JPH09319182A - 帯電装置および帯電装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 像担持体長手方向での帯電電位のばらつきが
なく、かつ像担持体表面に残留するトナーのクリーニン
グを実行できる接触ブレード型の帯電装置、およびその
製造方法を提供する。 【解決手段】 遠心成型により絶縁層１１ａを形成し、
さらに遠心成型により半導電層１３ａを積層する。そし
て、帯電部の厚さ寸法ｔ１の間隔で２層構造のシート短
冊状に切断し、導電性支持部材１５に導電性接着剤１９
を介して、境界線Ｋが垂直となるように接着固定する。
さらに、境界線Ｋから。絶縁部１１のプロセス方向の幅
Ｗ１の寸法で導電性支持部材１５と共に絶縁層１１ａを
切断して、帯電部を形成する。絶縁部１１と半導電部１
３は接着剤等を用いず遠心成型で形成しているので、境
界線Ｋの長手方向への精度が高く、また、切断により形
成する絶縁部１１のエッジの平面度の精度も高く形成で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は電子写真プロセス
を応用した複写機やプリンタに適用することができる帯
電装置、特に接触型帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】接触帯電装置は、半導電性のロール等を
電荷受容体に接触させ、直流あるいは直流と交流の重畳
電圧を印加することで接触部近傍の微小空隙で放電をす
ることによって帯電を行うものであって、ロール型、ブ
レード型の帯電装置が知られている。ロール型の接触帯
電装置は、電荷受容体との適切な接触圧による均一な密
着を得るゴムの硬度を保ちつつ帯電を行うために、ブレ
ードの素材は適切なゴム抵抗を必要とする。ゴム抵抗を
得るために導電剤や架橋剤が添加されているが、接触に
より導電剤や架橋剤が電荷受容体に転移し画質に悪影響
を及ぼす場合があった。また、均一な帯電をおこなうた
めにはロールの外形精度が必要であり、高精度のロール
の製造による歩留りの低下等はコストアップにつながっ
た。

【０００３】これに対しブレード型帯電装置は、弾性ブ
レード等を像担持体に接触させ、ブレードと像担持体と
の形成するくさび型の微小空隙部分を利用して放電をお
こなうものである。この帯電装置は比較的安定した微小
空隙が形成できると共に、安価に提供できるという特徴
をもっている。上記ブレード型帯電装置に関しては、例
えば、特開平８−６３５２号公報、特開平２−２８２２
７９号公報等に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】さらに、本出願人は、
像担持体５０との接触部分に絶縁部６１と半導電部６２
とを有し、導電性支持部材６３に支持させ、導電性支持
部材６３を電源６５に連絡させた２層型ブレード帯電装
置６０を提案している（図１２参照）。このブレード帯
電装置６０は、絶縁部６１の先端部を感光体（像担持
体）５０に接触させ、非接触の導電部６２で感光体５０
との間にくさび状の微小ギャップを形成して放電を起こ
させ、帯電させている。

【０００５】この帯電装置は導電支持部材６３として金
属板を用いているが、金属板は安価で経済的ではある
が、感光体５０長手方向での真直度、平面度を得ること
が困難であった。特に絶縁部６１と導電部６２との幅方
向の寸法Ｗ１，Ｗ２境界部付近の真直度、平面度が出て
いないで波打ちを起こしている場合、像担持体５０との
接触部分Ｗ３の寸法が感光体長手方向で一定とならず、
帯電電位がばらついてしまう不都合が生じた。例えば、
ＡＣにＤＣを重畳した電圧をこのブレード帯電装置に印
加した場合、絶縁層６１と導電層６２の感光体５０の境
界線が長手方向にある程度（例えば２００ｕｍ以上）ず
れると、長手方向の帯電電位がばらついてしまった。ま
た、ＤＣのみを印加した場合には帯電電位のばらつきは
さらに顕著であった。また、このブレード帯電装置で感
光体表面に残留したトナー等の異物のクリーニングを兼
用させる場合には、接触幅Ｗ３のばらつきによりクリー
ニング不良を引き起こす原因ともなった。

