JPH08190250A

JPH08190250A - 帯電装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置

Info

Publication number: JPH08190250A
Application number: JP7002246A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Ishii; 保之石井; Eiji Funabashi; 栄二船橋; Kazumi Yamauchi; 和美山内; Hiroaki Ogata; 寛明緒方; Michihito Yamazaki; 道仁山崎; Tetsuya Sano; 哲也佐野; Hiroki Kisu; 浩樹木須
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-01-10
Filing date: 1995-01-10
Publication date: 1996-07-23

Abstract

(57)【要約】【目的】感光ドラム表面と電極板との間のギャップを、
従来程、高精度に維持することなく、良好な帯電を行
う。【構成】感光ドラム１表面に、帯電部材２２０を対向配
置する。帯電部材２２０の電極板２２１に、絶縁部材２
２３を介して中抵抗部材２２２を取り付ける。これによ
り、感光ドラム１表面と電極板２２１との間のギャップ
ｇ０を、ギャップｇ１、ｇ２に分割することができる。
これにより、従来の、ギャップｇ０を微小な所定値に精
度よく維持しなければならなかったのと異なり、ギャッ
プｇ０を広く設定した場合でも、良好な帯電を行うこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被帯電面に対向配置し
た帯電部材に電圧を印加して被帯電面を帯電する帯電装
置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、レーザビームプリンタ等
の画像形成装置において使用される帯電装置には、ワイ
ヤに高電圧をかけたときの放電によって帯電を行うコロ
ナ帯電装置（非接触帯電装置）や、電圧を印加した帯電
部材を被帯電体の被帯電面に当接もしくは近接させて微
小ギャップ間の放電により被帯電面に電荷を転移させて
被帯電面を所用の電位に帯電する、接触または近接帯電
装置（これらを合わせて以下単に「接触帯電装置」とい
う）などが知られている。後者の接触帯電装置は、前者
のコロナ帯電装置に比べて、被帯電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りオゾン除
去フィルター等の必要性がなくなること、そのため装置
の排気系の構成が簡略化されること、メンテナンスフリ
ーであること、帯電装置全体の構成が簡単であること、
等の長所を有している。

【０００３】このため、上述の接触帯電装置は、例えば
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、その他の被帯電体を帯電処理する手段とし
てコロナ帯電装置に代わるものとして注目され実用化も
されている。

【０００４】この接触帯電装置は、帯電部材の形状の別
によって、例えばローラ状の部材を被帯電体に接触させ
回転させる回転型のもの、平面または曲面の帯電面を持
つ部材を被帯電体に接触または近接させる固定型のもの
等が知られている。このうち前者の回転型の帯電部材
（以下「帯電ローラ」という）を有する帯電装置におい
ては、安定した表面電位を得るために印加電圧として振
動電圧を用いる。

【０００５】図７にその一実施例を示す。なお、図７お
よび、次の図８中の符号には、後述の実施例で説明する
ものも含まれている。同図中、１００は被帯電体であ
り、例えば、矢印Ａの時計回りに所定の周速度（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（以下「感光ドラム」という）
である。同図に示す接触帯電装置では、感光ドラム１０
０表面の被帯電面の摺察削れ、感光ドラム１へのローラ
材（帯電ローラ２００を構成する物質）の融着、帯電ロ
ーラ２００および感光ドラム１００の汚染、帯電ローラ
２００を押し当てることによる変形、帯電音等の問題が
あった。

【０００６】この問題の解決方法として帯電部材を非接
触に保持する非接触帯電方式も知られている。具体例と
してローラ状、平面状または曲面状の帯電面を持つ部材
を被帯電体に近接させる固定型のものがある。図８にそ
の従来例を示す。帯電面の表面にはゴム、ポリプロピレ
ン等の中抵抗層２１２を形成し、感光ドラム１００に対
し約１００μｍ以下のギャップを持って近接配置されて
いる。４は帯電部材２１０に対する電圧印加電源であ
り、この電源４により感光ドラム１００の帯電開始電圧
の２倍以上のピーク間電圧Ｖ_ppを有する振動電圧Ｖ_acと
直流電圧Ｖ_dcとを重畳した電圧（Ｖ_ac＋Ｖ_dc）が帯電部
材２１０に印加されて、回転駆動されている感光ドラム
１００の外周面が均一に帯電される。図中Ｂは、実際に
帯電が行われる帯電領域を示している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような帯電面が固定型の近接帯電装置では、次のような
事項が問題点として挙げられる。

