JPH0743982A

JPH0743982A - 接触帯電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH0743982A
Application number: JP5208808A
Authority: JP
Inventors: Junichi Kato; 淳一加藤; Masaki Oshima; 磨佐基尾島; Satoshi Inami; 聡居波; Hiroshi Sato; 博佐藤; Tetsuya Sano; 哲也佐野; Koichi Suwa; 貢一諏訪; Kazue Sakurai; 和重櫻井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-07-30
Filing date: 1993-07-30
Publication date: 1995-02-14

Abstract

(57)【要約】【目的】接触帯電装置において、帯電不良を起こすこと
なく、帯電音を低減する。【構成】芯金２ａの周囲を、発泡部材２ｂと導電層２ｄ
と中抵抗層２ｃとからなる弾性体２Ｂによって囲繞し、
帯電ローラ２を構成する。芯金２ａの左右両端部近傍に
それぞれ配置した加圧ばね３、３（図１では一方の加圧
ばね３のみを図示）、によって弾性体２Ｂを感光ドラム
１に向けて押圧する。このときの押圧力を２００ｇ重以
上にすることによって、例えば長時間放置時の弾性体の
永久変形を防止し、また、１６００ｇ重以下にすること
によって、当接部の密着不良に基づく帯電音の増加を防
止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、振動電圧（時間ととも
に電圧値が周期的に変化する電圧）が印加されるととも
に、像担持体に当接または近接されて該像担持体を帯電
する接触帯電装置、該接触帯電装置を備えたプロセスカ
ートリッジ、画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置等の帯電装置において、接
触方式のものが知られている。この接触帯電装置は、電
圧を印加した導電性の帯電部材を被帯電体としての像担
持体に当接させ、帯電部材から感光ドラムに直接的に電
荷を転移させることによって像担持体表面を所定の電位
に帯電するものである。このような接触帯電装置は、従
来から広く利用されている非接触方式のコロナ放電装置
に比べて、印加電圧の低減が可能で電源の簡略化が図れ
ること、帯電過程で発生するオゾン量がごく微量である
こと、このためオゾン除去フィルター等をなくして排気
系の構成の簡便化が図れること、メンテナンスフリーで
あること、等の長所を有している。このため、接触帯電
方式の帯電装置は、電子写真装置（複写機、レーザビー
ムプリンタ）、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をはじめ、その他感光
ドラム（以下単に「感光ドラム」という。）を帯電処理
する手段としてコロナ放電装置に代わるものとして注目
され、また実用化されている。

【０００３】上述の接触帯電装置においては、感光ドラ
ム表面をむらなく均一に帯電処理するために、交流電圧
に直流電圧を重畳した振動電圧を導電性の接触帯電部材
に印加し、この帯電部材を感光ドラムに当接させて帯電
を行う帯電方式が知られている（例えば、特開始６３−
１４９６６９号公報）。

【０００４】図１２にその一実施態様を示す。同図中、
１は感光ドラム（像担持体）であり、例えば、矢印Ｒ１
方向に所定の周速度（プロセススピード）にて回転駆動
されるドラム型の電子写真感光体、静電記録誘電体等で
ある。

【０００５】２は接触帯電部材としての導電性の帯電ロ
ーラであり、芯金（支持部材）２ａとその外周に形成し
た弾性体としての導電性のゴムローラ２ｒとからなる。
この帯電ローラ２は芯金２ａの両端部をそれぞれ感光ド
ラム１に向けて付勢する加圧ばね３によって、感光ドラ
ム１表面に対して所定の押圧力をもって圧接されてお
り、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って矢印Ｒ
２方向に従動回転する。

【０００６】４は帯電ローラ２に対する電圧印加用の電
源であり、帯電ローラ２は、この電源４により、芯金２
ａに接触させた接点板ばね（不図示）を介して所定の帯
電電圧が印加され、回転駆動されている感光ドラム１表
面を均一に帯電する。このときの所定の帯電電圧とは、
感光ドラム１の帯電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧
Ｖｐｐを有する振動電圧Ｖａｃと直流電圧Ｖｄｃとを重
畳した重畳電圧（Ｖａｃ＋Ｖｄｃ）である。

