JPH086358A - 帯電装置、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接触帯電式の帯電装置、該帯電装置を用いた
画像形成装置やプロセスカートリッジについて、低コス
トで簡単な手段構成によって、接触帯電部材に付着の吸
湿汚れに起因する被帯電体の帯電不良の発生、画像形成
装置やプロセスカートリッジにあっては帯電部材の該吸
湿汚れに起因する像担持体の帯電不良による出力画像不
良、高温高湿下における朝一黒スジの発生を防止するこ
と。 【構成】 帯電部材２に対して所定の電圧を印加して被
帯電体１面を所定の極性・電位に帯電処理する正規帯電
処理前に、帯電部材２に対して正規帯電処理時と帯電極
性が逆のバイアスを印加すること、あるいは画像形成前
に、帯電部材２に対して、画像形成時と帯電極性が逆の
バイアスを印加すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、帯電装置、画像形成装
置、及びプロセスカートリッジに関する。

【０００２】より詳しくは、 ａ．外部より電圧を印加した帯電部材を被帯電体に当接
させて被帯電体面を帯電（除電も含む）する接触帯電装
置、 ｂ．像担持体面を上記接触帯電装置で帯電しその帯電面
に画像情報の書き込みをして画像形成を実行する画像形
成装置、 ｃ．少なくとも、像担持体と、該像担持体を帯電処理す
る上記接触帯電装置を包含し、画像形成装置本体に対し
て着脱されるプロセスカートリッジ に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来、例えば、電子写真装置（複写機、
プリンタなど）、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は、ワイヤに高電圧をかけてコ
ロナ放電を生じさせそのコロナに被帯電体面をさらすコ
ロナ帯電器が広く利用されていた。しかしながら、この
コロナ帯電器は高電圧を必要とする、オゾンを発生す
る、コロナワイヤの清掃手段を必要とする等の問題点を
生じていた。

【０００４】近時は、接触帯電式の帯電装置、即ち帯電
部材を被帯電体に当接させて配置しこれに電圧を印加し
て被帯電体面を帯電する帯電装置の採用が進められてい
る（例えば、特開昭５７−１７８２６７号公報、特開昭
５６−１０４３５１号公報、特開昭５８−４０５６６号
公報、特開昭５８−１３９１５６号公報、特開昭５８−
１５０９５７号公報等）。

【０００５】接触帯電装置は、低圧プロセスで大きな電
源を必要としない、オゾンを発生しない等の利点が証明
されている。即ち接触帯電は、非接触式であるコロナ帯
電器に比べて、被帯電体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（低電圧性）、帯
電過程で発生するオゾン量が少ない（低オゾン性）等の
長所を有している。

【０００６】接触帯電装置による帯電のメカニズムは、
帯電装置による被帯電体への電荷注入よりも、帯電部材
と被帯電体とのギャップの放電によるもののほうが支配
的であることが確認されている。従って、帯電開始電圧
（帯電部材に直流電圧を印加して被帯電体の帯電が開始
する場合の帯電部材への印加電圧値）以上の直流電圧を
帯電部材に印加することで、放電を生じさせ、被帯電体
を帯電させることが可能である（ＤＣ帯電方式）。

【０００７】また、被帯電体の目標帯電電位に相当する
直流電圧成分を有する振動電圧（時間と共に電圧値が周
期的に変化する電圧）を帯電部材に印加して被帯電体を
帯電させる（振動電圧印加方式）ことによって、帯電の
より均一化を図ることも可能である。詳しくは、特開昭
６３−１４９６６９号公報に開示されるように直流電圧
を帯電部材に印加したときの帯電開始電圧の２倍以上の
ピーク間電圧を有する交番電界を帯電部材と被帯電体と
の間に形成することで、被帯電体の帯電を均一にするこ
とができる。

【０００８】接触帯電部材としては導電ゴムを用いたソ
リッドの帯電ローラが従来主に用いられてきた。しかし
ながら、ローラ状の帯電部材は電極となる導電性基体
（芯金）の周囲に、導電性を有する弾性層、更にその周
囲には均一な帯電性を達成するために単層あるいは複数
層の抵抗層を配して構成されている。このような層構成
を有すると言うことは、製造工程においても芯金の外径
寸法を精度よく維持する、導電性弾性層の芯金への接
着、更には抵抗層の塗布・被覆といった一連の工程を必
要とするために高価なものになってしまっていた。

【０００９】そこで、構成が簡単であり、寸法精度をそ
れほど必要としないブレード状の接触帯電部材を用いた
装置が考案されている（特開平５−１１９５８２号公
報、特開平５−１２７４９５号公報等）。

