JPH07209959A - 帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被帯電体面の摩耗の低減。均一荷電。 【構成】 被帯電体の表面に近接して配置されるロ−ラ
状もしくはベルト状の帯電手段により被帯電体を荷電す
る帯電装置において、被帯電体に対向する表面とその内
側の金属体との間の抵抗値が８．９３×１０³〜８．９
３×１０¹²Ω／ｃｍ²である帯電手段と、前記金属体に
直流電圧のみを印加する電源と、を備えることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置において
感光体（被帯電体）の荷電あるいは顕像転写のための転
写材（被帯電体）の荷電に用いる帯電装置に関し、例え
ば、複写機，ファクシミリ，プリンタ等に用いられる。

【０００２】

【従来技術】この種の帯電装置が、特開平4-76572号公
報，特開平01-284884号公報，特開平4-157485号公報，
特開昭64-73364号公報等に提示され、作業環境のオゾン
低減のために注目されている。

【０００３】特開平4-76572号公報に提示の接触帯電装
置は、バックアップ部材を加圧して接触帯電部材を被帯
電体面に押圧接触させる。

【０００４】特開平01-284884号公報に提示の画像形成
装置は、導電性転写ローラを感光体との間に使用する。
転写材の厚さに対応する間隙間隔を存在させ、感光体に
対し常時非接触状態に対向配設することにより、欠陥の
ない画像を長期にわたって出力可能とする。

【０００５】特開平4-157485号公報に提示の接触帯電装
置は、帯電部材を被帯電体面に対して圧接させたり、非
圧接させたりを変換制御させる。

【０００６】特開昭64-73364号公報に提示の接触帯電装
置は、少なくとも２層からなる抵抗層を被覆してなり最
外層の体積抵抗率が下層の体積抵抗率より大きい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】Ａ．芯金の上に弾性導
電層（又は弾性半導電層）を設けて被帯電体に接触させ
て高電圧を印加する帯電ローラでは、停止時に帯電ロー
ラが圧接していた位置に対応してオレンジチャートなど
のハーフトーンコピーでは感光体ドラムのピッチで白ス
ジ又は黒スジの画像欠陥が発生する。この問題を解決す
るため特開平4-157485号公報では、帯電部材を被帯電体
面に対して圧接させたり非圧接させたりの変換制御をお
こなって、帯電させない時は、非圧接状態にしている。

【０００８】Ｂ．この帯電ローラが感光体と接触してい
ると、感光体上に残ったわずかなトナーでも帯電ローラ
側に移転してしまうので、そのトナーをクリーニングす
るためにクリーニングブレードやクリーニングブラシを
帯電ローラに取付ける必要が有った。

【０００９】Ｃ．金属芯金の外側に弾性層を巻きつけた
接触帯電装置では、帯電ローラを感光体に押しつける力
によって金属芯金がたわみ中央部はニップ巾が減少す
る。この影響により、帯電電位も中央部が低くなる。

【００１０】Ｄ．表面層材料として高抵抗塗料に導電性
粉体を分散したり導電性塗料を混合分散したことにより
中抵抗を得ている帯電ローラでは、分散や混合状態の影
響により、ハーフトーンコピーで分散ムラや混合ムラの
模様がそのままハーフトーンの濃度ムラとなって現わ
れ、均一な濃度が得られなかった。

【００１１】Ｅ．金属ローラのみを用いた非接触型の帯
電方法では感光体の突起部やピンホールなどに荷電電流
が流れ込み、軸方向全体には均一帯電しなくなってしま
う。また、金属ローラに突起が有ってもそこに電流が集
中してしまった。

【００１２】Ｆ．スペ−サで帯電ロ−ラを被帯電体面か
ら微小距離離す態様では交流電圧を印加するので振動を
生じ、これが騒音になると共に、被帯電体面の摩耗が速
く、ギャップ変動を生じ易い。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の帯電装置は、被
帯電体の表面に近接して配置されるロ−ラ状もしくはベ
ルト状の帯電手段により被帯電体を荷電する帯電装置に
おいて、被帯電体に対向する表面とその内側の金属体と
の間の抵抗値が８．９３×１０³〜８．９３×１０¹²Ω
／ｃｍ²である帯電手段と、前記金属体に直流電圧のみ
を印加する電源と、を備えることを特徴とする。本発明
の好ましい実施例では、帯電手段は、被帯電体との空隙
を３〜１０００μｍとするスペ−サを有するものとす
る。

【００１４】

【作用】被帯電体に対向する表面とその内側の金属体と
の間の抵抗値が８．９３×１０³〜８．９３×１０¹²Ω
／ｃｍ²であるので、被帯電体あるいは金属体に突起や
ピンホ−ルなどの欠陥があっても、欠陥部に放電が集中
せず、均一な帯電が実現する。直流電圧のみを金属体に
加えるので帯電手段の振動が少く、被帯電体の損耗が少
い。