【０００８】帯電部材の一部である電極板と被帯電面と
の間のギャップを約１００μｍ以下にしなければ良好な
帯電が得られず、帯電装置を構成する各部材の部品精度
および組立精度について高いものが要求される。また、
被帯電面の摺察削れ、被帯電面上への帯電部材の融着、
帯電部材および被帯電面の汚染、帯電部材を押し当てる
ことによる変形、帯電音が問題となる。

【０００９】そこで、本発明は、上述の問題点を解決し
た帯電装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置
を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【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、被帯電体の被帯電面に対向
配置した電極板を有する帯電部材と、前記電極板に直流
電圧を印加して前記被帯電面を帯電する電源とを備えた
帯電装置において、前記被帯電面と電極板との間のギャ
ップに絶縁状態で層状に配置されて該ギャップを分割す
る中抵抗部材を介在させることを特徴とする。

【００１１】この場合、前記中抵抗部材の抵抗値を１０
⁵ 〜１０¹²Ω・cmに設定するとよい。

【００１２】前記中抵抗部材は、複数の中抵抗層によっ
て構成することができる。

【００１３】前記中抵抗部材の保持部を、前記被帯電面
の移動方向についての前記ギャップの上流側にのみに設
けるようにしてもよい。

【００１４】前記電源は、前記帯電部材に印加する電圧
を定電圧制御し、または前記帯電部材に流す電流を定電
流制御するものとすることができる。

【００１５】次に、画像形成装置本体に対して、着脱自
在に装着するプロセスカートリッジにおいて、少なくと
も被帯電体と上述のいずれか記載の帯電装置とを、カー
トリッジ容器に一体的に組み込んでプロセスカートリッ
ジを構成することができる。

【００１６】次に、画像形成装置は、上述のプロセスカ
ートリッジを着脱自在に装着する画像形成装置本体を有
し、前記被帯電面上に形成したトナー像を転写材に転写
し、定着することができる。

【００１７】画像形成装置は、また、上述のいずれか記
載の帯電装置と、帯電済の被帯電面を露光して静電潜像
を形成する露光手段と、前記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手段と、トナー像を転写材
上に転写する転写手段と、転写材上のトナー像を定着す
る定着手段とを備えることを特徴とする。

【００１８】

【作用】以上構成に基づき、帯電装置において、被帯電
面と電極板との間にギャップに層状の中抵抗部材を介在
させることにより、被帯電面と電極板とのギャップを広
く設定した場合でも良好な帯電を実現することができ
る。また、印加電圧が直流であるため、中抵抗部材の振
動はなく、帯電音がなくなる。さらに、接触型でないた
め被帯電面の削れもなくなる。

【００１９】

【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に、本発明に係る帯電装置の実施例１
の概略構成図を示す。本実施例の帯電装置は、電子写真
プロセスによる画像形成装置の帯電装置として用いられ
るものである。

【００２０】同図中、１００は像担持体としての回転ド
ラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という）
であり、本発明における被帯電体である。感光ドラム１
は、例えばアルミニウム製のドラム基体１０２の外周面
に、感光層１０１として有機光導電体（ＯＰＣ）層を形
成した、外径３０ｍｍの円筒状の部材であり、矢印Ａの
時計回りに所定のプロセススピード（周速度）ｖ_psをも
って回転駆動される。