【０００６】これに対し、特開平２−２８２２７９号公
報記載の２層型ブレード帯電装置７０は、弾性層よりな
る絶縁部７１と抵抗層７３を備えた導電性部材７２を導
電性支持部材７４に支持させた構成となっている（図１
３参照）。この形状を作るためには型での２色成型か、
絶縁部７１と導電部７２を接着してから所定の寸法に切
り出す方法が考えられる。しかし、２色成型で作成する
場合、絶縁部７１と導電部７２との境界線を高精度に製
作することが困難であり、接着の場合はその接着層の厚
みの管理がこれも困難であった。

【０００７】また、特開平８−６３５２号公報記載の帯
電装置８０は、導電性の平板８１の上に導電部８２と絶
縁部８３、高抵抗部８４を形成している（図１４参
照）。この装置もまた絶縁部８３と高抵抗部８４の間の
境界線の精度を感光体５０長手方向に一定とすることは
困難であった。

【０００８】そこで、この発明は像担持体長手方向での
帯電電位のばらつきがなく、かつ像担持体表面の残留ト
ナーのクリーニングを実行できる接触ブレード型帯電装
置を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の帯電装置は、少
なくともバイアス電圧を受けて像担持体に対し放電をお
こなう半導電性部と、像担持体の表面に当接して半導電
性部の位置決めを行う半導電性部に並設する絶縁部とを
有し、半導電性部と絶縁部の境界線は絶縁部の端縁から
２００ｕｍ以上、４００ｕｍ以下の範囲に配設する帯電
部材と、帯電部材を導電性弾性部材を介して保持するホ
ルダーとを備え、絶縁部を像担持体表面に接触させて帯
電部材と像担持体表面との距離が徐々に大きくなる放電
ギャップを形成する構成を具備する。また、帯電部材の
半導電性部と絶縁部の境界線の長手方向の精度は２００
ｕｍ以下に構成されると共に、帯電部材は少なくとも半
導電性部が像担持体と非接触となるよう、像担持体の表
面に対して所定の接触角度で弾接される構成を具備す
る。

【００１０】本発明の帯電装置の製造方法は、円心成型
でまず絶縁層と半導電層を形成し、絶縁部と半導電部と
の像担持体長手方向の境界線の精度を２００ｕｍ以下に
するとともに、絶縁層と半導電層からなる帯電部を形成
した後、導電性弾性部材と導電が保たれる方法で接着し
た後、像担持体に接触する絶縁層を所定の寸法だけ残し
て導電性弾性部材ごとカットする構成を具備し、像担持
体長手方向に真直度、平面度に優れ、かつ、クリーニン
グ用のエッジを精度高く形成する。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施例を図面により
説明する。本発明による帯電装置の適用される電子写真
プロセスの１例を図３に示す。像担持体（感光体）５０
は像担持体５０を帯電させるための帯電兼クリーニング
ブレード１０により所定電位に帯電された後、露光手段
５１により画像情報が露光（レーザービーム露光など）
され、静電潜像が形成される。この静電潜像に現像器５
３により現像剤が付着されて可視像が形成される。用紙
カセット３０から送り出される用紙Ｐを像担持体（感光
体）５０に重ね、転写用帯電装置５５でイオンを与える
ことにより像担持体５０上の現像剤が用紙Ｐに転写され
る。現像剤は定着装置５７で用紙に定着され、複写画像
となる。一方、感光体上に残留したトナーは帯電兼クリ
ーニングブレード１０によりクリーニングされ直後に帯
電される。