【０００７】表面が均一に帯電された感光ドラム１は、
その後、表面に露光手段５の露光を受けて静電潜像が形
成される。この静電潜像は、現像装置６によってトナー
（現像剤）が付着されてトナー像となり、このトナー像
は、不図示の搬送装置によって搬送された転写材７に、
転写装置８によって転写される。トナー像が転写された
転写材７は、その後、定着装置（不図示）によってトナ
ー像が固着され、最終的なコピーとして装置本体外部に
排出される。

【０００８】一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、
表面に残った残留トナーがクリーニング装置９によって
除去され、次の画像形成プロセスに供される。

【０００９】しかしながら、上述の交流電圧を印加する
接触方式の帯電装置は、帯電ローラ（帯電部材）２に印
加される帯電バイアスのＡＣ成分に起因して、「帯電
音」と呼ばれる振動音が発生するという問題がある。

【００１０】以下に、帯電音の発生メカニズムを説明
し、つづいて、帯電音を小さくするための方策、それら
の方策をとった場合でもなお残る問題点等について説明
する。

【００１１】まず、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参
照しながら、帯電ローラ２を用いたレーザビームプリン
タを例に帯電音の発生メカニズムについて説明する。同
図中の１は感光ドラムを示し、１ａは感光層、１ｂは接
地されたアルミでできたドラム基層であり、感光ドラム
１全体は４０ｍｍ／ｓのスピードで回転している。

【００１２】帯電ローラ２には、交流電圧が印加されて
いるため、ある瞬間には、同図（ａ）中の太い実線で示
すように、感光層１ａを挟んで、帯電ローラ２のカーボ
ン分散のＥＰＤＭ等のゴム材でできたゴムローラ２ｒ側
にプラス、感光ドラム１のドラム基層１ｂ側にマイナス
の電荷が誘起される。これらの電荷は互いに引き合うの
で、ゴムローラ２ｂ表面は感光ドラム１に引き付けら
れ、図中の太い実線の位置から、細い実線の位置に移動
する。ついで交流電界が逆転をはじめると、ゴムローラ
２ｒのプラス電荷とドラム基層１ｂのマイナス電荷は、
それぞれ誘起してきた逆極性の電荷によって打ち消され
はじめる。そして交流電界がちょうどプラスからマイナ
スに変わるときには、ゴムローラ２ｒ上のプラス電荷と
ドラム基板１ｂ上のマイナス電荷とは消滅する。その結
果、ゴムローラ２ｒの表面は図１１（ｂ）中の細い実線
で示す位置に復帰することになる。さらに交流電界がマ
イナスのピークに近づくときには、図１１（ｃ）に示さ
れるように、ゴムローラ２ｒ側にはマイナス、ドラム基
板１ｂ側にはプラスの電荷が誘起される。したがってゴ
ムローラ２ｒは再び太い実線の位置から、細い実線の位
置まで移動することになる。以上の現象が繰り返し行わ
れるため、帯電ローラ２に交流バイアスを印加すると振
動がはじまり、その結果、「帯電音」が発生するものと
考えられる。さらに、交流電圧の周波数をｆ、帯電ロー
ラ２の振動周波数をＦとすると、上述の説明から明らか
なように、交流電圧の一周期の間に帯電ローラ２は２回
振動することになるので、両者の間には次の関係が成立
する。

【００１３】２ｆ〔Ｈｚ〕＝Ｆ〔ｃ／ｓ〕そして、従来の技術において、接触帯電装置の帯電ロー
ラ２に対して印加する重畳電圧における交流電圧（バイ
アス）を２．０ｋＶｐｐ／６００Ｈｚとし、この接触帯
電装置を画像形成装置に装着し、画像形成装置を無響室
にセットして、帯電音を測定したところ、５５ｄＢであ
った。これは、コロナ帯電の場合の５０ｄＢより騒音が
大きくなってしまった。