【００２１】２２０は帯電部材であり、金属板、導電プ
ラスチック、導電ゴム等からなる電極板２２１、中抵抗
部材２２２、絶縁部材２２３を備えている。電極板２２
１は、長板状に形成されており、その長手方向を感光ド
ラム１表面の母線に沿って配置している。中抵抗部材２
２２は、絶縁部材２２３を介して電極板２２１によって
支持されている。中抵抗部材２２２は、感光ドラム１０
０の回転方向についての電極板２２１の上流側と下流側
とに折り返し部を有し、この折り返し部と電極板２２１
との間に介装した絶縁部材２２２によって支持されてい
る。帯電部材２２０全体は、ばね部材（付勢部材）３に
よって感光ドラム１００の向けて付勢されているが、中
抵抗部材２２２の、感光ドラム１００に対する接触状態
は押し付けるものではなく、感光ドラム１００と電極板
２２１との間の空間（ギャップ）ｇ０をギャップｇ１、
ｇ２に分割する構成になっている。そして電源４から直
流電圧を定電圧、または定電流制御により電極板２２１
に印加することによりギャップｇ１、ｇ２で放電が起こ
り、回転する感光ドラム１００表面が所定の電位に帯電
処理される。

【００２２】５は露光手段であるレーザ光であり、これ
により画像情報が静電潜像として感光ドラム１００上に
形成される。次いで、その潜像は現像装置の現像スリー
ブ６でトナー現像され、その現像されたトナー像が不図
示の給紙部から適切なタイミングで感光ドラム１００と
転写ローラ８との間の転写部へ導入された転写材７に対
して転写されていく。転写部を通った転写材７は感光ド
ラム１００面から分離されて不図示の像定着部へ搬送さ
れる。像転写後の感光ドラム１００面はクリーニングブ
レード９により転写残りトナー等の付着汚染物の除去を
受けて清浄面化されて、繰り返して作像に供される。

【００２３】本帯電装置において電極板２２１と感光ド
ラム１００間のギャップｇ０を非接触帯電装置の良帯電
領域である１００μｍ以下にし量産することは困難であ
り、ギャップｇ０を広げ、かつギャップ１００μｍ以下
並みの帯電特性を維持する必要がある。

【００２４】上述したように電極板２２１と感光ドラム
１００との間に中抵抗部材２２２を絶縁状態で設置した
ことにより、電極板２２１と感光ドラム１００との間の
ギャップｇ０を分割することができる。この分割によ
り、電極板２２１と感光ドラム１００との間のギャップ
ｇ０を広く設定した場合でも、印加する直流電圧がギャ
ップｇ１において図２で示すパッシェン条件（電圧）を
満たし（不均一帯電領域であっても良い）、かつ、ｇ２
が図２で示す良帯電領域であり、パッシェン条件を満た
していれば、電極板２２１と感光ドラム１００との間で
良好な帯電が得られるようになる。中抵抗部材の抵抗が
１０⁵ Ω・cm以下であり、ギャップｇ１が不均一帯電領
域である場合、ギャップｇ２の放電状態はギャップｇ１
における電荷の集中の影響を受け異常放電を起こす。ま
た、中抵抗部材の抵抗が１０¹²Ω・cm以上である場合、
電荷の移動が妨げられ放電しない。したがって、中抵抗
部材２２２の抵抗は１０⁵ 〜１０¹²Ω・cmの範囲内にお
いて、本発明の目的とする均一で安定した帯電を実現す
ることができ、かつ、低オゾンの帯電が可能となる。ま
た、非接触帯電装置であることこから感光ドラム表面
（被帯電体表面）の被帯電面の摺察削れ、感光ドラム１
上への帯電部材２２０の融着、帯電部材２２０および感
光ドラム１００の汚染、帯電部材２２０を押し当てるこ
とによる変形は改善され、帯電音についてもＤＣ電圧の
印加であることより中抵抗部材２２２の振動がなく改善
されることはいうまでもない。〈実施例２〉図３は、帯電装置の実施例２を示したもの
である。本実施例では中抵抗部材自身を中空化し、また
はシート状に重ね合わせることにより、積層状に構成し
たことを特徴とするものである。

