JPH07199593A

JPH07199593A - 帯電方式、帯電装置、画像形成装置及び接触帯電部材の粗面化方法

Info

Publication number: JPH07199593A
Application number: JP33637093A
Authority: JP
Inventors: Akiyuki Naka; 昭行仲; Yoshio Umeda; 善雄梅田; Toshiki Yamamura; 敏記山村; Akira Kumon; 明九門; Seiichi Suzuki; 誠一鈴木; Jiyunichi Nawama; 潤一縄間; Hisanori Nagase; 久典長瀬
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-08-04

Abstract

(57)【要約】【目的】接触帯電部材による均一な帯電を実現し、帯
電部材の感光体への貼り付きの発生しない耐刷寿命の長
い画像形成装置を提供する。【構成】電位差を設け放電現象により被帯電体を帯電
させる接触帯電部材の前記被帯電体と前記帯電部材の接
触位置及びその近傍もしくは放電電荷の放出面の任意の
位置における凹凸の内、隣り合う凸部間の距離が１０〜
１００μｍの範囲で凹部深さが凸部間距離の３／４以下
であり、帯電部材の１０点平均表面粗さＲｚが３μｍ以
上の帯電装置、及びこれを用いた画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主に複写機やファクシミ
リ、プリンタ等の電子写真方式で画像を形成する画像形
成装置の帯電に関する。詳しくは被帯電体である光導電
性を有する感光体ドラムやエンドレスベルトの感光体を
接触帯電部材によって直接帯電を行う帯電方式、及び帯
電装置、及びこの帯電装置を備えた画像形成装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子写真装置において帯電装置と
いえば、タングステン等の細いワイヤーに高電圧を印加
し、その結果発生するコロナ放電を利用したコロトロン
帯電器、スコロトロン帯電器が一般的である。しかし近
年、酸化作用が強いため人体の呼吸器系に対して有害な
オゾンに対する規制も近年厳しくなってきたためオゾン
発生量の少ない帯電（オゾンレス帯電）が注目されてき
た。オゾンレス帯電の概念は古くから存在し、従来より
数多くの方式が提案されているがそれらは主に被帯電体
である感光体に導電性の帯電部材から直接電荷を供給す
ることで放電電流を極力減少させ、放電の際に発生する
オゾンの発生量を減少させるものであった。

【０００３】オゾンレス帯電の形態を簡単に分類する
と、例えば帯電部材に関してはファーブラシを用いた方
式（特開昭５６−１４７１５９号公報）、弾性ローラを
用いた方式（特公昭６２−１１３４３号公報）、固体放
電素子を用いた方式（特開昭６０−１６９８６３号公
報）等がある。また放電電界の形成方式については直流
電圧を帯電部材に印加する方式（特開昭５８−１９４０
６１号公報）、交流電圧と直流電圧を同時に印加する方
式（特開昭６３−１４９６６８号公報）があるしかし現
在実用化に至っているのは主に帯電部材に弾性ローラを
用い、交流電圧と直流電圧を同時にローラへ印加する帯
電方式である。ファーブラシを用いた場合には、感光体
とファーブラシの接触が不均一なため帯電が安定しな
い、ファーブラシの毛が経時的に劣化し、倒れや抜け、
異物付着による帯電ムラが発生する問題点があるからで
ある。

【０００４】弾性ローラを用いた場合には接触状態も均
一となり、経時的な変化も少なくファーブラシの有する
問題点を解決することが可能となる。しかし弾性ローラ
においても表面粗度、抵抗ムラ、異物付着を原因とする
帯電ムラが発生する。