【００１４】上述の接触帯電装置における帯電音を低減
するために以下のような方策が検討された。 (1) 印加する重畳電圧における交流成分の周波数を落と
す。この場合、周波数を３００Ｈｚ以下にすれば、帯電
音はかなり改善されるものの、プロセススピードの速い
高速機の場合は、サイクルむらが目立つようになり、干
渉縞も悪化する。 (2) 交流成分のピーク間電圧Ｖｐｐを帯電開始電圧の２
倍の値よりも小さくする。この場合、帯電音はかなり改
善することができる。しかしながら、感光ドラム１に均
一な帯電を付与することができず、斑点状の帯電むらが
発生する。 (3) 帯電音を解消すべく、感光ドラム１の内部にゴム等
でできた振動防止部材を挿入する。しかし、この方法
は、感光ドラム１の変形、重量化、製造コストの点でい
ずれも問題がある。

【００１５】上述の(1) 〜(3) の問題点を解決するため
の方策として、弾性体を、これまでの固いソリッドゴム
からなるゴムローラ２ｒであったものから、非常に柔軟
な発泡部材２ｂを主体とする構成に変更することで、弾
性体の振動時のエネルギーを下げ、帯電音を抑える方策
が提案されている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
発泡部材２ｂを備えた帯電ローラ２によると、この発泡
部材２ｂが柔らかくへたりやすいため、帯電ローラ（接
触帯電部材）２を像担持体１に押圧したままの状態で長
時間放置した場合、帯電ローラ２が像担持体１への当接
部で押しつぶされた形に永久変形してしまうという欠点
があった。この変形が生じた状態で画像形成を行うと、
変形部において、帯電不良が発生したり、像担持体１の
移動速度のむらとなって画像上にぶれを生じたりすると
いった問題がある。

【００１７】一方、帯電ローラ２の像担持体１に対する
押圧力を小さくすれば、上述の永久変形に基づく帯電不
良等は解消されるものの、押圧力が小さ過ぎるときに
は、帯電ローラ２の像担持体１への密着性が悪くなって
非当接部分が生じるおそれがあり、帯電ローラ２が振動
したときに、この非当接部分が像担持体表面を叩くこと
になり、その結果、帯電音を大きくするといった問題が
発生する。

【００１８】そこで、本発明は、押圧力を２００ｇ重〜
１６００ｇ重に設定することによって、帯電むらを起こ
すことなく帯電音を低減するようにした接触帯電装置、
プロセスカートリッジ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。

【００１９】

【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、支持部材によって保持され
た弾性体を像担持体に接触させ、前記支持部材に帯電電
圧を印加して前記弾性体を介して像担持体を帯電する接
触帯電装置において、前記弾性体が、前記支持部材によ
って支持された発泡部材と、該発泡部材を囲繞するとと
もに前記像担持体に直接または他層を介して接触する中
抵抗層とを備え、前記像担持体に対する前記弾性体の押
圧力を２００ｇ重以上、１６００ｇ重以下に設定してな
ることを特徴とする。この場合、前記支持部材に交流電
圧と直流電圧との重畳電圧を印加する電源を有し、前記
交流電圧が１５００Ｈｚ以下であるようにしてもよい。

【００２０】また、プロセスカートリッジは、少なくと
も、前記像担持体と、上述の接触帯電装置と、これら像
担持体及び接触帯電装置を一体的に収容するカートリッ
ジ容器とを備え、画像形成装置の装置本体に対して着脱
自在に装着することを特徴とする。

【００２１】さらに、画像形成装置は、前記像担持体
と、上述の接触帯電装置と、前記像担持体を露光して静
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。

【００２２】画像形成装置は、また、上述のプロセスカ
ートリッジを着脱自在に装着するための装着手段を有す
るものであってもよい。

【００２３】

【作用】以上構成に基づき、像担持体に対する、接触帯
電装置の弾性体の押圧力を２００ｇ重〜１６００ｇ重
と、必要最少限のものに設定することによって、当接圧
の過大による発泡部材の永久変形を防止するとともに、
当接圧の過少による帯電音の増大を防止する。

