JPH0720677A

JPH0720677A - 帯電装置

Info

Publication number: JPH0720677A
Application number: JP16088693A
Authority: JP
Inventors: Michihito Yamazaki; 道仁山崎; Tetsuya Sano; 哲也佐野; Hiroaki Ogata; 寛明緒方; Erika Asano; えりか浅野; Hiroki Kisu; 浩樹木須
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-01-24

Abstract

(57)【要約】【目的】帯電部材に交流電圧を印加することなく、帯
電部材や被帯電体の表面性の変化等に起因して生じる被
帯電体の帯電ムラを低減し均一帯電を行う。【構成】帯電部材２の被帯電体１との接触部もしくは
最近接部のうち、被帯電体移動方向において最も下流側
の点Ａから被帯電体移動方向下流側に向けて引いた接線
に対して前記帯電部材２は被帯電体１と同じ側に帯電面
を備えると共に帯電部材２に印加される電圧は直流電圧
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、電子写真式複写装置あ
るいはレーザービームプリンターのような画像形成装置
等に用いられる帯電装置に関し、特に像担持体のような
被帯電体に接触または近接して設けられた帯電部材を備
える帯電装置に関する。

【０００２】

【背景技術】接触帯電は、電圧を印加した帯電部材を被
帯電体に当接させて被帯電体に電荷を直接的に転移させ
て被帯電体面を所用の電位に帯電するもので、帯電装置
として従来より広く利用されている、ワイヤとシールド
を備えるコロナ放電装置に比べて、被帯電体面に所望の
電位を得るのに必要とされる印加電圧の低電圧化がはか
れること、帯電過程で発生するオゾン量がごく微量であ
りオゾン除去フィルターの必要性がなくなるというこ
と、そのため装置の排気系の構成が簡略化されること、
構成が簡単であること、等の長所を有している。

【０００３】そこで例えば、電子写真装置（複写機、レ
ーザービームプリンター）、静電記録装置等の画像形成
装置において、感光体、誘電体等の像担持体、その他の
被帯電体を帯電処理する手段としてコロナ放電装置に変
わるものとして注目され実用化されている。

【０００４】接触帯電の具体的方法としては、ローラー
状、ブレード状、あるいはブラシ状の帯電部材の一部あ
るいは全面を被帯電体に接触させ、これらの帯電部材に
対し直流もしくは交流重畳の直流バイアスを印加する事
によって被帯電体表面を均一帯電する手段等が考案され
ている。

【０００５】本出願人はこの接触帯電方法もしくは装置
に関して均一な帯電処理のため、交流重畳の直流バイア
スを導電性部材（接触帯電部材）に印加し、この導電性
部材を被帯電体に当接させて帯電を行う方式を先に提案
した（特開昭６３−１４９６６９号公報）。

【０００６】しかし、本発明者の実験及び考察による
と、特にローラーもしくはブレード状の帯電部材を被帯
電部材に接触させ、かつ交流重畳の直流バイアスを帯電
部材に印加して被帯電体の帯電を行う方法は、以下の問
題点を有している。１）交流トランスを必要とするため電源のコストアップ
となる。２）帯電部材に交流電圧が印加されるため、被帯電部材
との接触面近傍において帯電部材が振動し音が生じる。３）モアレ画像の発生。

【０００７】以下、特にモアレ画像についてその発生理
由を説明する。

【０００８】帯電部材に交流重畳の直流バイアスを印加
した場合、帯電部材と被帯電体間の帯電領域において、
帯電部材から被帯電体への放電、被帯電体から帯電部材
への再放電が繰り返されるため帯電電位は、帯電周波数
及び被帯電体表面移動速度に応じて直流バイアス値を中
心にして周期的に変動したものとなる。そのため感光体
移動方向に対し一定周期を持つ線画像をくり返し出力す
ると、線画の空間周波数と前記帯電電位変化の空間周波
数が干渉（うなり）を生じる場合がある。この干渉現象
が画像上にモアレ画像として現れる。