【００１２】図１は帯電装置の実施例を示す。ブレード
型帯電装置１０は像担持体５０との接触部に絶縁部１１
がもうけられている。絶縁部１１の素材は、体積抵抗率
１０¹⁰Ω・ｃｍ以上の材料が使用できる。本実施例では
耐磨耗性を考慮し、絶縁性の高い１０¹²Ω・ｃｍ以上の
ウレタンゴムを使用した。絶縁部１１のプロセス方向
（像担持体の回転方向）の幅Ｗ１は０．０５ｍｍから２
ｍｍ程度とする。ここでは、並設する半導電部１３と像
担持体５０との放電に適切なギヤップを保つために望ま
しい幅寸法である０．１ｍｍから０．５ｍｍ程度として
いる。厚さ寸法はｔ１とする。絶縁部１１のプロセス方
向後方には半導電部１３を並設する。

【００１３】半導電部１３はプロセス方向の幅寸法をＷ
２とする。この幅寸法Ｗ２は絶縁部１１の同方向幅寸法
Ｗ１より長く、Ｗ２＞Ｗ１の関係となっている。半導電
部１３には体積抵抗率１０³Ω・ｃｍから１０¹⁰Ω・ｃ
ｍ程度の材料が使用できるが、帯電の均一性を考慮し
て、１０⁴Ω・ｃｍから１０⁷Ω・ｃｍ程度の低い体積抵
抗率を有する材料を使用する。半導電層１３の材料とし
てはウレタンゴムにカーボン等の電子導電化剤を分散さ
せ抵抗を調整したものや、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピ
レン・ジェンの３元共重合体）ゴムにカーボンを分散さ
せたもの、ウレタンにＬｉＣｌＯ４等のイオン導電化剤
を添加したもの、またはウレタンゴム等にカーボン等の
電子導電化剤とＬｉＣｌＯ４等のイオン導電化剤をハイ
ブリッドで分散させた材料が使用される。厚さ寸法は絶
縁部１１の厚さ寸法と同じｔ１とする。

【００１４】絶縁部１１と半導電部１３は導電性支持部
材１５にとりつけられている。導電性支持部材１５は真
直度、平面度に優れている導電性弾性部材をもちいる。
導電性支持部材１５の厚さ寸法をｔ２とする。導電性支
持部材の具体的な構成を図４に例示する。 （ａ）導電性支持部材１５はウレタンにカーボン等の電
子導電化剤を分散させ、抵抗を１０³Ω・ｃｍ以下とし
た導電性弾性部材１５１で形成する（図４（ａ）参
照）。弾性部材１５１としての材料は、ＥＰＤＭ、シリ
コン、ＳＢＲ等のゴム材料ならばよく、導電化剤として
はＬｉＣｌＯ４等のイオン導電化剤を添加したものでも
よい。

【００１５】その他、導電性支持部材として実施可能な
構成を図面で説明する。 （ｂ）ウレタン等の弾性部材１５３Ａの下面に、導電性
塗料または導電性接着テープ１５３Ｂ等を付与、添付し
て導電性支持部材１５３を形成する（図４（ｂ）参
照）。 （ｃ）絶縁部１１と導電部１３と同じように作られた第
１のウレタン材１５５Ａと第２のウレタン材１５５Ｂを
接着して２層構造とし、導電性支持部材１５５を形成す
る（図４（ｃ）参照）。 （ｄ）導電性フィルムにより導電性支持部材１５７とす
る（図４（ｄ）参照）。 上記各実施例の導電性支持部材は、いずれもその抵抗を
１０³Ω・ｃｍ以下としている。

【００１６】導電性支持部材１５はホルダー１７に固定
される。バイアス電源２０は導電性支持部材１５に接続
しても良いし、ホルダー１７を介してもよい。バイアス
電源２０からのバイアス電圧は直流あるいは、直流に交
流を重畳させたものが使用される。上記のように絶縁部
１１と導電部１３、および導電性支持部材１５で構成さ
れる帯電装置は、像担持体５０の表面に接触して配設さ
れる。帯電装置の像担持体５０との接触は絶縁部１１で
行われ、そのプロセス方向での接触幅をＷ３とする。こ
のとき、像担持体５０との接触幅Ｗ３は絶縁部１１の幅
Ｗ１よりせまい、Ｗ１＞Ｗ３の関係となるように像担持
体５０にとりつけられる。すなわち、半導電部１３は像
担持体５０と非接触に導電性支持部材１５に支持され、
ホルダー１７を介して機体に取り付けられる。

