JPH0850388A

JPH0850388A - 接触帯電装置

Info

Publication number: JPH0850388A
Application number: JP18211894A
Authority: JP
Inventors: Shigetaka Yoshida; 成隆吉田; Akihito Ikegawa; 彰仁池側
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1993-08-06
Filing date: 1994-08-03
Publication date: 1996-02-20

Abstract

(57)【要約】【目的】構造を簡素化することができ、それだけ簡単
安価に提供することができ、静電潜像担持体をキズ付け
ることなく、画像ノイズの生じ難い状態で安定して良好
な帯電を行うことができる信頼性の高い接触帯電装置を
提供する。【構成】帯電用フィルム２２を感光体ドラム１表面に
接触させ、感光体ドラム１を帯電させる接触帯電装置２
において、フィルム２２の表面硬度を感光体ドラム１の
表面硬度より小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式の複写機、
プリンタ等の画像形成装置に使用される接触帯電装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の複写機、プリンタ等の画
像形成装置では、感光体ドラムのような静電潜像担持体
を帯電装置により帯電させ、その帯電域に画像露光して
静電潜像を形成し、該潜像を現像して可視像とし、これ
を転写材へ転写し、定着させる。

【０００３】前記帯電装置としては種々のタイプのもの
が知られているが、大別するとコロナ放電を利用したコ
ロナ帯電装置と、帯電ブラシや帯電ローラ或いは回転駆
動される帯電用の無端ベルトを静電潜像担持体表面に接
触させる接触式帯電装置に分けられる。コロナ放電を利
用した帯電装置は安定した帯電を行えるという利点を有
するが、多量のオゾン発生を伴い、これが静電潜像担持
体の劣化を招いたり、人体に悪影響を及ぼすという問題
があることから、オゾン発生量がコロナ帯電装置に比べ
て著しく少ない接触帯電装置が注目されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、接触帯電装置
のうち、帯電ブラシを用いるものはそのブラシの製作に
手間を要するという問題があり、帯電ローラを用いるも
のでは、該ローラを駆動するための手段が必要であるの
でそれだけ構造が複雑となるうえ、画像形成装置停止中
も該帯電ローラが静電潜像担持体に接触したままである
ので、そこにクリープ変形歪みが残留し、これが帯電不
良の原因となる。ブレード方式のものでは、該ブレード
の設定が難しいうえ、ブレードが強く静電潜像担持体表
面に接触するので、該担持体を傷つける恐れがあり、ま
た静電潜像担持体を回転させるために大きいトルクを必
要とする。さらに、帯電用の無端ベルトを用いるもので
は、全体が大形化し、ベルト駆動方式も複雑になるとい
う問題がある。

【０００５】帯電装置がその製作に手間を要したり、構
造が複雑化したり、大形化したり、その駆動方式が複雑
になることは、画像形成装置の低価格化、小形化が求め
られている今日、無視できない問題である。本発明は従
来の接触帯電装置に比べると構造を簡素化することがで
き、また、それだけ簡単安価に提供することができ、そ
れでいて安定した状態で良好な帯電を行うことができる
信頼性の高い接触帯電装置を提供することを課題とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する手段
として帯電用フィルムを静電潜像担持体に接触させて帯
電を行うことが考えられる。しかし、このようなフィル
ムを使用する場合、静電潜像担持体表面のキズの発生及
び該キズによる画像ノイズの発生が課題として残され
る。

【０００７】静電潜像担持体のキズが画像ノイズ発生原
因となる理由としては、例えば、静電潜像担持体の代表
例である感光体についてみると、フィルム接触部分が削
られることで削られた部分の電位保持能が低下し、この
部分に帯電電位がのりにくくなること、感光体のキズ部
分に画像露光光が入射した場合、該キズより入射光が散
乱し、周囲まで露光されることが考えられる。

【０００８】そこで本発明者は前記課題を解決するた
め、さらに研究を重ねた結果、フィルムの物性を規定す
ることで静電潜像担持体のキズの発生を防止することに
成功した。すなわち、本発明は、帯電用フィルムを静電
潜像担持体表面に接触させ、該像担持体を帯電させる接
触帯電装置であって、前記フィルムの表面硬度（静電潜
像担持体に接触する表面の硬度）が前記静電潜像担持体
の表面硬度より小さいことを特徴とする接触帯電装置を
提供するものである。

【０００９】前記帯電用のフィルムを構成する材料とし
ては、代表例として合成樹脂材料が考えられるが、合成
樹脂は一般に絶縁性であるため、これに導電性材料を分
散せしめたり、これら樹脂材料表面を導電化処理したり
して、適宜、導電性化、若しくは低抵抗化して用いられ
る。特に樹脂中に金属粉、金属ウィスカ、カーボンブラ
ック、カーボンファイバ等を含有させた場合には１０³
〜１０⁸（Ω・ｃｍ）程度の、導電性とまでは至らない
程度の低抵抗材料を得ることができ、これも利用でき
る。この中で、静電潜像担持体との組み合わせにおい
て、該静電潜像担持体の表面硬度より小さい硬度のもの
を組み合わせる。