【０００９】このため基本的に、プリンターが出力可能
な線画の空間周波数と前記帯電電位の空間周波数が互い
に干渉しないように帯電周波数を選択する必要がある。
この値は高精細化及びプロセススピードを大きくした場
合にはそれに応じて大きくする必要がある。例えば、画
素密度が６００ｄｐｉでプロセススピードが８０ｍｍ／
ｓｅｃの場合は、帯電周波数を１ｋＨｚ以上にしなけれ
ばならず、この場合は前記帯電音が聴感上かなり耳障り
になるという問題がある。

【００１０】以上の問題点は、帯電に直流バイアスを用
いる事によって解決される。

【００１１】しかし、実際にローラーもしくはブレード
状の帯電部材を被帯電体に接触させたものに直流バイア
スを印加した場合、特に直径６０ｍｍ以下のドラム状の
被帯電体に均一で良好な帯電を行う事は困難である。こ
れは以下の理由によると考えられる。１）放電可能な領域において、両者の表面が互いに凸の
曲率を持つために帯電幅が１ｍｍ程度と狭い。このため
特に１工程前に行われた静電潜像を十分均一に再帯電出
来るだけの帯電時間が得られない。２）帯電幅が狭いため、帯電部材及び被帯電体の表面性
の変化（汚れ、傷、凹凸等）に起因する局部放電あるい
は雰囲気湿度の変化等で帯電ムラが生じ易い。

【００１２】

【発明の目的】本発明の目的は、被帯電体を均一に帯電
する帯電装置を提供することである。

【００１３】本発明の他の目的は、帯電部材や被帯電体
の表面性の変化等に起因して生じる帯電ムラを低減した
帯電装置を提供することである。

【００１４】本発明の他の目的は、帯電部材に交流電圧
を印加することなく被帯電体を帯電する帯電装置を提供
することである。

【００１５】

【発明の構成】本発明は被帯電体に接触、もしくは近接
するように設けられ、電圧が印加される帯電部材を有
し、被帯電体を帯電する帯電装置において、前記帯電部
材の被帯電体との接触部もしくは最近接部のうち、被帯
電体移動方向において最も下流側の点から被帯電体移動
方向下流側に向けて引いた接線に対して前記帯電部材
は、被帯電体と同じ側に帯電面を備えると共に前記電圧
は直流電圧であることを特徴とする。

【００１６】

【実施例】

（実施例１）図１に本発明の第１実施例である帯電部材
を適用した画像形成装置の要部を示す。像担持体である
ところの感光ドラム１は接地されたアルミシリンダーか
らなる導電性基体１−１と、有機感光層１−２を備え、
この感光ドラムは、図中Ｏ軸（０、０）を回転中心とし
ており、その半径はｒである。２はアルミニュウム製の
導電性の帯電部材であり、図中Ａ点（０、ｒ）を通る母
線において感光体表層と接している。本実施例は、前記
帯電部材が少なくとも部分的に曲率を有する放電面を有
し、該放電面の曲率中心が前記放電面で空間を２分した
際に感光体の曲率中心Ｏと同じ空間にある事を特徴とし
ている。本実施例において該帯電部材放電面はＯ′
（０、−ａ）を軸とする半径Ｒ＝ｒ＋ａの曲率を有して
いる。図中、θはＯＡを結んだ線を基準として感光体が
回転する角度（ｒａｄ）である。Ｐ（θ）は、角度θで
のドラム表面位置、ｇ＝（ｒθ）＝ｇ（ｘ）は、Ｐ
（θ）と該帯電部材放電面との距離を示す。

【００１７】３はバイアス電源であり、帯電部材に対し
−１２００Ｖの直流電圧を印加している。４は像露光の
為のレーザー光、５は現像スリーブである。６は転写
紙、７は転写ローラーであり、転写像は不図示の定着装
置によって定着される。また、感光体上に残留したトナ
ーは、クリーニングブレード８によって感光体上から除
去される。