【００２５】本実施例では、帯電部材２３０を構成する
中抵抗部材２３２自身を中空化またはシート状に重ね合
わせ、電極板２３１と感光ドラム１００との間のギャッ
プｇ０の分割数を増やしたものである。印加する直流電
圧がギャップｇ１、ｇ２、ｇ３において図２で示すパッ
シェン条件（電圧）を満たし（不均一帯電領域であって
も良い）、かつ、ギャップｇ４が図２で示す良帯電領域
であり、パッシェン条件を満たしていれば、電極板２３
１と感光ドラム１００間のギャップｇ０で良帯電が得ら
れるようになる。本実施例によれば電極２３１と感光ド
ラム１００との間のギャップｇ０を実施例１よりさらに
広げることが可能となった。また、非接触帯電装置であ
ることから被帯電面、つまり感光ドラム１００表面の摺
察削れ、感光ドラム上への帯電部材２２０の融着、帯電
部材２２０および感光ドラム１００の汚染、帯電部材２
２０を押し当てることによる変形は改善され、帯電音に
ついてもＤＣ電圧の印加であることより、中抵抗部材の
振動がなく改善されることはいうまでもない。〈実施例３〉図４に、本発明の実施例３を示す。本実施
例では、電極板に対する中抵抗部材の固定を、感光ドラ
ムの回転方向についての上流側のみとし、下流側はフリ
ーとしたことを特徴とするものである。

【００２６】本実施例では、電極板２４１と中抵抗部材
２４２の固定を感光ドラム１００の回転方向（矢印Ａ方
向）の上流側において絶縁部材２４３を介して行うのみ
で、下流側においては固定しない。つまり、中抵抗部材
２４２の下流側は規制されることなく、フリーの状態と
なる。これにより、中抵抗部材２４２と感光ドラム１０
０とが接触し、感光ドラム１００の回転により中抵抗部
材２４２表面が常に引っ張れ、電極板２４１と感光ドラ
ム１００との間にできるギャップｇ０の変動を極力抑え
ることが可能となり、今後必要とされるであろう高解像
度化のための低コスト均一帯電が可能となる。また、中
抵抗部材２４２を押し付けないことから被帯電面（感光
ドラム１００表面）の摺察削れ、感光ドラム１００上へ
の帯電部材２４０の融着、帯電部材２４０および感光ド
ラム１００の汚染、帯電部材２４０を押し当てることに
よる変形は改善され、帯電音についてもＤＣ電圧の印加
であることより中抵抗部材２４２の振動がなく改善され
ることはいうまでもない。〈実施例４〉図５は、実施例１に示した帯電部材２２０
を、感光ベルト１１０を用いた画像形成装置に応用した
ものである。感光ベルト１０は、ベルト基体の表面に感
光層を設けてエンドレスのベルト状に構成したものであ
る。

【００２７】なお、同図では、帯電部材２２０を、中抵
抗部材２２２が感光ベルト１１０の表面から離れるよう
にして配設しているが、中抵抗層２２２が感光ベルト１
１０表面に接触するようにしても何ら問題はなく、ほぼ
同様の効果を得ることができる。〈実施例５〉図６は、本発明に係る帯電装置の帯電部材
をプロセスカートリッジに使用した例である。

【００２８】同図中１００は感光ドラム、２６０は本発
明の帯電部材、５はレーザ光、６は現像スリーブ、１２
は現像スリーブ上のトナーを均一にコートするためのド
クターブレード、１３はトナーホッパー、９は感光ドラ
ム上の転写残りのトナーを清掃するためのクリーニング
ブレード、１４はクリーニングブレードで回収されたト
ナーを溜めるクリーナのトナー溜めである。本実施例の
プロセスカートリッジ１５は、これらの部材等を、カー
トリッジ容器１６に一体的に組み込んでカートリッジ化
したものであり、画像形成装置本体（不図示）に対して
着脱自在に装着する。