【００１０】また、前記帯電用のフィルムに帯電用の電
圧を印加するに際しては、直流、交流或いはそれらの重
畳による電圧を印加することができる。前記帯電用フィ
ルムは可撓性を有することが望ましく、そのような可撓
性フィルムとしては図４に示すように、幅ｂ＝１（ｃ
ｍ）の薄肉材料Ｓを外径Ｄ＝１（ｃｍ）の断面円形の芯
棒Ａに巻きつけるときに要する曲げモーメントＭが、Ｍ
≦２０（ｇ・ｃｍ）好ましくは、Ｍ≦１０（ｇ
・ｃｍ）であるものが考えられる。

【００１１】なお、曲げモーメントＭは、Ｍ＝ＥＩ／
ρ、但しＩ＝ｂｈ³／１２から求められる数値である。
ここでＥはフィルムのヤング率（ｇ／ｃｍ²）、Ｉはフ
ィルムの断面２次モーメント（ｃｍ⁴）、ρはフィルム
の曲率半径（ｃｍ）であり、曲率の中心、すなわち、芯
棒Ａの中心Ｏとフィルムの中立面ＮＳとの距離、ｈはフ
ィルムの厚さ（ｃｍ）である。

【００１２】曲げモーメントＭが２０（ｇ・ｃｍ）を超
えると、そのフィルムは静電潜像担持体表面にうまく接
触しなくなり、該静電潜像担持体表面の電位ムラ、ひい
ては画像ノイズの発生が著しくなり、好ましくない。曲
げモーメントＭの下限値については、特に限定はない
が、接触帯電に用いるための機械的強度（フィルムの破
れ、ちぎれ等の防止）を保つという別の要因から、概ね
０．００１（ｇ・ｃｍ）以上であることが好ましい。

【００１３】また、前記帯電用フィルムとしては、代表
的には導電部を有するものが考えられ、そのような導電
部はフィルムの全体にわたって存在する場合と、部分的
に存在する場合とが考えられる。前記導電部は２つ以上
の材料で構成されてもよく、また、導電部は絶縁部材に
導電層を塗布して形成してもよい。

【００１４】

【作用】本発明帯電装置によると、その帯電用フィルム
が静電潜像担持体表面に接触せしめられ、該フィルムに
帯電用電圧が印加されることで、該フィルムより放電が
起こり、該担持体表面が所定電位に帯電する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。以下に説明する実施例はいずれも図１に概略構成
を示すプリンタに組み込んで使用されるものである。ま
ず、図１に示すプリンタについて説明する。図１に示す
プリンタは中央部に静電潜像担持体である感光体ドラム
１を備えており、このドラムは図示しない駆動手段によ
り矢印ａ方向に回転駆動される。ドラム１の周囲には帯
電装置２、現像装置３、転写チャージャ４、クリーニン
グ装置５及びイレーサ６が順次配置してある。帯電装置
２は本発明に係る帯電装置である。

【００１６】感光体ドラム１の上方には光学系７が配置
してあり、この光学系はハウジング７１の中に半導体レ
ーザ発生装置、ポリゴンミラー、トロイダルレンズ、ハ
ーフミラー、球面ミラー、折り返しミラー、反射ミラー
等を配置したもので、ハウジング７１の床部に露光スリ
ット７２が形成してあり、ここから帯電装置２と現像装
置３の間を通して感光体ドラム１に画像露光できるもの
である。

【００１７】感光体ドラム１の図中右側にはタイミング
ローラ対８１、中間ローラ対８２及び給紙カセット８３
が順次配置してあり、給紙カセット８３には給紙ローラ
８４が臨んでいる。また、感光体ドラム１の図中左側に
は定着ローラ対９１、排紙ローラ対９２が順次配置して
あり、排紙ローラ対９２には排紙トレイ９３が臨んでい
る。

【００１８】以上説明した各部品はプリンタ本体１０に
搭載されている。本体１０は下ユニット１０１と上ユニ
ット１０２とからなっており、前述した帯電装置２、現
像装置３、クリーニング装置５、イレーサ６、光学系
７、タイミングローラ対８１のうちの上側ローラ、中間
ローラ対８２の上側ローラ、給紙ローラ８４、定着ロー
ラ対９１の上側ローラ、排紙ローラ対９２及び排紙トレ
イ９３はいずれも上ユニット１０２に設けられている。
この上ユニットはプリンタの図中左側端部に設けた軸棒
１０３を中心に給紙側の端部が上下に開閉することがで
き、それによってジャム処理、各種メインテナンスを行
えるようになっている。

