中の酸素が反応して
オゾンが発生し、このオゾンの強い酸化作用によりゴム
部品や感光体等の劣化を引き起こすという問題点があ
る。そこで、上記コロトロンの場合には、コロナ放電に
よって発生するオゾンが、ゴム部品や感光体等の劣化を
引き起こすのを防止するため、コロナ放電によって発生
するオゾンが他のゴム部品や感光体等に接触するのを防
止するように、コロトロンの材料や形状に検討を加えた
り、オゾンを強制的に排気する排気ファンを設置するな
どの対策が必要となる。そのため、画像形成装置の構成
の複雑化等に伴う大幅なコスト高を招くという問題点を
有している。

【０００３】また、上記コロトロンの場合には、空気中
のゴミや画像形成装置の定着装置で使用される剥離用の
オイル等により放電ワイヤーが汚れるため、放電ムラに
起因する画像ムラが発生し易いので、ワイヤー清掃装置
を配設する必要があり、この点からも画像形成装置の構
成が複雑になるとともにコスト高を招くという問題点が
ある。

【０００４】そこで、このような問題点を有するコロト
ロンに代わる帯電装置として、バイアス電圧を印加した
ロールを感光体等の像担持体の表面に接触させることに
よって、感光体等の像担持体の表面を帯電するロール型
の帯電装置が、特にパーソナルコンピュータ等のプリン
タとして使用される小型の画像形成装置において注目さ
れてきている。

【０００５】このロール型の帯電装置は、均一な帯電処
理を目的として、ロール型帯電部材に対し直流電圧Ｖ_DC
と被帯電部材の帯電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧
Ｖ_PPを有する交流電圧Ｖ_ACを重畳したＶ_DC＋Ｖ_ACを印加
することを基本とする接触帯電方式あるいは装置であ
る。

【０００６】図５及び図６にこの接触帯電方式の帯電装
置を使用した画像形成装置の一例を示す。図において、
１００は感光体ドラム１０１に当接されたロール型帯電
部材である。このロール型帯電部材１００は、感光体ド
ラム１０１に対して平行に配置され、芯金１０２の両端
部を介して回転自在に図示しない軸受けによって支持さ
れている。また、上記ロール型帯電部材１００は、芯金
１０２の両端部に取付けられた加圧バネ１０３で感光体
ドラム１０１に押圧するように付勢され、感光体ドラム
１０１に対して所定の押圧力をもって圧接されており、
感光体ドラム１０１の回転に従動回転するようになって
いる。

【０００７】１０４はロール型帯電部材１００に対して
図示しない電圧印加電源から所定の電圧を印加するため
の電極としての板バネを示しており、この板バネ１０４
は、芯金１０２を通してロール型帯電部材１００に所定
の交流重畳直流電圧（Ｖ_DC＋Ｖ_AC）を印加するようにな
っている。

【０００８】そして、上記接触帯電方式の帯電装置は、
上記の如くロール型帯電部材１００に所定の電圧を印加
することにより、感光体ドラム１０１の表面を所望の電
位に一様に帯電するように構成されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の場合には、次のような問題点を有している。すなわ
ち、上記の如く帯電部材を直接感光体ドラム１０１の表
面に接触させる、ロール型帯電部材１００の場合には、
帯電音による騒音の発生という問題点があることが知ら
れている。この接触式の帯電装置においては、感光体ド
ラム１０１に当接させた帯電部材、この場合はロール型
帯電部材１００であるが、該ロール型帯電部材１００に
交流電圧成分を印加すると、ロール型帯電部材１００と
感光体ドラム１０１の間で交流電圧成分に起因する振動
音が発生する。この振動音の発生メカニズムは、特開平
４−８６６８２号公報に示されている。

【００１０】また、現在のプリンター等の画像形成装置
には、小型化が強く要請されており、ロール型帯電部材
１００も例えば芯金１０２の外径が６．０ｍｍ、ロール
型帯電部材１００の外径が１２．０ｍｍ、長さは短くて
も２３０ｍｍというように小型に設計されている。そし
て、このロール型帯電部材１００は、図６に示すよう
に、芯金１０２の両端をバネ１０３で押圧することによ
り、感光体ドラム１０１の表面に側方から圧接するよう
に構成されているため、ロール型帯電部材１００の硬度
が低い場合には、感光体ドラム１０１とロール型帯電部
材１００はよく密着するが、ロール型帯電部材１００の
耐久性や材質等を考慮すると、使用するロール型帯電部
材１００の硬度が高くなり、この場合には、図６に示す
ように、感光体ドラム１０１とロール型帯電部材１００
との間に隙間Ｇが発生する。このように、感光体ドラム
１０１とロール型帯電部材１００との間に隙間Ｇが発生
すると、この隙間Ｇが振動音を助長し、その隙間のムラ
がうなり音を発生させるという問題点があった。特に、
この感光体ドラム１０１とロール型帯電部材１００との
間に生じる隙間Ｇに起因するうなり音は、上述したパー
ソナルコンピュータ等のプリンタとして使用される小型
の画像形成装置において大きな問題点となっている。