【００２４】

【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。〈実施例１〉図１は、本発明に係る接触帯電装置におけ
る帯電部材としての帯電ローラ２の縦断面を示す模式
図、また図２は一端側の、芯金２ａに沿った方向の断面
を示す模式図である。

【００２５】これらの図中、１は被帯電体（像担持体）
としての帯電極性がマイナスまたはプラスの回転式の感
光ドラムである。２は接触帯電部材としての帯電ローラ
であり、この帯電ローラ２は、支持部材としてのステン
レス等の金属でできた芯金２ａとその周囲を囲繞する弾
性体２Ｂとによって構成されている。弾性体２Ｂは、上
述の芯金２ａの外周に同心一体にローラ状に形成された
発泡部材（発泡層）２ｂと、この発泡部材２ｂの外周面
を囲繞する導電層２ｄと、さらにその外周面を被覆する
中抵抗層２ｃとによって構成されている。

【００２６】発泡部材２ｂは、例えば、ポリスチレン、
ポリオレフィン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリア
ミド系等の発泡部材や、ＥＰＤＭやウレタンを発泡させ
た柔軟な部材に、カーボン、酸化錫などの導電性粉体を
分散させて体積抵抗率を低くしたものを用いることがで
きる。本実施例では発泡させたポリウレタンにカーボン
を分散させている。２ｂ′はこの発泡部材２ｂの気泡部
（空気、窒素、アルゴンガスなどの封入気泡）である。

【００２７】以下に、本実施例における帯電ローラ２の
仕様をまとめる。

【００２８】芯金２ａ；直径６ｍｍ、長さ２５６ｍ
ｍのステンレス丸棒発泡部材２ｂ；カーボン分散の発泡ポリウレタン比重量０．５ｇ／ｃｍ³ 体積抵抗値１０³ Ω・cm 層厚２．８ｍｍ、長さ２３０ｍｍ導電層２ｄ；ＥＰＤＭやウレタンに多量のカーボン、
酸化錫等の導電性粉体を分散させたもの体積抵抗値１０⁵ Ω・cm 層厚８０μｍ中抵抗層２ｃ；エピクロヒドリンゴム体積抵抗値１０⁹ Ω・cm 層厚８０μｍ帯電ローラ２の重量６８ｇ、アスカーＣ硬度５５° この帯電ローラ２も、前述の図１２に示す従来のものと
同様に、芯金２ａの両端部を不図示の軸受部材で保持さ
せ、かつ加圧ばね３で直径３０ｍｍの感光ドラム１に向
けて押圧付勢させて感光ドラム１表面に所定の押圧力、
本実施例では、総圧１０００ｇ重で圧接させてあり、感
光ドラム１の回転に伴い従動回転する。この帯電ローラ
２には電源４から、帯電ローラ２の芯金２ａに接触させ
た摺動電極（不図示）を介して、交流電圧；本実施例では、２．０ｋＶｐｐ、６００Ｈｚ直流電圧；目標帯電電位に相当する直流電圧の交流電圧と直流電圧とを重畳した重畳振動電圧（Ｖａ
ｃ＋Ｖｄｃ）が印加される。これにより、感光ドラム１
表面がＡＣ印加方式で目標帯電電位に均一に接触帯電処
理される。

【００２９】本出願人らは、帯電ローラ２の感光ドラム
１への押圧力と帯電ローラ２の変形との関係、及び帯電
ローラ２の変形量が画像に及ぼす影響を調べるために、
以下に述べる〈実験１〉を行った。〈実験１〉帯電ローラ２の感光ドラム１への押圧力を総
圧５０ｇ重〜２０００ｇ重と変化させてセットし、高温
高湿環境（４０℃、９５％）に７日間放置した後、帯電
ローラ２を外し、帯電ローラ２の感光ドラム１への当接
部の凹み量（図８参照）を測定するとともに、図１２に
示すようなプロセススピード４０ｍｍ／ｓのレーザビー
ムプリンタによって画像形成を行い、帯電ローラ２の凹
み部に対応して帯電不良が発生するかどうか画像評価を
行った。