【００１０】接触帯電部材はローラ状やブレード状に限
らず、シート状、ブラシ状、パッド状、ワイヤ状、ブロ
ック状などのものであってもよい。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】接触帯電装置は帯電部
材を被帯電体に接触させているために、被帯電体面上の
付着物を拾って汚れ状態となりやすく、その汚れに起因
する帯電ムラ等の帯電不良を生じやすい。

【００１２】そのため該接触帯電装置を感光体・誘電体
等の被帯電体としての像担持体の帯電工程手段として用
いた転写式の画像形成装置にあっては、転写工程後にク
リーニング手段でクリーニングしきれなかった像担持体
表面上の残存トナーや紙粉等が像担持体と接触帯電部材
との接触部へ至り接触帯電部材に付着する。

【００１３】就中、接触帯電部材がブレード状の帯電部
材など、接触固定式の場合には上記の残存トナーや紙粉
等が像担持体と該接触固定式の帯電部材との間に堆積、
付着し、高温高湿下における画像形成において、それが
原因となって出力画像上に所謂朝一黒ズジが発生してし
まう、という問題がある。

【００１４】この黒スジは、ある程度画像形成を行なっ
た後、画像形成装置やプロセスカートリッジが高温高湿
下でしばらく放置され、再び画像形成を行なった時（一
般にこの状態のことを朝一という）に発生し、その後し
ばらく画像形成を継続すると徐々に該黒スジが消えて良
好な画像を再現、維持すること、さらにその他の環境下
では発生しないことを本発明者らは確認している。

【００１５】また、高温高湿下での画像形成終了後、画
像形成装置やプロセスカートリッジをしばらく放置した
後に再び画像形成を行なう際に、帯電部材の表面を清掃
し、付着物を拭き取ることでも黒スジが発生しないこと
も確認している。

【００１６】更に、高温高湿下での画像形成終了後、画
像形成装置やプロセスカートリッジを温度２５°Ｃ、湿
度５０％のいわゆる常温常湿と呼ばれる環境下に素早く
移動して画像を印字したところ、黒スジは少しも発生せ
ず、良好な画像を連続して維持することができた。

【００１７】上記の結果から考慮して、黒スジの発生す
る要因は、画像形成後に、画像形成装置やカートリッジ
を放置している間に接触帯電部材と被帯電体との間に堆
積、付着したトナーや紙粉等が水分を吸収し、接触帯電
部材表面の抵抗値にムラを生じさせることにより発生す
るものであると考えられる。

【００１８】そこで、該黒スジの発生を回避するため
に、画像形成終了後に接触帯電部材を像担持体表面から
離間させる、あるいは接触帯電部材に振動を加えて付着
物を除去するなどの方法が考えられるが、機械的に除去
する方法は構成が複雑で大型になり、さらにコストも上
がってしまうという問題点を有している。

【００１９】そこで本発明は接触帯電式の帯電装置、該
帯電装置を用いた画像形成装置やプロセスカートリッジ
について、低コストで簡単な手段構成によって、帯電部
材の吸湿汚れに起因する被帯電体の帯電不良の発生、画
像形成装置やプロセスカートリッジにあっては帯電部材
の吸湿汚れに起因する像担持体の帯電不良による出力画
像不良、すなわち高温高湿下における朝一黒スジの発生
を防止することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする、帯電装置、画像形成装置、及びプロセスカー
トリッジである。

【００２１】（１）外部より電圧を印加した帯電部材を
被帯電体に当接させて被帯電体面を帯電する接触帯電装
置において、帯電部材に対して所定の電圧を印加して被
帯電体面を所定の極性・電位に帯電処理する正規の帯電
処理前に、帯電部材に対して正規の帯電処理時と帯電極
性が逆のバイアスを印加することを特徴とする帯電装
置。

【００２２】（２）正規の帯電処理前に帯電部材に対し
て印加する前記逆極性バイアスは、正規の帯電処理時に
印加する直流電圧と同じ、あるいはそれ以上（電圧の絶
対値が同じ、あるいはそれ以上）であることを特徴とす
る（１）に記載の帯電装置。

【００２３】（３）接触帯電部材が被帯電体に対して移
動しない固定式のものであることを特徴とする（１）に
記載の帯電装置。

【００２４】（４）正規の帯電処理前に帯電部材へ印加
する電圧が、直流電圧であることを特徴とする（１）に
記載の帯電装置。

【００２５】（５）正規の帯電処理前に帯電部材へ印加
する電圧が、直流電圧に所定の振幅を有する交流電圧を
重畳した振動電圧であることを特徴とする（１）に記載
の帯電装置。

【００２６】（６）像担持体面を帯電装置で帯電しその
帯電面に画像情報の書き込みをして画像形成を実行する
画像形成装置において、前記帯電装置は、外部より電圧
を印加した帯電部材を像担持体に当接させて像担持体面
を帯電する接触帯電装置であり、画像形成前に、帯電部
材に対して画像形成時と帯電極性が逆のバイアスを印加
することを特徴とする画像形成装置。