【００１１】このように、感光体ドラム１０１とロール
型帯電部材１００との間に隙間Ｇが発生することによ
り、振動音が助長されるのを防止する対策として、ロー
ル型帯電部材１００の中央部の外径を大きくした太鼓状
のロール型帯電部材や、芯金１０２の中央部の外径を大
きくして剛性を高め、撓まないようにしたロール型帯電
部材を使用することが考えられる。しかし、これらのロ
ール型帯電部材１００は、ロールの外径加工や、芯金の
外径加工が難しく、製造コストが高くなるという新たな
問題点を有している。

【００１２】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、製造コストが高くなるのを防止しつつ、極めて
簡単な構成で接触型の帯電部材によって発生する振動音
を抑制可能な帯電装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明に係
る帯電装置は、像担持体の表面にロール状の帯電部材を
接触させ、このロール状帯電部材に電圧を印加して像担
持体の表面を帯電する帯電装置において、上記ロール状
帯電部材を像担持体の回転中心の鉛直方向に沿った略真
上に配置するように構成されている。

【００１４】

【作用】この発明に係る帯電装置においては、ロール型
帯電部材を像担持体の回転中心の鉛直方向に沿った略真
上に配置するように構成されているので、ロール型帯電
部材の両端部を加圧バネによって像担持体に押圧するこ
とにより、ロール状帯電部材を像担持体の表面に密着さ
せる必要がない。そのため、上記ロール型帯電部材は、
像担持体に対して撓むことがないので、ロール状帯電部
材と像担持体の間に隙間が発生するのを防止することが
でき、当該ロール状帯電部材と像担持体の間に生じる隙
間に起因するうなり音の発生を防止して騒音を抑制する
ことができる。

【００１５】

【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。

【００１６】図２はこの発明に係る帯電装置の一実施例
を適用し得る画像形成装置を示すものである。図２にお
いて、１は像担持体としての感光体ドラムを示すもので
あり、この感光体ドラム１としては、例えば有機光導電
体（ＯＰＣ）を用いたものが使用される。また、上記感
光体ドラム１は、図示しない駆動機構によって矢印方向
に所定のプロセススピードで回転駆動されるようになっ
ている。さらに、上記感光体ドラム１の表面は、後に詳
述するように、この発明の一実施例に係る帯電装置２に
よって、所定の電位に一様に帯電される。上記感光体ド
ラム１の外周には、帯電装置２のドラム回転方向下流側
に隣接して、ドラム表面に画像データに応じた露光を行
う固体走査型光書き込みヘッドとしてのＬＥＤヘッド３
が配置されている。なお、画像露光手段としては、ＬＥ
Ｄヘッド３以外にも、ライトレンズ系の露光装置やレー
ザービーム露光装置等任意の手段を用いても勿論よい。

【００１７】そして、上記のごとく一様に帯電された感
光体ドラム１の表面は、ＬＥＤヘッド３によって画像露
光が施されることにより、画像データに応じた静電潜像
が形成される。

【００１８】上記感光体ドラム１上に形成された静電潜
像は、図２に示すように、現像装置４の現像ロール５に
よって現像され、トナー像となる。また、上記感光体ド
ラム１上に形成されたトナー像は、図示しない用紙カセ
ットから供給される転写用紙６上に、転写ロール７の押
圧力によって転写同時定着される。

【００１９】なお、トナー像の転写工程が終了した感光
体ドラム１の表面は、クリーニングブレードを有するク
リーナー８によって残留トナーや紙粉等が除去され、次
の画像形成工程に備えるようになっている。