【００１９】このプリンタによると、感光体ドラム１表
面が帯電装置２により所定電位に一様に帯電され、該帯
電域に光学系７から画像露光されて静電潜像が形成され
る。かくして形成された静電潜像は現像装置３により現
像されてトナー像となり、転写チャージャ４に臨む転写
領域へ移行する。一方、給紙カセット８３から給紙ロー
ラ８４により転写紙が引き出され、中間ローラ対８２を
経てタイミングローラ対８１に至り、ここでドラム１上
のトナー像と同期をとって転写領域へ送り込まれる。か
くして転写領域において転写チャージャ４の作用でドラ
ム１上のトナー像が転写紙上に転写され、該転写紙は定
着ローラ対９１へ至り、ここでトナー像を定着されたの
ち排紙ローラ対９２により排紙トレイ９３へ排出され
る。

【００２０】トナー像が転写紙に転写されたのち、感光
体ドラム１上に残留するトナーはクリーニング装置５に
よって清掃され、残留電荷はイレーサ６により消去され
る。なお、前記プリンタのシステム速度（感光体ドラム
１の周速）は３．５（ｃｍ／ｓｅｃ）であり、現像装置
３は一成分の接触式現像装置であり、反転現像を行う。
前記感光体ドラム１は本例では長波長光に対し感度を
有する負帯電性の機能分離型有機感光体である。

【００２１】前記現像装置３において使用するトナーは
負帯電型のポリエステル系トナーであり、このようなト
ナーを前記現像装置３に収納し、現像バイアス−３００
（Ｖ）の下で、現像を行うようにした。次に前記プリン
タにおける帯電装置２の基本構成を図２に基づいて説明
する。帯電装置２には図２に示すように、フィルムを支
持するための導電性の支持板２１（本例ではアルミニウ
ム製支持板）及びそれに片側端部２２１が支持され、自
由端部側２２２、すなわち、フィルム支持域の端Ｐ１か
らフィルム自由端Ｐ２に至る部分２２２の一部が感光体
ドラム１に接触する帯電用フィルム２２を備えている。
フィルム２２は図３に示すように、樹脂にカーボンを分
散させた単層構造のものであり、感光体ドラム１に接触
せしめられる。支持板２１は感光体ドラム１表面から距
離Ｈ＝２（ｍｍ）隔たっていてドラム１の幅方向に延び
ており、フィルム２２も同様にドラム１の幅方向に延び
ている。フィルム２２の支持域の端Ｐ１とフィルム自由
端Ｐ２間の長さは本例では１０（ｍｍ）である。支持板
２１には帯電用の負電圧を印加するための電源２３が接
続される。

【００２２】次に本発明に係る前記帯電装置２の具体例
を説明するが、その前に帯電装置２の帯電による感光体
ドラム表面上の電位（Ｖ₀）の測定及び評価の方法、帯
電ムラとそれに基づく画像ノイズの評価の方法について
説明しておく。１感光体ドラム表面電位（Ｖ₀）の測定と評価帯電装置２におけるアルミニウム製の支持板２１より帯
電用フィルム２２に−１．１（ｋＶ）の電圧を印加し、
感光体ドラム表面を帯電させる。現像位置に表面電位計
（トレック社製，モデル３６０）のプローブをセット
し、感光体ドラム１表面の帯電電位を測定する。２帯電ムラとそれに基づく画像ノイズの評価本発明装置によると、帯電ムラは感光体ドラム１の表面
進行方向を横切る方向に発生する。この帯電ムラは像露
光後においても像露光後の電位（Ｖ_i）のムラとして残
る。すなわち、帯電装置２により帯電された直後の電位
（Ｖ₀）のうち、部分的に高い電位を有する部分は像露
光後の電位（Ｖ_i）も部分的に高いものとなる。

【００２３】前記プリンタにおいて反転現像を行った場
合には、電位（Ｖ_i）の低い部分ほど多量のトナーで現
像される。すなわち、電位（Ｖ₀）のムラは電位
（Ｖ_i）のムラに、そして最終的に画像のムラとなる。
画像ノイズの評価は次のように行う。前記プリンタを使
用し、帯電装置２による帯電後、主走査方向に２ドット
オン（点灯）、２ドットオフ（消灯）の繰り返しパター
ンを光学系７からのレーザにより書き込み、副走査方向
にも同様の２ドットオン（点灯）、２ドットオフ（消
灯）の書き込みパターンとなるようにレーザ点灯タイミ
ングを調整する。この後、反転現像、転写、定着プロセ
スを経て図５に示すようなプリント画像を得る。