【００１７】次に、絶縁部１１と半導電部１３の製造方
法について説明する（図５参照）。図５は円心成型器１
００の断面説明図であって、円筒形の型１１０をギヤ１
２０を介してモーター１２５で回転させる。回転する型
１１０中に絶縁部１１の材料であるウレタンゴムを抽入
し、ウレタンゴム層（絶縁層）１１ａを形成する。さら
に半導電部１３の材料であるカーボン等の電子導電化剤
を分散させて調整したウレタンゴムを抽入、架橋させな
がら成型を行いウレタンゴム層（半導電層）１３ａを形
成して、２層構造のシートを形成する。

【００１８】ここで、２層構造のシートの製造、および
ブレード作成までの工程を説明する。 絶縁層成形工程 ウレタンゴム材と架橋剤を混合して回転する型に抽入、
遠心成形して絶縁層１１ａを均一層状に形成する。層厚
は半導電部の幅寸法Ｗ２より薄い厚さとする。 半導電層成形工程 カーボン等の電子導電化剤を分散させたて抵抗を１０⁴
Ω・ｃｍに調整したウレタンゴム材と架橋剤を混合して
回転する型に抽入、遠心成形して絶縁層１１ａの上層に
半導電層１３ａを均一層状に形成する。２つの層の境界
は境界線Ｋとする。半導電層１３ａの層厚は半導電部の
幅寸法Ｗ２とする。

【００１９】２層構造シート形成工程 絶縁層１１ａと半導電層１３ａとを積層した筒状素材を
遠心成型器から取りだし、壁面を切断、シート状とす
る。２層構造のシートを加熱、熟成する。 導電性支持部材接着工程 ２層構造のシートから絶縁部、半導電部の厚さ寸法ｔ１
と同一寸法を有する間隔ｔ１を２層の境界線Ｋに垂直に
プレカットする。厚さをｔ１とする短冊状の棒状体を形
成する。この短冊状材料を弾性を有する導電性支持部材
１５に導電性接着層１９を介して接着する。このとき、
絶縁層１１ａと半導電層１３ａの境界線Ｋを導電性支持
部材１５面に垂直となるように配設する（図６（ａ）参
照）。 エッジカット工程 絶縁層１１ａ，半導電層１３ａを接着した導電性支持部
材１５を境界線Ｋから寸法Ｗ１の位置で切断して、絶縁
部１１と半導電部１３を形成する。 ホルダー等の装置への支持部材との接着工程 導電性支持部材１５の端部は導電性接着接着剤によりホ
ルダー１７に接着し固定する。

【００２０】ここで絶縁層成型工程と導電層成型工程の
成型工程はその成型順が入れかわってもかまわない。上
記工程を経て製造されたブレード型帯電装置１０は、絶
縁層１１ａと半導電層１３ａを遠心成型で形成している
ので、絶縁層の層厚は均一となり、２層の境界線Ｋ、い
わゆる絶縁部１１と半導電部１３の像担持体５０の長手
方向の境界線Ｋの精度は高く成型できる。測定による
と、境界線Ｋの長手方向への精度は２００ｕｍ未満とな
った。また、絶縁部１１の感光体と接触する部分のエッ
ジは導電性支持部材１５に接着した後、境界線ＫからＷ
１の幅で切断して形成しているので、切断精度を高める
ことによりエッジの精度は１００ｕｍ未満、同じく像担
持体５０の軸方向への平面度も２００ｕｍ未満となっ
た。