【００２０】図１はこの実施例に係る接触方式の帯電装
置の使用状態を示すものである。図において、１０は感
光体ドラム１に当接されたロール型帯電部材であり、こ
のロール型帯電部材１０は、感光体ドラム１に対して平
行に配置されている。このロール型帯電部材１０は、Ｓ
ＵＳ等からなる芯金１１の表面にゴム硬度７０°程度の
ＥＰＤＭ等の弾性体１２を所定の厚さに被覆して構成さ
れている。上記ロール型帯電部材１０としては、例え
ば、芯金１１の外径が６．０ｍｍ、ロール型帯電部材１
０の外径が１２．０ｍｍ、弾性体１２の長さが２３０ｍ
ｍのものが用いられる。

【００２１】また、上記ロール型帯電部材１０は、図１
（ｂ）に示すように、芯金１１の両端部が凹部１３ａを
有する平板状の軸受部材１３によって回転自在に支持さ
れているとともに、感光体ドラム１に対して自重で接触
しており、感光体ドラム１の回転に従動回転するように
なっている。

【００２２】さらに、上記ロール型帯電部材１０の芯金
１１には、図２に示すように、ロール型帯電部材１０に
対して図示しない電圧印加電源から所定の交流重畳直流
電圧を印加するための電極としての板バネ１４が接触し
ており、この板バネ１４から芯金１１を通してロール型
帯電部材１０に所定の電圧が印加される。

【００２３】そして、上記接触型の帯電装置２は、上記
の如くロール型帯電部材１０に所定の交流重畳直流電圧
を印加することにより、感光体ドラム１の表面を所望の
電位に一様に帯電するように構成されている。

【００２４】ところで、この実施例では、上記ロール状
帯電部材を像担持体の回転中心の鉛直方向に沿った略真
上に配置するように構成されている。

【００２５】すなわち、上記ロール型帯電部材１０は、
図１に示すように、感光体ドラム１の回転中心の鉛直方
向に沿った真上に配置されており、このロール型帯電部
材１０は、自重によって感光体ドラム１の表面に接触す
るようになっている。

【００２６】また、上記感光体ドラム１の周囲に配置さ
れるＬＥＤヘッド３、現像装置４、転写ロール７及びク
リーナー８等の画像形成部材は、ロール型帯電部材１０
が感光体ドラム１の回転中心の鉛直方向に沿った真上に
配置されているため、ＬＥＤヘッド３は、感光体ドラム
１の回転方向に沿ったロール型帯電部材１０の下流側で
あって、感光体ドラム１の斜め上方に、現像装置４は、
感光体ドラム１の側方に、転写ロール７は、感光体ドラ
ム１の下方に、クリーナーは、感光体ドラム１の側方に
それぞれ配置されている。

【００２７】このように、上記実施例に係る帯電装置に
おいては、図１に示すように、ロール型帯電部材１０を
感光体ドラム１の回転中心の鉛直方向に沿った真上に配
置し、このロール型帯電部材１０を自重によって感光体
ドラム１の表面に接触するように構成されているので、
ロール型帯電部材１０の両端部を加圧バネによって感光
体ドラム１の方向に押圧することによって、ロール状帯
電部材１０を感光体ドラム１の表面に密着させる必要が
ない。そのため、上記ロール型帯電部材１０は、感光体
ドラム１に対して撓むことがないので、ロール状帯電部
材１０と感光体ドラム１の間に隙間が発生するのを防止
することができ、当該ロール状帯電部材１０と感光体ド
ラム１の間に生じる隙間に起因するうなり音の発生を防
止して騒音を抑制することができる。また、上記ロール
型帯電部材１０には、うなり音が発生するのを防止する
ため、ロール型帯電部材１０の中央部の外径を大きくし
た太鼓状のロール型帯電部材や、芯金１１の中央部の外
径を大きくして剛性を高め、撓まないようにしたロール
型帯電部材を使用する必要がなく、ロールの外径加工
や、芯金の外径加工等を施す必要がないので、製造コス
トが高くなるのを防止することができる。

【００２８】次に、本発明者らは、上記実施例に係る帯
電装置の効果を確認するため、以下に示すような条件の
帯電装置２を試作して、振動音の音圧レベルを測定する
試験を行った。 （試験方法） ・感光体 φ３０ｍｍ有機感光体 ・プロセススピード ５６ｍｍ／ｓｅｃ ・ロール型帯電部材 φ１２ｍｍの弾性体（芯金は
φ６ｍｍのＳＵＳ）重量８０ｇ ・印加電圧 Ｖ_DC３５０Ｖ Ｖ_AC２００Ｈｚ−２００μＡ〜５００Ｈｚ−５００μＡ

