JPH0772711A

JPH0772711A - 接触帯電方式、接触帯電装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH0772711A
Application number: JP5221802A
Authority: JP
Inventors: Akiyuki Naka; 昭行仲; Yoshio Umeda; 善雄梅田; Toshiki Yamamura; 敏記山村; Seiichi Suzuki; 誠一鈴木; Jiyunichi Nawama; 潤一縄間
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-09-07
Filing date: 1993-09-07
Publication date: 1995-03-17

Abstract

(57)【要約】【目的】低温低湿環境における接触帯電装置の異常放
電を解決し均一なオゾンレス帯電を実現する。【構成】光導電性を有する被帯電体と、被帯電体と相
対移動しながら接触する帯電手段と、被帯電体と帯電手
段との間に放電電界を形成する電界形成手段と、被帯電
体と帯電手段の接触位置の上流側の被帯電体表面に露光
を行う露光手段によって被帯電体表面を帯電させること
を特徴とする接触帯電方式、帯電装置及び画像形成装
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
電部材によって帯電させる帯電方式、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弾性ローラを用いた方式
（特公昭６２−１１３４３号公報）、ファーブラシを用
いた方式（特開昭５６−１４７１５９号公報）、個体放
電素子を用いた方式（特開昭６０−１９５５６６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。

【０００４】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
し倒れたり抜けたりする等の問題点がある。また個体放
電素子を用いた場合には感光体との間に５００μｍ以下
程度の微小な空隙を保持する必要があり、個体放電素
子、感光体の真直度、円筒度等の加工精度を非常に高く
することが必要なためにコストの上昇は避けられないも
のであった。

【０００５】弾性ローラを用いた場合には接触状態も均
一となり、ファーブラシ、個体放電素子の有する問題点
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、抵抗ムラを原因とする帯電ムラが発生す
る。ローラに対する印加電圧を直流電圧単独、直流電圧
と交流電圧の同時印加で比較すると、その裕度は直流電
圧と交流電圧の同時印加の方が大きく均一な帯電状態が
得られる。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（２０〜２００
００Ｈｚ、特に２００〜２０００Ｈｚ）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１分間に４枚程度の画像形成する装置（感光
体速度：２５ｍｍ／ｓ）ならば最低でも１００Ｈｚ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
合にはローラ軸に対して垂直な方向に帯電ムラが発生し
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２０００Ｈｚ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。

【０００６】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、先にも述べた通り表面粗度、抵抗ムラ
の裕度は直流電圧と交流電圧の同時印加より小さくはな
るが、表面粗度、抵抗ムラの管理は比較的容易であり、
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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような弾性ローラ
に直流電圧だけを印加した帯電装置を電子写真装置に組
み込み画出しによってその帯電均一性の評価を行った。
電子写真装置に用いられる感光体ドラムは有機感光層を
アルミ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：−３５０Ｖ）を行い、転写は
帯電と同じく半導電性の弾性ローラを用いた。感光体ド
ラムの周速度は２５ｍｍ／ｓである。

【０００８】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
ウレタンのローラを形成し、芯金に直流電圧（Ｖ_C：−
１１００Ｖ）を印加する。弾性ローラは感光体ドラムに
対して所定の圧力で圧接されており、感光体ドラムとの
摩擦力で従動する構成となっている。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】次に過剰に帯電する要因についての分析を
行った。理論的には微小空隙内で放電現象が発生する際
には、パッシェンの法則に従ってタウンゼント放電が発
生し感光層が帯電される。感光層表面が帯電することで
弾性ローラと感光体表面間の電位差が放電開始電圧とな
った時に放電は終了する。そこで過剰帯電が発生する現
象を確認するために、弾性ローラと透明電極を用いて空
隙距離と放電の関係を検証する実験を行った。横軸に空
隙距離、縦軸に放電開始電圧をとったグラフを描くと図
７となる。空隙が約８μｍ以下の領域では放電開始電圧
は一定値となり８μｍ以上の領域では放電開始電圧は増
加した。