【００２７】（７）画像形成前に帯電部材に対して印加
する前記逆極性バイアスは、画像形成時に印加する直流
電圧と同じ、あるいはそれ以上であることを特徴とする
（６）に記載の画像形成装置。

【００２８】（８）接触帯電部材が像担持体被帯電体に
対して移動しない固定式のものであることを特徴とする
（６）に記載の画像形成装置。

【００２９】（９）画像形成前に帯電部材へ印加する電
圧が、直流電圧であることを特徴とする（６）に記載の
画像形成装置。

【００３０】（１０）画像形成前に帯電部材へ印加する
電圧が、直流電圧に所定の振幅を有する交流電圧を重畳
した振動電圧であることを特徴とする（６）に記載の画
像形成装置。

【００３１】（１１）少なくとも、像担持体と、該像担
持体の帯電装置を包含し、画像形成装置本体に対して着
脱されるプロセスカートリッジにおいて、前記帯電装置
は、外部より電圧を印加した帯電部材を像担持体に当接
させて像担持体面を帯電する接触帯電装置であり、画像
形成前に、帯電部材に対して画像形成時と帯電極性が逆
のバイアスを印加することを特徴とするプロセスカート
リッジ。

【００３２】（１２）画像形成前に帯電部材に対して印
加する前記逆極性バイアスは、画像形成時に印加する直
流電圧と同じ、あるいはそれ以上であることを特徴とす
る（１１）に記載のプロセスカートリッジ。

【００３３】（１３）接触帯電部材が像担持体被帯電体
に対して移動しない固定式のものであることを特徴とす
る（１１）に記載のプロセスカートリッジ。

【００３４】（１４）画像形成前に帯電部材へ印加する
電圧が、直流電圧であることを特徴とする（１１）に記
載のプロセスカートリッジ。

【００３５】（１５）画像形成前に帯電部材へ印加する
電圧が、直流電圧に所定の振幅を有する交流電圧を重畳
した振動電圧であることを特徴とする（１１）に記載の
プロセスカートリッジ。

【００３６】

【作用】即ち、接触帯電装置において、接触帯電部材に
対して所定の電圧を印加して被帯電体面を所定の極性・
電位に帯電処理する正規の帯電処理前に、帯電部材に対
して正規の帯電処理時と帯電極性が逆のバイアス、ある
いはこれに交流電圧を重畳した振動電圧を印加する、接
触帯電装置を用いた画像形成装置やプロセスカーットリ
ッジにあっては、画像形成前に、接触帯電部材に対して
画像形成時と帯電極性が逆のバイアス、あるいはこれに
交流電圧を重畳した振動電圧を印加することにより、後
述の実施例に示すように、帯電部材の吸湿汚れに起因す
る被帯電体の帯電不良の発生、画像形成装置やプロセス
カートリッジにあっては帯電部材の吸湿汚れに起因する
像担持体の帯電不良による出力画像不良、すなわち高温
高湿下における朝一黒スジの発生を効果的に防止するこ
とができた。

【００３７】これは、接触帯電部材に吸湿汚れが存在し
ていても、被帯電体や像担持体を該帯電部材で正規に帯
電処理する前あるいは画像形成前に、該帯電部材に対し
て所定の時間電圧を印加することで、特に正コロナ放電
することでＨ₂Ｏは電離して（Ｈ₂Ｏ）_nＨ⁺、Ｈ⁺、ＯＨ^-
のイオンが生成することから帯電部材の吸湿している付
着異物の水分をイオン化し、除湿する効果があること
と、帯電部材に印加された上記逆極性バイアスにより帯
電部材、被帯電体や像担持体表面に付着している汚れが
静電的に反発させられて帯電部材から汚れが除去され、
正規の帯電処理過程や画像形成過程に移行する迄には、
帯電部材に付着している吸湿汚れによる帯電部材表面の
抵抗値ムラが解消された状態を生じて、正規の帯電処理
過程や画像形成過程では帯電部材に付着している吸湿汚
れによる悪影響が抑えられると考察される。

【００３８】画像形成装置やプロセスカートリッジにお
いて、高温高湿下での朝一黒スジの原因は前述したよう
に接触帯電部材特に固定式の接触帯電部材に付着堆積し
たトナーや紙粉等の異物の吸湿によるものであり、高温
高湿下で画像形成する際に、所定の時間、画像形成時と
は逆極性の直流電圧、あるいはこれに交流電圧を重畳し
た振動電圧を帯電部材に対して印加することで、上記の
ように帯電部材の吸湿している付着異物の水分をイオン
化し、除湿する効果があることと、負極性に帯電されや
すいトナーに対して正極性のバイアスを、正極性に帯電
されやすいトナーに対して負極性のバイアスを印加する
ことで帯電部材あるいは像担持体表面に付着している汚
れが静電的に反発させられて、画像形成過程に移行する
迄には、帯電部材に付着している吸湿汚れによる帯電部
材表面の抵抗値ムラが解消された状態を生じて、画像形
成過程では帯電部材に付着している吸湿汚れによる悪影
響がなく、即ち高温高湿下においても朝一黒スジを発生
させることもなく、常に良好な画像を安定して維持する
ことが可能となる。