【００３０】結果を図９に示す。押圧力が大きくなるほ
ど凹み量は大きくなり、押圧力が１６００重以下であれ
ば、帯電不良の発生のないことがわかる。

【００３１】次に、帯電ローラ２の感光ドラム１への押
圧力と帯電音の関係を調べるために、以下に述べる〈実
験２〉を行った。〈実験２〉本実施例の接触帯電装置を無響室にセットし
て、帯電ローラ２の感光ドラム１への押圧力を総圧５０
ｇ重〜２０００ｇ重の間で変更して、振動電圧の周波数
を変化させて、発生騒音（帯電音）を測定した。測定
は、ＩＳＯ７７７９の６項に従って行った。

【００３２】結果を図１０に示す。押圧力２００ｇ重〜
１０００ｇ重の範囲では、振動電圧の周波数に対して音
圧変化の特性はほとんど変わらず、１５００Ｈｚを超え
ると音圧は５０ｄＢを超えて急に大きくなり耳障りとな
る。また、押圧力を１６００ｇ重以上とすると、音圧は
やや小さくすることができる。これは帯電ローラ２の感
光ドラム１への密着性が増すためと考えられる。逆に、
押圧力を１００ｇ重以下とすると、振動電圧の周波数３
００Ｈｚ付近から急に音圧が大きくなりはじめる。これ
は、押圧力を小さくし過ぎると、帯電ローラ２の感光ド
ラム１への密着性が悪くなり、帯電ローラ２の一部に感
光ドラム１に接触しない部分ができるため、帯電ローラ
２の表面が振動したときに、帯電ローラ２の表面が感光
ドラム１を叩くことになるためと考えられる。

【００３３】以上より、帯電ローラ２の押圧力が２００
ｇ重以上であり、振動電圧の周波数が１５００Ｈｚ以下
であれば、帯電音の音圧を５０ｄＢ以下とすることがで
きることがわかる。押圧力１００ｇ重以下でも振動電圧
の周波数を下げれば帯電音の音圧を下げることができる
が、プロセススピードの速い画像形成装置や、画素密度
の高い画像形成装置では、干渉縞が発生するようになる
ため好ましくない。

【００３４】〈実験１〉、〈実験２〉から、帯電ローラ
２の感光ドラム１への押圧力による帯電ローラ２の変形
と帯電音を防止するためには、押圧力２００ｇ重以上、
１６００ｇ重以下、帯電印加振動電圧の周波数１５００
Ｈｚ以下であることが好ましい。〈実施例２〉図３、図４を参照して実施例２の帯電ロー
ラ２を説明する。なお、図３、図４はそれぞれ実施例１
の図１、図２に相当する図であり、実施例１と同様の構
成、作用の部材等については、同様の符号を付してその
説明を省略する。

【００３５】本実施例は、帯電ローラ２について、導電
性の発泡部材２ｂの上を中抵抗層としてのチューブ２ｃ
で被覆し、さらにその外周面に導電層２ｄを介して高抵
抗層２ｅを形成したものである。

【００３６】このような構成をとることにより、被帯電
体である感光ドラム１にピンホールが生じても、印加し
た帯電バイアスがリークすることなく、安定した帯電を
行うことができるとともに、導電層２ｄを設けることに
よって、発泡部材２ｂに微小な抵抗むらが発生しても影
響を受けないため、製造条件に余裕ができる。

【００３７】導電層２ｄとしては、例えば、Ｎ−メトキ
シメチル化ナイロン、ポリビニルブチラール樹脂、ポリ
塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、エチレン
酢酸ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂等の
樹脂に多量の導電性粉体を分散させたものが使用され
る。本実施例においては、Ｎ−メトキシメチル化ナイロ
ン６０重量部に導電性カーボンを分散させたものを使用
した。