【００２９】これにより、小型、簡単かつ安価な構成の
もと、本発明の効果を有するプロセスカートリッジを供
給することができた。

【００３０】なお、本発明のプロセスカートリッジ１５
としては、少なくとも感光ドラム１００と帯電部材２６
０（帯電装置）とをカートリッジ容器１６に一体的に組
み込んで構成したものであればよい。他の部材は、必要
に応じて適宜に組み込むようにすれば足る。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
被帯電体の被帯電面と帯電部材の電極板との間のギャッ
プに、中抵抗部材を絶縁状態で層状に設けることによ
り、ギャップを広げた場合でも良好な帯電を行うことが
できる。つまり、従来、ギャップの精度を厳密に維持す
る必要があったのとは異なり、ギャップの精度の自由度
を向上させることができる。

【００３２】また、非接触帯電であることから被帯電面
の摺察削れ、被帯電面への帯電部材の融着、帯電部材お
よび被帯電面の汚染、帯電部材を押し当てることによる
変形等が改善され、帯電音についてもＤＣ電圧の印加で
あることより中抵抗部材の振動がなく改善されることは
いうまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の帯電装置および画像形成装置要部の
概略構成を示す縦断面図。

【図２】実施例１のギャップと印加バイアスとの関係を
示す図。

【図３】実施例２の帯電装置の概略構成を示す縦断面
図。

【図４】実施例３の帯電装置の概略構成を示す縦断面
図。

【図５】実施例４の被帯電体の概略構成を示す縦断面
図。

【図６】実施例５のプロセスカートリッジの概略構成を
示す縦断面図。

【図７】従来の帯電装置および画像形成装置要部の概略
構成を示す縦断面図。

【図８】従来の他の帯電装置および画像形成装置要部の
概略構成を示す縦断面図。

【符号の説明】

３ばね部材４電源５レーザ光６現像スリーブ７転写材８転写ローラ９クリーニングブレード１５プロセスカートリッジ１６カートリッジ容器１００被帯電体（感光ドラム）２２０帯電部材２２１電極板２２２中抵抗部材２２３絶縁部材Ｂ帯電領域ｇ０、ｇ１、ｇ２、ｇ３、ｇ４ギャップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者緒方寛明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)発明者山崎道仁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】被帯電体の被帯電面に対向配置した電極
板を有する帯電部材と、前記電極板に直流電圧を印加し
て前記被帯電面を帯電する電源とを備えた帯電装置にお
いて、前記被帯電面と電極板との間のギャップに絶縁状態で層
状に配置されて該ギャップを分割する中抵抗部材を介在
させる、ことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】前記中抵抗部材の抵抗値が１０⁵ 〜１０
¹²Ω・cmである、ことを特徴とする請求項１記載の帯電
装置。
【請求項３】前記中抵抗部材が、複数の中抵抗層によ
って構成されている、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の帯電装
置。
【請求項４】前記中抵抗部材の保持部を、前記被帯電
面の移動方向についての前記ギャップの上流側にのみに
設ける、ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記
載の帯電装置。
【請求項５】前記電源は、前記帯電部材に印加する電
圧を定電圧制御し、または前記帯電部材に流す電流を定
電流制御する、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記
載の帯電装置。
【請求項６】画像形成装置本体に対して、着脱自在に
装着するプロセスカートリッジにおいて、少なくとも被帯電体と請求項１ないし請求項５のいずれ
か記載の帯電装置とを、カートリッジ容器に一体的に組
み込んでプロセスカートリッジを構成する、ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】請求項６記載のプロセスカートリッジを
着脱自在に装着する画像形成装置本体を有し、前記被帯
電面上に形成したトナー像を転写材に転写し、定着す
る、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】請求項１ないし請求項５のいずれか記載
の帯電装置と、帯電済の被帯電面を露光して静電潜像を形成する露光手
段と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する
現像手段と、トナー像を転写材上に転写する転写手段と、転写材上のトナー像を定着する定着手段とを備える、ことを特徴とする画像形成装置。