【００１５】本発明の好ましい実施例では、帯電手段と
被帯電体の間に３〜１０００μｍの空隙があるので、前
記Ａ．の、感光体と帯電手段が接触した部分に対応して
生じる感光体ピッチでのハ−フト−ンコピ−での白スジ
又は黒スジは発生しない。空隙の存在により帯電手段へ
のトナ−移転がないので、帯電手段用のクリ−ニング機
構は不要である。空隙の存在により帯電手段にニップを
生じないので、ニップ幅のばらつきによる帯電むらを生
じない。導電性粉体を分散したタイプの塗料を金属体の
表面に塗付した帯電手段では、導電性粉体の分散模様が
ハ−フト−ンの濃度むらとなっていたが、空隙の存在に
よりこのようなむらを生じない。

【００１６】

【実施例】図１に本発明の一実施例を示す。帯電手段で
ある帯電ロ−ラ（３＋４＋７）は、金属体である金属ロ
ーラ（アルミニュウム，アルミニュウム合金，ステンレ
ス鋼等）３を抵抗層７で被覆した帯電ロ−ラ（３＋７）
の両端部の、被帯電体である感光体１上の現像巾よりは
外側の部分に、絶縁性のスペーサ４をはめこんで軸方向
には動かないように固定したものである。帯電ローラの
本体部（３＋７）と感光体１の間は、この絶縁性のスペ
ーサ４によって電気的には絶縁されている。本実施例で
は−２ｋＶの直流高圧電源からバネ電極を通して金属ロ
ーラ３に高電圧が印加される。絶縁性のスペーサ４は、
膜厚６μｍのつぎ目なしＰＥＴフィルムで構成されてい
る。感光体基体２と金属ローラ３の間には、−２ｋＶの
直流電圧が印加されるが、この時帯電ローラ（３＋７）
の表面（７）から感光体層（１）に放電がおこり、感光
体層表面が均一に帯電した。感光体層（１）と抵抗層７
の間の距離を一定に保つため、金属ローラ３の両端はバ
ネ６により、２００ｇｆ×２＝４００ｇｆの力で感光体
１に押しつけられている。これにより感光体１の回転に
ともなって帯電ローラ（３＋４＋７）も絶縁性のスペー
サ４とともにつれ回りする。

【００１７】抵抗層７の例 １．旭硝子（株）のフッ素樹脂（商品名ルミフロンＬＦ
１００）にカーボンブラック（ＣＢ，東海カーボン製，
シースト３００，粒径２７ｍｍ）を１０ｗｔ％混合した
ものを使用した。硬化剤としては、ブロックイソシアネ
ートを用いた。金属ローラ３上に塗装して膜厚を３０μ
ｍとした。帯電ローラ（３＋７）の外径φ１６の外側に
巾２５．４ｍｍの円筒電極を押し当てて抵抗を測ったと
ころ抵抗値として５×１０⁵Ωが得られた。これを接点
の単位面積１ｃｍ²当りに直すと３．９２×１０⁴Ω／ｃ
ｍ²となる。

【００１８】２．ダイソー（株）のエピクロルヒドリン
ゴム（商品名エピクロマーＲＣ）に、ステアリン酸すず
１，活性マグネシア５，ＮＡ−２２ １．５，老化防止
ＮＢＣ２（重合体１００につき）を原料として円筒フィ
ルム状に押し出し、金属ローラ３を差し込んだところで
巻き蒸し加硫して金属ローラ３と密着させた。このあと
で帯電ローラ表面に研摩加工をおこなった。できあがっ
た帯電ローラφ１６を１と同様に電気抵抗を測定したと
ころ６．２７×１０⁵Ω／ｃｍ²であった。また、エピク
ロルヒドリンゴムの厚さを測ったところ０．４〜０．６
ｍｍであった。

【００１９】実施例の効果 ａ．現像巾に該当する部分は非接触なので前記Ａ．で記
した、感光体と帯電ローラが接触した部分に対応して生
じる感光体ピッチでのハーフトーンコピーでの白スジ又
は黒スジは発生しない。

【００２０】ｂ．帯電ローラと感光体が接触していない
ので、感光体上のトナー移転がないので、帯電ローラ用
のクリーニング機構は不要である。

【００２１】ｃ．同じく帯電ローラと感光体が非接触の
ためニップは生じない。従って、ニップ巾のバラツキに
よる帯電のムラはない。

【００２２】ｄ．導電性粉体を分散したタイプの塗料で
はその分散模様が感光体上に転写されて、その模様がハ
ーフトーンの濃度ムラとなっていたが、本実施例では非
接触のため、ムラは出ない。

【００２３】ｅ．感光体１に突起やピンホールが有って
も、金属ローラ３に突起が有っても抵抗層７で欠陥部に
放電が集中せず、均一な帯電ができた。抵抗層７の抵抗
値が８．９３×１０³Ω／ｃｍ²以下では欠陥部に対する
異常放電がおきて、均一な帯電ができなかった。また、
８．９３×１０¹²Ω／ｃｍ²より抵抗が高いと放電しな
くなった。したがって抵抗層７は、８．９３×１０³〜
８．９３×１０¹²Ω／ｃｍ²とする。