【００３９】直流電圧に交流電圧を重畳して印加する効
果としては、直流電圧をより低く設定することが可能に
なり、被帯電体（像担持体）に対するダメージを軽減で
きるということが挙げられる。交流電圧成分の波形とし
ては正弦波・矩形波・三角波など適宜である。直流電源
を周期的にオン・オフすることにより形成された矩形波
電圧であってもよい。

【００４０】

【実施例】

〈実施例１〉（図１・図２） 本実施例は像担持体の一次帯電手段として接触帯電装置
を用いた画像形成装置である。本実施例の画像形成装置
は、転写式写真プロセス利用の、プロセスカートリッジ
着脱式のレーザービームプリンタである。

【００４１】（１）画像形成装置の全体的概略構成 図１・図２において、１は像担持体（被帯電体）として
の回転ドラム型の電子写真感光体であり、導電性のドラ
ム基体１ａの外周面にＯＰＣ、アモルファスシリコン、
セレン、酸化亜鉛等の感光体層１ｂを覆設した構造をし
ている。ドラム基体１ａは接地される。

【００４２】本実施例装置は、外径がφ３０ｍｍのＯＰ
Ｃからなる感光体ドラム１を約４７ｍｍ／ｓｅｃのプロ
セススピードで矢印の時計方向に回転させ、１分間にＡ
４サイズの画像を８枚印字することが可能である。

【００４３】２は感光体ドラム１に当接させた接触帯電
部材としての帯電ブレードである。この帯電ブレード２
は図２に層構成模型図を示したように、ウレタンゴムシ
ート等の弾性層からなるゴムブレード２ａと、このゴム
ブレード２ａの背面側（感光体ドラム１側とは反対側の
面）に導電性両面テープ等で貼り合わせた導電性基体
（背面板金：主にＳＵＳ等）２ｂと、表面側（感光体ド
ラム１に面する側）に、表面性を高めると同時に該帯電
部材の抵抗値を制御する目的で設けた、ＰＶｄＦ（ポリ
フッ化ビニリデン）などのコート層２ｃからなる。

【００４４】この帯電ブレード２は、その基部側を不図
示の支持部材に固定支持させ、回転感光体ドラム１の面
にカウンター方向の姿勢にしてその先端部を所定の押圧
力を持って当接させて配設してある。

【００４５】この帯電ブレード２の導電性基体２ｂに対
して帯電バイアス電源Ｓ１から所定の帯電バイアスが印
加されると帯電ブレード２と感光体ドラム１との当接ニ
ップ部が帯電するので、感光体ドラム１が回転移動する
のに伴い感光体表面全体は順次均一に帯電されることに
なる。１０は帯電バイアス電源Ｓ１のコントローラであ
る。このコントローラ１０は画像形成装置本体の主制御
回路ＣＰＵによって制御される。

【００４６】本実施例では、帯電ブレード２に帯電バイ
アスとして、直流電圧−６５０Ｖを印加した上に、周波
数が４５０Ｈｚ、振幅がおよそ２．０ｋＶｐｐである交
流電圧を重畳することで感光体表面上を−６５０Ｖに均
一に帯電した。

【００４７】この回転感光体ドラム１の帯電面に対して
レーザーダイオード・ポリゴンミラー等を含むレーザー
ビームスキャナ３から出力される、目的の画像情報の時
系列電気デジタル画素信号に対応して強度変調されたレ
ーザービームによる走査露光Ｌがなされ、回転感光体ド
ラム１の周面に対して目的の画像情報に対応した静電潜
像が形成される。

【００４８】その静電潜像は磁性一成分絶縁トナーを用
いた反転現像装置４により該潜像にトナーが電気的・磁
気的力で付着されてトナー像として現像される。４ａは
マグネット４ｂを内包した非磁性現像スリーブであり、
この現像スリーブ４ａに上記のネガトナーをコートし、
感光体ドラム１表面との距離を所定に固定した状態で、
感光体ドラム１と等速で回転させ、スリーブ４ａに現像
バイアス電源Ｓ２より現像バイアス電圧を印加する。電
圧は、−５００ＶのＤＣ電圧と、周波数１８００Ｈｚ、
ピーク間電圧１６００Ｖの矩形のＡＣ電圧を重畳したも
のを用い、スリーブ４ａと感光体１の間でジャンピング
現像を行なわせる。