【００１２】このことはパッシェンの法則を用いれば容
易に説明ができる。図８にパッシェンの曲線を変形し縦
軸に放電開始電圧、横軸に空隙距離をとったグラフを示
す。空隙距離が狭くなるにつれて放電開始電圧は徐々に
低下し、空隙が約８μｍで極小値をとりその後急上昇す
るようなカーブを描くのである。そのため８μｍ以下の
空隙では通常、放電は発生しない状態にある。ただし最
少空隙が８μｍ以下の場合でも、曲率を有する帯電ロー
ラには透明電極との間に必ず８μｍ以上の空隙を有する
領域が存在するため、空隙が８μｍ以下に接近した場合
には放電開始電圧は一定値となる。

【００１３】また放電の状態を観察すると空隙が１００
μｍ以上の領域で放電現象に伴って不均一な発光現象が
確認された。つまり空隙が１００μｍ以上の領域におい
ては弾性ローラの表面凹凸部、抵抗ムラによって電界が
集中する箇所があり異常放電が発生し、過剰な電荷の移
動が発生するのではないかと本特許の発明者は推測した
のである。

【００１４】よって感光層と透明電極の差はあるが異常
放電が発生しない空隙（この実験の条件に従うならば１
００μｍ以下の空隙）で放電が行われるような帯電装置
を実現すれば、原理的にはＬＬ環境における地かぶりや
白抜けの画像異常を解決できると考えたのである。

【００１５】しかしながら前記のような従来の直流電圧
の印加を行うローラ帯電装置の構成では、弾性ローラと
感光体の空隙が徐々に接近、次に接触、そして離間とな
る構成のため徐々に接近してゆく際に必ず異常放電が発
生し、地かぶりや白抜けの画像異常が発生するという問
題点を有していた。

【００１６】本発明はかかる点に鑑み、ＨＨ環境、ＮＮ
環境はもとよりＬＬ環境においても地かぶりや白抜けの
画像異常の発生しない均一な帯電を実現する帯電方式、
この帯電方式に従って構成された帯電装置及びこの帯電
装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とす
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、光導電性を有
する被帯電体と、被帯電体と相対移動しながら接触する
帯電手段と、被帯電体と帯電手段との間に放電電界を形
成する電界形成手段と、被帯電体と帯電手段の接触位置
の上流側の被帯電体表面に露光を行う露光手段によって
被帯電体表面を帯電させることを特徴とする接触帯電方
式。

【００１８】及び光導電性を有する被帯電体と、被帯電
体と接触する帯電手段と、被帯電体と帯電手段との間に
放電電界を形成する電界形成手段と、被帯電体と帯電手
段の接触位置の上流側の被帯電体表面に露光を行う露光
手段によって被帯電体表面を帯電させることを特徴とす
る接触帯電装置。

【００１９】及び光導電性を有する被帯電体と、被帯電
体と接触する帯電手段と、被帯電体と帯電手段との間に
放電電界を形成する電界形成手段と、被帯電体と帯電手
段の接触位置の上流側の被帯電体表面に露光を行う露光
手段によって被帯電体表面を帯電させる接触帯電装置を
有することを特徴とする画像形成装置である。

【００２０】

【作用】本発明は前記した構成により、光導電性を有す
る被帯電体と、被帯電体と接触しながら被帯電体表面を
帯電させる帯電手段とが互いに相対運動を行う中で、そ
の位置関係を接近、接触、離間の３つの領域に分けて考
える時、接近領域においては露光手段による露光を行
い、電界形成手段によって発生する帯電手段からの放電
による被帯電体表面の帯電電荷を露光によって除電し、
最終的には被帯電体表面に帯電電荷が残留しない構成と
する。接触領域においては被帯電体と帯電手段の間に空
隙が存在しないため放電現象は発生しない。最後に離間
領域においては電界形成手段によって発生する帯電手段
からの放電による被帯電体表面の帯電電荷をそのまま保
持させることで帯電を行う。離間領域における放電は接
触領域から必ず徐々に空隙が大きくなっていく構成とな
るので、まず異常放電の発生しない微小空隙で放電が発
生し空隙が大きくなって異常放電が発生する空隙に達す
るまでに被帯電体表面の帯電は完了する。帯電終了後に
は被帯電体表面に帯電電荷が蓄積され、その上空隙が大
きくなることと相まって帯電手段と被帯電体の間の電界
強度は放電電界より十分に小さくなり異常放電は発生せ
ず均一な帯電が実現できる。従って異常放電が原因であ
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しない。