【００１８】以下に、本実施例における帯電部材が感光
ドラム表面に対し放電する領域と帯電する電位をパッシ
ェン側から求める手順を示す（以下説明を簡単にするた
めＰ（θ）はＰと略す）。

【００１９】まず、本実施例において帯電部材の曲率は
一定であるから

【００２０】

【外１】

【００２１】以上の式に、ｒ＝１５ｍｍ，ａ＝５ｍｍを
代入し、円弧ＡＰの長さｒθ＝ｘに対しｇ（ｘ）をプロ
ットしたグラフを図２に示す。

【００２２】さらに、該帯電部材に対する印加電圧と前
記ｇ（ｘ）との関係から放電条件を求め、ｘ位置におけ
る感光体表面電位を計算した結果を図３に示す。以上か
ら、本実施例の帯電部材は感光体の移動方向に対し約１
０ｍｍの帯電幅を有することがわかる。

【００２３】これは、従来用いられているローラー形状
の接触帯電部材に比べると５倍以上の帯電幅を有してい
る。この為、直流電圧のみの印加によっても感光体表面
を十分均一に帯電する事が可能になる。実際、本実施例
に示した条件で表面速度が８０ｍｍ／ｓｅｃの感光体に
対し従来の帯電方式に劣らない良好な帯電を行う事が出
来た。

【００２４】以上、本構成によって交流バイアスを帯電
部材に印加していた際に問題となっていた帯電音やモア
レの発生を解決する事が可能となる。また帯電部材自体
の構成がシンプルなために部材自体のコストダウン、さ
らには交流トランスや定電流制御回路等が不要となるた
めに帯電装置として大幅なコストダウンが可能になる。

【００２５】（実施例２）図４は、帯電部材の第２実施
例を適用した画像形成装置の要部を示す。本実施例は、
帯電部材２はアルミニュウムなどからなる導電性部材２
１と、放電面に形成された高抵抗層２０を備える事を特
徴とする。このため、感光体表層にピンホール等の欠陥
が在っても、この部分に過大電流が流れ、電圧降下する
事による母線方向の帯電不良は生じなくなる。

【００２６】前記高抵抗層の条件としては、体積固有抵
抗率が１×１０⁸〜１×１０¹⁰（Ω・ｃｍ）、層厚が１
０〜８０（μｍ）の範囲に設定する事により、前記ピン
ホールに対するリーク防止および放電を生じさせる電界
形成に対し良好な結果が得られた。

【００２７】該高抵抗層は、フェノール等の熱硬化性樹
脂中にカーボン等の導電粒子を分散させた材料の塗布、
あるいはナイロン系、セルロース系等の樹脂材料をフィ
ルム状に成形しテーピングする等の手段によって形成可
能である。

【００２８】本構成により、均一帯電を行う際に感光体
の表面性（感光層の塗布ムラ、ブツ、傷等）に対する許
容度が広がる。特に、帯電部材をそのまま感光体表面に
対し突き当てる事によって放電面と感光体表面との位置
出しを行ってもピンホールリークが生じないため、帯電
器の構成が簡単になりコストが下がる利点がある。

【００２９】図５は、帯電部材をプロセスカートリッジ
に適用した場合を示す。ここでプロセスカートリッジと
は、一般に帯電手段、現像手段、またはクリーニング手
段と感光体とを一体的にカートリッジ化し、これを画像
形成装置本体に対し着脱可能としたものである。感光
体、現像剤に代表される消耗品をカートリッジとして一
体化して、ユーザーが容易に交換できるようにする事に
より、基本的にメンテナンスフリーの画像形成装置が提
供できるようになる。

【００３０】カートリッジの箱体２０内の一方側にシャ
ッター１１により保護された感光ドラム１が配設され、
該シャッター１１はカートリッジを画像形成装置本体内
に組み込む事により開いて、該感光ドラム１に面した開
口部に画像転写部が形成されるようになっている。