【００４９】一方、不図示の給紙部から記録材としての
転写材Ｐが供給されて、回転感光体ドラム１と、これに
所定の押圧力で当接させた接触転写手段としての中抵抗
の転写ローラ５との圧接ニップ部（転写部）Ｔに所定の
タイミングにて導入される。転写ローラ５には転写バイ
アス印加電源Ｓ３から所定の転写バイアス電圧が印加さ
れる。本実施例ではローラ抵抗値は５×１０⁸ Ωのもの
を用い、＋２０００ＶのＤＣ電圧を印加して転写を行な
った。

【００５０】転写部Ｔに導入された転写材Ｐはこの転写
部Ｔを挟持搬送されて、その表面側に回転感光体１の表
面に形成担持されているトナー画像が順次に静電気力と
押し圧力にて転写されていく。

【００５１】トナー画像の転写を受けた転写材Ｐは感光
体１の面から分離されて熱定着方式等の定着装置７へ導
入されて所定の温度に加熱及び加圧されてトナー画像の
定着を受け、画像形成物（プリント、コピー）として装
置外へ排出される。

【００５２】また転写材Ｐに対するトナー画像転写後の
感光体面はクリーニング装置６（本例はブレードクリー
ニング装置）により、転写部Ｔで十分に転写されきらな
かった残留トナーあるいは転写材の紙粉などの付着汚染
物の除去を受けて清掃され繰り返して作像に供される。

【００５３】本実施例の画像形成装置は感光体１・接触
帯電部材２・現像装置４・クリーニング装置６の４つの
プロセス機器をカートリッジ筐体８に包含させて画像形
成装置本体に対して一括して着脱交換自在のカートリッ
ジＰＣとしたカートリッジ着脱方式の装置である。９は
画像形成装置本体内におけるプロセスカートリッジ装着
保持部材である。

【００５４】プロセスカートリッジが画像形成装置本体
に正規に装着されることで、プロセスカートリッジと画
像形成装置本体とが機械的・電気的にカップリングし
て、画像形成装置本体側の駆動機構（不図示）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４ａ等
の駆動が可能となり、また画像形成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部材２への帯電
バイアスの印加、現像スリーブ４ａ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。

【００５５】（２）帯電バイアスの制御 本実施例の画像形成装置について、高温高湿下での出力
画像を評価するために、装置を温度３５°Ｃ・湿度８５
％に保持してある環境試験室に放置し、Ａ４サイズの紙
を連続して５００枚あるいは１０００枚印字耐久し、そ
の後装置の電源を切って一晩その環境下に放置した。

【００５６】およそ１２時間該環境下に放置した翌日の
朝一に画像を１枚印字したところ、前記したように朝一
の黒スジが激しく発生してしまった。

【００５７】そこで、画像形成前に帯電ブレード２に対
して正極性の直流電圧＋ 1．０ｋＶ、＋１．５ｋＶ、＋
２．０ｋＶを各々１０ｓｅｃ、３０ｓｅｃ、６０ｓｅ
ｃ、感光ドラム１を回転させながら印加した。その後、
格子、ハーフトーンなどの画像を印字し、黒スジのレベ
ルによって印加バイアス値、印加時間の評価した。結果
は表１と表２に示すとおりである。

【００５８】

【表１】

【００５９】

【表２】 表１は印字耐久を１０００枚行なった後の結果、表２は
印字耐久を５００枚行なった後の結果を示している。い
ずれの電圧においても１０ｓｅｃ間の印加では、１００
０枚耐久後では目視で黒スジが分かるレベルであったも
のの、５００枚耐久後の場合は全体的にレベルが良くな
っており、＋２．０ｋＶを１０ｓｅｃ印加することで黒
スジは見られなかった。

【００６０】１０００枚印字耐久した後に、３０ｓｅｃ
間のプラスバイアス印加の場合には＋２．０ｋＶではＯ
Ｋとなり、＋１．５ｋＶではハーフトーンに若干の黒ス
ジが見られただけであり、実用レベルと言える。

【００６１】さらに、５００枚の印字耐久後では＋１．
０ｋＶでハーフトーンに若干見られるのみとなり、その
後画像形成を数枚繰り返すと黒スジは消え、ほぼＯＫレ
ベルとなった。

【００６２】６０ｓｅｃ印加の場合にはいずれの耐久枚
数、印加バイアスにおいても殆ど黒スジは発生せず、た
だ１０００枚耐久後に＋１．０ｋＶ印加した場合のみハ
ーフトーン画像を目視でやっと見られる程度で、実用上
は問題ないレベルであった。