【０００５】その対策として近年弾性ローラに直流電圧
に交流電圧を重畳することによって帯電ムラを目立ちに
くくする帯電方式を組み込んだ製品が市場に現れてき
た。

【０００６】しかし交流電圧を印加するために弾性ロー
ラと感光体ドラム（以後感光体と略す）間の空気が圧
縮、膨張を交流電圧の周波数で繰り返すために帯電音と
呼ばれる非常に不快な騒音を発生する。この帯電音は印
加電圧の周波数に依存した騒音を発生するために、人間
の可聴領域（２０〜２００００Ｈｚ、特に２００〜５０
００Ｈｚ）以外ならば問題とはならないが、例えばＡ４
縦送りの電子写真装置で評価を行うと４枚／分の画像形
成装置（感光体速度：２５ｍｍ／ｓ）ならば最低でも１
００Ｈｚ以上の交流電圧の印加が必要である。これ以下
の周波数の場合にはローラ軸に平行な横縞状の帯電ムラ
が発生し現像を行うと濃淡ムラが発生する。反対に３０
枚／分程度の装置（感光体速度：１９０ｍｍ／ｓ）なら
ば計算上では７５０Ｈｚ以上が必要となるが帯電音を考
慮すると少なくとも５０００Ｈｚ以上にする必要があ
る。しかし弾性ローラは通常ピンホールへのリークを考
慮し半導電性の材料で形成されるため、ローラ内部での
交流電圧の減衰が激しく非常に効率の悪いものとなる。
よって交流電圧を印加して帯電を行うことが可能な電子
写真装置は速度の点で非常に制約を受けることになる。
また交流電源の装置容積が大きく、コストが高いため小
型・低価格の電子写真装置を製品化する際の障害となっ
ている。

【０００７】それに対し直流電圧だけを弾性ローラに印
加した場合には、表面粗度、抵抗ムラの裕度は交流電圧
と直流電圧の同時印加より小さくはなるが、表面粗度、
抵抗ムラの管理を行うことによって、交流電圧印加の際
には実現困難な高速化にも容易に対応できるため汎用性
の高い帯電方式であると考えられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】接触帯電部材である半
導電性の弾性ローラに直流電圧を印加した帯電装置を電
子写真装置に組み込み画出しを行うことによって帯電均
一性を評価した。電子写真装置に用いられる感光体は有
機感光層をアルミニウム素管に塗布したもの（ドラム
径：φ３０、膜厚：２０μｍ）、現像は１成分磁性現像
剤を用いた反転現像（現像バイアス電圧Ｖ_B：−３５０
Ｖ）で行い、転写は帯電と同じく半導電性の弾性ローラ
を用いた。感光体の周速度は２５ｍｍ／ｓである。

【０００９】この際使用する帯電装置の仕様を簡単に列
挙すると、φ６の芯金に肉厚３ｍｍの導電処理を施した
ウレタンゴムのローラを形成したものを使用する。その
弾性ローラの芯金に直流電圧（Ｖ_C：−１１００Ｖ）を
印加する。帯電部材は感光体に対して所定の圧力で圧接
されており、感光体との摩擦力で従動する構成となって
いる。

【００１０】本電子写真装置を用いて様々な環境で画像
形成を行い帯電装置の評価を行った。まず常温常湿環
境：ＮＮ環境（室温：２０℃、湿度：５０％）において
は良好な画像が得られた。この時の感光層表面電位Ｖ₀
を測定すると−５５０Ｖであった。次に高温高湿環境：
ＨＨ環境（３３℃、８０％）において評価を行うと常温
常湿環境と同様に良好な画像が得られた。Ｖ₀は−５８
０Ｖであった。しかし低温低湿環境：ＬＬ環境（７℃、
２０％）において評価を行うと白地に小さな斑点状（直
径５０〜５００μｍ）の地かぶりが発生し、黒地には同
じく斑点状の白抜け（直径５０〜５００μｍ）が発生し
た。Ｖ₀は−５２０Ｖであった。

【００１１】これらの代表的な３つの環境におけるＶ₀
の測定値はあくまでも測定装置（表面電位測定装置：Ｔ
ＲＥＫ社製ｍｏｄｅｌ３４４）の分解能に依存するも
のであり約２０ｍｍ四方の面積の平均表面電位の値を示
すことになる。よってＬＬ環境で発生した地かぶりや白
抜けについての感光体上の電位ムラはどのような値とな
っているのか直接に測定することは不可能である。そこ
でＶ_Bを上下にシフトさせ地かぶりと白抜けの発生量の
変動で電位ムラの間接的な評価を行った。その結果Ｖ_B
の絶対値を上昇させると地かぶり、白抜けが共に減少
し、Ｖ_Bを低下させると地かぶり、白抜けが共に増加し
た。このことから電位ムラは平均的なＶ₀よりも過剰に
帯電された箇所に現像剤中の逆帯電したトナーが現像さ
れたものであることが明らかとなった。

【００１２】感光体と弾性ローラを接触させて行う直接
帯電は、接触領域で電荷の授受を行っているのではなく
接触領域近傍の微小空隙で空気の絶縁破壊を起こしなが
ら電荷の授受を行う。そのため弾性ローラ表面の凹凸に
よって放電現象に不均一が発生し帯電ムラが発生するの
である。そこで本発明者らは弾性ローラの表面粗度を変
化させ、画出しを行いながら表面粗度と帯電の均一性と
の関係を見い出した。