【００３８】高抵抗層２ｅとしては、例えば、ＥＰＤ
Ｍ、ウレタン等の樹脂やゴム材を使用する。

【００３９】以下に本実施例の具体的な仕様をまとめ
る。

【００４０】発泡部材２ｂ；カーボン分散の発泡エピク
ロルヒドリンゴム比重量０．５ｇ／ｃｍ³ 体積抵抗値１０³ Ω・cm 層厚２．８ｍｍ、長さ２３０ｍｍチューブ２ｃ；ポリエステル系ポリウレタン熱可塑性エ
ラストマー体積抵抗値１０⁷ Ω・cm 層厚２５０μｍ導電層２ｄ；Ｎ−メトキシメチル化ナイロンにカーボ
ンを分散させたもの体積抵抗値１０⁵ Ω・cm 層厚１０μｍ高抵抗層２ｅ；エピクロヒドリンゴム体積抵抗値１０¹⁰Ω・cm 層厚２００μｍこの帯電ローラ２の硬度は、アスカーＣ硬度で４５°で
あった。

【００４１】この帯電ローラ２を、プロセススピード１
００ｍｍ／ｓで回転する直径３０ｍｍの感光ドラム１に
押圧力の総圧６００ｇ重で当接させ、芯金２ａに交流電圧；本実施例では、２ｋＶｐｐ、１２００Ｈｚ直流電圧；目標帯電電位に相当する直流電圧の重畳振動電圧を印加した。

【００４２】帯電音の測定を行ったところ、４７ｄＢと
小さな値であり、耳障りな音はしなかった。また、高温
高湿環境（４０℃、９５％）７日間放置後でも、帯電ロ
ーラ２の感光ドラム１との当接部での凹みは、０．０７
ｍｍと小さく、画出し試験でも帯電不良の発生はなかっ
た。また長期間の放置後の使用においても、帯電不良の
発生はなかった。〈実施例３〉図５、図６を参照して実施例３の帯電ロー
ラ２を説明する。なお、図５、図６はそれぞれ実施例１
の図１、図２に相当する図であり、実施例１と同様の構
成、作用の部材等については、同様の符号を付してその
説明を省略する。

【００４３】本実施例は、帯電ローラ２について、導電
性の発泡部材２ｂの上を中抵抗層としてのチューブ２ｃ
で覆い、チューブ２ｃに導電層２ｄを介して高抵抗層２
ｅを形成し、さらにその外周面に保護層２ｆを設けたも
のである。

【００４４】高抵抗層２ｅの外周面に設けた保護層２ｆ
は、感光ドラム１の表層に対し相性の良い材料を使用す
ることで、感光ドラム１、帯電ローラ２の表層の汚染を
防ぐことができる。このような保護層２ｆの例として
は、例えば、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン、ポリビニ
ルブチラール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルア
ルコール樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、ポリウレタン
樹脂、アクリル樹脂等の樹脂に導電性粉体を分散させた
ものが使用される。本実施例においては、Ｎ−メトキシ
メチル化ナイロンにカーボンを分散させたものを使用し
た。

【００４５】以下に本実施例の具体的な仕様をまとめ
る。

【００４６】発泡部材２ｂ；カーボン分散の発泡エピク
ロルヒドリンゴム比重量０．４ｇ／ｃｍ³ 体積抵抗値１０³ Ω・cm 層厚２．６ｍｍ、長さ２３０ｍｍチューブ２ｃ；ポリエステル系ポリウレタン熱可塑性エ
ラストマー体積抵抗値１０⁷ Ω・cm 層厚２５０μｍ導電層２ｄ；Ｎ−メトキシメチル化ナイロンにカーボ
ンを分散させたもの体積抵抗値１０⁵ Ω・cm 層厚１０μｍ高抵抗層２ｅ；エピクロヒドリンゴム体積抵抗値１０¹⁰Ω・cm 層厚１８０μｍ保護層２ｆ；Ｎ−メトキシメチル化ナイロン体積抵抗値１０⁹ Ω・cm 層厚５μｍこの帯電ローラ２の硬度は、アスカーＣ硬度で４５°で
あった。