【００２１】また接近領域に設ける露光手段は、従来よ
り感光体の前回転の露光パターンが次回転の際に影響
し、特にハーフトーン画像上にゴースト画像を発生する
光メモリー防止に用いられる光除電器と共用を図ること
ができるため、新たな部品の追加とならないためコスト
の上昇にはならない。

【００２２】

【実施例】

（実施例１）図１は本発明の第１の実施例における電子
写真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
光体ドラム２と接触し感光体ドラム２との摩擦力で従動
回転する。

【００２３】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。帯電ロ
ーラ１と感光体ドラム２の接触前後の位置関係を３つの
領域に分割すれば、（１）帯電ローラ１と感光体ドラム２が徐々に接近し接
触するまでの接近領域。（２）帯電ローラ１と感光体ドラム２が接触している接
触領域。（３）帯電ローラ１と感光体ドラム２が接触から徐々に
離間していく離間領域。

【００２４】このうち（１）接近領域と（３）離間領域
で放電電界は形成され、帯電ローラ１から放出された電
荷は感光層２ａに到達する。しかしこのとき（１）接近
領域ではＬＥＤ４によって感光層２ａは露光されている
ため、見かけ上では感光層２ａは導電化しており感光層
２ａに到達した電荷は表面に保持されることなく感光体
ドラム２のアース側に漏電してしまう。従って感光層２
ａが（２）接触領域に到達した際には感光層２ａは未帯
電状態のままである。次に（２）接触領域においては空
隙がないため放電は発生せず感光層２ａは帯電しない。
最後に（３）離間領域では感光層２ａと帯電ローラ１が
離間し始めた瞬間から微小空隙に強電界が形成されるた
め放電が開始する。微小空隙においてはタウンゼント放
電だけが発生し異常放電が発生しないため感光層２ａは
均一に帯電する。その後空隙が拡大するのと感光層２ａ
が帯電することが相まって電界が急激に弱まり異常放電
が発生する空隙に到達するまでに放電は終了し均一帯電
が完了する。

【００２５】この時、帯電ローラ１は芯金１ａの外周に
半導電性ゴム層１ｂを被覆した弾性ゴムローラを使用す
る。半導電ゴムの体積抵抗値は１０⁶〜１０¹²Ω・ｃｍ
程度が好ましい。抵抗値が１０⁶Ω・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、半導電ゴム層１ｂで電圧
降下が発生するため芯金１ａに印加する電圧を必要以上
に高くする必要がある。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、
半導電ゴム層１ｂの内部の電子の移動度及び半導電ゴム
層１ｂの表面の電子放出のしやすさを便宜上定義した総
称であるが半導電ゴム層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。

【００２６】また半導電性ゴム層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。半導電性
ゴムの層厚、表面粗度、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と感光体ドラム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。

【００２７】同様に帯電ローラの表面粗度についても所
定のゴム硬度において、帯電ローラ１と感光体ドラム２
の間に空隙が生じない表面粗度であることが必要であ
る。このとき感光体ドラム２の表面粗さは現像、転写、
クリーニング性能の確保のため十分に平滑であることは
言うまでもない。

【００２８】帯電ローラ１と感光体ドラム２の間に空隙
が生じない条件について、前記のような条件を設定する
必要があるのは、接近領域に照射される光除電用の光が
離間領域へ漏れ出し、離間部での帯電の妨げとなること
を防止するためであり、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】また帯電ローラ１の表面粗度については、
（３）離間領域における微小空隙において異常放電が発
生しない表面性能が必要である。実験により帯電ローラ
の最大表面粗度が２０μｍ（Ｒｍａｘ）以下であれば異
常放電が発生しないことが本特許の発明者によって確認
されている。