【００１３】すなわち弾性ローラ表面の凹凸の内、大き
なうねりとなって現れる凸部と凸部の距離が１００μｍ
以上、小さなうねりとなって現れる凸部と凸部の距離が
１０μｍ以下の凹凸は帯電ムラにはほとんど寄与せず、
凸部と凸部の距離が１０〜１００μｍの範囲でうねりが
強い程、詳しくは凹部の深さが凸部間距離の３／４以上
の場合に帯電ムラが発生するのである。

【００１４】弾性ローラの表面が平滑となり、すべての
表面において凹部の深さが凸部間距離の３／４以下の場
合には均一な帯電を実現することができる。しかし表面
が平滑過ぎると、もとより表面の平滑な感光体と弾性ロ
ーラの密着性が高まり貼り付きと呼ばれる現象が発生し
易くなる。この現象は特に弾性ローラの硬度が低下し、
表面のタック性が上昇する高温高湿環境で顕著となり、
強引に駆動すると、感光層の剥離や弾性ローラ表面の破
損を引き起こすことになる。感光層はセレン、アモルフ
ァスシリコン、酸化亜鉛等の無機感光層の場合には下地
の素管との密着性が高いので剥離に至ることは殆どない
が、有機感光層の場合、素管との密着性が低く、膜強度
も弱いので容易に剥離してしまう。そこで本発明者らは
弾性ローラの表面粗度を変化させ、ＨＨ環境において表
面粗度と貼り付きとの関係を見い出した。

【００１５】すなわち弾性ローラ表面の凹凸の内、大き
なうねりとなって現れる凸部と凸部の距離が１００μｍ
以上の範囲でうねりが強い程、詳しくは凹部の深さが凸
部間距離の３／１００以上の場合に貼り付くことはな
く、３／１００以下の場合には貼り付き易いくなる。

【００１６】よって弾性ローラの表面性に求められる性
能は、均一な帯電を実現するために凸部と凸部の距離が
１０〜１００μｍの範囲において凹部の深さが凸部間距
離の３／４以下となり、貼り付き防止のためには１０点
平均表面粗さＲｚが３μｍ（カットオフ値：０．８ｍ
ｍ）以上である。

【００１７】なおさらに好ましくは凸部と凸部の距離が
１５〜５０μｍの範囲において凹部の深さが凸部間距離
の１／２以下、１０点平均表面粗さＲｚが５μｍ（カッ
トオフ値：０．８ｍｍ）以上である。

【００１８】また本発明で使用される帯電部材は弾性ロ
ーラに限られるものではなく、ブレード、ブロック、ベ
ルトなどいずれの形状をとってもよく、画像形成装置の
仕様、性能に合わせて選択可能である。

【００１９】

【課題を解決するための手段】電位差を設け放電現象に
より被帯電体を帯電させる接触帯電部材の前記被帯電体
と前記帯電部材の接触位置及びその近傍もしくは放電電
荷の放出面の任意の位置における凹凸の内、隣り合う凸
部間の距離が１０〜１００μｍの範囲で凹部深さが凸部
間距離の３／４以下であり、１０点平均表面粗さが３μ
ｍ以上であることを特徴とする帯電方式である。

【００２０】及び、電位差を設け放電現象により被帯電
体を帯電させる接触帯電部材の前記被帯電体と前記帯電
部材の接触位置及びその近傍もしくは放電電荷の放出面
の任意の位置における凹凸の内、隣り合う凸部間の距離
が１０〜１００μｍの範囲で凹部深さが凸部間距離の３
／４以下であり、１０点平均表面粗さが３μｍ以上であ
ることを特徴とする帯電装置である。

【００２１】及び、電位差を設け放電現象により被帯電
体を帯電させる接触帯電部材の前記被帯電体と前記帯電
部材の接触位置及びその近傍もしくは放電電荷の放出面
の任意の位置における凹凸の内、隣り合う凸部間の距離
が１０〜１００μｍの範囲で凹部深さが凸部間距離の３
／４以下であり、１０点平均表面粗さが３μｍ以上であ
ることを特徴とする帯電装置を有する画像形成装置であ
る。