【００２１】このように構成された帯電装置は像担持体
５０へ接触させて配設される。次に帯電装置１０の配設
を説明する。図８，９はブレードのセッティングアング
ルＳＡ、くい込み量Ｎについての説明図である。弾性を
有する導電性支持部材１５に接着支持される絶縁部１１
と半導電部１３は絶縁部１１の先端部分を、像担持体５
０の表面とのなす角度を所定の角度（セッテイングアン
グル）ＳＡとして配設される。そして、像担持体５０が
ない場合、絶縁部１１がくい込むであろうくい込み量を
Ｎとして、像担持体５０に絶縁部１１を押圧接触させ
る。このとき、絶縁部１１の先端は幅Ｗ３の間で像担持
体５０と接触する。

【００２２】ここで、絶縁部１１のプロセス方向の幅と
像担持体の帯電電位の関係を図１０のグラフで説明す
る。 像担持体５０表面の帯電電位が−６５０Ｖとなるために
は、絶縁部の幅寸法Ｗ１が０．４ｍｍ以下であることが
要件となる。しかし、絶縁部の幅寸法Ｗ１を０．２ｍｍ
以下に形成することは困難であるから、Ｗ１の幅寸法
は、０．２ｍｍ≦Ｗ１≦０．４ｍｍを満足する幅寸法で
あることが望ましい。すなわち、絶縁部１１と半導電部
１３との境界線Ｋの長手方向での精度を２００ｕｍとす
ることにより、絶縁部１１と像担持体５０とのニップ幅
（接触巾）Ｗ３が均一となり、像担持体５０長手方向で
の帯電電位が均一となり、所望の帯電電位が得られる。

【００２３】以下に本発明による帯電装置の実施例を挙
げる。 《実施例》 帯電装置の各部材 絶縁部１１ 材質：ウレタンゴム 硬度：７０° 幅Ｗ１：０．３ｍｍ 厚さｔ１：２ｍｍ 半導電部１３ 材質：カーボンブラックを添加したウレタン 体積抵抗：１０⁵Ω・ｃｍ 幅Ｗ２：５ｍｍ 厚さｔ１：２ｍｍ 支持部材１５ 材質：カーボンブラックを添加したウレタン 体積抵抗：１０²Ω・ｃｍ 厚さｔ２：２ｍｍ として構成した帯電装置の像担持体の帯電試験を実施し
た。

【００２４】試験条件を以下に示す。 像担持体５０ 有機感光体 移動速度：３００ｍｍ／ｓｅｃ 帯電装置１０ セッティングアングルＳＡ：１７° くい込み量Ｎ：１．５ｍｍ 像担持体との接触幅Ｗ３：０．０８ｍｍ このように構成する帯電装置１０に、バイアス電圧とし
て−６５０Ｖの直流成分に交流成分として正弦波を重畳
したときのピーク間電圧と像担持体（感光体）の表面電
位の関係を図１１のグラフに示す。１．５ｋＶ程度を越
えるピーク間電圧で、像担持体５０表面には安定した帯
電電位が得られることが確認された。

【００２５】さらに、このブレード型帯電装置は像担持
体のクリーニングと帯電の機能を兼用させることも可能
である。次に、図３に示すように電子写真プロセスのク
リーニングブレードと帯電装置を兼用させた上記帯電装
置を用いプリントテストをおこなった。試験条件を以下
に示す。 像担持体 有機感光体 移動速度：３００ｍｍ／ｓｅｃ 帯電装置 セッティングアングルＳＡ：１７° くい込み量Ｎ：１．５ｍｍ 像担持体との接触幅Ｗ３：０．０８ｍｍ バイアス：ｄｃ成分−６５０Ｖ，ＡＣピーク間電圧２ｋ
Ｖ，周波数２．５ＫＨｚ トナー 平均粒径：７μｍ 帯電極性：負 その結果、１００，０００枚プリントにおいても良好な
画質が得られ、確実な像担持体表面のクリーニングが実
行されていることが確認された。上記のように、この帯
電装置は安価で長期にわたり安定した帯電とクリーニン
グ性能を維持することが可能である。