【００６３】上記評価方法に対し、若干条件がよい温度
３０°Ｃ、湿度８０％にて１０００枚の印字耐久を行な
った後に同様の評価を行ったところ、黒スジが消えるま
での電圧印加時間が短縮された。結果は表３に示す。

【００６４】

【表３】 以上の結果より、耐久枚数・環境によって、黒スジを消
すために印加する電圧を低くし、かつ短時間にすること
が可能である。

【００６５】更に、耐久枚数・環境によって若干差はあ
るものの、朝一に黒スジが発生するまでにはおよそ６〜
７時間は画像形成を行わずに放置しておかなければなら
ない。従って、画像形成装置本体内に、環境・通紙枚数
・画像形成間のブランク時間を計測する手段を具備さ
せ、主制御回路ＣＰＵに各々の計測数値を段階的にプロ
グラム化することで、該主制御回路ＣＰＵでコントロー
ラ１０を制御させて、帯電バイアス電源Ｓ１よる、朝一
の画像形成前に接触帯電部材２に印加する電圧と時間
を、適切に設定・自動制御することができる。

【００６６】以上のように、高温高湿下での朝一におけ
る画像形成において、通紙枚数、放置時間、更に環境に
応じてコントローラ１０により、画像形成前の前回転時
に画像形成とは逆の極性、特に正の直流電圧を帯電部材
に所定時間印加することで黒スジを発生させず、良好な
画質を維持することが可能になった。

【００６７】尚、本実施例においては感光体ドラムとし
てＯＰＣを用いたが、ＯＰＣに限らずアモルファスシリ
コン、セレン、酸化亜鉛などの感光体を用いた場合に
も、更に、接触帯電部材に関しても本例のブレード状の
ものに限らず、ローラ状、シート状、ブラシ状のものに
ついても本実施例で示したものと同様の効果が得られる
ことはいうまでもない。

【００６８】〈実施例２〉本実施例は、実施例１におい
て行った画像形成前の直流電圧印加に対して更に交流電
圧を重畳した振動電圧（時間と共に電圧値が周期的に変
化する電圧）を印加したことを特徴とするものである。

【００６９】直流電圧に交流電圧を重畳して印加する効
果としては、直流電圧をより低く設定することが可能に
なり、感光体ドラムに対するダメージを軽減できるとい
うことが挙げられる。

【００７０】本実施例における評価方法は概ね実施例１
と同様の条件下で行ない、温度３５℃、湿度８５％の環
境にて実施した。画像評価を行なうまでにはＡ４サイズ
を連続して１０００枚通紙耐久しておいた。この時帯電
部材に印加した電圧は、＋０．５，＋１．０，＋１．５
（ｋＶ）の直流電圧に、ピーク間電圧（Ｖｐｐ）が１．
０，２．０，３．０（ｋＶｐｐ）、周波数４５０（Ｈ
ｚ）の交流電圧を重畳した電圧を印加した。結果は表４
・表５・表６に示す通りであり、表４は直流電圧を＋
０．５（ｋＶ）印加した場合、表５は直流電圧を＋１．
０（ｋＶ）印加した場合、表６は直流電圧を＋１．５
（ｋＶ）印加した場合の交流電圧値と印加時間に対する
結果を示している。

【００７１】

【表４】

【００７２】

【表５】

【００７３】

【表６】 直流電圧が＋０．５（ｋＶ）の場合（表４）、交流電圧
２．０（ｋＶｐｐ）を３０ｓｅｃ間印加でハーフトーン
画像にわずかにスジが見られるのみで、３．０（ｋＶｐ
ｐ）を３０ｓｅｃ間印加することで十分に黒スジを消す
ことが可能になった。

【００７４】更に、直流電圧を＋１．０（ｋＶ）（表
５），＋１．５（ｋＶ）（表６）と上昇させるに伴い、
交流電圧の振幅を小さく、同時に短時間にしても、黒ス
ジは発生することがなくなった。例えば、 直流電圧＋０．５（ｋＶ）、 交流電圧 ３．０（ｋＶｐｐ） を印加した場合には３０ｓｅｃでやっと黒スジが消えた
のに対し、 直流電圧＋１．５（ｋＶ）、 交流電圧 ３．０（ｋＶｐｐ） を印加した場合には、１０ｓｅｃ間の印加で黒スジが発
生しなくなった。

【００７５】実施例１においても示したが、環境条件が
緩やかになると更に短時間で効果があらわれ、温度３０
℃、湿度８０％の環境下においては、 直流電圧＋０．５（ｋＶ）、 交流電圧 ２．０（ｋＶｐｐ） を６０ｓｅｃ印加すると黒スジの発生は見られなくな
り、交流電圧を３．０（ｋＶｐｐ）印加した場合には３
０ｓｅｃで黒スジが消えることを確認した。