【００２２】

【作用】本発明は前記した構成により、帯電部材の表面
の凹凸の内、隣り合う凸部間の距離が１０〜１００μｍ
の範囲で凹部深さが凸部間距離の３／４以下とすること
で、被帯電部材と帯電部材の微小空隙間に異常放電の発
生を防止し均一な帯電を実現する。よって異常放電を原
因とする被帯電体表面の過剰帯電も発生しないので地か
ぶりや白抜けの画像異常も発生することなく常に良好な
画像を提供する。

【００２３】また同時に帯電部材の表面粗度が１０点平
均表面粗さで３μｍ以上とすることで、被帯電部材に対
する貼り付きを防止し、帯電部材及び被帯電部材表面が
破損することなく帯電装置及び本帯電装置を有する画像
形成装置の長寿命化を実現する。

【００２４】

【実施例】

（実施例１）図１は本発明の第１の実施例における画像
形成装置に用いられる接触帯電装置の概略構成図であ
る。図１において、１は半導電性の帯電ローラである。
帯電ローラ１はその表面に有機感光材料が塗布された感
光体２と接触し感光体２との摩擦力で従動回転する。

【００２５】帯電ローラの芯金１ａには放電電界を帯電
ローラ１と感光層２ａの微小空隙に形成させるための電
源３による負極性の直流電圧が印加されている。

【００２６】この時、帯電ローラ１は芯金１ａの外周に
半導電性のウレタンゴムから成る弾性層１ｂを被覆した
弾性ゴムローラを使用する。弾性層１ｂの体積抵抗値は
１０ ⁶〜１０¹²Ω・ｃｍ程度が好ましい。抵抗値が１０⁶
Ω・ｃｍ以下の場合、放電時の電荷供給能力が高過ぎる
ため、感光層２ａにピンホールもしくは打痕傷、摩耗傷
が存在した場合、感光層２ａの膜厚が低下しその結果、
感光層２ａの絶縁耐圧が低下し感光層２ａが絶縁破壊し
た際に過剰な電荷がピンホール等を通じてアース側に流
れ込み感光層２ａを破壊する。抵抗値が１０¹²Ω・ｃｍ
以上の場合、放電時の電荷供給能力が低過ぎるため、弾
性層１ｂで電圧降下が発生し芯金１ａに印加する電圧を
必要以上に高くする必要が生じる。印加電圧を高くする
と、効率が下がるだけでなく芯金１ａと不図示の電極と
の接点で放電が発生し帯電ローラ１への印加電圧値が変
動してしまい帯電が不安定となる。このときの電荷供給
能力とは、弾性層１ｂの内部の電子の移動度及び弾性層
１ｂの表面の電子放出のしやすさを便宜上定義した総称
であるが弾性層１ｂの組成物質によっては温湿度環境の
影響を受けやすい材質もあるので、この抵抗値の範囲は
その変化を含んだ値である。

【００２７】また弾性層１ｂのゴム硬度は接触という観
点からは当然のことながら低い方がよい。弾性層１ｂの
層厚、帯電ローラ１と感光ドラム２の曲率によっても変
化するので、少なくともゴム硬度が上昇する低温環境下
（接触帯電装置もしくは接触帯電装置を有する電子写真
装置の動作保証温度範囲内）で少なくとも帯電ローラ１
と感光体２の間に空隙が生じないゴム硬度であることが
必要である。

【００２８】帯電ローラ１と感光体２の間に空隙が生じ
ない条件について、この他帯電ローラ１の真直度、円筒
度、振れなどの形状精度についても空隙が生じない構成
及び加工が施されていることが必要である。

【００２９】次に帯電ローラ１の表面状態であるが、表
面を機械研磨によって表面の凸部間の距離が１０〜１０
０μｍの範囲で凹部の深さとＲｚがそれぞれ変わるよう
に研磨した。

【００３０】この帯電ローラ１を図３に示す画像形成装
置１０に装着し画出しを行った。画像形成装置１０の動
作を簡単に説明すると、周速度２５ｍｍ／ｓで回転する
感光体２に帯電ローラ１を両端加重をそれぞれ３００ｇ
ずつ付与し圧接させる。この時帯電ローラ１は摩擦力で
感光体２とほぼ等しい周速で従動回転を行う。帯電ロー
ラ１は芯金１ａの軸径φ６ｍｍ、半導電性のウレタンゴ
ムを肉厚を３ｍｍとして芯金１ａの外周にφ１２のロー
ル状に形成したものであり、ウレタンゴムのゴム硬度は
５０゜（ＪＩＳＡ）、体積抵抗値は１０⁸ Ω・ｃｍで
ある。