【００２６】

【発明の効果】本発明による帯電装置は、像担持体との
間で放電をおこない像担持体の帯電をおこなう半導電性
部と感光体に接触する絶縁部との境界線の長手方向への
精度が高く（像担持体（感光体）長手方向に２００ｕｍ
以下）なっているので、像担持体長手方向への帯電電位
が均一となり、長期にわたり安定した帯電を実行する。
また、絶縁部先端の像担持体とのエッジ部の確実な真直
度、平面度が形成できるので、像担持体との接触による
波打ちを生じることなく、像担持体との接触（ニップ）
部分が像担持体長手方向で一定幅となり、安定した帯電
電位が得られる。また、像担持体とのニップ（接触）幅
が一定で確実となり、良好なクリーニング性能が維持で
きる。

【００２８】本発明による帯電装置の製造方法は、像担
持体との間で放電をおこない像担持体の帯電をおこなう
半導電性部と像担持体に接触する絶縁部との境界線が像
担持体（感光体）長手方向に精度を高く形成でき、長期
にわたり安定した帯電を実行する。また、エッジカット
工程で絶縁部先端の像担持体とのエッジ部の確実な真直
度、平面度が形成できるので、良好なクリーニング作用
が実行できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による帯電装置の説明図。

【図２】 本発明による帯電装置の作用説明図。

【図３】 本発明が適用される電子写真プロセスの構成
説明図。

【図４】 ブレード型帯電装置の構成説明図。

【図５】 遠心成型器の説明図。

【図６】 ブレードの構成説明図。

【図７】 帯電装置の製造チャート。

【図８】 ブレードの配設説明図。

【図９】 ブレードの配設説明図。

【図１０】 絶縁部と半導電部の境界線のばらつきによ
る感光体帯電電位の変化を示すグラフ。

【図１１】 ＡＣピーク間電圧と感光体表面電位の関係
を示すグラフ。

【図１２】 接触ブレード型帯電装置の従来例説明図。

【図１３】 接触ブレード型帯電装置の従来例説明図。

【図１４】 接触ブレード型帯電装置の従来例説明図。

【符号の説明】

１０ 帯電装置、 １１ 絶縁部、 １１ａ 絶縁層、
１３ 半導電部、１３ａ 半導電層、 １５ 導電性
支持部材、 １７ ホルダー、 ２０ 電源、 ５０
像担持体。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともバイアス電圧を受けて像担持
   体に対し放電をおこなう半導電性部と、像担持体の表面
   に当接して半導電性部の位置決めを行う半導電性部に並
   設する絶縁部とを有する帯電部材と、帯電部材を保持す
   るホルダ−とを備え、絶縁部を像担持体表面に接触させ
   て帯電部材と像担持体表面との距離が徐々に大きくなる
   放電ギャップを形成するよう構成する帯電装置におい
   て、 帯電部材は導電性弾性部材に固着されてホルダーに保持
   されると共に、半導電性部と絶縁部の境界線長手方向の
   精度は２００ｕｍ以下に構成されてなる帯電装置。
2. 【請求項２】 帯電部材は少なくとも半導電性部が像担
   持体と非接触となるよう像担持体の表面に対して所定の
   接触角度で弾接されてなる請求項１記載の帯電装置。
3. 【請求項３】 遠心成型により絶縁材料から絶縁層を形
   成する工程と、絶縁層上に遠心成型により導電化剤を混
   合した材料から半導電層を絶縁層上に積層して形成する
   工程と、絶縁層と半導電層の積層シートを積層境界面に
   対して垂直に帯電部材の厚さ寸法にカットする帯電部材
   プレカット工程と、カットされた帯電部材の積層境界面
   が導電性弾性部材に対して垂直となるよう導電性接着剤
   を介して帯電部材を導電性弾性部材に接着する工程と、
   導電性弾性部材と共にカットするエッジの長手方向の平
   面度の精度が２００ｕｍ以下となるよう切断面を形成し
   てなるエッジカット工程と、を備えた帯電装置の製造方
   法。