【００２４】このプリント画像上の２ドット×２ドット
からなる微小の黒ベタパターンの主走査方向の最大幅を
Ｗ_Mとする。主走査方向に連続した３０個の微小の黒ベ
タパターンのＷ_Mの標準偏差をσとし、このσによって
次のような画像ノイズのランク付けを行う。標準偏差σ 評価ランク０（μｍ）≦σ＜１０（μｍ）５（ほとんど問題なし）１０（μｍ）≦σ＜２０（μｍ）４（ほとんど問題なし）２０（μｍ）≦σ＜３０（μｍ）３（実用限界）３０（μｍ）≦σ＜４０（μｍ）２（許容できないレベル）４０（μｍ）≦σ １（許容できないレベル）次にさらに具体的な実施例を説明する。

【００２５】先ず、一つの実施例では帯電用フィルム２
２として、導電性カーボン粉末を分散した厚さ５０（μ
ｍ）のポリエチレンフィルムを採用した。該フィルムは
フジモリ産業社製ＵＨＭＷ−ＰＥ（超高分子領域のポリ
エチレン）からなるフィルムで、その表面硬度（ロック
ウエル硬度）はＲ５７である。この実施例装置を前記プ
リンタに組み込み、帯電用電圧として−１．２（ｋＶ）
を印加して感光体ドラム１の表面を帯電させて画像形成
したときの耐刷枚数と画像ノイズとの関係について、先
に示したノイズ評価方法に基づき評価した。その結果を
図６に示す。なお、感光体ドラム１の表面硬度はＲ１１
８である。この実施例帯電装置によると、感光体ドラム
１表面のキズによる画像ノイズのない安定した画像が得
られることがわかる。

【００２６】図６には比較例として、導電性カーボン粉
末を分散した表面硬度Ｒ１１８のポリカーボネイトフィ
ルムを採用し、他を前記ポリエチレンフィルムの場合と
同条件とした帯電装置を使用した場合の耐刷枚数と画像
ノイズの関係も示している。この比較例によると、耐刷
枚数の増加に伴い許容できないレベルの画像ノイズが発
生する。

【００２７】前記のほか、フィルムの基礎材質として、
ポリプロピレン（三菱油化製、ＥＣＸＢＬシリーズ）を
採用し、フィルム表面硬度をＲ３０とし、他の条件は前
記ポリエチレンフィルム採用の場合と同一とした帯電装
置を前記プリンタ（感光体ドラム表面硬度Ｒ１１８）に
組み込み使用したところ、画像ノイズの評価はほとんど
問題なしとでた。また、フィルムの基礎材質として、ナ
イロン（グンゼ製）を採用し、フィルム表面硬度をＲ１
１１とし、他の条件は前記ポリエチレンフィルム採用の
場合と同一とした帯電装置を前記プリンタ（感光体ドラ
ム表面硬度Ｒ１１８）に組み込み使用したところ、画像
ノイズの評価は実用限界とでた。

【００２８】このように、帯電フィルムの表面硬度を感
光体の表面硬度より小さくすることによって、該帯電フ
ィルムは感光体によって均一に削られ、感光体に対する
密着性が向上し、感光体を均一に帯電させることができ
る。また、帯電フィルム及び感光体間に介在する残留ト
ナーは、フィルムの表面硬度が感光体の表面硬度より小
さい場合除去され易いことが実験によって確認されてお
り、残留トナーによる局部的な帯電不良も併せて解消で
きる。従って、帯電不良による画像ノイズの発生が防止
される。

【００２９】なお、本発明は前記実施例に限られるもの
ではなく、例えばビッカース硬度１５００〜２０００
（ｋｇ／ｍｍ²）程度のアモルファスシリコンを感光体
ドラム１の表面材料として使用した場合であれば、フィ
ルム材料の選択範囲を非常に拡大することができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によると、従来の接触帯電装置に
比べて構造を簡素化することができ、それだけ簡単安価
に提供することができ、また、静電潜像担持体をキズ付
けることなく、画像ノイズの生じ難い状態で安定して良
好な帯電を行うことができる信頼性の高い接触帯電装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明帯電装置を組み込み使用するプリンタの
一例の概略構成図である。

【図２】本発明の実施例帯電装置の基本構成を示す斜視
図である。

【図３】帯電用フィルムの一部の断面図である。

【図４】本発明にいう可撓性フィルムの説明図である。

【図５】画像ノイズ評価を行うためのプリント画像例の
図である。

【図６】本発明の具体的実施例による画像ノイズと耐刷
枚数との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

２帯電装置２１フィルム支持板２２帯電用可撓性フィルム２２１フィルムの片側端部２２２フィルムの自由端部側２３帯電用電圧電源１感光体ドラム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電用フィルムを静電潜像担持体表面に
接触させ、該像担持体を帯電させる接触帯電装置であっ
て、前記フィルムの表面硬度が前記静電潜像担持体の表
面硬度より小さいことを特徴とする接触帯電装置。