【００３１】まず図示されないコントローラから画像形
成装置１０に対して印字の信号が入力されると、帯電、
現像、転写、クリーニング、定着の各プロセスはイニシ
ャライズと呼ばれる初期慣らし運転を開始し、次にコン
トローラから送られてくる画像及び文字データの受信が
終了すると感光体２上での画像形成が開始される。感光
体２の画像形成領域において、帯電ローラ１には図示さ
れない電源により電圧が印加され感光体２の帯電が開始
される。

【００３２】感光体２はアルミニウム素管２ｂの表面に
有機感光層が塗布されたものを用い帯電極性はマイナス
である。従って接地されているアルミニウム素管２ｂに
対して、帯電ローラ１の芯金１ａには図示されない電源
によって−１１００Ｖの直流電圧が印加される。

【００３３】次にレーザスキャナユニット（以後、ＬＳ
Ｕと略す）１３から出射された画像及び文字データに基
づくレーザ光１３ａに露光されることによって、感光層
２ａ表面の電荷が選択的に除電され電位による画像パタ
ーン（以後、静電潜像と略す）が感光体２に形成され
る。

【００３４】図示されないマイナスに帯電した現像剤を
その容器内に保持する現像器１１によって、静電潜像に
現像剤を電界力で付着させることによって画像パターン
（以後、顕像と略す）が感光体２に形成される。

【００３５】一方、給紙カセット２０に収容された転写
用紙２４は給紙ローラ１９によって１枚ずつタイミング
ローラ１７まで給紙される。感光体２に形成された顕像
が転写ローラ１４の位置に到達するのとタイミングを合
わせてタイミングローラ１７と給紙ローラ１８は転写用
紙２４を感光体２と転写ローラ１４のニップ位置に送り
出す。

【００３６】感光体２と転写ローラ１４のニップ中で感
光体２の顕像は転写用紙２４に転写される。転写ローラ
１４には図示されない電源により＋２０００Ｖの直流電
圧が印加されている。転写電圧により感光体２から転写
ローラ１４の方向に転写電界が形成され、マイナスに帯
電した現像剤は感光体２から転写用紙２４に転写され
る。また転写電界により転写用紙２４の裏面にはプラス
の電荷が注入され感光体２から転写用紙２４が剥離した
後も現像剤は転写用紙２４上に保持されている。

【００３７】現像剤が転写された転写用紙２４は定着器
１２に搬送され、ヒートローラ１５と加圧ローラ１６に
より熱と圧力で転写用紙２４上に熱定着される。

【００３８】定着後の転写用紙２４は排紙トレイ２６へ
排出され一連の画像形成プロセスは完了する。

【００３９】なお転写されずに残留した感光体２上の現
像剤はクリーナ２５でクリーニングされ、感光体２の表
面は清浄な状態となる。

【００４０】クリーニングが終了し再び感光体２は帯電
位置程に戻ってきて以後この動作の繰り返しとなる。

【００４１】この画像形成装置１０を用いてＮＮ環境で
画出し評価を行った結果とＨＨ環境で貼り付き評価を行
った結果をまとめて第１表に示す。画像評価基準はカブ
リの未発生は○、実用上問題はないがわずかにカブリが
発生している場合は△、画像異常と認められるカブリの
発生を×とした。貼り付きについては貼り付きの未発生
は○、実用上問題はないがわずかに貼り付きが発生して
いる場合は△、貼り付きの発生を×とした。

【００４２】

【表１】

【００４３】以上の結果から、帯電ローラ１の隣り合う
凸部間において凸部間距離が１０μｍから１００μｍの
範囲での凹部深さを３／４以下に保つことで帯電の均一
性が確保されカブリは発生しない。またＲｚを３μｍ以
上に保つことで貼り付きも回避できる。

【００４４】凹部深さを３／４以下とＲｚを３μｍ以上
と互いに背反する条件のようであるが、実際にはＲｚの
値に有効に働くのは凸部間距離が１００μｍ以上の領域
であり、凸部間距離が小さくなるに従ってＲｚの値に影
響を与えなくなる。

【００４５】（実施例２）第２の実施例として、実施例
１の帯電ローラ１の代わりに半導電性の帯電ブレード５
を用いた接触帯電装置の概略構成図を図２に示す。

【００４６】帯電ブレード５は弾性を有しており導電性
のホルダ６にその一方の端部を固定されており、もう一
方の端部が感光体２に弾性接触している。ホルダ６には
放電電界を帯電ブレード５と感光層２ａの微小空隙に形
成させるための電源３による直流電圧が印加されてい
る。