【００７６】つまり、ここで言えることは、直流電圧に
対してどの程度の電圧を交流電圧によって上乗せするか
で画像形成前の印加バイアス値および印加時間が決まっ
てくると言うことである。

【００７７】本実施例のような構成の帯電部材を有する
画像形成装置に於て、該画像形成装置がクイックスター
トの場合、あるいは立上り時間の早さをクイックスター
トのもの程求めない装置の場合など、画像形成装置の特
長に応じて直流電圧に交流電圧を重畳して印加する印加
バイアス、印加時間を組み合わせて設定することが可能
になるという自由度が増大する。

【００７８】以上のように、接触固定式の接触帯電装置
を有する画像形成装置において、高温高湿下で朝一にお
ける画像形成時に、通紙枚数、放置時間、更に環境に応
じて画像形成前の前回転時に、直流電圧に交流電圧を重
畳したバイアスを該接触帯電装置に所定時間印加するこ
とで、黒スジを発生させず、良好な画質を安定して維持
することが可能になった。

【００７９】尚、本発明の論理からすると、正極性の像
担持体（アモルファスシリコン、セレン等）と負極性ト
ナーでも成立することは明らかである。更に帯電ローラ
を用いた場合にも基本理論は同じなので、同様の効果が
得られると考えられる。

【００８０】〈実施例３〉（図３） 本実施例においては、実施例１、２において用いていた
帯電部材である帯電ブレード２の代わりに帯電ローラを
用いて評価したことを特徴とするものである。

【００８１】本実施例では、帯電ローラを固定した系
（帯電ローラを非回転に固定して感光体ドラム１面に当
接させて配設）における本発明の効果を例示したもので
ある。

【００８２】すなわち、現在の電子写真技術を利用した
プリンターの多くは回転帯電ローラを使用しており、昨
今の環境に対する関心の高まりの中でこの帯電ローラを
再利用する動きも見られている。

【００８３】本実施例における帯電ローラを固定した系
というのもその再利用運動の一環としてなされるもので
ある。即ち帯電部材がローラ状であるので、１本の帯電
ローラで感光体表面に対して接触固定する面を複数箇所
利用することが可能になる。従って、従来では回転帯電
ローラ１本でカートリッジ１個分であったのに対し、本
方式を用いることにより、１本でカートリッジ３乃至４
個分は利用が可能になるので再利用率が向上し、大幅な
コストダウンにも繋がるという利点をも有している。

【００８４】しかしながら、接触固定系の帯電方式で
は、前記したように高温高湿下での朝一画像に黒スジが
発生してしまうという現象をあわせ持っている。

【００８５】そこで、帯電ローラを接触固定系にした場
合での画像形成前のプラスバイアス印加の効果を評価し
た。

【００８６】図３の（ａ）は評価に用いた帯電ローラ２
Ａの一部切欠き正面図、（ｂ）は側面図であり、電極と
しての導電性基体２１（芯金）であるＳＵＳの丸棒の周
囲に、ウレタンゴムからなる導電層２２、更にその外周
にエピクロルヒドリンゴムなどからなる高抵抗層２３を
被覆した構成のものを使用した。その他の構成、設定は
実施例１に示したものと同様である。

【００８７】評価法としては実施例２での評価法に準拠
したものとした。

【００８８】結果は、実施例２で示した表４〜表６と全
く同様であった。即ち、この結果が意味するところは、
帯電部材の形状や材質が多少変化しても、帯電部材の抵
抗値がある範囲内（該範囲は画像形成装置によって異な
る）に設定されていれば画像形成前に直流電圧に交流電
圧を重畳して印加することで高温高湿下における朝一黒
スジの発生を抑えることが可能になるというわけであ
る。よって、帯電ローラを固定した系においても本発明
が十分効果を発揮するのである。

【００８９】また、上記実施例中での帯電前の逆バイア
ス印加は像担持体を回転させながら行ったものを示した
が、像担持体を停止した状態で行っても同様の効果を本
発明者らは確認した。

【００９０】以上、本実施例で示したように、接触帯電
部材の形状、材質が変化しても、高温高湿下での朝一の
画像形成時に、直流電圧の交流電圧を重畳したバイアス
を接触帯電装置に印加することで、黒スジを発生させ
ず、良好な画質を安定して維持することが可能になっ
た。

【００９１】画像形成プロセスは、像担持体として感光
体を用いた電子写真プロセスに限らず、像担持体として
誘電体を用いた静電記録プロセスなど、像担持体面を帯
電装置で帯電しその帯電面に画像情報の書き込みをして
画像形成を実行する画像形成プロセスであればよい。