【００４７】この帯電ローラ２を、プロセススピード１
００ｍｍ／ｓで回転する直径３０ｍｍの感光ドラム１に
押圧力の総圧１５００ｇ重で当接させ、芯金２ａに交流電圧；本実施例では、２ｋＶｐｐ、９００Ｈｚ直流電圧；目標帯電電位に相当する直流電圧の重畳振動電圧を印加した。

【００４８】帯電音の測定を行ったところ、４７ｄＢと
小さな値であり、耳障りな音はしなかった。また、高温
高湿環境（４０℃、９５％）７日間放置後でも、帯電ロ
ーラ２の感光ドラム１との当接部での凹みは、０．２０
ｍｍと小さく、画出し試験でも帯電不良の発生はなかっ
た。また長期間の放置後の使用においても、帯電不良の
発生はなかった。〈実施例４〉図７を参照して、実施例４を説明する。

【００４９】本実施例は、実施例１ないし実施例３のい
ずれかで説明した接触式の帯電部材もしくは帯電装置を
像担持体の帯電手段として用いている画像形成装置のプ
ロセスカートリッジである。

【００５０】本実施例のプロセスカートリッジは、像担
持体としてのドラム状の電子写真感光体（感光ドラム）
１、接触帯電部材としての帯電ローラ２、現像装置６、
クリーニング装置９の４つのプロセス機器をカートリッ
ジ容器Ｃに一体的に組み込んで構成されている。また、
プロセスカートリッジの装着先となる画像形成装置の装
置本体には、プロセスカートリッジを着脱自在に装着す
るための装着手段が設けられている（不図示）。

【００５１】帯電ローラ２は実施例１ないし実施例３に
て説明したものと同様のものであり、不図示の加圧ばね
により感光ドラム１に圧接され、感光ドラム１の回転に
伴って従動回転する。

【００５２】現像装置６において、６０は現像スリー
ブ、６１はトナー（現像剤）Ｔの収容容器、６２は収容
容器６１内のトナー攪拌棒であり、トナーＴを攪拌する
とともに現像スリーブ６０に向けて送り出す。６３は現
像スリーブ６０上にトナーＴを均一な厚さにコートする
ための現像ブレードである。

【００５３】クリーニング装置９においては、９０はク
リーニングブレード、９１はクリーニングブレード９０
にて回収されたトナーＴを溜めるトナー溜めである。

【００５４】１１はプロセスカートリッジのドラムシャ
ッターであり、実線示の閉じ状態から点線にて示すよう
に開き状態に開閉自在である。ドラムシャッター１１
は、プロセスカートリッジを画像形成装置の装置本体
（不図示）から取り出した状態においては実線示の閉じ
状態にあり、感光ドラム１の外部露出部分面を隠蔽して
感光ドラム１表面を保護している。

【００５５】プロセスカートリッジを装置本体に接着す
るときは、ドラムシャッター１１を点線のような開き状
態にする、あるいはプロセスカートリッジの装着過程で
ドラムシャッター１１が自動的に開き動作し、プロセス
カートリッジが正規に装着されると、感光ドラム１の外
部露出部分面が画像形成装置本体側の転写ローラ（転写
装置、図１２参照）８に圧接した状態になる。

【００５６】またプロセスカートリッジと装置本体とが
機械的、電気的にカップリングして、装置本体側の駆動
機構でプロセスカートリッジ側の感光ドラム１、現像ス
リーブ６０、攪拌棒６２等の駆動が可能となり、また装
置本体側の電気回路によりプロセスカートリッジ側の帯
電ローラ２への帯電バイアスの印加、現像スリーブ６０
への現像バイアスの印加等が可能となり、画像形成動作
を実行できる状態になる。