【００４７】帯電ブレード５は実施例１で用いた半導電
のゴムを板状に成形し、その体積抵抗値は１０⁸ Ω・ｃ
ｍ、厚さ２ｍｍ、ホルダ６からの突き出し長さを１０ｍ
ｍとしたものである。

【００４８】また、図２においては帯電ブレード５と感
光体２の接触状態は食い込み方向であるが倣い方向とし
てもよい。倣い方向に圧接させることにより感光体２と
帯電ブレード５との摩擦力は低減し、クリーニングブレ
ードを感光体２に圧接した際に課題となる、スティック
スリッップ（ブレードの微小振動による接触むら、異音
の発生の原因）や、感光層２ａの摩耗の問題も低減する
ことが可能となる。

【００４９】この帯電ブレード５を用いて実施例１と同
様に画像評価と、貼り付き評価を行った。その結果を第
２表に示す。

【００５０】

【表２】

【００５１】このように、帯電ブレード５の凹部深さと
Ｒｚを本発明の条件内に保つことにより、実施例１と同
様に良好な画像が得られ、貼り付きも回避できる。

【００５２】実施例１で帯電ローラ１、実施例２では帯
電ブレード５による評価結果を示したが、帯電部材を帯
電ベルトもしくは帯電ブロックとしてもほぼ同様の効果
が得られる。

【００５３】（実施例３）第３の実施例として、実施例
１で用いた帯電ローラ１の表面にウレタン塗料を塗布し
た帯電ローラ１の模式的な断面図を図４に示す。

【００５４】実施例１では弾性層１ｂの表面を研磨にて
本発明の提示する条件の表面状態を実現したが、研磨工
程だけで本発明の提示する条件を満たすのは工程の管
理、加工条件の設定が非常に複雑となり１本当たりの加
工時間及び歩留まりの点で高価となり量産には不向きで
ある。そこで粗研磨を行った帯電ローラ１の表面に弾性
層１ｂの材質と同じくウレタン塗料を塗布し抵抗層１ｃ
を形成することで加工時間の短縮、歩留まりの向上及び
感光体２へのリーク防止の改善を図った。

【００５５】模式的に塗布面付近の拡大した断面図を図
５に示す。帯電ローラ１の下地部分には大きな凹凸と小
さな凹凸の複合した研磨加工による研磨傷が存在してい
る。その上に適度な膜厚を形成するようにウレタン塗料
を塗布すると、大きな凹凸に対しては抵抗層１ｃは倣っ
てしまうが、小さな凹凸に対しては凹部を埋め、凸部先
端を丸める効果があるために、異常放電の原因となる凸
部間距離が１０〜１００μｍの凹凸については平滑とな
り、貼り付き防止の効果のある凸部間距離が１００μｍ
以上の凹凸に関しては弾性層１ｂの表面形状が残ること
になる。

【００５６】よってウレタン塗料を塗布した帯電ローラ
１で実施例１と同様の画出し評価及び貼り付き評価を行
ったが、本発明の条件を満たす帯電ローラ１については
実施例１と同じ結果が得られた。

【００５７】本実施例において弾性層１ｂはウレタンゴ
ム、抵抗層１ｃはウレタン塗料を塗布としたが、この例
に限定されるものではなく、弾性層材料としてはシリコ
ーンゴム、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ、クロロプレンゴム等弾性
を有する材質のものであれば半導電の処理をした後に弾
性層１ｂとして用いることができる。、抵抗層材料とし
てはポリアミド、ポリエステル、フッ素樹脂、シリコー
ン樹脂、アクリル樹脂等の塗料化して抵抗層の形成でき
る材質のものであれば抵抗層１ｃとして用いることがで
きる。

【００５８】また本実施例においては帯電ローラ１の構
成についての例を示したが帯電ローラ１に限られること
はなく、ブレード、ベルト、ブロック形状の帯電部材に
ついても同様の性能が得られることは本発明の技術思想
から明らかである。

【００５９】（実施例４）第４の実施例として、実施例
３では弾性層１ｂの凹凸を抵抗層１ｃにより単純に平滑
化するだけであるが、弾性層１ｂ表面をある程度平滑に
した後抵抗層１ｃを被覆することにより自由な表面性を
実現することを可能とする例を簡単に説明する。