【００３１】帯電部材２は、図中クリーニングブレード
８に対し感光ドラムの回転方向下流側に設置されてい
る。感光ドラム表面は帯電部材により均一帯電された
後、レーザー光４により静電潜像が形成される。この静
電潜像は、現像装置５０によって現像され、その顕画像
は不図示の転写ローラーによって転写紙上に転写された
後不図示の定着装置により定着される。該現像装置は、
プロセスカートリッジ箱体の下方に組み込まれており、
現像スリーブ５、現像剤塗布ブレード５５及び１成分現
像剤５１を有している。

【００３２】このように、上述した形状の帯電部材を用
いれば、帯電音やモアレが無く構成もシンプルで低コス
トのプロセスカートリッジを提供する事が可能になる。

【００３３】なお、帯電部材は被帯電体である感光体に
対して微小間隙を介して非接触とすることもできるが、
帯電域を十分大きくするために帯電部材の被帯電体との
近接部（もしくは接触部）のうち、被帯電体移動方向に
おいて最下流側の点から被帯電体移動方向下流側に向け
て引いた接線に対して帯電部材は、被帯電体と同じ側に
帯電面を備えることが必要である。

【００３４】なお、帯電部材は像担持体として感光ドラ
ムを用いた画像形成装置に限るものではなく、フィルム
状感光体や絶縁ドラムもその効果を十分発揮できる。ま
た、実施例中に示した数値はその値に限定されるもので
はなく、例えば帯電部材の形状、特に放電領域の曲率お
よび長さは、像担持体の曲率及び移動速度に応じて本発
明の効果を必要十分に発揮させるべく適宜設計されるべ
き値である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被帯電体に対する放電領域を任意に設定する事が可能に
なるため、直流バイアスの印加によって感光体表面を十
分均一に帯電する事が可能になる。

【００３６】このため、帯電部材に交流バイアスを印加
した際に問題となっていたモアレや帯電音を無くす事が
可能となり、さらには帯電部材の簡素化及びバイアス電
源の簡素化が可能になるため、より低コストの帯電装置
を提供する事が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を説明するための断面図。

【図２】本発明第１実施例の帯電部材の放電領域を表す
グラフを示す図。

【図３】本発明第１実施例の帯電部材によって帯電され
る感光体の電位を表すグラフを示す図。

【図４】本発明の第２実施例を説明するための断面図。

【図５】本発明の第３実施例を説明するための断面図。

【符号の説明】

１−１像担持体のアルミシリンダー１−２像担持体の感光層２帯電部材３電源Ｏ像担持体の回転中心Ａ帯電部材と像担持体との接点 θ 像担持体上の任意の点がＯＡとなす角度（ｒａｄ）ｒ像担持体の半径ｇ（ｒθ）＝ｇ（ｘ）像担持体のｒθ＝ｘ位置で像担
持体と帯電部材がなす距離

フロントページの続き (72)発明者浅野えりか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 (72)発明者木須浩樹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、もしくは近接するよう
に設けられ、電圧が印加される帯電部材を有し、被帯電
体を帯電する帯電装置において、前記帯電部材の被帯電体との接触部もしくは最近接部の
うち、被帯電体移動方向において最も下流側の点から、
被帯電体移動方向下流側に向けて引いた接線に対して、
前記帯電部材は被帯電体と同じ側に帯電面を備えると共
に、前記電圧は直流電圧であることを特徴とする帯電装
置。
【請求項２】前記帯電部材は導電部材と、この導電部
材よりも被帯電体の近くに設けられた抵抗層とを有する
ことを特徴とする請求項１の帯電装置。
【請求項３】前記帯電装置は画像形成装置に着脱可能
なプロセスカートリッジに使用され、被帯電体は像担持
体であることを特徴とする請求項１又は２の帯電装置。
【請求項４】前記帯電装置は画像形成装置に使用さ
れ、被帯電体は像担持体であることを特徴とする請求項
１又は２の帯電装置。