【００５７】１２はプロセスカートリッジのクリーニン
グ装置９と現像装置６との間に設けた露出用窓であり、
装置本体側のレーザスキャナー（不図示）からの出力レ
ーザ光（露光手段）５が、この露出用窓１２を通過して
プロセスカートリッジ内に入光して、感光ドラム１表面
が走査露光される。

【００５８】本実施例では、帯電ローラ２の感光ドラム
１への押圧力は１０００ｇ重であり、２ｋＶｐｐ、１５
００Ｈｚの交流電圧に、−７００Ｖの直流電圧を重畳し
た振動電圧が印加されており、帯電ローラ２の感光ドラ
ム１への当接部の変形による帯電不良や耳障りな帯電音
の発生がないプロセスカートリッジをが構成することが
できる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
像担持体に対する弾性体の押圧力を２００ｇ重以上、１
６００ｇ重以下に設定することによって、弾性体に永久
変形量を小さく抑えるとともに、像担持体に対する密着
性をよくし、これらにより、永久変形に基づく帯電不良
（画像不良）を防止するとともに、帯電音の発生を低く
抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の帯電部材の縦断面を示す模式図。

【図２】同じく帯電部材の端部近傍の、芯金方向の断面
を示す模式図。

【図３】実施例２の帯電部材の縦断面を示す模式図。

【図４】同じく帯電部材の端部近傍の、芯金方向の断面
を示す模式図。

【図５】実施例３の帯電部材の縦断面を示す模式図。

【図６】同じく帯電部材の端部近傍の、芯金方向の断面
を示す模式図。

【図７】実施例４のプロセスカートリッジの構成を示す
縦断面図。

【図８】帯電ローラの軸方向から見た、帯電ローラ表面
の凹み量を示す図。

【図９】実施例１の感光ドラムに対する帯電ローラの押
圧力と凹み量との関係を示す図。

【図１０】実施例１の帯電周波数と音圧との関係を示す
図。

【図１１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、帯電音の発生メ
カニズムを示す図。

【図１２】従来の画像形成装置の感光ドラム近傍を示す
模式図。

【符合の説明】

１像担持体（被帯電体、感光ドラム）２帯電部材（帯電ローラ）２Ｂ弾性体２ａ支持部材（芯金）２ｂ発泡部材（弾性体）２ｂ′ 気泡部２ｃ中抵抗層（チューブ）２ｄ導電層２ｅ高抵抗層２ｆ保護層３加圧ばね４電源５露光手段（出力レーザ光）６現像装置７転写材８転写装置９クリーニング装置Ｃカートリッジ容器

フロントページの続き (72)発明者佐藤博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)発明者佐野哲也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)発明者諏訪貢一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)発明者櫻井和重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】支持部材によって保持された弾性体を像
担持体に接触させ、前記支持部材に帯電電圧を印加して
前記弾性体を介して像担持体を帯電する接触帯電装置に
おいて、前記弾性体が、前記支持部材によって支持された発泡部
材と、該発泡部材を囲繞するとともに前記像担持体に直接また
は他層を介して接触する中抵抗層とを備え、前記像担持体に対する前記弾性体の押圧力を２００ｇ重
以上、１６００ｇ重以下に設定してなる、ことを特徴とする接触帯電装置。
【請求項２】前記支持部材に交流電圧と直流電圧との
重畳電圧を印加する電源を有し、前記交流電圧が１５０
０Ｈｚ以下である、ことを特徴とする請求項１記載の接触帯電装置。
【請求項３】少なくとも、前記像担持体と、請求項１または請求項２記載の接触帯電装置と、これら像担持体及び接触帯電装置を一体的に収容するカ
ートリッジ容器とを備え、画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に装着する、ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項４】前記像担持体と、請求項１または請求項２記載の接触帯電装置と、前記像担持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。
【請求項５】請求項３記載のプロセスカートリッジを
着脱自在に装着するための装着手段を有する、ことを特徴とする画像形成装置。