【００３０】次に本特許の発明者が接触帯電方式及び接
触帯電装置の原理確認を行った実験について具体的な数
値を挙げながら説明を行う。

【００３１】周速度２５ｍｍ／ｓで回転する感光体ドラ
ム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
体ドラム２とほぼ等しい周速で従動回転を行う。帯電ロ
ーラは芯金の軸径φ６ｍｍ、半導電性のウレタンゴムを
肉厚を３ｍｍとして芯金の外周にφ１２ｍｍ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１０⁸Ω・ｃｍであ
る。芯金に対して−１１００Ｖの直流電圧を印加し帯電
を行う。ＬＥＤは感光層２ａの波長感度に合わせて７８
０ｎｍにピーク波長を有するＬＥＤを用いた。

【００３２】本接触帯電装置において感光層２ａの材料
を有機感光材料とし、膜厚を約２０μｍとした際には帯
電ローラ１に流れる電流値は約２０μＡとなり、従来の
スコロトロン帯電器の消費電流の１／１０以下となり、
オゾン発生量も１／１００以下となった。

【００３３】また実際に低温・低湿の環境下で画出しを
行うと、ＬＥＤを点灯しない場合には異常放電が発生し
紙の両端に横筋状のカブリが発生していたが、（１）接
近領域にＬＥＤによる除電光を照射すると全面に均一な
帯電が行われ白地部のカブリや黒ベタ部での白抜けのな
い均一な画像が得られた。

【００３４】本実施例においては、帯電ローラ１を単層
の半導電性のゴムローラとしているが、感光層２ａの汚
染対策のためにローラ表面にコーティングしたものやチ
ューブを被覆したものでも本発明の効果に変わりがない
ことは言うまでもない。

【００３５】（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第２図に示す。

【００３６】図２において帯電ブレード５は弾性を有し
ており導電性の保持部材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ドラム２に弾性接触し
ている。保持部材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。帯電ブレード５と感光体ドラ
ム２の接触前後の位置関係は実施例１の帯電ローラ１を
用いた場合と同様に（１）接近領域（２）接触領域
（３）離間領域に分けることができる。（１）接近領域
はブレードの端面となるため非常に狭い範囲となるが放
電電界が形成されるので、この領域に対してＬＥＤ４で
露光を行う。（２）接触領域（３）離間領域については
実施例１と同様のため省略する。

【００３７】帯電ブレード５は半導電のゴム及び高分子
樹脂のシートで構成される。帯電ブレード５の体積抵抗
値は１０⁶〜１０¹²Ω・ｃｍ程度が好ましい。また硬
度、表面粗さ、形状精度についても実施例１の帯電ロー
ラ１と同様に感光体ドラム２との間に空隙が生じ、
（１）接近領域の露光が（３）離間領域に漏れ出さない
ような構成が必要となる。

【００３８】帯電ローラ１の代わりに帯電ブレード５を
用いることによってＬＥＤ４による除電光が（１）接近
領域へ容易に到達できることは図２より明らかである。

【００３９】また、図２においては帯電ブレード５と感
光体ドラム２の接触状態は食い込み方向であるが図３に
示すように倣い方向にしてもよい。倣い方向に圧接させ
ることにより感光体ドラム２と帯電ブレード５との摩擦
力が低減し、クリーニングブレードを感光体ドラムに圧
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。

【００４０】（実施例３）第３の実施例として、帯電ブ
レード７を透明な材料で構成し断面方向の一方の端面か
ら光を入射しもう一方の端面から出射することで（１）
接近領域を露光する帯電装置の概略構成図を図４に示
す。

【００４１】本実施例における帯電ブレード７は透明な
ウレタンゴムやシリコンゴムまたはＰＥＴシートで構成
し断面方向の一方の端面からＬＥＤ４の光を入射しもう
一方の端面から出射する。つまり帯電ブレード７の固定
端から光を入射し自由端から出射させることで、帯電ブ
レード７の固定端側の少しの取り付け誤差も自由端側で
は大きな接触位置の違いとなってしまう。第２の実施例
の場合では（１）接近領域に確実な露光を行うためには
それぞれの帯電装置についてＬＥＤ４の位置合わせが必
要となる。しかし本実施例のように固定端側からＬＥＤ
４の光を入射することで容易に帯電ブレード７とＬＥＤ
４の位置決めが実施でき、その上（１）接近領域だけに
露光を集中させることも容易となる。