【００６０】抵抗層１ｃを塗布する前に弾性１ｂを揮発
性溶剤に浸漬し、弾性層１ｂを膨潤させ外径を拡大した
後に抵抗層１ｃを塗布し、次に弾性層１ｂ中の揮発性溶
剤が蒸発する前に抵抗層１ｃを乾燥し硬化させることに
より平滑な皮膜を形成する。その後、乾燥を継続すると
弾性層１ｂ内部の揮発性溶剤が蒸発し外径が元通りに収
縮する。その際弾性層１ｂに密着した抵抗層１ｃは弾性
層１ｂの収縮に引きずられるようにその平滑な皮膜が波
打つ様に圧縮される。実施例３と同様に帯電ローラ１の
模式的な断面図を図５に示す。

【００６１】帯電ローラ１の形状及び材質を実施例１と
同一なものとすれば、揮発性溶剤としてはウレタンゴム
を侵さないアルコール系やトルエン等を使用し、３０秒
から５分程度その溶剤の中に帯電ローラ１を浸漬した
後、ウレタン塗料を５〜５００μｍ程度、好ましくは１
０〜５０μｍの膜厚となるように塗布し乾燥させる。

【００６２】よって本実施例に基づいて作成した帯電ロ
ーラ１で実施例１と同様の画出し評価及び貼り付き評価
を行ったが、本発明の条件を満たす帯電ローラ１につい
ては実施例１と同じ結果が得られた。

【００６３】本実施例において弾性層１ｂはウレタンゴ
ム、抵抗層１ｃはウレタン塗料を塗布したが、この例に
限定されるものではなく、弾性層材料としてはシリコン
ゴム、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ、クロロプレンゴム等弾性を有
する材質のものであれば半導電の処理をした後に弾性層
１ｂとして用いることができる。、抵抗層材料としては
ポリアミド、ポリエステル、フッ素樹脂、シリコーン樹
脂、アクリル樹脂等の塗料化して抵抗層の形成できる材
質のものであれば抵抗層１ｃとして用いることができ
る。

【００６４】また本実施例においては帯電ローラ１の構
成についての例を示したが帯電ローラ１に限られること
はなく、ブレード、ベルト、ブロック形状の帯電部材に
ついても同様の性能が得られることは本発明の技術思想
から明らかである。

【００６５】（実施例５）画像形成装置１０の現像装置
内に磁性１成分の現像剤等を用いた場合のように、現像
剤中に逆帯電トナーが多く存在する場合、本特許に示さ
れる帯電装置を組み込んだ画像形成装置においても、特
にＬＬ環境で画出しを行うと転写後の用紙の白地部に横
筋状のカブリ、黒ポチカブリ及び黒ベタ部に白抜け等の
画像異常が発生することがある。これは感光層２ａの微
小な過剰帯電が原因であることが判明されている。

【００６６】第５の実施例として、上記の画像形成装置
１０に用いられる帯電装置の例を図６に示す。

【００６７】帯電ローラ１とドラム２の接触する直前の
上流側つまり接近領域に感光層２ａの帯電電位を除電す
るＬＥＤアレイ４による除電光を照射する。帯電ローラ
１からドラム２に向かって電荷が微小空隙を放電現象に
よって移動するが、ＬＥＤアレイ４による除電光によっ
て感光層２ａは見かけ上導電化しているため帯電ローラ
１とドラム２が接触するまで感光層２ａの表面には電荷
が蓄積されずに表面電位Ｖ₀＝０Ｖの状態を維持する。
次に接触領域においては空隙が存在しないため放電現象
は発生せず次の離間領域に移る。離間領域において徐々
に空隙が広くなるに従い、パッシェンの法則に従う空隙
距離と放電開始電圧との条件が満たされた瞬間から放電
は再開し感光層２ａ表面には電荷が蓄積されドラム２は
帯電する。

【００６８】よって本実施例によれば現像剤中に逆帯電
トナーが多く存在し、転写後の用紙の白地部に横筋状の
カブリ、黒ポチカブリ及び黒ベタ部に白抜け等の画像異
常が発生し易い画像形成装置においても均一な帯電が実
現し白地部の横筋状のカブリ、黒ポチ及び黒ベタ部に白
抜けが発生するといった画像異常は発生しない。。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の帯電方式
は、従来の高圧電源や多数の部品を必要とし複雑な構成
となるスコロトロン帯電器や、高価な交流電源を必要と
する従来の接触ローラ帯電装置に比べ、弾性ローラと低
電圧の直流電源だけで構成されるため低コストで実施が
可能となる。