【００２４】ｆ．スペ−サ４で帯電ロ−ラ（３＋７）を
被帯電体面から微小距離離すが、直流電圧のみを金属ロ
−ラ３に印加するので、交流電圧を印加する場合ほどの
振動を生じないので、騒音が少くなると共に、被帯電体
面の摩耗が遅く、ギャップ変動を生じにくい。図３に、
交流電圧を印加した場合（比較例）と本発明の実施例
（直流電圧印加）の場合の、感光体１の摩耗量を示す。
比較例では、感光体１を２００ｍｍ／ｓｅｃの周速度で
回転駆動し、金属ロ−ラ３に−７５０Ｖの直流電圧とピ
−ク間電圧１６００Ｖ，１２００Ｈｚの交流電圧を重畳
して印加し感光体１を略−７５０Ｖに荷電した。実施例
では、感光体１を２００ｍｍ／ｓｅｃの周速度で回転駆
動し、金属ロ−ラ３に−１３５０Ｖの直流電圧を印加し
て感光体１を略−７５０Ｖに荷電した。比較例のときに
は振動音は４２ｄＢであったが、実施例では３２ｄＢに
低下した。摩耗量は図３に示すように大幅に低減した。
図３において横軸はＡ３サイズの紙の通紙枚数（その分
の感光体の回転）を、縦軸は感光体１の摩耗量を示す。

【００２５】なお、帯電装置が置かれている環境条件
（温度，湿度，気圧，放射線，イオン）により、プロセ
スのいちばん最初は放電が起りにくいことがある。この
場合には初期のみ高圧を印加するトリガーが有効であ
る。

【００２６】上記実施例の要素は次のように変更しても
よい： （１）帯電ロ−ラ（３＋７）の両端部にキャップ状の熱
収縮チューブを巻いて収縮させ、図２に示すようにスペ
ーサ４とする， （２）帯電ローラ（３＋７）の両端部に塗装膜を付ける
ことにより、スペーサ４を形成する， （３）帯電ローラ（３＋７）の全面を均一に塗装後に、
現像巾部分を研削することにより段差をつけ、リング状
突起部をスペ−サ４とする， （４）帯電ロ−ラ（３＋７）を、金属ローラ３の上に弾
性層を設けさらにその上に抵抗層７として塗装膜を付着
させた３層構造とする。あるいはさらに任意の層構成と
して多層構造とする。

【００２７】（５）スペーサ４を被帯電体（１）に巻
く， （６）金属ローラ３に抵抗層が１０¹⁴Ω以上の高抵抗ロ
ーラを接触させ、高抵抗ロ−ラの表面を一度帯電させて
から、この高抵抗ロ−ラで被帯電体を非接触で帯電させ
る， （７）帯電ロ−ラ（３＋４＋７）を、継ぎ目なしフレキ
シブルベルトにおき替える， （８）転写装置としてそのまま使用する， （９）金属ローラ３は中空でなく中実の芯金構造であ
る， （10）フッ素樹脂以外の高抵抗塗料を使用可。カーボン
ブラック以外にもＴｉＯ₂，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，金属粉
などの導電粉体を使用可，エピクロルヒドリンゴム以外
の導電性塗料が使用可。

【００２８】

【発明の効果】被帯電体あるいは金属体に突起やピンホ
−ルなどの欠陥があっても、欠陥部に放電が集中せず、
均一な帯電が実現する。直流電圧のみを金属体に加える
ので帯電手段の振動が少く、被帯電体の損耗が少い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の縦断面図である。

【図２】 本発明のもう１つの実施例の、図１に示す実
施例と異なる部分のみを示す縦断面図である。

【図３】 本発明の実施例と比較例の感光体１の摩耗量
を示すグラフであり、横軸はＡ３サイズの紙の通紙枚数
を、縦軸は感光体１の摩耗量を示す。

【符号の説明】

１：感光体 ２：感光体基体 ３：金属ロ−ラ ４：スペ−サ ５：直流電源 ６：バネ ７：抵抗層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被帯電体の表面に近接して配置されるロ
   −ラ状もしくはベルト状の帯電手段により被帯電体を荷
   電する帯電装置において、被帯電体に対向する表面とそ
   の内側の金属体との間の抵抗値が８．９３×１０³〜
   ８．９３×１０¹²Ω／ｃｍ²である帯電手段と、前記金
   属体に直流電圧のみを印加する電源と、を備えることを
   特徴とする帯電装置。
2. 【請求項２】 帯電手段は、その表面と被帯電体との空
   隙を３〜１０００μｍとするスペ−サを有することを特
   徴とする請求項１記載の帯電装置。