【００４２】帯電ブレード７に光の透過させた場合
（３）離間領域に除電光が漏れ出さないように光遮断層
８を帯電ブレード７の（３）離間領域に対向する面に設
ける必要がある。このとき光遮断層８をそのまま（３）
離間領域での放電面として導電性カーボン、酸化スズ等
の導電性粒子を分散させて光を遮断する半導電性の被膜
を形成させてもよい。また帯電ブレード７の（３）離間
領域に対向する面に光遮断層８を設けその表面に放電領
域を形成する半導電性の被膜を設けてもよい。

【００４３】（実施例４）第４の実施例として、半導電
性の帯電ブロック９を用いた帯電装置の概略構成図を図
５に示す。

【００４４】本実施例の帯電ブロック９には半導電性の
ゴム材料を用いる。感光層２ａとの接触面の両側をＣカ
ットし（１）接近領域と（３）離間領域を十分に確保す
る構成としている。それに対して（２）接触領域におけ
る接触面積が広いため、感光層２ａとの摩擦力を低減す
る必要がある。そのために帯電ブロック９の材質をフッ
素ゴムやシリコンゴムとするか、接触面にフッ素コーテ
ィングを施し感光体ドラム２のトルク低減と帯電ブロッ
ク９の振動を防止する。

【００４５】（実施例５）第５の実施例として、第１の
実施例で説明を行った帯電装置を搭載した電子写真装置
１０の概略構成図を図６に示す。

【００４６】ＬＥＤ４と帯電ローラ１で除電・帯電を行
われた感光体ドラム２は矢印の方向に回転する。このと
きＬＥＤ及び帯電ローラは現像プロセスに関わる現像器
１１、感光体ドラム２、クリーナ２５等が一体に構成さ
れた使い捨てカートリッジの場合、カートリッジの構成
要素として使い捨てとされても良いが、電子写真装置１
０の構成部品として機械寿命まで使用されることも可能
である。ＬＥＤ４の寿命は数千時間を有しており十分な
寿命を有している。また。帯電ローラ１についても感光
体ドラム２と従動もしくは独立駆動といずれの場合にお
いても感光体ドラム２の周速度と等速で回転させれば十
分であり、周速度差を有する場合に発生し易い帯電ロー
ラ１及び感光体ドラム２表面の摩耗傷も発生しない。但
し、材料選択及び他の現像、転写、クリーニングの各プ
ロセスの性能によっては周速差を有する場合に必ずしも
摩耗傷が発生するものではなく、同一の回転方向で周速
度差を有しても構わないし、反対方向に回転しても帯電
性能は十分に確保されるので選択は自由である。

【００４７】まず図示されないコントローラから電子写
真装置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
終了すると感光体ドラム２上での画像形成が開始され
る。感光体ドラム２の画像形成領域において、帯電ロー
ラ１、ＬＥＤ４には図示されない電源により電圧が印可
され、それぞれ帯電と露光を同時に行う。以下詳しくは
実施例１と同様である。

【００４８】感光体ドラム２はアルミ素管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。またＬＥＤ
４は感光体ドラム２の有効長以上の露光範囲を有するよ
うにアレイ状に形成されている。ＬＥＤの発光波長は感
光体感度波長に合わせて７８０ｎｍのものを用いる。

【００４９】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）が感光体ドラム２に形成
される。

【００５０】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）が感光体ドラム２に形成される。

【００５１】一方、紙カセット２０に収容されたカット
紙２４はピックアップローラ１９によって１枚ずつレジ
ストローラ１７まで給紙される。感光体ドラム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
ミングを合わせてレジストローラ１７とバックアップロ
ーラ１８はカット紙を感光体ドラム２と転写ローラ１４
のニップ位置に送り出す。

【００５２】感光体ドラム２と転写ローラ１４のニップ
中で感光体ドラム２の顕像はカット紙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＋２０
００Ｖの直流電圧が印加されている。転写電圧により感
光体ドラム２から転写ローラ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ドラム２からカ
ット紙に転写される。また転写電界によりカット紙２４
の裏面にはプラスの電荷が注入され感光体ドラム２から
カット紙２４が剥離した後も現像剤はカット紙２４上に
保持されている。