【００７０】また、接触帯電部材による感光体の帯電を
実施する際に帯電部材の表面性能によって発生する帯電
の不均一による地カブリ、白抜けを防止し高品質の画像
を安定して供給する画像形成装置を提供することができ
る。

【００７１】その上、帯電部材と感光体の貼り付きを防
止し帯電部材及び感光体の耐刷寿命を長く保つことので
きる画像形成装置を提供することができる。

【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概略
構成図

【図２】本発明の第２の実施例における帯電装置の概略
構成図

【図３】本発明の第１の実施例における画像形成装置の
概略構成図

【図４】本発明の第３の実施例における帯電ローラの断
面図

【図５】本発明の第４の実施例における帯電ローラの断
面図

【図６】本発明の第５の実施例における帯電装置の概略
構成図

【符号の説明】

１帯電ローラ２感光体３直流電源４ＬＥＤ９帯電ブロック１０電子写真装置１１現像器１２定着器１３ＬＳＵ１３ａレーザ光１４転写ローラ２０給紙カセット２４転写用紙２５クリーナ

フロントページの続き (72)発明者九門明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)発明者鈴木誠一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)発明者縄間潤一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)発明者長瀬久典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】電位差を設け放電現象により被帯電体を帯
電させる接触帯電部材の前記被帯電体と前記帯電部材の
接触位置及びその近傍もしくは放電電荷の放出面の任意
の位置における凹凸の内、隣り合う凸部間の距離が１０
〜１００μｍの範囲で凹部深さが凸部間距離の３／４以
下であることを特徴とする帯電方式。
【請求項２】接触帯電部材表面の隣り合う凸部間の距離
が１５〜５０μｍの範囲で凹部深さが凸部間距離の１／
２以下であることを特徴とする請求項１に記載の帯電方
式。
【請求項３】帯電部材の１０点平均表面粗さＲｚが、Ｒｚ≧３μｍであることを特徴とする請求項１または２に項記載の帯
電方式。
【請求項４】電位差を設け放電現象により被帯電体を帯
電させる接触帯電部材の前記被帯電体と前記帯電部材の
接触位置及びその近傍もしくは放電電荷の放出面の任意
の位置における凹凸の内、隣り合う凸部間の距離が１０
〜１００μｍの範囲で凹部深さが凸部間距離の３／４以
下であることを特徴とする帯電装置。
【請求項５】接触帯電部材表面の隣り合う凸部間の距離
が１５〜５０μｍの範囲で凹部深さが凸部間距離の１／
２以下であることを特徴とする請求項４に記載の帯電装
置。
【請求項６】帯電部材の１０点平均表面粗さＲｚが、Ｒｚ≧３μｍであることを特徴とする請求項４または５に記載の帯電
装置。
【請求項７】帯電部材の形状がローラ、ブレード、ブロ
ック及びベルトで構成されたことを特徴とする請求項４
〜６にいずれかに記載の帯電装置。
【請求項８】電位差を設け放電現象により被帯電体を帯
電させる接触帯電部材の前記被帯電体と前記帯電部材の
接触位置及びその近傍もしくは放電電荷の放出面の任意
の位置における凹凸の内、隣り合う凸部間の距離が１０
〜１００μｍの範囲で凹部深さが凸部間距離の３／４以
下である帯電装置を有することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項９】接触帯電部材表面の隣り合う凸部間の距離
が１５〜５０μｍの範囲で凹部深さが凸部間距離の１／
２以下であることを特徴とする請求項８に記載の画像形
成装置。
【請求項１０】帯電部材の１０点平均表面粗さＲｚが、Ｒｚ≧３μｍであることを特徴とする請求項８または９に記載の画像
形成装置。
【請求項１１】被帯電体が有機感光体であることを特徴
とする請求項８または９または１０に記載の画像形成装
置。
【請求項１２】帯電部材に印加する印加電圧が直流電圧
であることを特徴とする請求項８から１１のいずれかに
記載の画像形成装置。
【請求項１３】弾性ゴムよりなる接触帯電部材を揮発性
溶剤で膨潤させ、抵抗層を塗布、乾燥した後に前記揮発
性溶剤を蒸発させることにより前記接触帯電部材の表面
を粗面化させることを特徴とする接触帯電部材の粗面化
方法。