【００２９】このような方法で試験した結果、従来のロ
ール型帯電装置に比べて帯電音の音圧レベルは、６０ｄ
Ｂ〜７０ｄＢのものが４８ｄＢ〜５８ｄＢに減少するこ
とがわかり、うなりの発生がなくなることがわかった。

【００３０】なお、この実施例では、ロール型帯電部材
１０を感光体ドラム１の回転中心の鉛直方向に沿った真
上に配置し、このロール型帯電部材１０を自重によって
感光体ドラム１の表面に接触するように構成されている
ので、ロール型帯電部材１０の芯金１１及び弾性体１２
の剛性を従来に比べて低くすることができ、このロール
型帯電部材１０の芯金１１及び弾性体１２として従来の
ものに比べて直径の小さなものを使用することが可能と
なり、さらにコストダウンや小型化を図ることができ
る。

【００３１】図３はこの発明の第２の実施例を示すもの
であり、前記実施例と同一の部分には同一の符号を付し
て説明すると、この第２の実施例では、ロール状帯電部
材を感光体ドラムの回転中心の鉛直方向に沿った真上に
配置し、さらにロール型帯電部材の両端に当該ロール型
帯電部材が変形しない程度の圧力の加圧バネを配置する
ように構成したものである。

【００３２】すなわち、上記ロール型帯電部材１０は、
図３に示すように、感光体ドラム１の回転中心の鉛直方
向に沿った真上に配置されており、芯金１１の両端部が
図示しない軸受によって回転自在に支持されているとと
もに、芯金１１の両端部に取付けられたロール型帯電部
材１０が変形しない程度の圧力の加圧バネ１５で感光体
ドラム１に押圧するように付勢され、感光体ドラム１に
対して自重に加えて所定の押圧力をもって圧接されてお
り、感光体ドラム１の回転に従動回転するようになって
いる。

【００３３】なお、上記ロール型帯電部材１０の芯金１
１の両端部を回転自在に支持するとともに、ロール型帯
電部材１０が変形しない程度の圧力の加圧バネ１３で感
光体ドラム１に圧接させる軸受部材２０としては、例え
ば、図４に示すように、ロール型帯電部材１０の芯金１
１を軸支する凹部２１を有し、この凹部２１の内面にロ
ール型帯電部材１０の芯金１１に通電可能なように導電
処理を施したものが用いられる。この軸受部材２０は、
上下方向に移動自在に支持されているとともに、加圧バ
ネ１５によって感光体ドラム１の中心に向けて付勢され
ている。

【００３４】このように構成することによって、ロール
型帯電部材１０と感光体ドラム１との密着を更に良くす
ることができ、うなり音等の発生をより一層効果的に防
止することができる。

【００３５】その他の構成及び作用は、前記実施例と同
様であるので、その説明を省略する。

【００３６】なお、前記実施例では、ロール型帯電部材
１０を感光体ドラム１の回転中心の鉛直方向に沿った真
上に配置した場合について説明したが、このロール型帯
電部材１０は、必ずしも感光体ドラム１の回転中心の鉛
直方向に沿った真上に配置する必要はなく、感光体ドラ
ム１の回転中心の鉛直方向に沿った真上からある程度ず
れた位置に配置しても勿論よい。

【００３７】

【発明の効果】この発明は、以上の構成及び作用よりな
るもので、製造コストが高くなるのを防止しつつ、極め
て簡単な構成で接触型の帯電部材によって発生する振動
音を抑制可能な帯電装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１（ａ）（ｂ）はこの発明に係る帯電装置
の一実施例をそれぞれ示す使用状態の正面図及び側面図
である。

【図２】 図２はこの発明に係る帯電装置の一実施例を
適用した画像形成装置を示す構成図である。

【図３】 図３（ａ）（ｂ）はこの発明に係る帯電装置
の第２の実施例をそれぞれ示す使用状態の正面図及び側
面図である。

【図４】 図４は同実施例に使用可能な軸受を示す構成
図である。

【図５】 図５は従来の帯電装置を適用した画像形成装
置を示す構成図である。

【図６】 図６は従来の帯電装置を示す使用状態の平面
図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム、２ 帯電装置、１０ ロール型帯電
部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体の表面にロール状の帯電部材を
   接触させ、このロール状帯電部材に電圧を印加して像担
   持体の表面を帯電する帯電装置において、上記ロール状
   帯電部材を像担持体の回転中心の鉛直方向に沿った略真
   上に配置したことを特徴とする帯電装置。