【００５３】現像剤が転写されたカット紙２４は定着器
１２に搬送され、ヒートローラ１５とバックアップロー
ラ１６により熱と圧力でカット紙上に熱定着される。

【００５４】定着後のカット紙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。

【００５５】なお転写されずに残留した感光体ドラム２
上の現像剤はクリーナ２５でクリーニングされ、感光体
ドラム２の表面は清浄な状態となる。

【００５６】クリーニングが終了し再び帯電工程に戻っ
てきた感光体ドラム２は表面に現像剤の残留こそない
が、ＬＳＵ１３の露光による光メモリ、転写ローラ１４
の転写電界による転写メモリによって、感光層２ａには
電位ムラが発生している。通常光メモリはクリーニング
後に除電ランプにより感光体ドラム２の表面を全面露光
することで感光層２ａは均一に除電される。それに対し
て転写メモリは感光層の帯電極性とは逆の極性（本実施
例の場合プラス）に帯電するため、従来の除電ランプで
は除電は不可能であった。しかし本発明の帯電方式なら
ば接近領域で帯電と除電を同時に行うので転写メモリの
消去も可能となる。

【００５７】このように本実施例によれば、ＬＬ環境に
おける白地領域の地かぶり及び黒ベタ領域の白抜けの課
題を解決するだけでなく、感光体ドラム２の光メモリと
転写メモリも解決する。

【００５８】なお、いずれの実施例においても（１）接
近領域を露光し光除電を行う部材はＬＥＤ４には限ら
ず、冷陰極管、グローランプ、ハロゲンランプ、半導体
レーザー等の感光層２ａの感度の有する波長を発する光
源ならばコスト、構成、速度等に応じて選択は自由であ
ることは言うまでもない。

【００５９】また感光層２ａについても、有機感光材料
に限ったわけではなく、Ｓｅ、α−Ｓｉ等いずれの感光
材料を使用しても本発明の効果には変わりはない。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
小型、低価格、低オゾン発生並びに高温高湿環境から低
温低湿環境までの広い範囲で均一帯電の実現する帯電方
式もしくは帯電装置もしくは画像形成装置を提供するこ
とができ、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における接触帯電装置の
概略構成図

【図２】本発明の第２の実施例における接触帯電装置の
概略構成図

【図３】本発明の第２の実施例における接触帯電装置の
概略構成図

【図４】本発明の第３の実施例における接触帯電装置の
概略構成図

【図５】本発明の第４の実施例における接触帯電装置の
概略構成図

【図６】本発明の第５の実施例における画像形成装置の
概略構成図

【図７】透明電極と帯電ローラ間の空隙距離とその間に
形成される放電開始電圧の関係を示すグラフ

【図８】パッシェン曲線を示すグラフ

【符号の説明】

１帯電ローラ２感光体ドラム３直流電源４ＬＥＤ５帯電ブレード８光遮断層９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カット紙２５クリーナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光導電性を有する被帯電体と、前記被帯電
体と相対移動しながら接触する帯電手段と、前記被帯電
体と前記帯電手段との間に放電電界を形成する電界形成
手段と、前記被帯電体と前記帯電手段の接触位置の上流
側の前記被帯電体表面に露光を行う露光手段によって前
記被帯電体表面を帯電させることを特徴とする接触帯電
方式。
【請求項２】光導電性を有する被帯電体と、前記被帯電
体と相対移動しながら接触する帯電手段と、前記被帯電
体と前記帯電手段との間に放電電界を形成する電界形成
手段と、前記被帯電体と前記帯電手段の接触位置の上流
側の前記被帯電体表面に露光を行う露光手段によって前
記被帯電体表面を帯電させることを特徴とする接触帯電
装置。
【請求項３】光導電性を有する被帯電体と、前記被帯電
体と相対移動しながら接触する帯電手段と、前記被帯電
体と前記帯電手段との間に放電電界を形成する電界形成
手段と、前記被帯電体と前記帯電手段の接触位置の上流
側の前記被帯電体表面に露光を行う露光手段によって前
記被帯電体表面を帯電させる接触帯電装置を有すること
を特徴とする画像形成装置。