【００９２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、接触帯電
式の帯電装置、該帯電装置を用いた画像形成装置やプロ
セスカートリッジについて、低コストで簡単な手段構成
によって、帯電部材の吸湿汚れに起因する被帯電体の帯
電不良の発生、画像形成装置やプロセスカートリッジに
あっては帯電部材の吸湿汚れに起因する像担持体の帯電
不良による出力画像不良、すなわち高温高湿下における
朝一黒スジの発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の画像形成装置の一例の概略構成図

【図２】 帯電ブレード部分の拡大図

【図３】 （ａ）は帯電ローラの一部切欠き正面図、
（ｂ）は側面図

【符号の説明】

１ 感光体ドラム（像担持体、被帯電体） ２・２Ａ 接触帯電部材（帯電ブレード、非回転帯電
ローラ） Ｓ１ 帯電バイアス印加電源 １０ 電源コントローラ ＣＰＵ 制御回路 ３ レーザースキャナ ４ 現像装置 ５ 転写ローラ ６ クリーニング装置 ７ 定着装置 ＰＣ プロセスカートリッジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 克彦 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 平井 政秀 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 (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部より電圧を印加した帯電部材を被帯
   電体に当接させて被帯電体面を帯電する接触帯電装置に
   おいて、 帯電部材に対して所定の電圧を印加して被帯電体面を所
   定の極性・電位に帯電処理する正規の帯電処理前に、帯
   電部材に対して正規の帯電処理時と帯電極性が逆のバイ
   アスを印加することを特徴とする帯電装置。
2. 【請求項２】 正規の帯電処理前に帯電部材に対して印
   加する前記逆極性バイアスは、正規の帯電処理時に印加
   する直流電圧と同じ、あるいはそれ以上であることを特
   徴とする請求項１に記載の帯電装置。
3. 【請求項３】 接触帯電部材が被帯電体に対して移動し
   ない固定式のものであることを特徴とする請求項１に記
   載の帯電装置。
4. 【請求項４】 正規の帯電処理前に帯電部材へ印加する
   電圧が、直流電圧であることを特徴とする請求項１に記
   載の帯電装置。
5. 【請求項５】 正規の帯電処理前に帯電部材へ印加する
   電圧が、直流電圧に所定の振幅を有する交流電圧を重畳
   した振動電圧であることを特徴とする請求項１に記載の
   帯電装置。
6. 【請求項６】 像担持体面を帯電装置で帯電しその帯電
   面に画像情報の書き込みをして画像形成を実行する画像
   形成装置において、 前記帯電装置は、外部より電圧を印加した帯電部材を像
   担持体に当接させて像担持体面を帯電する接触帯電装置
   であり、 画像形成前に、帯電部材に対して画像形成時と帯電極性
   が逆のバイアスを印加することを特徴とする画像形成装
   置。
7. 【請求項７】 画像形成前に帯電部材に対して印加する
   前記逆極性バイアスは、画像形成時に印加する直流電圧
   と同じ、あるいはそれ以上であることを特徴とする請求
   項６に記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 接触帯電部材が像担持体被帯電体に対し
   て移動しない固定式のものであることを特徴とする請求
   項６に記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 画像形成前に帯電部材へ印加する電圧
   が、直流電圧であることを特徴とする請求項６に記載の
   画像形成装置。
10. 【請求項１０】 画像形成前に帯電部材へ印加する電圧
    が、直流電圧に所定の振幅を有する交流電圧を重畳した
    振動電圧であることを特徴とする請求項６に記載の画像
    形成装置。
11. 【請求項１１】 少なくとも、像担持体と、該像担持体
    の帯電装置を包含し、画像形成装置本体に対して着脱さ
    れるプロセスカートリッジにおいて、 前記帯電装置は、外部より電圧を印加した帯電部材を像
    担持体に当接させて像担持体面を帯電する接触帯電装置
    であり、 画像形成前に、帯電部材に対して画像形成時と帯電極性
    が逆のバイアスを印加することを特徴とするプロセスカ
    ートリッジ。
12. 【請求項１２】 画像形成前に帯電部材に対して印加す
    る前記逆極性バイアスは、画像形成時に印加する直流電
    圧と同じ、あるいはそれ以上であることを特徴とする請
    求項１１に記載のプロセスカートリッジ。
13. 【請求項１３】 接触帯電部材が像担持体被帯電体に対
    して移動しない固定式のものであることを特徴とする請
    求項１１に記載のプロセスカートリッジ。
14. 【請求項１４】 画像形成前に帯電部材へ印加する電圧
    が、直流電圧であることを特徴とする請求項１１に記載
    のプロセスカートリッジ。
15. 【請求項１５】 画像形成前に帯電部材へ印加する電圧
    が、直流電圧に所定の振幅を有する交流電圧を重畳した
    振動電圧であることを特徴とする請求項１１に記載のプ
    ロセスカートリッジ。